LEY DE OHM V R I

LEY DE OHM
LA RELACIÓN ENTRE TENSIÓN, INTENSIDAD Y RESISTENCIA.
Se explicó que hay una relación fija entre la tensión
que hace desplazar a los electrones a través de un
circuito, la resistencia que ofrece ese circuito al paso
de los electrones, y la intensidad de la corriente que
forman esos mismos electrones al atravesar el circuito
eléctrico.
Dada una resistencia constante en un circuito, la intensidad de la corriente que circula por él aumenta, a
medida que aumenta también la tensión que se aplica.
Dada una tensión constante (FEM) aplicada al circuito,
la intensidad de la corriente que por él circula irá disminuyendo, a medida que aumente la resistencia de
dicho circuito. Se pueden combinar estos conceptos de
la siguiente manera: La intensidad de la corriente que
circula por un circuito aumenta al aumentar la tensión,
y disminuye al aumentar la resistencia.
Figura 1.
También se conoce que la relación que hay entre tensión, intensidad y resistencia fue estudiada por un físico
alemán llamado George Simon Ohm. Su definición de dicha relación, llamada Ley de Ohm, es una de las leyes
fundamentales de la física. Usted la habrá de usar continuamente en todos sus trabajos sobre electricidad.
¿Qué es lo que dice, entonces, esta trascendental ley?. Una de las maneras más sencillas de expresarlo se
muestra en la figura 2. Es posible también expresar la ley de Ohm como una fórmula matemática (relación)
como también se la indica en la gráfica de esta página.
En términos eléctricos (notación) la intensidad se expresa siempre con la letra I, la resistencia con la letra R,
y la tensión con la letra V. Por ende podremos reescribir el contenido de la ley de Ohm, que se muestra al pie
de la página.
I= V
R
Figura 2.
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Con la ayuda de conocimientos muy elementales de álgebra esta importante fórmula puede también escribirse así:
V =I x R
R= V
I
Figura 3.
Figura 4.
Cuál de las tres maneras (o fórmulas) de expresar la ley de Ohm habrá que elegir para emplearla, dependerá de dos
cosas:
a) Cuáles son los hechos que se conocen para empezar, en cuanto al circuito que se considera.
b) Qué es lo que se necesita saber.
Felizmente, tenemos un modo fácil de recordar cuál fórmula hay que usar. Se lo puede llamar, si se desea, del triángulo
mágico:
Dibujemos un triángulo atravesado por una línea horizontal en el medio, paralela a la base. Inscríbase la
letra V en el triangulo que ha quedado formado en la parte superior; debajo de la línea póngase las letra
I y R. Quedará como está aquí:
V
I xR
Figura 5.
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EL TRIÁNGULO MÁGICO
Consideremos ahora un circuito en el que se conocen los valores de dos cualesquiera de estos tres factores: tensión,
intensidad y resistencia y deseamos hallar el tercero. La regla para usar el triángulo mágico que nos proporcionará la
fórmula debida es la que sigue:
Colóquese el pulgar de la mano sobre la letra del triángulo cuyo valor se desea saber y la fórmula para calcular ese
valor estará dada por las otras dos letras que quedan descubiertas.
Figura 6.
1. Se conocen el valor de la intensidad y de la resistencia que hay en un circuito, pero no tenemos
voltímetro para medir la tensión o sea, carecemos del medio que nos permitiría averiguarla.
Dibujaremos el triángulo mágico, y pondremos el
pulgar sobre la letra que representa la magnitud
que deseamos calcular; en ese caso será la letra
V. Y nos quedará la fórmula que necesitamos:
IxR.
Figura 7.
2. Se conocen los valores de la intensidad y de la tensión, pero
en este caso, no tenemos óhmetro para medir la resistencia. Se posará el pulgar sobre la letra R, y nos quedará la
fórmula:
V
I
Reemplácense ahora las letras por sus valores, y el resultado corresponderá al valor de R.
Figura 8.
