ley de ohm,watt,kirchoff,ejemplos y formulas

28 de julio de 2009 - 04:45

Ley de Ohm

-La Ley de Ohm establece que "La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la siguiente ecuación:

donde, empleando unidades del Sistema internacional, tenemos que:

I = Intensidad en amperios (A)
V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω).

Esta ley no se cumple, por ejemplo, cuando la resistencia del conductor varía con la temperatura, y la temperatura del conductor depende de la intensidad de corriente y el tiempo que esté circulando.

La ley define una propiedad específica de ciertos materiales por la que se cumple la relación:

Un conductor cumple la Ley de Ohm sólo si su curva V-I es lineal, esto es si R es independiente de V y de I.

Ejemplo ley de Ohm

HALLAR EL VALOR EN OHM DE UNA RESISTENCIA

Por ejemplo, si queremos calcular la resistencia "R" en ohm de una carga conectada a un circuito que tiene aplicada una tensión o voltaje "V" de 1,5 volt y por el cual circula un flujo de corriente de 500 miliampere (mA) de intensidad, lo podemos hacer de la siguiente forma:

Tapamos “R”, que representa el valor de la incógnita que queremos despejar, en este caso la resistencia "R" en ohm, y nos queda:

Es decir, el valor de la tensión o voltaje "V", dividido por el valor de la corriente "A" en ampere. El resultado será el valor de la resistencia "R" que deseamos hallar.

En el caso de este ejemplo específico tenemos que el valor de la tensión que proporciona la fuente de fuerza electromotriz (FEM), o sea, la batería, es de 1,5 volt, mientras que la intensidad de la corriente que fluye por el circuito eléctrico cerrado es de 500 miliampere (mA).

Pero antes de poder realizar correctamente esa simple operación matemática de división, será necesario convertir primero los 500 miliampere en ampere, pues de lo contrario el resultado sería erróneo. Para hacer la conversión dividimos 500 mA entre 1000:

Hecha esta conversión tenemos como resultado que 500 miliampere equivalen a 0,5 ampere, por lo que ya podemos proceder a sustituir los valores para hallar cuántos ohm tiene la resistencia del circuito eléctrico con el que estamos trabajando.

El resultado muestra que el valor de la resistencia "R" conectada al circuito es de 3 ohm.

- POTENCIA ELÉCTRICA - LEY DE WATT:

Si a un determinado cuerpo le aplicamos una fuente de alimentación (es decir le aplicamos un Voltaje) se va a producir dentro del cuerpo una cierta corriente eléctrica. Dicha corriente será mayor o menor dependiendo de la resistencia del cuerpo. Este consumo de corriente hace que la fuente este entregando una cierta potencia eléctrica; o dicho de otra forma el cuerpo esta consumiendo determinada cantidad de potencia. Esta potencia se mide en Watt. Por ejemplo una lámpara eléctrica de 40 Watt consume 40 watt de potencia eléctrica. Para calcular la potencia se debe multiplicar el voltaje aplicado por la corriente que atraviesa al cuerpo. Es decir:

POTENCIA = VOLTAJE x CORRIENTE

que expresado en unidades da: WATT = VOLT x AMPER

Ejemplos de la ley de watt

La Ley de Watt se representa por la expresión:

P = V . I

Al combinarla con la Ley de Ohm se obtienen otras fórmulas que nos ayudan a resolver más casos.

Ejemplo:

Si I=V/R

al sustituir el valor de la Corriente I, en la Ley de Watt resulta:

P = V . I = V ( V / R ) = V2 / R

Despejando V de la Ley de Ohm queda:

V = I . R ;

al sustituirlo en la Ley de Watt queda:

P = V . I = ( I . R ) ( I ) = I2 R

Entonces ya tenemos otras dos fórmulas para determinar la Potencia Eléctrica existente en un circuito.

Ejemplos:

Determinemos la Potencia Eléctrica existente en una plancha eléctrica que tiene una resistencia de 10 Ohms, y es alimentada por una fuente de voltaje de 220 Volts.

P = V2 / R = 48400/10 = 4840 Watts.

Una cocina eléctrica tiene una resistencia de 8 Ohms y pasa una corriente por él de 12 Amp. ¿Cuál es el valor de Voltaje que lo alimenta?

V = ( I ) ( R ) = (8)(12) = 96 Voltios.

