Ley de Ohm: Voltaje, Resistencia y Corriente

fuentes

¡Bienvenidos a la lección sobre Corriente Directa y Ley de Ohm!

Corriente Continua

cc.gifLa corriente directa (CD) o corriente continua (CC)  (hay una diferencia entre ambos nombres, pero por ahora asumiremos que son sinónimos) es aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las baterías.

Es importante saber que ni las baterías, ni los generadores, ni ningún otro dispositivo similar crea cargas eléctricas, lo único que hacen es crear un potencial para obligar a que las cargas se muevan.

El movimiento de las cargas eléctricas se asemeja al de las moléculas de un líquido, cuando al ser impulsadas por una bomba circulan a través de la tubería de un circuito hidráulico cerrado.

Las cargas eléctricas se pueden comparar con el líquido contenido en la tubería de una instalación hidráulica. Si la función de una bomba hidráulica es poner en movimiento el líquido contenido en una tubería, la función de la tensión o voltaje que proporciona la fuente de fuerza electromotriz (FEM) es, precisamente, bombear o poner en movimiento las cargas contenidas en el cable conductor del circuito eléctrico.

¡Perfecto! Espero que estas ideas te hayan quedado bastante claras, ahora vamos a definir 3 parámetros muy usados cuando creamos circuitos de CD.


Carga

El culombio o coulomb es la unidad básica del sistema internacional para la medida de carga eléctrica. Nombrada en honor del físico francés Charles-Augustin de Coulomb. (¡Que hombre!)

col.png

“Se define como la cantidad de carga transportada en un segundo por una corriente de un amperio de intensidad”

O según mi definición Timmy:

coulumb.png

“Un Coulomb es simplemente la carga eléctrica que tienen 6,241,509,629,152,650,000 electrones (unos cuantos XD) “

Toma la definición que más te guste.


Voltaje

“La presión en la tubería”

voltaje.png

Definimos voltaje (o tensión) como la cantidad de energía potencial entre dos puntos de un circuito.

Un punto tiene más carga que otro. Esta diferencia de carga entre los dos puntos se llama voltaje. Se mide en voltios, lo que, técnicamente, es la diferencia de energía potencial entre dos puntos que se impartirán un joule de energía por coulomb de carga que pasa a través de él.

Al describir voltaje, corriente y resistencia, una analogía común es un tanque de agua. En esta analogía, la carga se representa por la cantidad de agua, el voltaje está representado por la presión del agua, y la corriente está representada por el flujo de agua. Así, por esta analogía:

  • Agua = Carga
  • Presión = Voltaje
  • Flujo = Corriente

ohm5.png

Podemos pensar en este tanque como una batería, un lugar donde almacenamos una cierta cantidad de energía y luego soltarlo. Si vaciamos nuestro tanque de una cierta cantidad, la presión creada en el extremo de la manguera de baja.

Unidades:

La diferencia de potencial (voltaje) se mide en ampers, que podemos definir como:

VOLT.png

“Que se mida un volt quiere decir que se puede realizar  un joule de trabajo por cada coulomb”.


Corriente

“La cantidad de agua que pasa por segundo”

Podemos pensar en la cantidad de agua que fluye a través de la manguera del tanque como corriente. Cuanto mayor sea la presión, mayor será el flujo, y viceversa. Con el agua, nos medir el volumen de agua que fluye a través de la manguera durante un cierto período de tiempo. Con la electricidad, medimos la cantidad de carga que fluye a través del circuito durante un período de tiempo.

Digamos ahora que tenemos dos tanques, cada uno con una manguera que sale de la parte inferior. Cada tanque tiene la misma cantidad exacta de agua, pero la manguera en un tanque es más estrecha que la manguera en el otro.

ohm7.png

Medimos la misma cantidad de presión en el extremo de cualquiera de manguera, pero cuando el agua comienza a fluir, la velocidad de flujo del agua en el tanque con la manguera más estrecho será menor que la velocidad de flujo del agua en el tanque con el manguera más amplio.

