Download LEY DE OHM - cloudfront.net
Document related concepts
Transcript
LEY DE OHM FÍSICA Y SU MATEMÁTICA UNIDAD 3 Profesor: Julio Ontiveros Rodríguez Ohm descubrió que la cantidad de corriente que pasa por un circuito es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito. La fórmula conocida como Ley de Ohm es: Corriente = Voltaje Resistencia I = V R 1Ampere = 1Volt 1 Ohm Para que puedas despejar fácilmente el Maestro Paul Hewitt autor del libro Física Conceptual, diseñó este triangulo, en donde solo tienes que tapar la incógnita y aparece como solucionar el problema; Ejemplo 1: Cuanta corriente circula por un foco de 12 volts si su resistencia es de 3Ω. Datos V= 12 Volts R= 3 Ω I=? LEY DE OHM Fórmula Tapamos en el triangulo la incógnita y nos queda: I= V R Sustitución y Resultado I = 12 3 I = 4Amperes Ing. Julio Ontiveros Rodríguez 1 Ejemplo 2: Una plancha se conecta a la toma doméstica (120Volts) y toma 9 Amperes de corriente. ¿Cuál es la resistencia de la plancha? Datos Fórmula Sustitución y Resultado V= 120 Volts I= 6 Amperes R= ? Tapamos en el triangulo la incógnita y nos R = 120 queda: 6 R= V R =20 Ω I Ejemplo 3: ¿Cuál es el voltaje que tiene una calculadora, si tiene una resistencia de 80 Ω y la corriente es de 0.1 Amperes? Datos I= 0.1 Amperes R= 80 Ω V= ¿ Fórmula Tapamos en el triangulo la incógnita y nos queda: Sustitución y Resultado V = 0.1 x 80 V = 8 Volts V= I x R Podemos conceptualizar la Ley de Ohm analizando con atención el siguiente circuito: Para que practiques lo aprendido visita la siguiente página y resuelve los ejercicios: http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/b_vi/ejercicios /bl_6_ap_1_08.htm LEY DE OHM Ing. Julio Ontiveros Rodríguez 2 Ahora vamos a aplicar esta ley en los circuitos serie-paralelo para conocer como calcular la corriente y el voltaje. Podemos resumir las características de estos dos tipos en la siguiente tabla: Circuito en serie Circuito en paralelo Hay un solo camino para que pase la corriente eléctrica, por lo que la corriente que pasa por TODOS los dispositivos es la misma. I = I1 = I2 = I3 = In La corriente se divide entre todas las ramas paralelas, la corriente total es la suma de las corrientes en cada rama. I=I rama1 + I rama2 + I rama3+ …….. I rama n La resistencia equivalente es la suma La resistencia se calcula con la fórmula de las resistencias individuales. R1 R2/R1+R2 para cada par de resistencias y RT = R1 + R2 + R3 +……. Rn luego se toma ese resultado como Ra y se vuelve a aplicar la fórmula, por ejemplo: R3resistencias en paralelo = (R1 R2/R1+R2) = Ra R3resistencias en paralelo = (R3Ra/ R3 + Ra) El Voltaje total se calcula sumando los voltajes individuales aplicando la Ley de Ohm en cada uno de ellos. V = V1 + V2 + V3 + ……….Vn Todas las resistencias están conectadas a los puntos de entrada y salida de la fuente, el voltaje es el mismo en todas las resistencias. V = V 1 = V2 = V3 = Vn TIPS PARA RESOLVER PROBLEMAS DEL CURSO: En los problemas nos dan kΩ, un kilo ohm significa mil ohms, por ejemplo 0.04 kΩ son 0.04 x 1000 = 40 Ω. Por otro lado también anotan mΩ, un mili ohm es la milésima parte de un ohm, por ejemplo 25 000 mΩ = 25/1000 Ω = 25 Ω. LEY DE OHM Ing. Julio Ontiveros Rodríguez 3 Ejercicio resistencias en serie: El siguiente circuito tiene tres resistencias en serie, los valores son: R1 = 12Ω, R2 = 8 Ω y R3= 4 Ω. La fuente (batería) proporciona 6 Volts. Se nos pide calcular: a) el voltaje en R3 b) la corriente en R1 ¿Cómo lo resolvemos? a) El voltaje al ser un circuito es serie es diferente en cada una de las resistencias, lo primero que tengo que hacer es calcular la resistencia total del circuito, como es en serie solo sumo las resistencias individuales, después con ese valor y utilizando el valor de R3 aplicamos la Ley de Ohm calculando el voltaje. Resistencia Total = R1 + R2 + R3 = 12 Ω + 8 Ω + 4 Ω = 24 Ω Corriente del circuito = Voltaje total/Resistencia total = 6Volts/24 Ω = 0.25 A V3 = I x R3 = 0.25 A x 4 Ω = 1 Volt. b) La corriente en R1, como hay un solo camino para que fluya la corriente, esta será la misma para todas las resistencias, por lo que Corriente1 = I1 = Voltaje total/Resistencia total = 6Volts/24 Ω = 0.25 A Ya la habíamos calculado en el inciso a. Visita el siguiente laboratorio virtual, cambia los datos y practica lo aprendido, te vas a divertir. http://www.educaplus.org/index.php?option=com_content&task=view&id=136&Itemid=1 LEY DE OHM Ing. Julio Ontiveros Rodríguez 4 Ejercicio resistencias en paralelo: El siguiente circuito tiene tres resistencias en paralelo, los valores son: R1 = 30Ω, R2 = 15 Ω y R3= 90 Ω. La fuente (batería) proporciona 60 Volts. Se nos pide calcular: a) el voltaje en R3 b) la corriente en R1 c) la resistencia equivalente. ¿Cómo lo resolvemos? a) Por ser un circuito en paralelo, podemos apreciar en el esquema que va a ser el mismo voltaje para cada resistencia, por lo que si la batería proporciona 60 Volts ese será el voltaje en R3. b) La corriente es R1, por ser un circuito en paralelo se calcula aplicando la Ley de Ohm, I1 = V/R1 I1 = 60/30 A I1 = 2 Amperes c) La Resistencia Total la calculamos utilizando la fórmula de resistencias en paralelo. R3resistencias en paralelo = (R1 R2/R1+R2) = Ra Ra = 30 Ω x 15 Ω/ 30 Ω +15 Ω = 450 Ω/45 Ω = 10 Ω R3resistencias en paralelo = (R3Ra/ R3 + Ra) = (90 Ω x 10 Ω/90 Ω + 10 Ω) R3resistencias en paralelo = 900/100 R3resistencias en paralelo = 9 Ω COMPROBACIÓN: I2 = 60/15 = 4A Aplicamos la Ley de Ohm en cada rama: I3= 60/90 = 0.6666A I total = I1 + I2 + I3 = 2 A + 4 A + 0.6666 A = 6.6666 Amperes VOLTAJE = CORRIENTE x RESISTENCIA TOTAL = 6.6666A x 9 Ω = 60 Volts Ahora comprueba tus conocimientos y practica lo aprendido: http://www.educaplus.org/index.php?option=com_content&task=view&id=135&It emid=1 LEY DE OHM Ing. Julio Ontiveros Rodríguez 5