LEY DE OHM

Para hablar de esta ley, debemos tener presente que es corriente, tensión o voltaje y resistencia eléctrica.

En breve definiremos cada uno de estos términos:

Corriente Eléctrica: Se define como el flujo de electrones a través de un elemento conductor. Se representa con el símbolo “I” y su unidad de medida es el amperio.

Tensión Eléctrica: Es la fuerza que hace fluir los electrones a través de un elemento conductor. Su unidad de medida internacional es el voltio y se simboliza con la letra “V”. El voltaje es medido entre dos puntos de un circuito. Al medir el voltaje sólo se mide "el potencial de voltaje". Esto significa que el valor medido en un punto es el valor medido con respecto a otro punto.

Resistencia Eléctrica: Es la oposición que presenta un elemento al flujo de electrones a través de él y su unidad de medida es el ohmio (Ω) y representa con la letra “R”.

Ya comprendidas estas magnitudes, explicaremos la ley de ohm.

La que corriente fluye por un circuito eléctrico sigue varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, llamada así en honor a su descubridor, el físico alemán Georg Ohm. Según la ley de Ohm, para condiciones ambientales fijas, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional al voltaje aplicado al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula:

I = V / R

Donde I es la intensidad de corriente en amperios, V es la tensión aplicada en voltios y R es la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.

CIRCUITO SERIE

Un circuito en serie, es aquel en donde los componentes eléctricos (como una bombilla, una resistencia, un motor eléctrico, etc.) se conectan uno después del otro. Según la primera ley de Kirchhoff la misma cantidad de corriente debe fluir a través de cada componente, si un componente falla (por ejemplo, la bombilla se rompe), el circuito entero se torna inoperante.

En un circuito en serie, la cantidad de corriente que fluye en el circuito es la misma en cualquier punto.

La suma de las resistencias individuales en un circuito en serie es igual a la resistencia total del circuito.

La suma de las caídas de voltaje individuales (el voltaje en cada elemento) en un circuito en serie es igual al voltaje aplicado por la fuente de voltaje.

CONEXIÓN EN PARALELO

En un circuito en paralelo, los componentes eléctricos se conectan en paralelo. La corriente que fluye a través de todo el circuito es dividida entre las diferentes vueltas del circuito. En un circuito paralelo, cada elemento puede encenderse y apagarse individualmente, porque cada circuito recibe la corriente independientemente de los otros elementos.

En el circuito paralelo, el voltaje es el mismo a través de todas las resistencias (cargas, o elementos).

La corriente en cada camino paralelo depende de la resistencia de ese camino en particular.

La resistencia total de un circuito en paralelo disminuye cuando se agregan resistencias en paralelo.

En los circuitos en paralelo, el inverso de la resistencia equivalente es igual a la suma de los inversos de las resistencias individuales. El flujo de corriente en el circuito se divide entre todos los dispositivos. La resistencia total de un circuito en paralelo se deduce por la siguiente formula:

MEDICIÓN DE LA TENSIÓN O VOLTAJE

Para medir tensión o voltaje existente en una fuente de FEM o en un circuito eléctrico, es necesario disponer de un instrumento de medición llamado voltímetro, que puede ser tanto del tipo analógico como digital.

Primero que todo definimos que tipo de voltaje vamos a medir, DC o AC; configuramos el voltímetro para realizar la medición según el caso, en la escala de medición de voltios elegimos un rango alto de medición, y luego instalamos el voltímetro de forma paralela a la fuente de suministro de energía eléctrica o elemento al que se le quiere realizar la

medición. Los voltajes bajos o de baja tensión se miden en voltios y se representa por la letra (V), mientras que los voltajes medios y altos (alta tensión) se miden en kilovoltios, y se representan por las iniciales (kV).

MEDICIÓN DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA O AMPERAJE

La medición de la corriente que fluye por un circuito cerrado se realiza por medio de un amperímetro o un miliamperímetro, conectado en serie en el propio circuito eléctrico.

La intensidad de circulación de corriente eléctrica por un circuito cerrado se puede medir por medio de un amperímetro conectado en serie con el circuito o mediante inducción electromagnética utilizando un amperímetro de gancho. Para medir intensidades bajas de corriente se puede utilizar también un multímetro que mida miliamperios (mA).

Para medir esta magnitud, configuramos en el amperímetro un rango de medición alto, por protección.

Luego abrimos el circuito donde se va a ejecutar la medición, y conectamos el amperímetro o miliamperímetro, en serie.

