ELECTRÓNICA Y CIRCUITOS: LEY DE OHM, CIRCUITOS SERIE Y PARALELOS

La ley de ohm fue postulada por el físico alemán Georg Simón Ohm; En la cual enuncia que si en los extremos de una resistencia de valor R, se aplica una tensión o voltaje de valor V, la corriente I que circula por dicho conductor es directamente proporcional al voltaje V e inversamente proporcional a la resistencia R, es decir: R=VI .Donde R= resistencia; V= voltaje e I= corriente.

Ejemplo, si a través de una resistencia de valor 10 Ω, fluye una corriente de 2 A, calcular el voltaje que se encuentra entre los terminales de dicho elemento. Ahora, reemplazamos los valores de corriente y resistencia eléctrica en la Ec.1, se tiene que V= 10 Ωx 2 A = 20V

Todos los materiales presentan una cierta oposición al movimiento de los electrones de una corriente eléctrica. La oposición a dicho movimiento de cargas se denomina corriente eléctrica.

La resistencia eléctrica es el elemento pasivo que se utiliza con mayor frecuencia en el análisis de circuitos en corriente directa. La unidad de resistencia eléctrica es el Ohmio (Ω) en muchas ocasiones se utilizan unidades grandes como el Kilo-ohmio (K Ω) y los Mega-ohmios (MΩ).

Este valor se mide con un instrumento llamado ohmímetro, el cual se conecta en paralelo a la resistencia.
Los elementos pasivos como la resistencia están diseñados para disipar la potencia; Esta se manifiesta en calor o luz. La razón de cambio de disipación de energía es lo que se conoce como potencia instantánea. Por lo general el valor de la potencia elegida para la resistencia debe ser mayor al valor que va a disipar en el circuito al cual está conectado, de lo contrario se destruirá. Por lo general el valor de la potencia máxima que disipan las resistencias de colores (resistencia de carbón), están dadas por el tamaño de las mismas.

Comercialmente podemos encontrar resistencias de colores de 1/2 W, 1/4 W, 1/8 W, 1/16 W, 1W y 2 W, las cuales son utilizadas para manejar pequeñas corriente.

P= VI = (I)°2xR = (V)°2/R Ec. 2

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Otra cantidad importante en el análisis de circuito es la conductancia (G), la cual es una medida de la facilidad con la cual un material conduce una corriente eléctrica, su valor esta dado como el inverso de la resistencia. La unidad de la conductancia es el Siemens (A/V). Su expresión matemática es: G = 1/R Ec. 3

Al combinar las Ec 2 y Ec 3 se obtiene la siguiente expresión de corriente instantánea. I=GV Ec 4. Así mismo la expresión matemática para la potencia instantánea es:

P= (V)°2xG = (I)°2/R Ec. 5

Ejemplo 1. Calcular la conductancia para cada uno de los siguientes resistores: 10 Ω y 120Ω Solución G= 1/R = 1/10 Ω = 0.1 Siemens y G= 1/R = 1/120 Ω = 0.0083 Siemens

CIRCUITO EN SERIE

Siempre que las partes o componentes de un circuito estén conectadas de manera que se constituya en una trayectoria única para el paso de la corriente, se dice que las partes están conectadas en serie. Cuando todas las partes de un circuito incluyendo la fuente están conectadas en serie, se tiene un circuito serie ''La corriente en un circuito serie es la misma en cualquier parte del circuito.

Este concepto debe ser claro, a partir del hecho de que sólo hay una trayectoria de Corriente. Por lo tanto: La corriente que entra al circuito circula a través del mismo, es decir, entra y sale de la fuente y debe ser la misma.

Caídas de voltaje

Cada vez que circula una corriente a través de una resistencia, se produce un voltaje de acuerdo a la ley de ohm (V= RxI). Esta caída de voltaje esta dado como la diferencia de potencial entre los extremos de dicha resistencia.

CIRCUITOS EN PARALELO

Los resistores se conectan en paralelo y otros elementos de los circuitos e instalaciones eléctricas tienen a esta conexión como más común, y se dice que en esta conexión la característica relevante es que aparece el mismo voltaje a través de cada componente. Si los valores de las resistencias en una conexión paralela son distintos, entonces circulan diferentes valores de corriente a través de cada resistencia. La corriente total es la suma de las corrientes de los resistores tomados en forma individual. En la siguiente figura, se muestra un circuito elemental con dos resistores en paralelo y una batería como fuente:

La corriente a través de cada resistor es:

I1=𝐸𝑥/(𝑅1) y I2=𝐸𝑥/𝑅2 Se observa, la dirección de las corrientes con respecto a la unión A, I1 circulando a través de R1, está saliendo del Nodo A, La corriente I de la batería está circulando hacia A. Las corrientes I1 y I2 son las únicas corrientes salientes de la unión, en consecuencia I = I1+I2.

El siguiente video muestra una explicación más clara y práctica de la ley de ohm.