LEY DE OHM – LEYES DE KIRCHOFF
LEY DE OHM
La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes
definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así
llamada en honor a su descubridor, el físico alemán Georg Ohm. Según la ley
de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por
resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz
aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total
del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo
I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en
voltios y R la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos los
circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de
corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y
circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen
inductancias y capacitancias.
Un circuito en serie es aquél en que los dispositivos o elementos del
circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente
pasa a través de cada elemento sin división ni derivación en circuitos
paralelos.
Cuando en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia
total se calcula sumando los valores de dichas resistencias. Si las
resistencias están en paralelo, el valor total de la resistencia del
circuito se obtiene mediante la fórmula
" "
" "
En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las
lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están dispuestos de
manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen
en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada
unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de
dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las
resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en
paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las
resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes
variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la
resistencia.
Ejemplo
En un circuito sencillo en donde tenemos en serie una fuente de tensión
(una batería de 12 voltios) y una resistencia de 6 ohms (ohmios), se puede
establecer una relación entre la tensión de la batería, la resistencia y
la corriente que entrega la batería y circula a través de esta resistencia
o resistor.
Esta relación es: I = V / R y se llama la Ley de Ohm
Entonces la corriente que circula en el circuito es: I = 12 Voltios / 6
ohms = 2 Amperios.
De la misma manera, de la fórmula se puede despejar el voltaje en función
de la corriente y la resistencia, entonces la Ley de Ohm quedaría: V = I
* R. Así si se conoce la corriente y la resistencia se tiene que: V = 2
Amperios * 6 ohms = 12 V
Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en función
del voltaje y la corriente, y se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V
/ I
Entonces si se conoce el voltaje y la corriente se obtiene que: R = 12
Voltios / 2 Amperios = 6 ohms
Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el siguiente
triángulo que tiene mucha similitud con las fórmulas analizadas
anteriormente.
Triángulo de la ley de Ohm
V = I * R I = V / R R = V / I
http://www.unicrom.com/Tut_leyohm.asp
http://mx.encarta.msn.com/encyclopedia_761569464/Circuito_el%C3%A9ctrico.htm
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Leyes de Kirchhoff
Si un circuito tiene un número de derivaciones interconectadas, es
necesario aplicar otras dos leyes para obtener el flujo de corriente que
recorre las distintas derivaciones. Estas leyes, descubiertas por el físico
alemán Gustav Robert Kirchhoff, son conocidas como las leyes de Kirchhoff.
La primera, la ley de los nudos, enuncia que en cualquier unión en un
circuito a través del cual fluye una corriente constante, la suma de las
intensidades que llegan a un nudo es igual a la suma de las intensidades
que salen del mismo. La segunda ley, la ley de las mallas afirma que,
comenzando por cualquier punto de una red y siguiendo cualquier trayecto
cerrado de vuelta al punto inicial, la suma neta de las fuerzas
electromotrices halladas será igual a la suma neta de los productos de las
resistencias halladas y de las intensidades que fluyen a través de ellas.
Esta segunda ley es sencillamente una ampliación de la ley de Ohm.
Leyes de Kirchhoff
Para los cálculos de circuitos son indispensables las dos primeras leyes
establecidas por Gustav R. Kirchhoff (1824-1887).
1. La suma de las corrientes que entran, en un punto de unión de un
circuito es igual a la suma de las corrientes que salen de ese punto. Si se
asigna signo más (+) a las corrientes que entran en la unión, y signo menos
(-) a las que salen de ella, entonces la ley establece que la suma
algebraica de las corrientes en un punto de unión es cero:
suma de I= 0 (en la unión)
En esencia, la ley simplemente dice que la carga eléctrica no uede
acumularse en un punto (es decir, cuanto más corriente lega a un punto,
mayor cantidad sale de él ).
2. Para todo conjunto de conductores que forman un circuito cerrado, se
verifica que la suma de las caídas de voltaje en las resistencias que
constituyen la malla, es igual a la suma de las fem intercaladas.