¡CUIDADO!: NUNCA CONECTE EL MEDIDOR DE AMPERIOS EN

PARALELO

MEDICION DE RESISTENCIA ELECTRICA

Cuando se mide resistencia se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

El circuito o el elemento a medir debe desenergizarse, es decir, que la fuente de alimentación de voltaje debe apagarse y desconectarse del circuito. Tenga muy en cuenta esta precaución, nunca mida una resistencia alimentada con voltaje.

Desenergizado el elemento, se procede a elegir el rango del multímetro en el cual se medirá la resistencia. Si se trata de un medidor análogo se debe calibrar el cero antes de proceder a medir.

El elemento a medir no debe cogerse con ambas manos porque se coloca la resistencia del cuerpo en paralelo con el elemento y el resultado de la medición será una resistencia equivalente en paralelo y no la del elemento. Seguido mida la resistencia teniendo en cuenta, no olvidar identificar claramente el resultado obtenido, de acuerdo al rango elegido en el medidor.

Teniendo en cuenta estas recomendaciones y procedimientos para medir las magnitudes eléctricas básicas, se realizo la siguiente práctica de laboratorio:

En cada circuito realizar lo siguiente:

1) Averiguar el voltaje máximo que puede ser aplicado a la resistencia y la corriente máxima que circula por ella.

2) Instalar la resistencia en el protoboard y aplique voltaje de una fuente variable. Aplique desde 0 voltios hasta 20 voltios, en pasos de 1 voltio y mida la corriente que circula por la resistencia en cada caso. Verifique la ley de Ohm.

DESARROLLO

CIRCUITO A:

1) R= 2 kΩ= 2000 Ω

Pmax= 1W

Imax= √Pmax / R= √1 / 2000= 0.02236067977 A= 22.36067977 mA

Vmax= Pmax / Imax= 1 / 0.02236067977= 44.72135955 V

2) Los datos recopilados en el desarrollo del punto 2 de la practica con respecto al CIRCUITO A lo hemos consignado en la siguiente tabla:

CIRCUITO ARESISTENCIA DE 2 KΩ (2000 Ω) 1W

Voltaje aplicado Corriente calculada Corriente medida1 V 0,5 mA 0,46 mA2 V 1 mA 0,87 mA3 V 1,5 mA 1,4 mA4 V 2 mA 1,9 mA5 V 2,5 mA 2,39 mA6 V 3 mA 2,81 mA7 V 3,5 mA 3,2 mA

8 V 4 mA 3,62 mA9 V 4,5 mA 4,1 mA

10 V 5 mA 4,59 mA11 V 5,5 mA 5 mA12 V 6 mA 5,5 mA13 V 6,5 mA 5,99 mA14 V 7 mA 6,41 mA15 V 7,5 mA 6,99 mA16 V 8 mA 7,41 mA17 V 8,5 mA 7,89 mA18 V 9 mA 8,39 mA19 V 9,5 mA 8,8 mA20 V 10 mA 9,3 mA

CIRCUITO B:

1) R= 3.3 kΩ= 3300 Ω

Pmax= 3W

Imax= √Pmax / R= √3 / 3300= 0.03015113446 A= 30.15113446 mA

Vmax= Pmax / Imax= 3 / 0.03015113446= 99.49874371 V

2) Los datos recopilados en el desarrollo del punto 2 de la practica con respecto al CIRCUITO B lo hemos consignado en la siguiente tabla:

CIRCUITO BRESISTENCIA DE 3,3 KΩ (3300 Ω) 3W

Voltaje aplicado Corriente calculada Corriente medida1 V 0,30 mA 0,28 mA2 V 0,60 mA 0,56 mA3 V 0,90 mA 0,81 mA4 V 1,21 mA 1,19 mA5 V 1,51 mA 1,41 mA6 V 1,81 mA 1,72 mA7 V 2,12 mA 2 mA8 V 2,42 mA 2,31 mA9 V 2,72 mA 2,5 mA

10 V 3,03 mA 2,85 mA11 V 3,33 mA 3,1 mA12 V 3,63 mA 3,4 mA

13 V 3,93 mA 3,69 mA14 V 4,24 mA 3,99 mA15 V 4,54 mA 4,21 mA16 V 4,84 mA 4,5 mA17 V 5,15 mA 4,8 mA18 V 5,45 mA 5,1 mA19 V 5,75 mA 5,4 mA20 V 6,06 mA 5,62 mA

Para comprender mejor los datos recopilados durante el desarrollo del laboratorio, es necesario especificar lo siguiente:

R= ResistenciaPmax= Potencia máxima de la ResistenciaImax= Intensidad máxima que puede ser aplicada a la ResistenciaVmax= Voltaje máxima que puede ser aplicado a la ResistenciamA= Miliamperios

INCIDENCIA DE UN MEDIDOR DE MAGNITUDES ELECTRICAS EN LA SEGURIDAD DE UNA PERSONA:

La electricidad es una maravillosa creación de la naturaleza, que nos proporciona en gran parte las mayores comodidades con las que vivimos ordinariamente. Pero así como es de maravillosa, puede llegar ser peligrosa, si no se manipula como se debe.

