Georg Simon Ohm 1ra 3ra 2da 4ta G eorg Simon Ohm fue un físico alemán nació en Erlangen, Baviera, el 16 de marzo de 1787. Como profesor de secundaria, Ohm inició su investigación con el recién inventado celda electroquímica, inventado por el italiano Conde Alessandro Volta. El uso de equipo de su propia creación, Ohm determinó que la corriente que fluye a través de un alambre es proporcional a su área de sección transversal e inversamente proporcional a su longitud o la ley de Ohm. Con los resultados de sus experimentos, Georg Simon Ohm fue capaz de definir la relación fundamental entre voltaje, corriente y resistencia. Estas relaciones fundamentales son de gran importancia tales, que representan el verdadero comienzo de análisis de circuitos eléctricos. Por desgracia, cuando publicó su hallazgo Ohm en 1827, sus ideas fueron despedidos por sus colegas. Ohm fue obligado a dimitir de su puesto de profesor de secundaria y vivía en la pobreza y la vergüenza, hasta que aceptó un puesto en Nuremberg en 1833 y aunque esto le dio el título de profesor, que todavía no era el puesto en la universidad para la que había luchado toda su vida. Georg Simon Ohm ( 1789 - 1854) V I R Triángulo de la Ley de Ohm 1 v (volts) La creación de las fuentes de voltaje (pilas o baterías) y materiales metálicos como medios de conducción de carga eléctrica, permitieron la existencia de los circuitos eléctricos en sus diversos ensambles, tales como serie, paralelo y mixto. La capacidad de un conductor de transportar una cantidad de carga eléctrica, se llama resistencia eléctrica ( R ) y depende del voltaje ( v ) entre sus extremos y de la corriente ( i ) que fluye por él, teniendo: 5 En el progreso de la tecnología, las resistencias se han construido con cerámica o carbón, reduciendo el tamaño y teniendo resistencias de valores muy altos. La resistencia eléctrica se representa pictóricamente y simbólicamente como: R (Ω) 4 3 2 1ra 3ra 4ta 2da ≈ R 1 . 0 1 2 3 4 5 i (amp) Gráfica de la Resistencia óhmica v~i ∴ ⇒ v =⋅ R i El diseño y construcción de diversas resistencias eléctricas, se realizaron en base a los conductores metálicos y en función volts v = Ω R = Ohms = de su longitud, área y su propiedad intríni ampere seca eléctrica llamada resistividad ( ρ ), es decir: Ley de Ohm L El comportamiento de la resistencia eléctrica del conductor, por efecto del voltaje y la corriente es lineal, es decir: ρ R Alambre Conductor V R~ i Circuito Resistivo Eléctrico ⇒ R~ A y ∴ R~ R= 1 A ρ ⋅ A [Ω] Donde a mayor resistencia menor paso de corriente y a menor resistencia mayor paso de corriente. R >>> R <<< 2 A ⇒ ⇒ i <<< i >>> Los valores de la resistencia se rigen por bandas o código de colores y una tolerancia que define el intervalo del valor funcional de la resistencia. Bandas de colores de la Resistencia dada en Ω Color 1ra 2da 3ra Negro Café Rojo Naranja Amarillo Verde Azul Violeta Gris Blanco 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 00 1×103 1×104 1×105 1×106 1×107 1×108 1×109 Una resistencia en su diseño, también se especifica en función de la rapidez en que consume energía, llamada potencia eléctrica ( P ), teniendo: 4ta Tolerancia Dorado ±5% Plateado ± 10 % P= W t W= V ⋅q ; P= V ⋅i q= i ⋅t watts ] [volts ⋅ amperes = 3 La potencia eléctrica también se puede escribir de acuerdo a la ley de Ohm como: 2 P= R ⋅i ; V2 P= R Si se conectan dos o más resistencias una a continuación de la otra y conectadas a una fuente de voltaje, se tiene un circuito serie, teniendo: R1 La ley de Ohm es para materiales óhmicos o lineales, sin embargo se puede aplicar a focos o bombillas, los cuales conectados a una fuente de voltaje conforman un circuito eléctrico, teniendo: 1ra V 3ra 2da i + i R2 4ta R3 Pila Representación simbólica de circuito serie Representación pictórica de circuito simple + V i R Representación simbólica de circuito simple 4 Ejemplo equivalente de cicuito simple Ejemplo equivalente de circuito serie 5 Si se conectan dos o más resistencias paralelamente entre si y conectadas a una fuente de voltaje, se tiene un circuito paralelo, teniendo: Nodo + V - i i1 R1 Se pueden hacer arreglos en serie paralelo o viceversa, a este tipo de circuitos se les conoce como circuitos mixtos, teniendo: R1 Nodo i2 + i3 R2 R3 Nodo i i3 V i4 R3 - R4 R2 Representación simbólica de circuito paralelo Representación simbólica de circuito mixto Nodo + V - i R2 i1 i23 R3 R1 R4 Ejemplo equivalente de circuito paralelo Representación simbólica de circuito mixto Los circuitos mixtos con focos no son comunes en la vida cotidiana o en el laboratorio, sin embargo este tipo de circuito es tan comun en el ámbito de la electrónica. 6 7 Animaciones de la aplicación de la Ley de Ohm 8 9