Trabajo informatica ley de Ohm y de Kirchhoff, con sus respectivos ejemplos

1. Luis Carlos Sanchez
Barragán 11-1

2. Ley de Ohm
 La ley de Ohm dice que: "la intensidad de la corriente eléctrica que
circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la
diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la
resistencia del mismo".
 En el Sistema internacional de unidades:
 I = Intensidad en amperios (A)
 V = Diferencia de potencial en voltios (V)
 R = Resistencia en ohmios (Ω)

3. Ejemplos
 1.- Calcula la intensidad de la corriente que alimenta a una lavadora de
juguete que tiene una resistencia de 10 ohmios y funciona con una batería
con una diferencia de potencial de 30 V
Solución: Para darle solución a este problema, basta con retomar los datos
del problema que en este caso sería la resistencia de 10 Ohmios, y una
tensión de 30 Volts, por lo que tendríamos.
Por lo que necesitamos 3 Amperes, para alimentar a la
lavadora de juguete. Fácil ¿no?.

4. EJEMPLOS
 2.- Calcula el voltaje, entre dos puntos del circuito de una plancha, por el que atraviesa una
corriente de 4 amperios y presenta una resistencia de 10 ohmios
Solución: Del mismo modo que el ejemplo anterior, lo que necesitamos es retomar nuestros
datos, que en este caso serían los 4 amperios que atraviesan sobre el circuito de la plancha y la
resistencia de 10 ohmios, por lo que:
En este caso nuestra fórmula será la misma, solo que
ahora la vamos a despejar.
Ahora reemplazamos nuestros datos.
Por lo que tendríamos 40 Volts como respuesta, que
serían los que atraviesan entres los dos puntos de la
plancha.

5. EJERCICIOS
3.- Calcula la resistencia atravesada por una corriente con una intensidad de 5 amperios y
una diferencia de potencial de 11 voltios.
Solución: Si siempre consideramos los datos de nuestros problemas, es más fácil resolver
un problema de física, en este caso tendríamos lo siguiente:
Ahora de la ley del ohm, despejamos el valor de R para poder obtener nuestra ecuación
final:
Por lo que nuestra resistencia sería de 2.2 Ohms, que daría por finalizado nuestro ejercicio.

6. EJERCICIOS
Calcula la resistencia que opondrá un circuito al paso de una corriente de 50 amperios sabiendo que
hay un voltaje de 7 voltios entre los extremos.
Datos:
R = ¿? Ω
I = 50 A
V = 7 V
Operación:
R = V/I
R = 7/50
R = 0,14
Respuesta:
La resistencia que opondrá un circuito al paso de una corriente de 50 A teniendo un voltaje de 7 V
entre los extremos es de 0,14 Ω

7. Leyes de Kirchhoff
Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845, mientras
aún era estudiante. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de la
corriente y el potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la
ley de conservación de la energía.
Estas leyes nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto de ecuaciones al que
ellos responden. En la lección anterior Ud. conoció el laboratorio virtual LW. El funcionamiento
de este y de todos los laboratorios virtuales conocidos se basa en la resolución automática del
sistema de ecuaciones que genera un circuito eléctrico. Como trabajo principal la PC presenta
una pantalla que semeja un laboratorio de electrónica pero como trabajo de fondo en
realidad esta resolviendo las ecuaciones matemáticas del circuito.

8. La primera Ley de Kirchoff
En un circuito eléctrico, es común que se generen nodos de corriente. Un nodo es el punto
del circuito donde se unen mas de un terminal de un componente eléctrico. Si lo desea
pronuncie “nodo” y piense en “nudo” porque esa es precisamente la realidad: dos o mas
componentes se unen anudados entre sí (en realidad soldados entre sí). En la figura 1 se
puede observar el mas básico de los circuitos de CC (corriente continua) que contiene dos
nodos.

9. Ejercicio 1
Supongamos que tenemos una red circuital de la siguiente forma, y nos piden calcular la
intensidad de las corrientes por cada rama.
Si planteamos las ecuaciones de nodos y mayas obtenemos las siguientes ecuaciones y los
circuitos de cada maya analizada.

10.  En base a las ecuaciones obtenidas nos armamos un sistema de
ecuaciones con 3 incógnitas, podemos resolver empleando cualquier
método matemático que manejemos, yo solo voy a presentar los
resultados finales, dado que no es el objetivo de este articulo hacer foco
en la resolución de un sistema de ecuaciones.
Como podemos ver, los signos de las corrientes nos
dieron todos de magnitud positiva, eso quiere decir que el
sistema de referencia elegido al plantear el problema fue
el correcto, si como resultado alguna de las corrientes
fuera de signo negativo, quiere decir que la dirección de
circulación de esa corriente es en sentido opuesto al
elegido por nosotros.

11. EJERCICIO 2
Supongamos que nos presentan la siguiente red eléctrica, donde las resistencias internas
de la batería son despreciables ¿cual es la corriente que circula por cada resistencia?.
Al igual que hicimos en el ejercicio anterior, tenemos un nodo donde se juntan las tres corrientes que
tenemos que analizar y mediante la ley de kirchhoff de mallas podemos plantear las ecuaciones
correspondientes para contestar la pregunta del enunciado.

12.  De acá en mas, la operatoria es exactamente igual al ejercicio anterior, solo tenemos
que resolver el sistema de ecuaciones anteriormente presentado. Resolviendo eso
obtenemos como resultado que la intensidad de corriente sobre cada una de las
resistencias es la siguiente.

13. Segunda Ley de Kirchoff
Cuando un circuito posee mas de una batería y varios resistores de carga ya
no resulta tan claro como se establecen la corrientes por el mismo. En ese
caso es de aplicación la segunda ley de kirchoff, que nos permite resolver el
circuito con una gran claridad.
En un circuito cerrado, la suma de las tensiones de batería que se encuentran
al recorrerlo siempre serán iguales a la suma de las caídas de tensión
existente sobre los resistores.
En la figura siguiente se puede observar un circuito con dos baterías que nos
permitirá resolver un ejemplo de aplicación.

14. EJEMPLOS
Una barra de carbono de radio 0’1 mm se utiliza para construir una resistencia. La resistividad
de este material es 3’5 10-5 Ωm. ¿Qué longitud de la barra de carbono se necesita para
obtener una resistencia de 10 Ω?
DATOS
r = 0’1 mm
ρ = 3’5 10-5 Ωm
R = 10 Ω
PLANTEAMIENTO Y RESOLUCIÓN Aplicamos la definición de Resistencia.
R= ρ I/A

15. EJEMPLO 2
La cantidad de carga q (en C) que pasa a través de una superficie de área 2cm2 varía con el
tiempo como q= 4t3 + 5t + 6, donde t está en segundos. a) ¿Cuál es la corriente instantánea a
través de la superficie en t = 1 s?
La intensidad de corriente instantánea se define como:
por lo tanto, I= d Q/ dt
i (t)= 12t2+d5
i (1s) =17 A

16. 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.
Pulsadores
También llamados interruptores momentáneos. Este tipo requiere que el
operador mantenga la presión sobre el actuante para que los contactos estén
unidos. Un ejemplo de su uso lo podemos encontrar en los timbres de las
casas o apartamentos.

17. 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 continua (CC), y por fuentes de corriente alterna (AC).