Conceptos preliminares - Colegio Teresiano Los Angeles

Colegio Teresiano
Los Ángeles
Departamento: .Ciencias
Profesor(a): DionilaAndias
Guía ejercicios ley de Ohm
Conceptos preliminares:
1) Conductor: se le llama conductor a cualquier material que transporte
electricidad o calor. Un conductor eléctrico, puede ser metal, grafito o
cristal líquido entre toros. Un material que no transporta o permite el
paso de calor o electricidad es llamado aislante. Madera, caucho y
porcelana son aislantes eléctricos.
2) Carga: es una propiedad intrínseca de partículas subatómicas como
los protones de carga positiva, y los electrones de carga negativa. Se
manifiesta mediante atracciones y repulsiones cuando estas partículas
interactúan. La unidad fundamental es el culombio (C).
3) Circuito: dispositivo formado por baterías, conductores y resistores o
cargas que forman un lazo cerrado y ejecutan un trabajo manifestado
en forma de luz, calor, sonido, movimiento, Etc.
4) Corriente: es el flujo de carga por unidad de tiempo que pasa a
través de un conductor. Se debe al movimiento de electrones dentro del
conductor. La unidad fundamental es el amperio (I) y el instrumento con
el cual se mide, es el amperímetro.
5) Electricidad: fenómeno físico que corresponde al flujo de electrones a
través de un conductor y cuya energía se manifiesta por medio de otros
fenómenos como luz, calor, movimiento, Etc.
6) Potencia: Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, puede
transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. La
cantidad de energía transferida a un circuito por unidad de tiempo, se
denomina potencia. Su unidad fundamental es el vatio o watt.
7) Resistencia: la resistencia eléctrica de un material, es la medida de
su oposición al paso de corriente. Los materiales que oponen poca
resistencia al paso de corriente, son conductores. La unidad
fundamental de resistencia es el ohmio (Ω) y el instrumento para
medirla es el ohmímetro.
8) Vatio o Watt: es la unidad de potencia
9) Voltaje: se le llama también potencial eléctrico. Es la medida del
trabajo realizado por un campo eléctrico para mover una partícula
cargada desde un punto a otro. Su unidad es el voltio (v) y el
instrumento para medirlo es el voltímetro.
La ley de Ohm : se expresa mediante la fórmula: I = V/R
La tabla 1, muestra las fórmulas que se derivan de la ley de Ohm.
Tabla 1. Fórmulas de la ley de Ohm
Fórmula
Utilidad
Permite calcular la corriente (I), dividiendo el
voltaje (v), entre la resistencia (R)
Permite calcular el voltaje (v), multiplicando la
corriente (I), por la resistencia (R)
Permite calcular la resistencia (R), dividiendo el
voltaje (v), entre la corriente (I)
Ley de Joule o Efecto Joule
Toda corriente eléctrica, al recorrer un conductor de cualquier clase, genera un
aumento de temperatura. A este fenómeno se le conoce como efecto Joule.
El efecto Joule es útil y aplicable en la construcción de estufas, hornos, secadores
de pelo, planchas, calentadores, equipos de aire acondicionado y cualquier otro
aparato eléctrico cuya utilidad sea liberar calor. Sin embargo, el efecto Joule es
inconveniente en componentes electrónicos, como los procesadores de los
computadores, algunos circuitos integrados y transistores, donde es necesario
colocar piezas de metal llamadas disipadores acompañadas, en algunos casos, de
ventiladores, con el fin de dispersar el calor liberado.
La cantidad de calor liberado por un circuito eléctrico, es la medida del trabajo
realizado por dicho circuito. El trabajo se representa con la letra W, y se mide
julios. El efecto Joule o ley de Joule, se enuncia de la siguiente manera: “El trabajo
(W), realizado por un circuito es proporcional al cuadrado de la corriente (I2), a la
resistencia (R) y al tiempo (t), que dura conectado el circuito”. Y se expresa
mediante la fórmula: W = I2×R×t
Con base en la ley de Ohm, se obtienen las fórmulas relacionadas en la tabla 2.
