martes, 29 de octubre de 2013

LEY DE OHM

La ley de Ohm dice que la intensidad de la corriente que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos. Esta constante es la inductancia eléctrica, que es la inversa de la resistencia eléctrica.
La intensidad de corriente que circula por un circuito dado es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo. Cabe recordar que esta ley es una propiedad específica de ciertos materiales y no es una ley general del electromagnetismo como la ley de Gauss, por ejemplo.

La ecuación matemática que describe esta relación es:

 I=  {G} {V} = \frac{V}{R}
Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y Res la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.
Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm.
Esta ley se cumple para circuitos y tramos de circuitos pasivos que, o bien no tienen cargas inductivas ni capacitivas (únicamente tiene cargas resistivas), o bien han alcanzado un régimen permanente (véase también «Circuito RLC» y «Régimen transitorio (electrónica)»). También debe tenerse en cuenta que el valor de la resistencia de un conductor puede ser influido por la temperatura.

La ley de Ohm es una ley empírica, válida para muchos materiales en cierto rango de diferencias de potenciales. Empíricamente se ha observado que la ley de Ohm es válida en un amplio rango de escalas de longitud. A principios del siglo XX, se pensaba que la ley de Ohm debía fallar a escala atómica, pero los experimentos no han confirmado esta sospecha. En 2012, por ejemplo varios investigadores mostraron que la ley de Ohm es aplicable a cables de silicio formado por sólo un puñado cuatro átomos de ancho.
Sin embargo, no todos los materiales la obedecen, los materiales no óhmicos no la siguen, y enventualmente cualquier material sufre disrupción eléctrica para un campo eléctrico suficientemente grande, y en ese régimen la ley de Ohm no se cumple. Los materiales no óhmicos que no siguen la ley de Ohm tienen interés tecnológico para ciertas aplicaciones de ingeniería electrónica.

                          CONEXIÓN EN SERIE

Un conexión en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos están unidos para un solo circuito (generadores, resistencias,condensadores, interruptores, entre otros.) se conectan secuencialmente. La terminal de salida del dispositivo uno se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.
Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua se conectarán en serie si la salida del primero se conecta a la entrada del segundo. Una batería eléctrica suele estar formada por varias pilas eléctricas conectadas en serie, para alcanzar así el voltaje que se precise.
En función de los dispositivos conectados en serie, el valor total o equivalente se obtiene con las siguientes expresiones:
  • Para Generadores (pilas)
TE Compon 07.svgTE Compon 07.svgTE Compon 07.svg
TE Compon 05.svgTE Compon 05.svgTE Compon 05.svg

   {V_{T}} = {V_1} + {V_2} + ... + {V_n}\,

   {I_{T}} = {I_1} = {I_2} = ... = {I_n}\,

  • Para Resistencias
TE Compon 01.svgTE Compon 01.svgTE Compon 01.svg

   {R_{T}} = {R_1} + {R_2} + ... + {R_n}\,

  • Para Condensadores
TE Compon 04.svgTE Compon 04.svgTE Compon 04.svg

   {1 \over C_{T}} = {1 \over C_1} + {1 \over C_2} + ... + {1 \over C_n}\,

  • Para Interruptores
TE Interu 1A.svgTE Interu 1B.svgTE Interu 1C.svg
Interruptor AInterruptor BInterruptor CSalida
AbiertoAbiertoAbiertoAbierto
AbiertoAbiertoCerradoAbierto
AbiertoCerradoAbiertoAbierto
AbiertoCerradoCerradoAbierto
CerradoAbiertoAbiertoAbierto
CerradoAbiertoCerradoAbierto
CerradoCerradoAbiertoAbierto
CerradoCerradoCerradoCerrado

Otra configuración posible, para la disposición de componentes eléctricos, es el circuito en paralelo. En el cual, los valores equivalentes se calculan de forma inversa al circuito en serie.
Es importante conocer que para realizar la suma de las magnitudes, solo en corriente alterna, se debe hacer en forma fasorial (vectorial), para ser sumadas en forma de módulo, cada rama debe tener como máximo un elemento.




                                            CONEXIÓN EN PARALELO

El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (generadoresresistenciascondensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.
Siguiendo un símil hidráulico, dos tinacos de agua conectados en paralelo tendrán una entrada común que alimentará simultáneamente a ambos, así como una salida común que drenará a ambos a la vez. Las bombillas de iluminación de una casa forman un circuito en paralelo, gastando así menos energía.
En función de los dispositivos conectados en paralelo, el valor total o equivalente se obtiene con las siguientes expresiones
  • Para generadores
TE Conex 05.svgTE Compon 07.svgTE Conex 09.svg
TE Conex 07.svgTE Compon 07.svgTE Conex 11.svg
TE Conex 14.svgTE Compon 07.svgTE Conex 14.svg
TE Conex 05.svgTE Compon 05.svgTE Conex 09.svg
TE Conex 07.svgTE Compon 05.svgTE Conex 11.svg
TE Conex 14.svgTE Compon 05.svgTE Conex 14.svg

   {V_{T}} = {V_1} = {V_2} = ... = {V_n}\,

   {I_{T}} = {I_1} + {I_2} + ... + {I_n}\,

  • Tambien Para Resistencias
TE Conex 05.svgTE Compon 01.svgTE Conex 09.svg
TE Conex 07.svgTE Compon 01.svgTE Conex 11.svg
TE Conex 14.svgTE Compon 01.svgTE Conex 14.svg

   {1 \over R_{T}} = {1 \over R_1} + {1 \over R_2} + ... + {1 \over R_n}\,

  • Para Condensadores
TE Conex 05.svgTE Compon 04.svgTE Conex 09.svg
TE Conex 07.svgTE Compon 04.svgTE Conex 11.svg
TE Conex 14.svgTE Compon 04.svgTE Conex 14.svg

   {C_{T}} = {C_1} + {C_2} + ... + {C_n}\,

  • Para Interruptores
TE Conex 05.svgTE Interu 1A.svgTE Conex 09.svg
TE Conex 07.svgTE Interu 1B.svgTE Conex 11.svg
TE Conex 14.svgTE Interu 1C.svgTE Conex 14.svg
Interruptor AInterruptor BInterruptor CSalida
AbiertoAbiertoAbiertoAbierto
AbiertoAbiertoCerradoCerrado
AbiertoCerradoAbiertoCerrado
AbiertoCerradoCerradoCerrado
CerradoAbiertoAbiertoCerrado
CerradoAbiertoCerradoCerrado
CerradoCerradoAbiertoCerrado
CerradoCerradoCerradoCerrado