Para los electricistas, técnicos, tecnólogos electrónicos, la electricidad se transforma en su sustento, y aprenden a manejarla y tratarla. Pues bien para garantizar su seguridad los hombres que diariamente se desempeñan en oficios relacionados con la electricidad, deben seguir unas pautas de prevención, para evitar accidentes.

Son muchos los procesos que llevan a cabo con la electricidad estos profesionales, como es el caso de la medición de magnitudes, principalmente las de corriente y voltaje.

Por eso, la Comisión Electrotécnica Internacional, ha establecido unos estándares de seguridad para que los profesionales del ramo de la electricidad y sus derivados sigan y así aseguren su protección a la hora de ejecutar mediciones.

Siguiendo los pasos básicos referentes a mediciones de corriente, voltaje y resistencia, antes mencionados en este informe, se debe tener en cuenta lo siguiente previamente al hacer una medición:

Verificar que el medidor que va a ser usado tenga una etiqueta que pruebe que ha sido certificado por un laboratorio de ensayos independiente, para así tener la confiabilidad que es de buena calidad, es decir cuenta con protección adecuada frente a transitorios de tensión (subidas de voltaje en la red de alimentación), soporta cargas accidentales, etc.

Utilizar puntas de prueba con conectores cubiertos, guarda dedos, certificados con una categoría y una tensión iguales o superiores a las del medidor, con símbolo de doble aislamiento y certificación de un laboratorio de ensayos independiente, para así reducir al mínimo posibles sacudidas eléctricas.

Utilizar medidores con profundos terminales de entrada, carcasas de alta calidad y carcasa externa resistente a los ambientes industriales.

De ser posible realice las mediciones en circuitos sin tensión y siga siempre los procesos de conexión y desconexión, como lo son:

- Conectar siempre en primer lugar el cable de tierra y luego el de corriente, y para la desconexión primero el de corriente y después el de tierra.

- Utilice el método de comprobación de los 3 puntos:

Pruebe primero un circuito que sepa que tiene voltaje. Mida el circuito deseado. Antes de llegar a la conclusión de que el circuito este sin corriente,

vuelva a probar el circuito que esta activo, así sabrá que su medidor funciona de manera correcta.

Utilice herramientas correctamente mantenidas y accesorios de seguridad adecuados como o son gafas protectoras, guantes aislados herramientas aisladas, esterillas aisladas, y no trabaje solo.

Analizando todas estas normas de seguridad, parece, muy aburrido estar siempre cumpliendo con todo a la hora de ejecutar una medición; pues… esos estándares de seguridad se hicieron para que el que quiera proteger su vida y su integridad física, lo haga, la CEI (Comisión Electrotécnica Internacional) no obliga a cumplir esas normas, por eso antes de ser mencionadas se especifica que son normas que los profesionales del ramo “DEBEN” no tienen que cumplir. Así que ya le queda a conciencia del electricista, electrónico, etc., si las quiere seguir, ya que con ellas se puede evitar un daño en ellos y en el bien que tratan de reparar, controlar, etc.; el medidor y la electricidad son nuestros aliados, ¡si los tratamos como DEBE ser!

Solo por enriquecer más el conocimiento, amplio un poco la información sobre la CEI:

Comisión Electrotécnica Internacional

La Comisión Electrotécnica Internacional (CEI o IEC, por sus siglas del idioma inglés International Electrotechnical Commission) es una organización de normalización en los campos eléctrico, electrónico y tecnologías relacionadas. Numerosas normas se desarrollan conjuntamente con la ISO (normas ISO/IEC).

La CEI, fundada en 1906 y cuyo primer presidente fue Lord Kelvin, tenía su sede en Londres hasta que en 1948 se trasladó a Ginebra. Integrada por los organismos nacionales de normalización, en las áreas indicadas, de los países miembros, en 2003 pertenecían a la CEI más de 60 países.

A la CEI se le debe el desarrollo y difusión de los estándares para algunas unidades de medida, particularmente el gauss, hercio y weber; así como la primera propuesta de un sistema de unidades estándar, el sistema Giorgi, que con el tiempo se convertiría en el sistema internacional de unidades.

En 1938, el organismo publicó el primer diccionario internacional (International Electrotechnical Vocabulary) con el propósito de unificar la terminología eléctrica, esfuerzo que se ha mantenido durante el transcurso del tiempo, siendo el Vocabulario Electrotécnico Internacional un importante referente para las empresas del sector.