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Ley de Ohm
La Ley de Ohm afirma que la corriente que circula por un conductor eléctrico es directamente
proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia siempre y cuando su temperatura
se mantenga constante.
La ecuación matemática que describe esta relación es:
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, y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice
que la 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.
FÓRMULA
MATEMÁTICA
GENERAL
DE
REPRESENTACIÓN
DE
LA
LEY
DE
OHM
Desde el punto de vista matemático el postulado anterior se puede representar por medio de la siguiente
Fórmula General de la Ley de Ohm:
VARIANTE PRÁCTICA:
Aquellas personas menos relacionadas con el despeje de fórmulas matemáticas pueden realizar también los
cálculos de tensión, corriente y resistencia correspondientes a la Ley de Ohm, de una forma más fácil utilizando el
siguiente recurso práctico:
Con esta variante sólo será necesario tapar con un dedo la letra que representa el valor de la incógnita que
queremos conocer y de inmediato quedará indicada con las otras dos letras cuál es la operación matemática que
será necesario realizar.
Historia
Georg Ohm, Creador de la ley de Ohm
En enero de 1781, antes del trabajo de Georg Ohm, Henry Cavendish experimentó con botellas de Leyden
y tubos de vidrio de diferente diámetro y longitud llenados con una solución salina. Como no contaba con
los instrumentos adecuados, Cavendish calculaba la corriente de forma directa: se sometía a ella y
calculaba su intensidad por el dolor. Cavendish escribió que la "velocidad" (corriente) variaba
directamente por el "grado de electrificación" (tensión). Él no publicó sus resultados a otros científicos a
tiempo, y sus resultados fueron desconocidas hasta que Maxwell los publicó en 1879.
En 1825 y 1826, Ohm hizo su trabajo sobre las resistencias, y publicó sus resultados en 1827 en el libro
Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (Trabajos matemáticos sobre los circuitos eléctricos). Su
inspiración la obtuvo del trabajo de la explicación teórica de Fourier sobre la conducción del calor.
En sus experimentos, inicialmente uso pilas voltaicas, pero posteriormente usó un termopar ya que este
proveía una fuente de tensión con una resistencia interna y diferencia de potencial casi constante. Usó
un galvanómetro para medir la corriente, y se dio cuenta que la tensión de las terminales del termopar
era proporcional a su temperatura. Entonces agregó cables de prueba de diferente largo, diámetro y
material para completar el circuito. El encontró que los resultados obtenidos podían modelarse a través
de la ecuación:
Donde x era la lectura obtenida del galvanómetro, l era el largo del conductor a prueba, a dependía
solamente de la temperatura del termopar, y b era una constante de cada material. A partir de esto,
Ohm determinó su ley de proporcionalidad y publicó sus resultados.
La ley de Ohm todavía se sigue considerando como una de las descripciones cuantitativas más
importante de la física de la electricidad. Aunque cuando Ohm publicó por primera vez su trabajo, las
críticas rechazaron su trabajo. Su trabajo fue denominado "una red de fantasías desnudas", y el ministro
alemán de educación afirmó que un profesor que predicaba tales herejías no era digno de enseñar
ciencia. El rechazo al trabajo de Ohm se debía a la filosofía científica que prevalecía en Alemania en esa
época, la cual era liderada por Hegel, que afirmaba que no era necesario que los experimentos se
adecuaran a la comprensión de la naturaleza, porque la naturaleza esta tan bien ordenada, y que
además la veracidad científica puede deducirse al razonar solamente. También, el hermano de Ohm,
Martín Ohm, estaba luchando en contra del sistema de educación alemán. Todos estos factores
dificultaron la aceptación del trabajo de Ohm, el cual no fue completamente aceptado hasta la década
de los años 1840. Afortunadamente, Ohm recibió el reconocimiento de sus contribuciones a la ciencia
antes de que muriera.
En los años 1850, la ley de Ohm fue conocida como tal, y fue ampliamente probada, y leyes alternativas
desacreditadas, para las aplicaciones reales para el diseño del sistema del telégrafo, discutido por Morse
en 1855.
En los años 1920, se descubrió que la corriente que fluye a través de un resistor ideal tiene fluctuaciones
estadísticas, que dependen de la temperatura, incluso cuando la tensión y la resistencia son exactamente
constantes. Esta fluctuación, conocida como ruido de Johnson-Nyquist, es debida a la naturaleza discreta
de la carga. Este efecto térmico implica que las medidas de la corriente y la tensión que son tomadas por
pequeños períodos de tiempo tendrá una relacion V/I que fluirá del valor de R implicado por el tiempo
promedio de la corriente medida. La ley de Ohm se mantiene correcta para la corriente promedio, para
materiales resistivos.
El trabajo de Ohm precedió a las ecuaciones de Maxwell y también a cualquier comprensión de los
circuitos de corriente alterna. El desarrollo moderno en la teoría electromagnética y el análisis de
circuitos no contradicen la ley de Ohm cuando estás son evaluadas dentro de los límites apropiados.
Hidráulica
La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades
mecánicas de los fluidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa (fuerza) y
empuje de la misma
HIDRAULICA
La palabra "Hidráulica" proviene del griego "hydro" que significa "agua", y “aulos” que significa cañería
o entubamiento, cubrió originalmente el estudio del comportamiento físico del agua en reposo y en
movimiento
DESARROLLO DE LA HIDRÁULICA
Aunque el desarrollo moderno de la hidráulica sea comparativamente reciente, las antiguas
civilizaciones estaban familiarizadas con muchos principios hidráulicos y sus usos. La ley de Pascal indica
que el aumento en la presión sobre la superficie de un líquido confinado es transmitido sin disminución a
través del recipiente o del sistema que lo contiene . (Éste es el principio básico de la hidráulica).
Principio de Pascal
En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés
Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: la presión ejercida en cualquier parte de un fluido
incompresible y en equilibrio dentro en un recipiente de paredes indeformables, se transmite por igual en
todas las direcciones en todo el fluido.1
El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y
provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se
observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma presión.
También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas.
Hidrodinámica
La hidrodinámica estudia la dinámica de fluidos incompresibles. Por extensión, dinámica de fluidos.
Etimológicamente, la hidrodinámica es la dinámica del agua, puesto que el prefijo griego "hidro-" significa
"agua". Aun así, también incluye el estudio de la dinámica de otros fluidos. Para ello se consideran entre
otras cosas la velocidad, presión, flujo y gasto del fluido. Para el estudio de la hidrodinámica normalmente
se consideran tres aproximaciones importantes:
Dinámica
La dinámica es la parte de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación a
las causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica
es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear
ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación.
El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos (clásicos, relativistas o cuánticos), pero
también en la termodinámica y electrodinámica. En este artículo se desarrollaran los aspectos principales de
la dinámica en sistemas mecánicos, dejándose para otros artículos el estudio de la dinámica en sistemas nomecánicos
Hidrostática
La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de equilibrio, es
decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición. Los principales teoremas que respaldan
el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y el [[principio de Arquímedes] la hidrostatica estudia
fluidos en reposo tales como gases y liquidos.(fluido inmovil) p=f/a sabiendo que p=presion , f=fuerza y
a=area.
Energía hidráulica
.
Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las
energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía
verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es
considerada sólo una forma de energía renovable.
Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen desde hace siglos pequeñas explotaciones en las
que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en
molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas
de represas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto
ambiental que producen.
Cuando el Sol calienta la Tierra, además de generar corrientes de aire, hace que el agua de los mares,
principalmente, se evapore y ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montañosas, para luego
caer en forma de lluvia. Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del agua
almacenada se deja salir para que se mueva los álabes de una turbina engranada con un generador de
energía eléctrica
Energía Cinética (Ec)
Cuando un cuerpo está en movimiento posee energía
cinética ya que al chocar contra otro puede moverlo y, por
lo tanto, producir un trabajo.
Para que un cuerpo adquiera energía cinética o de
movimiento, es decir, para ponerlo en movimiento, es
necesario aplicarle una fuerza. Cuanto mayor sea el tiempo
que esté actuando dicha fuerza, mayor será la velocidad
del cuerpo y, por lo tanto, su energía cinética será también
mayor.
Cuerpo en movimiento.