Y también…
P = I2 R = (144) (8) = 1,152 Watts.

Determinar la Corriente y la resistencia eléctrica de una waflera de 1,200 Watts conectada a una fuente de 220 voltios

P = V . I → I = P / V = 1200/220 = 5.45 Amperios.

I = V / R → R = V / I = 220/5.45 = 40.36 Ω.

¿Cuál será la resistencia eléctrica de un foco de 75 Watts, conectado en una tensión de 220 voltios.

P = V . I → I = P / V = 75/220 = 0.34 Amperios.

I = V / R → R = V / I = 220/0.34 = 647.05 Ω,

comprobando...

P = I2 R → R = P / I2 = 75/0.1156 = 648.78 Ω.

El resultado de 648.78 es aproximadamente igual a 647.05, varía por el redondeo de los decimales.

Ley de kirchhoff

Ley de los nodos o ley de corrientes de Kirchhoff

1a. Ley de circuito de Kirchhoff

(KCL - Kirchhoff’s Current Law - en sus siglas en inglés o LCK, ley de corriente de Kirchhoff, en español)

En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes.

La suma de todas las intensidades que entran y salen por un Nodo (empalme) es igual a 0 (cero)

Un enunciado alternativo es:

En todo nodo la suma algebraica de corrientes debe ser 0 (cero).

Ley de las "mallas" o ley de tensiones de Kirchhoff

2a. Ley de circuito de Kirchhoff

(KVL - Kirchhoff’s Voltage Law - en sus siglas en inglés. LVK - Ley de voltaje de Kirchhoff en español.)

En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión.

Un enunciado alternativo es:

En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0 (cero).

Por ejemplo:

Fig. 12

Las flechas representan la dirección del flujo de la corriente en el nudo. I₁ entra a la unión, considerando que I₂ e I₃ salen. Si I₁ fuera 20 A e I₃ fuera 5 A, I₂ tendría 15 A, según la ley de voltaje de I₁=I₂ + I₃. La ley de Kirchoff para los voltajes es, la suma de voltajes alrededor de un circuito cerrado es igual a cero. Esto también puede expresarse como la suma de voltajes de un circuito cerrado es igual a la suma de voltajes de las fuentes de tensión:

Fig. 13

En la figura anterior, la suma de las caídas de voltaje en R₁, R₂ y R₃ deben ser igual a 10V o sea, 10V =V₁+ V₂+ V₃. Aquí un ejemplo:

Fig. 14

Las corrientes de I₂ e I₃ y la resistencia desconocida R₃ centran todos los cálculos, usando la teoría básica de la corriente continua. La dirección del flujo de la corriente está indicado por las flechas.

· El voltaje en el lado izquierdo (la resistencia R₁ de 10 Ω), está saliendo del terminal superior de la resistencia.

· La d. d. p. en esta resistencia R₁ es de I₁ * R o sea, 5 voltios. Esto está en oposición de los 15 voltios de la batería.

· Por la ley de kirchoff del voltaje, la d. d. p. por la resistencia R₂ de 10 Ω es así 15-5 o sea, 10 voltios.

· Usando la ley Ohm, la corriente a través de la resistencia R₂ 10 Ω es entonces (V/R) 1 amperio.

· Usando la ley de Kirchoff de la corriente y ahora conociendo el I₁ e I₃, el I₂ se encuentra como I₃=I₁+I₂ por consiguiente el amperaje de I₂= 0.5A.

· De nuevo, usando la ley de Kirchoff del voltaje, la d. d. p. para R₃ puede calcularse como, 20 = I₂*R3 +10. El voltaje por R₃ (el I₂*R₃) es entonces 10 voltios. El valor de R₃ es (V/I) o 10/0.5 o 20Ω.

2 comentarios

Andres - 30 de mayo de 2010 - 23:20

si se tienen tres resistencias conectadas en paralelo y alimentadas por una tension de 120v
¿que corriente circulara por cada una de ellas sabiendo que la resistencia total del circuito es 8 ohmios, la resistencia equivalente de las dos ultimas es 24 ohmios y la corriente que circula por las dos primeras suma 13 amperios? procedimiento

erikson ferley bello rojas - 16 de febrero de 2010 - 23:57

su pajina es muy agradable y es una gran alluda para los estudintes como yo