LEY DE OHM Y LEYES DE KIRCHHOFF EXPLICA COMO FUSIONA Y VARIOS EJERCICIOS RESUELTOS

1. LEY DE OHM
Y LEYES DE KIRCHHOFF
LAURA VALENTINA GÓMEZ
MÉNDEZ 11-2

2. LEY DE OHM

3. EL ORIGEN DE LA LEY DE OHM
Se originó a comienzos del siglo XlX, descubierta por el matemático y
físico Georg Simón Ohm. Para ese entonces, ya se conocía la corriente
eléctrica, gracias a las indagaciones de Volta Alejandro. Sin embargo,
Ohm quiso ahondar sobre las investigaciones de Volta y empezó a
realizar experimentos con las propiedades de la electricidad. Él utilizó
partes de metal, hasta que descubrió la ley de Ohm, en honor a su
nombre.
Cabe destacar que la ley de Ohm, no funciona por sí sola. Pero este
descubrimiento realizado por Ohm, fue un gran aporte a la
electrónica. En la electricidad, también intervienen las leyes de
Kirchhoff. No obstante, tiempo después esta ley fue perfeccionada
por la teoría del científico Maxwell. Donde unificó el magnetismo con
la electricidad.

4. La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg
Simón Ohm, es una ley básica de los circuitos eléctricos. Establece
que la diferencia de potencial V que aplicamos entre los extremos de
un conductor determinado es proporcional a la intensidad de
la corriente I que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley
introduciendo la noción de resistencia eléctrica {displaystyle R}; que
es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V I
La fórmula anterior se conoce como fórmula general de la ley de
Ohm, y en la misma, V corresponde a la diferencia de potencial, R a la
resistencia e I a la intensidad de la corriente. Las unidades de esas
tres magnitudes en el sistema internacional de unidades son,
respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A). V I:
En física, el término ley de Ohm se usa para referirse a varias
generalizaciones de la ley originalmente formulada por Ohm. El
ejemplo más simple es:
donde J es la densidad de corriente en una localización dada en el
material resistivo, E es el campo eléctrico en esa localización,
y σ(sigma) es un parámetro dependiente del material
llamado conductividad. Esta reformulación de la ley de Ohm se debe

5. Fuerza Electromotriz = Corriente multiplicada por la resistencia
aunque los significados son los mismos, la diferencia de
nomenclatura existe.
Basada en el trabajo de Georg Simón Ohm, la Ley de Ohm es una de
las tres leyes fundamentales del estudio de la electricidad, en
compañía de las leyes de Kirchhoff del voltaje y de la corriente. Estas
tres leyes conforman el marco dentro del cual el resto de la
electrónica se establece. Es importante notar que estas leyes no se
aplican en todas las condiciones, pero definitivamente se aplican con
gran precisión en alambres los cuales son usados para conectar entre
sí la mayor parte de las partes electrónicas dentro de un circuito.
Aunque las partes individuales pueden o no ser analizadas por la ley
de Ohm, sus relaciones con el circuito pueden serlo.
El enunciado actual de la Ley de Ohm es:

6. La corriente que fluye a través de un conductor es proporcional a la
fuerza electromotriz aplicada entre sus extremos, teniendo en cuenta
que la temperatura y demás condiciones se mantengan constantes.
Hay que tener en cuenta que no se menciona la resistencia, sino que
simplemente este es el nombre dado a la (constante de)
proporcionalidad involucrada.
Algo importante que se obtiene de esta definición es:
En un circuito pasivo, la corriente es el resultado del voltaje aplicado.
Existen efectos térmicos definitivos en la resistencia (o la resistencia
efectiva) en los conductores.

7. La ley de Ohm es lineal y por lo tanto asume su linealidad en la parte
electrónica. Es fácil pensar en términos de una ecuación de
línea y=mx considerando la resistencia como la constante m, la
corriente como la variable x, y el voltaje como la variable
dependiente y. De esta manera se establece una relación de
proporcionalidad entre el voltaje y la corriente.
Por supuesto, la Ley de Ohm puede ser reorganizada de tres maneras
válidas y equivalentes.

8. INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN UN
CIRCUITO DONDE SE APLICA LA LEY DE
OHM
Obviamente para trabajar y comprobar el buen funcionamiento de
cualquier circuito eléctrico, debes realizar mediciones. Para ello, se
debe contar con los siguientes instrumentos: El wattmetro, el
amperímetro y el voltímetro. Sin embargo, se puede sustituir por
el multímetro, que es un aparato más completo.
A continuación, te lo describimos seguidamente:
Multímetro o tester
Es un aparato digital o analógico (viene en sus dos versiones), que
permite medir las distintas magnitudes o parámetros dentro de un
circuito. Entre las más habituales, se puede mencionar: la tensión o
corriente o tensión continúa (DC) y la corriente alterna (AC), así como
también resistencia.
Dentro de las posibilidades de este instrumento, está la capacidad para
medir los voltios, los ohmios y los amperes. Y esto se logra, al
establecer el reloj o perilla del instrumento en la escala necesaria para

9. Consejos para tratar los instrumentos
Recuerda, debes tratar con cuidado estos instrumentos para medir.
Debido a que las altas temperaturas, caídas, golpes y presencia de
campos magnéticos producen lecturas erróneas. También, si tienen la
batería descargada produce errores de medición. Por ello, sigue las
instrucciones de fábrica, para alargar su vida útil. Además, realiza su
mantenimiento preventivo con un técnico especialista.
¡Gracias al descubrimiento de la Ley de Ohm, podemos disfrutar de la
tecnología y electrónica moderna!

10. EJERCICIOS RESUELTOS DE LA LEY
DE OHM

14. 4.

15. LAS LEYES DE KIRCHHOFF
as leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en
la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos.
Fueron descritas por primera vez en 1846 por Gustav Kirchhoff. Son
ampliamente usadas en ingeniería eléctrica e ingeniería electrónica.
Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de
las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y
gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son
utilizadas para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de
un circuito eléctrico.

16. 1. LEY DE CORRIENTES DE
KIRCHHOFF
Esta ley también es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y
es común que se use la sigla LCK para referirse a esta ley. La ley de
corrientes de Kirchhoff nos dice que:
La ley se basa en el principio de la conservación de la carga donde la
carga en coulombios es el producto de la corriente en amperios y el
tiempo en segundos.
Por definición, un nodo es un punto de una red eléctrica en el cual
convergen tres o más conductores.
Esta primera ley confirma el principio de la conservación de las cargas
eléctricas.

17. DENSIDAD DE CARGA VARIANTE
La LCK solo es válida si la densidad de carga se mantiene constante
en el punto en el que se aplica. Considere la corriente entrando en
una lámina de un condensador. Si uno se imagina una superficie
cerrada alrededor de esa lámina, la corriente entra a través del
dispositivo, pero no sale, violando la LCK. Además, la corriente a
través de una superficie cerrada alrededor de todo el capacitor
cumplirá la LCK entrante por una lámina sea balanceada por la
corriente que sale de la otra lámina, que es lo que se hace en análisis
de circuitos, aunque cabe resaltar que hay un problema al considerar
una sola lámina. Otro ejemplo muy común es la corriente en
las antenas , donde la corriente entra del alimentador del transmisor
pero no hay corriente que salga del otro lado sino que los electrones
salen proyectados/dispersados armónicamente hacia la atmósfera
circundante.
Maxwell introdujo el concepto de corriente de desplazamiento para
describir estas situaciones. La corriente que fluye en la lámina de un
capacitor es igual al aumento de la acumulación de la carga y además
es igual a la tasa de cambio del flujo eléctrico debido a la carga (el
flujo eléctrico también se mide en Coulombs, como una carga

18. Cuando la corriente de desplazamiento se incluye, la ley de Kirchhoff se
cumple de nuevo. Las corrientes de desplazamiento no son corrientes
reales debido a que no constan de cargas en movimiento, deberían verse
más como un factor de corrección para hacer que la LCK se cumpla. En el
caso de la lámina del capacitor, la corriente entrante de la lámina es
cancelada por una corriente de desplazamiento que sale de la lámina y
entra por la otra lámina.
Esto también puede expresarse en términos del vector campo al tomar la
Ley de Ampere de la divergencia con la corrección de Maxwell y
combinando la ley de Gauss, obteniendo:
Esto es simplemente la ecuación de la conservación de la carga en forma
integral, dice que la corriente que fluye a través de una superficie cerrada
es igual a la tasa de pérdida de carga del volumen encerrado (Teorema de
Divergencia). La ley de Kirchhoff es equivalente a decir que la divergencia
de la corriente es cero, para un tiempo invariante p, o siempre verdad si la
corriente de desplazamiento está incluida en J.

19. EJERCICIOS

25. 2. LEY DE TENSIONES DE
KIRCHHOFFEsta ley es llamada también segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de
Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff (es común que se use la
sigla LVK para referirse a esta ley).

26. Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía.
Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo
cerrado no gana o pierde energía al regresar al potencial inicial.
Esta ley es cierta incluso cuando hay resistencia en el circuito. La validez
de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su
punto de partida, debido a la disipación de energía. Una carga
simplemente terminará en el terminal negativo, en vez del positivo. Esto
significa que toda la energía dada por la diferencia de potencial ha sido
completamente consumida por la resistencia, la cual la transformará en
calor. Teóricamente, y, dado que las tensiones tienen un signo, esto se
traduce con un signo positivo al recorrer un circuito desde un mayor
potencial a otro menor, y al revés: con un signo negativo al recorrer un
circuito desde un menor potencial a otro mayor.
En resumen, la ley de tensión de Kirchhoff no tiene nada que ver con la
ganancia o pérdida de energía de los componentes electrónicos
(Resistores, capacitores, etc.). Es una ley que está relacionada con el
campo potencial generado por fuentes de tensión. En este campo
potencial, sin importar que componentes electrónicos estén presentes,
la ganancia o pérdida de la energía dada por el campo potencial debe

27. CAMPO ELÉCTRICO Y POTENCIAL
ELÉCTRICO
a ley de tensión de Kirchhoff puede verse como una consecuencia del
principio de la conservación de la energía. Considerando ese
potencial eléctrico se define como una integral de línea, sobre un
campo eléctrico, la ley de tensión de Kirchhoff puede expresarse
como:
Que dice que la integral de línea del campo eléctrico alrededor de un
lazo cerrado es cero.
Para regresar a una forma más especial, esta integral puede "partirse"
para conseguir la tensión de un componente en específico.

29. EJERCICIOS

35. INTERRUPTOR
Un interruptor eléctrico es un dispositivo que permite desviar o
interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno
sus tipos y aplicaciones son innumerables, desde un simple
interruptor que apaga o enciende una bombilla, hasta un complicado
selector de transferencia automático de múltiples capas, controlado
por computadora.
Su expresión más sencilla consiste en dos contactos
de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente
separados, se unen mediante un actuante para permitir que la
corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus
posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos
unidos.

36. • MATERIALES
De la calidad de los materiales empleados para los contactos
dependerá la vida útil del interruptor. Para la mayoría de los
interruptores domésticos se emplea una aleación de latón (60% cobre,
40% zinc). Es muy resistente a la corrosión y es un conductor
eléctrico apropiado. El aluminio también es buen conductor y es muy
resistente a la corrosión.
Cuando se requiera una pérdida mínima se utiliza cobre puro por su
excelente conductividad eléctrica. Bajo condiciones de condensación,
el cobre puede formar óxido de cobre en la superficie,
interrumpiendo el contacto.
Para interruptores que requieran la máxima fiabilidad, se utilizan
contactos de cobre pero se aplica un baño con un metal más
resistente al óxido como el estaño, aleaciones de
estaño/plomo, níquel, oro o plata. La plata es mejor conductor que el
cobre y además el óxido de plata conduce electricidad.

37. • CLASIFICACIÓN DE LOS
INTERRUPTORES

38. MOTOR ELÉCTRICO
El motor eléctrico es un dispositivo que convierte la energía eléctrica
en energía mecánica por medio de la acción de los campos
magnéticos generados en sus bobinas. Son máquinas
eléctricas rotatorias compuestas por un estator y un rotor.
Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden
convertir energía mecánica en energía eléctrica funcionando
como generadores o dinamo. Los motores eléctricos de tracción
usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo
ambas tareas, si se diseñan adecuadamente.
Son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones
industriales, comerciales y particulares. Su uso está generalizado
en ventiladores, vibradores para teléfonos móviles, bombas, medios
de transporte eléctricos, electrodomésticos, esmeriles angulares y
otras herramientas eléctricas, unidades de disco, etc. Los motores
eléctricos pueden ser impulsados por fuentes de corriente

39. La corriente directa o corriente continua proviene de las baterías,
los paneles solares, dínamos, fuentes de alimentación instaladas en el
interior de los aparatos que operan con estos motores y
con rectificadores. La corriente alterna puede tomarse para su uso en
motores eléctricos bien sea directamente de la red
eléctrica, alternadores de las plantas eléctricas de emergencia y otras
fuentes de corriente alterna bifásica o trifásica como los inversores de
potencia.
Los pequeños motores se pueden encontrar hasta
en relojes eléctricos. Los motores de uso general con dimensiones y
características más estandarizadas proporcionan la potencia
adecuada al uso industrial. Los motores eléctricos más grandes se
usan para propulsión de trenes, compresores y aplicaciones de
bombeo con potencias que alcanzan 100 megavatios. Estos motores
pueden ser clasificados por el tipo de fuente de energía eléctrica,
construcción interna, aplicación, tipo de salida de movimiento,
etcétera.

40. • PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Los motores eléctricos son dispositivos que transforman energía
eléctrica en energía mecánica. El medio de esta transformación de
energía en los motores eléctricos es el campo magnético. Existen
diferentes tipos de motores eléctricos y cada tipo tiene distintos
componentes cuya estructura determina la interacción de los flujos
eléctricos y magnéticos que originan la fuerza o par de torsión del
motor.
El principio fundamental que describe cómo es que se origina una
fuerza por la interacción de una carga eléctrica puntual q en campos
eléctricos y magnéticos es la Ley de Lorentz: