Ley de ohm

La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:

Tensión o voltaje "V", en volt (V). Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A). Resistencia "R" en ohm () de la carga o consumidor conectado al circuito.

Postulado general de la Ley de Ohm

El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

A continuación veremos una simulación de  ley de ohm.

Es importante apreciar que:

1. podemos variar la tensión en un circuito, cambiando la pila, por ejemplo;
2. podemos variar la resistencia del circuito, Cuando se cambia una bombilla, por ejemplo;
3. no podemos variar la intensidad de un circuito de forma directa, sino que para hacerlo tendremos que recurrir a variar la tensión o la resistencia obligatoriamente.

También debemos tener claro que: 

                          V sube

I sube si

R baja

                                               -------------------------------

                          V baja

I baja si

R sube

Actividades

Responde el siguiente cuestionario marcando la respuesta correcta y cuando acabes cópialo en tu cuaderno

1. La ley de Ohm es

• una ley que relaciona I, V y R en cualquier circuito eléctrico.
• una ley que relaciona I, V y R en circuitos eléctricos con pilas.
• una ley que relaciona I, V y R en circuitos eléctricos de corriente continua.

2. La ley de Ohm se expresa como:

• V = I x R

• I = V/R

• R = V/I.

3. Para bajar la intensidad en un circuito:

• Se cambia la resistencia.

• Se pone una resistencia de mayor valor.

• Se pone una resistencia de menor valor.

4. Para subir la intensidad en un circuito:

• Se cambia la fuente de alimentación.

• Se cambia la fuente por otra de menor voltaje.

• Se cambia la fuente por otra de mayor voltaje.

5. Para bajar la intensidad de un circuito:

• Sólo puedo subir la resistencia.

• Puedo subir la resistencia o bajar la tensión en el mismo.

6. Para subir la intensidad en un circuito:

• Sólo puedo subir el voltaje en el mismo.

• Puedo subir el voltaje o bajar la resistencia.

7. En la ley de Ohm podemos decir que:

• La Intensidad es directamente proporcional a la Tensión.

• La Intensidad es inversamente proporcional a la Tensión.

8. En la ley de Ohm podemos decir que:

• La Resistencia es inversamente proporcional a la Intensidad.

• La Resistencia es directamente proporcional a la Intensidad.

Resolución de problemas aplicando la ley de Ohm

1.  En un circuito con una resistencia y una pila de 20 V circula una corriente de 0'2 A. Calcular el valor de dicha resistencia.

2.  Cuál será la tensión que suministra una pila sabiendo que al conectarla a un circuito en el que hay una resistencia de 45 _, la intensidad es de 0'1 A. (Sol.: 4'5 V)

3. Se conecta una resistencia de 45 Ohmnios a una pila de 9 V. Calcula la intensidad de corriente que circula por el circuito. (Sol.: 200 mA)

4. Calcula la intensidad de corriente en un circuito compuesto por una resistencia de 1'2 Komnnios y una fuente de alimentación de 12 V. (Sol.: 100 Kohmnios). Aclaración: 1'2 Kohmnios = 1200 ohmnios.

5. Calcular el valor de la resistencia de una bombilla de 230 V, sabiendo que al conectarla circula por ella una corriente de 0'20 A. (Sol.: 1150 Ohmnios).

6. Una resistencia de 100 Ohmnios se conecta a una batería de 10 V.Dibuja el esquema del circuito y calcula la intensidad de corriente que circula por el mismo. (Sol.: 100 mA).

7. Calcula el valor de una resistencia sabiendo que la intensidad en el circuito es de 0,2 A y la fuente de alimentación de 10 V. Dibuja el circuito. (Sol: 50 Ohmnios).

8. Por un circuito con una resistencia de 150 Ohmnios circula una intensidad de 100 mA. Calcula el voltaje de la fuente de alimentación. (Sol: 15 V).

9. Al circuito anterior le cambiamos la fuente de alimentación por otra de 20V. Cuál será ahora la intensidad que atraviesa la resistencia? (Sol: 200 mA). Aclaración: ten en cuenta que la resistencia tendrá que ser la misma, ya que sólo se ha cambiado la fuente de alimentación.

9. ¿Cuánta resistencia le tendremos que poner a un circuito con una fuente de alimentación de 100 V para que no circulen más de 400 mA? (Sol: 250 Ohmnios)

Electricidad estática 


La Electrostática es la parte del electromagnetismo que estudia la interacción entre cargas eléctricas en reposo.