3. Sabemos la tensión aplicada a un circuito y la
resistencia que éste opone al paso de la
corriente; pero el amperímetro necesario para
medir la intensidad, de la corriente que por él
circula, se ha perdido o está averiado. Póngase el
pulgar sobre el símbolo I, y léase la fórmula
necesaria :
V
R
A poco de pensarlo se caerá en la cuenta de que la fórmula de la ley de Ohm no dará los resultados debidos a menos
que todos los valores estén expresados, en las unidades correctas de medición.
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NORMAS PARA APLICAR LA LEY DE OHM
La ley de Ohm va a trabajar para nosotros, y nos dará
la respuesta correcta a cualquier problema que podamos tratar de solucionar con su ayuda, siempre que
tengamos presente que la primera nor ma, en la
fórmula de la ley de Ohm, es:
La INTENSIDAD SIEMPRE se expresa en AMPERES
TS
La TENSION SIEMPRE se expresa en VOL
OLTS
La RESISTENCIA SIEMPRE se expresa en OHMS
Tómese un circuito, en el que por ejemplo, hayamos medido la resistencia, que demostró ser de 10 Ohms, y cuya
intensidad resultó ser de 300 miliamperes (mA). Es obvio que si aplicamos la fórmula de la ley de Ohm ciegamente, nos
limitamos a escribir que E = I x R = 10 x 300 = 3000, la tal respuesta estará equivocada por un factor de 1.000.
En lugar de proceder como antecede, hay que usar las tablas de conversión y se procederá a reescribir los valores de
todos los factores de la sencilla fórmula indicada más arriba, en Amperes, Volts y Ohms. Al hacerlo así, tendremos:
V = I x R = 10 x 0,3 = 3 Volts.
lo que será la respuesta correcta
Hay una segunda norma que deberá aplicarse desde el comienzo mismo siempre que se intente resolver algún
problema que involucre cantidades y valores de un circuito eléctrico con la Ley de Ohm. La norma es: Dibújese siempre
un borrador del diagrama circuital que se está considerando, antes de empezar a hacer cálculos basados en los
valores del circuito que se conocen. Encontrará el lector que esta norma va a convertirse en algo absolutamente
esencial más adelante, cuando los circuitos empiecen a ser más complejos.
Cuanto más pronto se acostumbre a dibujar un circuito siempre que debe aplicar la ley de Ohm, y antes de empezar
a tratar de resolver el problema, tanto mejor.
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EJEMPLOS DE LA LEY DE OHM
La ley de Ohm, y la manera correcta de aplicarla son cosas tan fundamentales para el entrenamiento eléctrico, que
deberá ahora encontrar la solución de tres problemas sencillos.
Ejemplo 1
Problema: Tenemos una resistencia desconocida conectada a una batería, y hallamos que la
tensión aplicada al circuito es de 12 Volts. Se mide la intensidad de la corriente que circula, la que
resulta ser de 3 Amperes. Necesitamos conocer qué resistencia opone el resistor, pero no tenemos
óhmetro para medirla.
¿qué es lo que quiere saber? R,
por lo tanto coloque el pulgar
sobre R
Diagrama
del
circuito
Figura 9.
Solución: Dibújese primero el diagrama del circuito en cuestión, y anótese en ese dibujo la información que ya se tiene. Dibújese el triángulo mágico. El triángulo mágico nos dice que en este caso la
fórmula será R = V en esta fórmula reemplazemos ahora las letras por sus valores numéricos y
I
nos quedará:
R = 12 = 4, que es el valor de la resistencia en Ohms.
3
Ejemplo 2
Problema: ¿Cuál será la tensión aplicada a un resistor de 25 Ohms, si circula por él una intensidad
de 200 miliamperes?
Se desea conocer el valor de V,
por lo tanto coloque el pulgar
sobre V
Diagrama
del
circuito
Figura 10.
Solución: Dibuje el circuito esquemáticamente. Dibuje el triángulo mágico. Convierta los miliamperes
en Amperes: 200 = 0,2 Ampere
1.000
Entonces:
V= I x R = 0,2 x 25 = 5 Volts.