Considerando un aumento de potencial como positivo (+) y una caída de
potencial como negativa (-), la suma algebraica de las diferencias de
potenciales (voltajes) en una malla cerrada es cero:
suma de E - suma de las caídas IR = 0 (en la malla cerrada)
Para aplicar esta ley en la práctica, se supone una dirección arbitraria
para la corriente en cada rama. El extremo de la resistencia, por donde
penetra la corriente, es positivo, con respecto al otro extremo. Si la
solución para la corriente que se resuelve, hace que quede invertido el
negativo, es porque la dirección de la corriente es opuesta a la que se ha
supuesto.
PROBLEMA. Determinar la corriente a través de cada resistencia, y la caida
sobre cada resistencia del circuito de la Fig 1-13.
SOLUCIóN. Por la primera ley de Kirchoff, en el punto B:
I2 + I3 = I1 , ó I1 - I2 - I3 = 0 (1)
Por la segunda ley de Kirchoff, la suma de los voltajes alrededor de la
malla EBAFE:
I1R1 + I3R3 - E1 = 0 ó 10I1 + 12I3 - 12 volts = 0 (2)
La suma de los voltajes en la malla EBCDE:
I1R1 + I2R2 - E2 = 0 ó 10I1+ 6I2 - 10 volts = 0 (3)
Vemos que tenemos tres ecuaciones simultáneas con tres incógnitas (I1 , I2
e I3) . Resolviendo la ecuación (1) para I3 , y, sustituyendo en la
ecuación (2)
http://www.sapiensman.com/electrotecnia/problemas11.htm
1. CIRCUITOS SERIE-CIRCUITO PARALELO-CIRCUITO SERIE PARALELO
Clases de circuitos
De acuerdo al tipo de conexión, tenemos tres tipos de circuito eléctrico:
Circuito Eléctrico en Serie: En este tipo de circuito, la conexión es
lineal; es decir, sigue una sola trayectoria desde el generador hasta
llegar al receptor. Este tipo de circuito es muy limitado en cuanto a
sus aplicaciones.
Circuito Eléctrico en Paralelo: Este tipo de conexión contempla dos o
más derivaciones (desviaciones) de la trayectoria inicial. Con el
circuito eléctrico en paralelo podemos hacer funcionar a más de un
receptor, utilizando un solo generador.
Circuito Eléctrico Mixto: En la realidad, los circuitos eléctricos son
mixtos, es decir, combinan una parte de conexión en serie con una
parte de conexión en paralelo.
http://www20.brinkster.com/fmartinez/electricidad3.htm
Circuito serie
El circuito serie es una configuración de conexión en que los bornes o
terminales de los dispositivos se conectan secuencialmente, el terminal de
salida de un dispositivo se conecta al terminal de entrada del dispositivo
siguiente, por ejemplo, el terminal positivo de una pila eléctrica se
conecta al terminal negativo de la pila siguiente, con lo cual los valores
de tensión y corriente electricas de ambas pilas resultan incrementados por
la relaciòn entre los terminales extremos. Esta conexión de pilas
eléctricas en serie da lugar a la formaciòn de una batería eléctrica.
Dos depósitos "A" y "B" de agua conectados en circuito serie implica que
"A" deberá situarse de forma tal, que la entrada del agua sea primero a
éste, y por gravedad o presión pase al depósito "B", desde donde será
drenada por el tubo de salida.
La configuración contraria es el circuito paralelo.
A modo de ejemplo, en la siguiente figura se muestran varios condensadores
en serie y el valor del condensador equivalente:
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_serie
Circuito paralelo
El circuito paralelo es una conexión de dispositivos tal, que los bornes o
terminales de entrada de todos los dispositivos conectados coincidan entre
sí, lo mismo que sus terminales de salida.
Dos depósitos de agua conectados en paralelo tendrán una entrada común que
alimentará simultáneamente a ambos, así como una salida común que drenará a
ambos a la vez. Las bombillas de iluminación de una casa forman un circuito
en paralelo.
A modo de ejemplo, en la siguiente figura se muestran varios condensadores
en paralelo y el valor de su equivalente:
La configuración contraria es el circuito serie.
