ley de ohm
Páginas: 6 (1303 palabras)
Publicado: 6 de octubre de 2013
Capítulo 4: Ley de Ohm, Potencia y Energía
Todo el conocimiento humano sobre electricidad y magnetismo queda explicado por las cuatro ecuaciones de Maxwell y los boundary conditions o condiciones de contorno. Un caso especial, y ampliamente usado en electricidad y electrónica, de las ecuaciones de Maxwell nos brinda la Ley de Ohm.
V = I R
donde
V = voltaje
I = corriente
R =resistencia
Si aumentamos el voltaje, o lo que sería equivalente en nuestra analogía con un tubo o manguera llena de agua, la presión del agua, aumenta la corriente, o lo que sería equivalente en nuestra analogía, la cantidad de gotas de agua que por unidad de tiempo pasan a través de un punto.
Si aumenta la resistencia y el voltaje se mantiene fijo, va a ser más difícil el paso de corriente y porlo tanto, disminuye la corriente.
Consideremos el siguiente circuito básico que consiste de una batería en serie con una resistencia. Decimos que la batería y la resistencia están en serie pues a través de ambos pasa la misma corriente.
Usamos el símbolo E para denotar fuentes de voltaje o baterías. Usamos el símbolo V para denotar caída en voltaje a través de algún componente en elcircuito. Tano E como V son medidas en voltios.
Por convención, la corriente sale del terminal positivo de la batería o fuente de voltaje y regresa por el terminal negativo de la batería o fuente de voltaje. Además, la corriente va en la dirección contraria al movimiento de los electrones.
Es muy fácil determinar la polaridad de la caída en voltaje que se produce cuando una corriente pasa a travésde una resistencia.
El extremo por donde entra la corriente es marcado como positivo. El extremo por donde sale la corriente es marcado como negativo.
Si en nuestro circuito básico la batería es de 9 V y la resistencia es de 2.2 la corriente es
I = = 4.09 A
Ejemplo: Calcule la corriente en el siguiente circuito.
I = = 8 mA
Cada vez que usemos resistencias en k ohmslas corriente serán en mA.
Sección 4.4: Potencia
Potencia es trabajo por unidad de tiempo. Por ejemplo, si deseamos hacer el trabajo de llevar un carro de 0 a 60 millas por hora en tan solo unos cuantos segundos, entonces necesitamos un motor con mucha potencia.
Trabajo es sinónimo de energía. La energía la medimos en joules o julios. Como potencia es trabajo por unidad de tiempo, launidad de potencia es 1 julio/segundo o 1 J/s. Un vatio consiste de 1 J/s.
1 vatio (W) = 1 julio/segundo (J/s)
potencia en vatios = P =
La potencia también se puede denotar usando caballos de fuerza.
1 caballo de fuerza = 746 vatios
Calculemos la potencia suplida o absorbida por un dispositivo o sistema eléctrico.
P = =
Como voltaje es trabajo por unidad de carga,P = = V = V I
P = V I = V =
P = V I = (I R) I = I2 R
Por lo tanto,
P = V I = I2 R = vatios
La potencia suplida por una batería está dada por E I vatios.
Ejemplo: Si un motor DC requiere de 120 V y 5 A de corriente, ¿cuál es la potencia eléctrica que se le suple al motor?
P = E I = 120 x 5 = 600 W = 0.6 k W
Ejemplo: Si una bombilla incandescente requiere 120V y 0.625 A, entonces, ¿cuánta potencia consume y cuál es la resistencia de dicha bombilla?
P = 120 V x 0.625 A = 75 W
R = = = 192
Ejemplo: Determine la corriente a través de una resistencia de 5 k cuando la potencia disipada es de 20 mW.
P = I2 R
0.020 W = I2 (5000)
I = = 2 x 10-3 A = 2 mA
Sección 4.5: Energía
Si potencia es trabajo o energía por unidadde tiempo, entonces podemos calcular la energía perdida o ganada por un sistema usando la siguiente ecuación.
energía = potencia x tiempo
La energía se mide en vatiosegundo o joules o julios. Como para la mayoría de las aplicaciones un vatiosegundo resulta ser muy pequeño, es típico medir la energía en kilovatio-hora (kW-h).
energía en kilovatio-hora =
Por ejemplo, una bombilla...