Por estar cargadas y a una cierta distancia, las partículas ejercen fuerzas eléctricas unas sobre otras. De acuerdo con la segunda Ley de Newton, el resultado de estas fuerzas debe ser un movimiento acelerado de las diferentes cargas. Supondremos que esto no ocurre porque actúan sobre ellas otras fuerzas no consideradas que retienen a las cargas en la misma posición.

A pesar de su aparente irrealidad (ya que una carga no puede mantenerse inmóvil flotando en el espacio), la electrostática posee una gran aplicación ya que no solo describe aproximadamente situaciones reales, sino porque sirve de fundamento para otras situaciones electromagnéticas. En el campo de la electrostática aparecen el principio de superposición, la ley de Gauss, el potencial eléctrico, la ecuación de Laplace… todos los cuales se utilizan más adelante.

La electrostática se subdivide en dos situaciones:Electrostática en el vacíoSupone que las cargas están inmóviles flotando en el espacio.Electrostática en medios materialesSupone que las cargas se encuentran en el interior o en la superficie de medios materiales. A su vez, éstos se suelen clasificar en dos tipos:ConductoresSon aquellos materiales (típicamente metálicos) que permiten el movimiento de cargas por su interior. En electrostática esto implica que las cargas se encuentran en equilibrio ya que pudiendo moverse no lo hacen.DieléctricosSon aquellos materiales (típicamente plásticos) que no permiten el movimiento de cargas por su interior. En electrostática esto implica la existencia de cargas ligadas, que no pueden abandonar los átomos a los que pertenecen.

Aunque en la mayoría de los casos prácticos consideraremos cargas dentro de medios materiales, la electrostática en el vacío es válida como fundamento de todo lo que sigue, puesto que estos son vacío en su mayor parte.




Ley de Coulomb ver explicación


La Intensidad de la fuerza de atracción o de repulsión entre 2 cargas es directamente proporcional al, producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa .


                                                         



La ley de Coulomb fue descubierta por Henry Cavendish, que no lo publicó. Varios años después, Coulomb redescubrió esta ley, publicándolo adecuadamente, por lo que recibe su nombre.

Es una ley física que nos describe la fuerza entre dos cargas puntuales en reposo. Nos dice que si tenemos dos cargas puntuales Q y q situadas a una distancia d, aparece una fuerza eléctrica entre ellas tal que:

Módulo:

Es proporcional al producto de las cargas.
Es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las cargas.

Dirección:

Es la de la recta que pasa por las dos cargas.

Sentido:

Depende del signo de las cargas
Cargas del mismo signo se repelen
Cargas de distinto signo se atraen


Matemáticamente esto se expresa como que la fuerza que produce la carga 1 sobre la 2 es:

siendo el vector unitario en la dirección de la recta que pasa por las dos cargas y lleva el sentido de la 1 a la 2, es decir, hacia fuera de las dos cargas. La fuerza que la 2 produce sobre la 1 se calculará del mismo modo, sustituyendo por que es el unitario opuesto.

                                
                                   
                                     

Esta expresión es válida tanto si las cargas son del mismo signo como si son de signos opuestos. En el segundo caso, el producto de las cargas es negativo y resulta una fuerza atractiva.

La constante ke universal que, por la forma en que se eligen las unidades en el SI tiene un valor exacto
             

siendo el segundo valor mucho más fácil de recordar y con un error de solo el 0.1%.

Siendo K=9·109 N·m2/C2,  Q y q dos cargas en culombios (C) y d la distancia entre cargas en metros



Ejercicios.


1) Dos cargas puntuales de +3µC y -2µC situadas en el vacío , están separadas 50 cm

a)Representar las fuerzas electroestáticas
b) Calcula la intensidad de las fuerzas
c) fuerzas si la distancia se duplicara
d) Fuerzas si las cargas se duplicaran
ver solución

2 Determina a qué distancia debemos colocar 2 cargas puntuales de +4 nC y 5nC para que se repelen con una fuerza de:

a) 0,01 N
b) 0,03 N
ver solución

3 Dos cargas separadas una distancia de 40 cm se atraen con una fuerza de 2 N, si el valor de una de las cargas es de 6µC .

a) Cuál es el valor y el signo de la segunda carga ?
b) Cuál es el valor y el signo de la segunda carga si la la fuerza es de -1 N?
ver solución

Fuente: Profe de mate