En términos eléctricos, la corriente a través de la manguera más estrecho es menor que la corriente a través de la manguera más amplio. Si queremos que el flujo sea el mismo a través de las dos mangueras, tenemos que aumentar la cantidad de agua (carga) en el tanque con la manguera más estrecho.

La corriente no toma la trayectoria de menor resistencia.

Algunas veces se dice que “las corrientes eléctricas toman la trayectoria de menor resistencia” en relación a un combinación en paralelo de trayectorias para la corriente, de manera que hay dos o más trayectorias que la corriente eléctrica puede tomar.

No te preocupes, yo lo creí por un tiempo, pero resulta que la corriente eléctrica toma todas las trayectorias. Las corrientes con menor resistencia tendrán mayores corrientes eléctricas, pero aún trayectorias con resistencias grandes tendrán parte de la corriente eléctrica.

Unidades:

La corriente se mide en ampers, que podemos definir como:

amp

“Que se mida un amp quiere decir que por ahí pasa un coulomb ( osea  6,241,509,629,152,650,000 electrones ) cada segundo”.


Resistencia

“Que tan ancha es la maguera”

Consideremos de nuevo los dos tanques de agua, una con un tubo estrecho y uno con un tubo ancho.

ohm6.png

Es lógico pensar que no podemos hacer que fluya más volumen a través de un tubo estrecho que uno más amplio a la misma presión. Esta es la resistencia. El tubo estrecho “resiste más” el flujo de agua a través de él a pesar de que el agua está a la misma presión que el tanque con la tubería más ancha.

ohm3.png

En términos eléctricos, esto está representado por dos circuitos con igualdad de voltajes y resistencias diferentes. El circuito con la resistencia más alta permitirá menos carga fluya, es decir, el circuito con una resistencia más alta con menos corriente que fluye a través de él.

resistencia.png

En esta analogía, la anchura de la manguera es la resistencia. Esto significa que tenemos que añadir otro término a nuestro modelo:

  • Agua = Carga (medida en Coulombs)
  • Presión = Voltaje (medido en Volts)
  • Flujo de corriente (medida en Amperes)
  • Manguera Ancho = Resistencia

 


¿Y que determina la Resistencia en un cable?

Pues muchas cosas wuuu!

Para empezar:

r1.png

Mientras más grueso menor resistencia

r2.png

Mientras más corto menor resistencia

r3.png

Mientras más frío menor resistencia

r4.png

La conductividad (o la resistencia intrínseca de cada material)

 


Medición

Para medir Resistencia:

  • Desconecta todas las fuentes (plis)
  • Mide en paralelo
res.jpg

Guia para medir resistencia

Para medir Voltaje:

  • Coloca en PARALELO
vol.jpg

Guia para medir voltaje

Para medir Corriente:

  • Verifica que el MULTÍMETRO ESTÉ PUESTO EN AMPERS
  • Coloca en SERIE
amp.jpg

Guia para medir corriente

 


Ley de Ohm

a.jpeg

Es la ley básica de la electrónica, esta dice que estas 3 características se relacionan en una ecuación muy simple:

ohm.jpg

¿Ves? Cualquiera de esas 3 formas es muy útil a la hora de hacer cálculos, pero ¿Qué es la pirámide? Es otra forma de ver la ecuación, mira:

ley de ohm.jpeg


Potencia

Podemos también considerar la potencia, que es una mezcla de las 3 de arriba, se mide en Watts. La potencia es la velocidad a la que se usa la energía en nuestro circuito.

Y se calcula de la siguiente manera:

image04.jpg


Ok, ok, tal vez este tema no estuvo nada complejo, pero no te preocupes, esto se pondrá más bueno pronto:

kirch.jpeg

Pero antes de eso, pasemos con un tema un poco más sencillo, los circuitos de CD más simples, los resistivos: Las Resistencias.

 

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