Fórmula
Tabla 2. Fórmulas de la ley de Joule
Utilidad
Permite calcular el trabajo (W), elevando la corriente (I) al
cuadrado y multiplicándola por la resistencia y el tiempo (t)
Permite calcular el trabajo (W), elevando el voltaje (v) al
cuadrado, multiplicándolo por al tiempo (t)y dividiendo entre la
resistencia (R)
Permite calcular el trabajo (W), multiplicando la corriente (I) por
al voltaje (v) y el tiempo (t).
Como las unidades de trabajo y las unidades de energía son las mismas, entonces
estas fórmulas son útiles para calcular la energía o el trabajo de un circuito
eléctrico.
Ley de Watt
Permite calcular la potencia (P) de un circuito eléctrico. La potencia es el trabajo
realizado en la unidad de tiempo. Se mide en watt o vatios. La fórmula de la
potencia es: P = W/t. Donde W, es el trabajo y t, es el tiempo. La unidad de
potencia es el watt o vatio. Con base el la ley de Ohm, se obtienen las fórmulas para
la potencia que se relacionan en la tabla 3.
En un aparato electrónico, la potencia indica el trabajo realizado por hora o la
cantidad de energía transformada por hora. Una lámpara de 100Watt, por ejemplo,
transforma 100 julios de energía cada hora o realiza un trabajo de 100 julios cada
hora.
Fórmula
Tabla 3. Fórmulas de la ley de Watt
Utilidad
Permite calcular la potencia (P), dividiendo el trabajo (W), entre el
tiempo (t)
Permite calcular la potencia (P), elevando la corriente (I) al cuadrado y
multiplicándola por la resistencia (R)
Permite calcular la potencia (P), elevando el voltaje (v) al cuadrado y
dividiendo entre la resistencia (R)
Permite calcular la potencia (P), multiplicando la corriente (I) por el
voltaje (v)
Ejercicios.
1. ¿Qué intensidad de corriente pasa por una bombilla de 200 V de diferencia de
potencial y 300 w de potencia?
2. Un hornillo tiene una resistencia de 150 ohmios. Si está sometido a una tensión
de 250 V, calcula la energía que consume en 100 segundos.
3. Un hornillo eléctrico funciona durante 2 minutos con una tensión de 250 V La
resistencia del hornillo es de 110 ohmios. ¿Cuánto calor se produce?
4. ¿Cuánto tiempo necesita una resistencia de 100 ohmios funcionando a 250 V
para producir 1010 calorías?
5. Una bombilla funciona a 20 voltios, consumiendo 41w. ¿Qué intensidad de
corriente circula por ella?
6. Define e indica la unidad en la que se mide:
a) Voltaje.
b) Intensidad de corriente eléctrica.
7. Resistencia eléctrica. En un circuito en serie si tenemos tres resistencias de 1, 2 y
6 ohmios respectivamente la resistencia total será mayor, menor o igual que cada
una de las resistencias? Justifica tu respuesta.
8. Si tenemos un circuito serie con una pila de 12V y tres bombillas y otro circuito
paralelo con la misma pila y las mismas bombillas ¿Qué bombillas lucirán más las
de serie o paralelo? Justifica tu respuesta.
9. En un circuito en paralelo si tenemos tres resistencias de 1, 2 y 6 ohmios
respectivamente la resistencia total será mayor, menor o igual que cada una de las
resistencias? Justifica tu respuesta
10. Calcula la resistencia equivalente de tres resistencias de 1, 4 y 8 Ω en cada uno
de los siguientes casos:
a) Están asociadas en serie.
b) Están asociadas en paralelo.
R 1= 5Ω
11. En el circuito de la figura calcula:
a) Resistencia total.
b) Voltaje total.
c) Intensidad total.
R2=1Ω
R3=3Ω
V = 4,5 v
R1=3 Ω
12. En el circuito de la figura calcula:
a) Voltaje para cada una de las resistencias.
b) Intensidad para cada resistencia.
13. Una plancha tiene una potencia de 2000 w y está conectada
durante 3 horas a un voltaje de 220 v.
Calcula:
a) Energía consumida en Kwh.
b) Intensidad que circula por la plancha.
c) Resistencia de la plancha
R2=6 Ω
V=6V