Todo el conocimiento humano sobre electricidad y magnetismo queda explicado por las cuatro ecuaciones de Maxwell y los boundary conditions o condiciones de contorno. Un caso especial, y ampliamente usado en electricidad y electrónica, de las ecuaciones de Maxwell nos brinda la Ley de Ohm.
V = I R
donde
V = voltaje
I = corriente
R =resistencia
Si aumentamos el voltaje, o lo que sería equivalente en nuestra analogía con un tubo o manguera llena de agua, la presión del agua, aumenta la corriente, o lo que sería equivalente en nuestra analogía, la cantidad de gotas de agua que por unidad de tiempo pasan a través de un punto.
Si aumenta la resistencia y el voltaje se mantiene fijo, va a ser más difícil el paso de corriente y porlo tanto, disminuye la corriente.
Consideremos el siguiente circuito básico que consiste de una batería en serie con una resistencia. Decimos que la batería y la resistencia están en serie pues a través de ambos pasa la misma corriente.
Usamos el símbolo E para denotar fuentes de voltaje o baterías. Usamos el símbolo V para denotar caída en voltaje a través de algún componente en elcircuito. Tano E como V son medidas en voltios.
Por convención, la corriente sale del terminal positivo de la batería o fuente de voltaje y regresa por el terminal negativo de la batería o fuente de voltaje. Además, la corriente va en la dirección contraria al movimiento de los electrones.
Es muy fácil determinar la polaridad de la caída en voltaje que se produce cuando una corriente pasa a travésde una resistencia.
El extremo por donde entra la corriente es marcado como positivo. El extremo por donde sale la corriente es marcado como negativo.
Si en nuestro circuito básico la batería es de 9 V y la resistencia es de 2.2 la corriente es
I = = 4.09 A
Ejemplo: Calcule la corriente en el siguiente circuito.
I = = 8 mA
Cada vez que usemos resistencias en k ohmslas corriente serán en mA.
Sección 4.4: Potencia
Potencia es trabajo por unidad de tiempo. Por ejemplo, si deseamos hacer el trabajo de llevar un carro de 0 a 60 millas por hora en tan solo unos cuantos segundos, entonces necesitamos un motor con mucha potencia.
Trabajo es sinónimo de energía. La energía la medimos en joules o julios. Como potencia es trabajo por unidad de tiempo, launidad de potencia es 1 julio/segundo o 1 J/s. Un vatio consiste de 1 J/s.
1 vatio (W) = 1 julio/segundo (J/s)
potencia en vatios = P =
La potencia también se puede denotar usando caballos de fuerza.
1 caballo de fuerza = 746 vatios
Calculemos la potencia suplida o absorbida por un dispositivo o sistema eléctrico.
P = =
Como voltaje es trabajo por unidad de carga,P = = V = V I
P = V I = V =
P = V I = (I R) I = I2 R
Por lo tanto,
P = V I = I2 R = vatios
La potencia suplida por una batería está dada por E I vatios.
Ejemplo: Si un motor DC requiere de 120 V y 5 A de corriente, ¿cuál es la potencia eléctrica que se le suple al motor?
P = E I = 120 x 5 = 600 W = 0.6 k W
Ejemplo: Si una bombilla incandescente requiere 120V y 0.625 A, entonces, ¿cuánta potencia consume y cuál es la resistencia de dicha bombilla?
P = 120 V x 0.625 A = 75 W
R = = = 192
Ejemplo: Determine la corriente a través de una resistencia de 5 k cuando la potencia disipada es de 20 mW.
P = I2 R
0.020 W = I2 (5000)
I = = 2 x 10-3 A = 2 mA
Sección 4.5: Energía
Si potencia es trabajo o energía por unidadde tiempo, entonces podemos calcular la energía perdida o ganada por un sistema usando la siguiente ecuación.
energía = potencia x tiempo
La energía se mide en vatiosegundo o joules o julios. Como para la mayoría de las aplicaciones un vatiosegundo resulta ser muy pequeño, es típico medir la energía en kilovatio-hora (kW-h).
energía en kilovatio-hora =
Por ejemplo, una bombilla...
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