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_paralelo
CIRCUITO MIXTO
Las ventajas de la conexión serie y paralelo, se pueden combinar en la
distribución serie-paralelo. Ésta permite mayor voltaje de salida como
sucede en la conexión serie y aumenta la capacidad de corriente
simultáneamente por la conexión paralelo. Como en los ejemplos previos de
la conexión paralelo, es deseable que el voltaje y la capacidad de
corriente de las pilas, sean en todas los mismos. Si se conecta una pila de
tensión alta sobre otra de tensión baja, por esta última circulará
corriente y puede dañarse. Generalmente este tipo de conexión solamente se
usa cuando se quiere obtener una capacidad de corriente mayor que con una
sola pila. Sin embargo hay casos en que el voltaje y la capacidad de
corriente sólo se pueden alcanzar por medio de este tipo de conexión serie-
paralelo.
Cuando se realiza una conexión serie-paralelo, se deben seguir las reglas
de la polaridad: en circuito serie, se conecta positivo con negativo; en
circuitos paralelos, se conectan positivo con positivo y, negativo con
negativo.
PROBLEMA 24. Seis pilas secas tienen una fem de 1,5 volts y una resistencia
interna de 0,1 ohm cada una. ¿Qué corriente pueden entregar a una
resistencia externa de 35 ohms, a) cuando las pilas se conectan en serie, y
b) cuando se conectan en paralelo (Fig. 1-5) ?
SOLUCIóN
a) fem total = 6 X 1,5 volts = 9 volts
resistencia interna total = 6 X 0,1 ohm = 0,6 ohm
resistencia total ( int. + ext.) = 0,6 + 35 ohms = 35,6 ohms
corriente I = E/R= 9 volts/35,6 ohms = 0,252 amp
b) fem del grupo en paralelo = fem de una sola pila = 1,5 volts;
resistencia interna = 0,1/6 ohms = 0,0167 ohms (despreciable) ; resistencia
total del circuito 0,0167 + 35 = 35,0167 ~ 35 ohms (aproximadamente).
corriente I = E/R = 1,5 volts/35 ohms = 0,0429 amp
http://www.sapiensman.com/electrotecnia/problemas4.htm
1.3 Medición de diferencia de Potencial (voltaje) a través de un voltímetro
El Voltímetro:
Es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de
medición es el Voltio (V) con sus múltiplos: el Megavoltio (MV) y el
Kilovoltio (KV) y sub.-múltiplos como el milivoltio (mV) y el micro voltio.
Existen Voltímetros que miden tensiones continuas llamados voltímetros de
bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos.
Sus características son también parecidas a las del galvanómetro, pero con
una resistencia en serie. Dicha resistencia debe tener un valor elevado
para limitar la corriente hacia el voltímetro cuando circule la intensidad
a través de ella y además porque el valor de la misma es equivalente a la
conexión paralela aproximadamente igual a la resistencia interna; y por
esto la diferencia del potencial que se mide (I2 x R) no varía.
Ampliación de la escala del Voltímetro
El procedimiento de variar la escala de medición de dicho instrumento es
colocándole o cambiándole el valor de la resistencia Rm por otro de mayor
Ohmeaje, en este caso.
Uso del Voltímetro
Es necesario conectarlo en paralelo con el circuito, tomando en cuenta
la polaridad si es C.C.
Se debe tener un aproximado de tensión a medir con el fin de usar el
voltímetro apropiado
Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar:
horizontal, vertical o inclinada.
Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.
Utilidad del Voltímetro
Conocer en todo momento la tensión de una fuente o de una parte de un
circuito. Cuando se encuentran empotrados en el Laboratorio, se utilizan
para detectar alzas y bajas de tensión. Junto el Amperímetro, se usa con el
Método ya nombrado
http://html.rincondelvago.com/medicion-electrica_instrumentos.html
1.4 Mediciones de Corriente Eléctrica a través de un amperímetro
El Amperímetro:
Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Eléctrica. Su
unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y el
micro-amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando
midamos Corriente Continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y
cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagnético.
