Ley de ohm y potencia
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La corriente eléctrica es transmisión de energía,por lo cual se desplaza aproximadamente a300,000 Km por segundo, y debe existirnecesariamente un circuito que permita este flujoconstante de electrones, entre la fuente y unacarga, donde la energía eléctrica se transforma enotras formas de energía: luz, calor, movimientomecánico, etc.
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CORRIENTE ELÉCTRICA
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CLASES DE CORRIENTE ELÉCTRICA CORRIENTE CONTINUA (C.C. ó DC): corriente
eléctrica que no varía ni en magnitud ni en sentido. Su símbolo es ---------, _________
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CLASES DE CORRIENTE ELÉCTRICA
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MAGNITUDES ELÉCTRICAS FUNDAMENTALES
INTENSIDAD, amperaje o simplemente corriente (I): es la cantidad de electrones que circula por un conductor en unidad de tiempo. La unidad que se emplea para medir esta magnitud es el amperio.
Múltiplos:
Kiloamperio (kA): equivale a 1.000 A.
kA = 1.000A = 10³ A
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MAGNITUDES ELÉCTRICAS FUNDAMENTALESSubmúltiplos:
miliamperio (mA): equivale a la milésima parte de un amperio.
mA = 0,001 A = 10¯³ A
microamperio (μA): equivale a la millonésima parte de un amperio.
μA = 0,000001 A = 10¯⁶ A
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MAGNITUDES ELÉCTRICAS FUNDAMENTALESTENSIÓN, Es la diferencia de los potenciales que existe en los extremos de una carga eléctrica o entre dos conductores ( E ó U ). La unidad que se emplea para medir esta magnitud es el voltio.
Múltiplos:
Kilovoltio (kV): equivale a 1.000 V
kV = 1.000 V = 10³ V
Megavoltio (MV): equivale a 1’000.000 V
MV = 1’000.000 V = 10⁶ V
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MAGNITUDES ELÉCTRICAS FUNDAMENTALES
Submúltiplos:
milivoltio (mV): equivalente a la milésima parte de un voltio
mV = 0,001 V = 10¯³ V
microvoltio (μV): es equivalente a la millonésima parte de un voltio
μV = 0,000001 V = 10¯⁶ V
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MAGNITUDES ELÉCTRICAS FUNDAMENTALES
RESISTENCIA (R), es la oposición o dificultad que ofrece un conductor al paso de la corriente. La unidad que se emplea para medir esta magnitud es el ohmio.
Múltiplos:
kilohmio (kΩ): es equivalente a 1.000Ω= 10³ Ω
Megohmio (MΩ): equivalente a 1’000.000 Ω = 10⁶ Ω
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LEY DE OHM Para poder tener corriente eléctrica es necesario que
exista una diferencia de potencial entre dos cargas, la cual hará que empiecen a circular los electrones a través de los conductores, quienes a su vez presentarán mayor o menor resistencia al movimiento o flujo de dichos electrones. Es decir que las tres magnitudes fundamentales están íntimamente relacionadas entre sí, aspecto que fue comprobado mediante una serie de experimentos por Georg Simon Ohm.
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LEY DE OHM Ohm descubrió que si en un circuito de DC se
mantenía constante la resistencia y se aumentaba la tensión, se producía también un aumento equivalente en la corriente. De la misma manera una disminución en la tensión genera una disminución equivalente en la corriente.
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LEY DE OHM La conclusión que sacó Ohm fue que:
LA CORRIENTE ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA TENSIÓN.
Además observó que si se mantenía constante la tensiónde la fuente y se aumentaba el valor de la resistencia, laintensidad disminuía. Por el contrario si disminuía elvalor de la resistencia, la intensidad aumentaba. Asíobtuvo una segunda conclusión:
LA CORRIENTE ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA RESISTENCIA.
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LEY DE OHM Estas dos conclusiones dieron origen a la LEY DE OHM
que dice:
LA INTENSIDAD ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA TENSIÓN E INVERSAMENTE
PROPORCIONAL A LA RESISTENCIA.
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LEY DE OHM La ley de ohm se expresa matemáticamente mediante
una ecuación algebraica:
Si despejamos R tendremos otra forma de expresar la ley de ohm:
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LEY DE OHM Si despejamos E tendremos la siguiente expresión:
Gracias a estas tres expresiones matemáticas, siempreque conozcamos dos de las tres magnitudes podemosaveriguar la que se desconoce. En los cálculos se usanúnicamente las unidades básicas.
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EJEMPLOS Si tenemos el siguiente circuito, en el cual la pila tiene
una diferencia de potencial de 1,5 V y la resistencia es de 30 Ω, ¿qué corriente circulará por el circuito?