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Ejemplo 3
Problema: Hemos medido una tensión de 60 kiloVolts que se aplica a una resistencia de 12 Megohms.
¿Cuál es la intensidad de la corriente que por ella circula?
Coloque el pulgar sobre I
Diagrama
del
circuito
Figura 11.
Solución: Recuérdese que un kiloVolt es igual a 1.000 Volts, por lo tanto 60 x 1.000 = 60.000 Volts.
También un megohm es igual a un millón de Ohms. Por lo tanto 12 x 1.000.000 = 12.000.000 Ohms.
Ahora tendremos:
I=V =
60.000 = 0,005 Amperes = 5 miliamperes
R
12.000.000
(Como puede verse, a pesar del valor muy elevado de tensión que se aplica, la intensidad de la
corriente que fluye es muy baja, debido a la enorme resistencia. Un circuito con valores como estos
raras veces se verá en la práctica: pero es un buen ejemplo para mostrar que la ley de Ohm sirve con
valor de intensidad, tensión y resistencia -siempre y cuando se la use correctamente.)
EJERCICIOS CON LA LEY DE OHM
Resuelva lo que siguiente:
1. Se ha determinado, según lo que lleva impreso en el culotte, que la lamparita de uno de los faros de un automóvil
es de 12 Volts 4 Amperes. ¿Cuál será su resistencia?
Figura 12.
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2. Un electroimán requiere una intensidad de 1,5 Amperes para funcionar debidamente, y medimos la resistencia de
la bobina que resulta ser de 24 Ohms. ¿Qué tensión hay que aplicarle para que trabaje?
3. Un soldador eléctrico cuando trabaja absorbe 2,5 Amperes de la línea eléctrica domiciliaria de 240 Volts. ¿Qué
resistencia tiene?
4. ¿Qué intensidad de corriente atraviesa un resistor de 68 kiloohms cuando la caída de tensión que se produce
sobre sus extremos es de 1,36 Volts?
5. ¿Qué resistencia se necesita para reducir la intensidad de la corriente que produce una FEM de 10 Volts, a
solamente 5 miliamperes?
UNA AYUDA PRACTICA VALIOSA
Ocurre que cuando usted trabaje con circuitos electrónicos prácticos, más adelante, hallará dos combinaciones para
valores de intensidad, tensión y resistencia que se darán con bastante frecuencia. Esos valores son:
MiliAmperes X KiloOhms = Volts
MicroAmperes X MegOhms = Volts
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REPASO DE LA LEY DE OHM
Puede decirse que la ley de Ohm, es una herramienta matemática de la mayor utilidad para determinar un factor
desconocido de tensión de intensidad o de resistencia, en un circuito eléctrico en el que se conocen los otros dos. Por
lo tanto se la puede emplear para que realice las veces de amperímetro, de voltímetro o de óhmetro respectivamente,
cuando se trate de calcular un valor de un circuito en el que ya se conocen los otros dos valores.
1. La ley de Ohm puede enunciarse de varias maneras. Una de las más útiles es la siguiente: la intensidad de la
corriente que circula por un circuito es directamente proporcional a la tensión aplicada a dicho circuito, e inversamente
proporcional a la resistencia que opone ese circuito.
2. Esto puede definirse como una fórmula:
3.
Intensidad = Tensión
Resistencia
Esta fórmula, en símbolos, dice:
I= V
R
4. Recuérdese el uso del triángulo mágico, para ayudarnos a decidir la fórmula que hay que aplicar. (V arriba, I y R
debajo de la línea. Se tapará con el pulgar la magnitud que no se conoce, y las letras restantes nos darán la
fórmula que hay que aplicar para hallarla).
5. Recuérdese que ninguna de las formas en que puede expresarse la ley de Ohm dará resultado si no se tiene en
cuenta que:
La INTENSIDAD SIEMPRE se expresa en AMPERES
TS
La TENSION SIEMPRE se expresa en VOL
OLTS
La RESISTENCIA SIEMPRE se expresa en OHMS
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