El Amperímetro de C.C. puede medir C.A. rectificando previamente la
corriente, esta función se puede destacar en un Multimetro. Si hablamos en
términos básicos, el Amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento
para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia
paralela llamada Shunt. Los amperímetros tienen resistencias por debajo de
1 Ohmnio, debido a que no se disminuya la corriente a medir cuando se
conecta a un circuito energizado.
La resistencia Shunt amplia la escala de medición. Esta es conectada en
paralelo al amperímetro y ahorra el esfuerzo de tener otros amperímetros de
menor rango de medición a los que se van a medir realmente.
Uso del Amperímetro
Es necesario conectarlo en serie con el circuito
Se debe tener un aproximado de corriente a medir ya que si es mayor de
la escala del amperímetro, lo puede dañar. Por lo tanto, la corriente debe
ser menor de la escala del amperímetro
Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar:
horizontal, vertical o inclinada. Si no se siguen estas reglas, las medidas
no serían del todo confiable y se puede dañar el eje que soporta la aguja.
Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.
Las lecturas tienden a ser más exactas cuando las medidas que se toman
están intermedias a al escala del instrumento.
Nunca se debe conectar un amperímetro con un circuito que este
energizado.
Utilidad del Amperímetro
Su principal, conocer la cantidad de corriente que circula por un conductor
en todo momento, y ayuda al buen funcionamiento de los equipos, detectando
alzas y bajas repentinas durante el funcionamiento. Además, muchos
Laboratorios lo usan al reparar y averiguar subidas de corriente para
evitar el malfuncionamiento de un equipo
Se usa además con un Voltímetro para obtener los valores de resistencias
aplicando la Ley de Ohm. A esta técnica se le denomina el "Método del
Voltímetro - Amperímetro"
http://html.rincondelvago.com/medicion-electrica_instrumentos.html
1.5 Mediciones de Resistencia con un ohnmetro y Megger
El Ohmimetro:
Es un arreglo de los circuitos del Voltímetro y del Amperímetro, pero con
una batería y una resistencia. Dicha resistencia es la que ajusta en cero
el instrumento en la escala de los Ohmios cuando se cortocircuitan los
terminales. En este caso, el voltímetro marca la caída de voltaje de la
batería y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en la
escala.Generalmente, estos instrumentos se venden en forma de Multimetro el
cual es la combinación del amperímetro, el voltímetro y el Ohmimetro
juntos. Los que se venden solos son llamados medidores de aislamiento de
resistencia y poseen una escala bastante amplia.
Uso del Ohmimetro
La resistencia a medir no debe estar conectada a ninguna fuente de
tensión o a ningún otro elemento del circuito, pues causan mediciones
inexactas.
Se debe ajustar a cero para evitar mediciones erráticas gracias a la
falta de carga de la batería. En este caso, se debería de cambiar la misma
Al terminar de usarlo, es más seguro quitar la batería que dejarla, pues
al dejar encendido el instrumento, la batería se puede descargar
totalmente.
Utilidad del Ohmimetro
Su principal consiste en conocer el valor Ohmico de una resistencia
desconocida y de esta forma, medir la continuidad de un conductor y por
supuesto detectar averías en circuitos desconocidos dentro los equipos
Megüer:
Es un medidor de aislamiento (mide los valores de resistencia de
aislamiento) y se utiliza para hallar el aislamiento entre conductores y
máquinas electrotécnicas.
Según la instrucción M.I.B.T.- 0,17 deberá tener un valor de 100 W·v como
mínimo según sea la tensión de servicio. Esta norma es de obligado
cumplimiento para la puesta en marcha de cualquier instalación en la
industria, comercio, en casa, etc.
1/2 Megón: instalaciones aisladas correctamente.
Menos de 1/2 Megón: instalaciones incorrectamente aisladas.
1 Megón = 1000.000 W de aislamiento.
http://html.rincondelvago.com/medicion-electrica_instrumentos.html
1.6 Medición de potencia con un watthorimetro