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EJEMPLOSI = E/R
I = 1,5V / 30Ω
I = 0,05 A = 50mA
Averiguar el valor de la resistencia del siguiente circuito:
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EJEMPLOSR = E/I
R = 1,5 V/150 mA
Debemos convertir todas las unidades a unida- desbásicas: 150 mA = 0,15 A
R = 1,5 V/0,15 A
R = 10 Ω
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EJEMPLOSAveriguar la tensión que debe tener la fuente quealimenta el siguiente circuito:
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EJEMPLOSE = I x R
E = 75 mA x 1600 Ω
Debemos convertir todas las magnitudes a unidades básicas: 75 mA = 0,075 A
E = 0,075 A x 1600 Ω
E = 120 V
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LEY DE WATTSi se aplica una diferencia de potencial a un circuito, ésteserá recorrido por una determinada cantidad decorriente eléctrica que se transformará en otra forma deenergía (luz, calor, movimiento mecánico, etc.),realizándose de esta manera un trabajo eléctrico, el cualserá proporcional a la tensión y a la cantidad de corrienteque recorra el circuito.
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LEY DE WATT Como un mismo trabajo puede realizarse en tiempos
diferentes, la rapidez con que éste se realice se llamará potencia y se expresará en unidades de trabajo (cuya unidad es el julio y que se define como el trabajo efectuado por un columbio, con una diferencia de potencial de un voltio) y de tiempo (cuya unidad es el segundo).
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LEY DE WATTCon base en estas dos unidades, la POTENCIA ELÉCTRICA (P) se define como el trabajo eléctrico que se realiza en una unidad de tiempo, y cuya unidad básica de medida es el vatio.
VATIO ó WATT (W): es el trabajo realizado cuando fluye un amperio, con una diferencia de potencial de un voltio.
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LEY DE WATTMúltiplos:
Kilovatio (kW) = 1.000 W = 10³ W
Megavatio (MW) = 1’000.000W = 10⁶ W
Gigavatio (GW) = 1.000’000.000W = 10⁹ W
El instrumento que se usa para medir potencia eléctrica en el vatímetro.
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LEY DE WATTLa ley de watt nos expresa la relación existente entre la potencia, la intensidad y la tensión y se enuncia de la siguiente manera:
LA POTENCIA ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA INTENSIDAD Y A LA
TENSIÓN
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LEY DE WATTLa ley de watt se expresa matemáticamente con la siguiente ecuación:
Si despejamos E tendremos otra forma de expresar la ley de watt:
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LEY DE WATTSi despejamos I en lugar de E, tendremos la siguiente expresión:
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RELACIONES QUE SE PUEDEN ESTABLECER ENTRE LAS LEYES DE OHM Y WATT
En este circuito es posible averiguar la potencia de la resistencia
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RELACIONES QUE SE PUEDEN ESTABLECER ENTRE LAS LEYES DE OHM Y WATT
Si observamos bien la ley de ohm y la ley de watt, nos daremos cuenta que en realidad en ambas leyes se emplean exactamente las mismas mag-nitudes.
Por la ley de ohm sabemos que la intensidad, ten sión y resistencia están íntimamente relacionadas entre sí, por consiguiente en la ley de watt, de alguna forma deberá estar también la resistencia,
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RELACIONES QUE SE PUEDEN ESTABLECER ENTRE LAS LEYES DE OHM Y WATTsiendo posible averiguar la potencia en función de la resistencia. Veámoslo matemáticamente:
P = I E ley de watt
E = I R ley de ohm
sustituyendo el valor de E en la primera ecuación
P = I x I R
P = I²R
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RELACIONES QUE SE PUEDEN ESTABLECER ENTRE LAS LEYES DE OHM Y WATTDe igual manera:
P = I E ley de watt
I = E / R ley de ohm
sustituyendo el valor de I en la primera ecuación
P = ExE/R
P = E² / R
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RELACIONES QUE SE PUEDEN ESTABLECER ENTRE LAS LEYES DE OHM Y WATT
Con estas aclaraciones podemos afirmar que sí es posible averiguar la potencia de la resistencia del circuito, ya sea a través de la ley de ohm y luego de la ley de watt, o bien aplicando alguna de las igualdades obtenidas anteriormente.
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RELACIONES QUE SE PUEDEN ESTABLECER ENTRE LAS LEYES DE OHM Y WATT
P = I E
P = I x 1,5 V
I = E/R
I = 1,5 V / 10 Ω
I = 0,15 A
P = 0,15 A x 1,5 V
P = 0,225 W
P = 225 mW
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RELACIONES QUE SE PUEDEN ESTABLECER ENTRE LAS LEYES DE OHM Y WATT
Si queremos hacerlo directamente, buscamos la ecuación en la cual se encuentre la E y la R, por ser los valores que conocemos:
P = E² / R
P = 1,5² V / 10 Ω
P = 2,25 V / 10 Ω
P = 0,225 W
P = 225 mW