La ley de Ohm es uno de las leyes pilares de la electricidad. Es muy sencilla y es aplicada a

la resolución de circuitos de corriente continua.

La ley se cimenta en tres partes que son la intensidad de corriente, la resistencia y la tensión o

voltaje existente. Dice que la resistencia que hay en un sector de un circuito, como el de una

resistencia, es igual a la relación que existe entre la tensión o diferencia de potencial y la

intensidad de corriente.

R  =  V / I

Las unidades son para R, el Ohm (W) para la tensión el volt (V) y para la intensidad de

corriente el ampere (A).

En los problemas nos pedirán uno de estos valores y deberemos tener los otros 2 para poder

solucionarlo. A veces no es tan sencillo como parece y tenemos en frente circuitos con

muchas resistencias en diferentes disposiciones. En estos casos debemos calcular la

resistencia total de un circuito y luego con ese valor si encaramos la ley de Ohm para sacar la

I total o la V total.

Es importante conocer los símbolos de un circuito básico de electricidad.

En este esquema vemos 3 resistencias, la fuente de tensión y la intensidad circulando. Ahora

veremos que las resistencias se pueden disponer de dos distintas maneras. Por un lado las

conectadas en serie y por otro las que están conectadas en paralelo. Las que están

dispuestas en serie se encuentran conectadas sin división de corriente. En cambio en la figura

anterior vemos 3 resistencias en paralelo, ya que  se ven divisiones o nodos donde la

corriente es separada. En los casos de resistencias en paralelo, estas se disponen separadas

por una división de corriente. Si queremos saber la resistencia total de un circuito usaremos

distintas formulas si se trata de conexión en serie o en paralelo.

En serie:

R T  =  R1  +  R2  +  R3

En paralelo:

1/RT = 1/R1  +  1/R2  +  1/R3

Otra cosa importante que queremos aclarar es que las resistencias en serie tienen la misma

intensidad de corriente ya que no hay división en el recorrido. Pero la V es distinta para cada

resistencia, salvo que estas tengan el mismo valor.

En el caso de las ubicadas en paralelo, la V es la misma para todas, pero la corriente es

diferente para cada una salvo que estas valgan lo mismo.

En algunos problemas es común que tengamos resistencias de ambos tipos, es decir, en serie

y en paralelo. También debemos calcular la resistencia total. Por ejemplo:

 

Vemos que cada R tiene asignada un número para ser distinguida. Como observamos las R

23 y 4 están en paralelo al igual que las R 6 y 7. Primero resolveremos estos 2 pares de R.

La R equivalente al primer par será:

1/R = 1/6  +  1/4

1/R = 5/12

Invertimos 1/R para saber el valor de la R equivalente

R = 12/5 ohm

Para el otro par:

1/R = 1/8  +  1/8

1/R = 2/8 = 1/4

R = 4 ohm

Ahora la R equivalente del primer par entre R23 y R4 está en serie con R1 por lo tanto las

podemos sumar directamente:

6 ohm + 12/5 ohm = 8.4 ohm

Lo mismo ocurre para el segundo par. R4 se suma a la R equivalente de 4 ohm

4 ohm + 4 ohm = 8 ohm

Por último, tenemos solo 3 resistencias que se encuentran en paralelo.

1/ RT  =  1/8.4  +  1/8

RT  =  4.1 ohm

Ahora bien, si queremos calcular la intensidad total de corriente es fácil porque tenemos la V

total y la R total. Solo debemos aplicar la ley de ohm.

R = V / I

I = V / R

I = 10 v / 4.1 ohm

I = 2.43 amperes

Si quisiéramos calcular las I que circulan para cada R del circuito el proceso es más largo.

Debemos conocer las caídas de tensión en cada R y recién después aplicar la ley de Ohm

sacando la I que nos interese.

Para calcular las distintas tensiones nos conviene aplicar una de las leyes de Kirchoff. Dice

que la suma de las caídas de tensión en un circuito es igual a la tensión o diferencia de

potencial total del circuito. Por lo tanto, debemos observar nuestro circuito y ver que entre los

puntos los puntos A y B está la caída total. Hay dos ramas principales. La superior compuesta

por las R 1, 23 y 4 y la de abajo compuesta por las R 5, 6 y 7. Ambas ramas están sometidas

a la misma V. podemos calcular la I que circulara por la parte ascendente. Solo tendremos en

cuenta la R total que habíamos calculado para la parte superior que nos dio 6.417 ohm. Con

este valor y el de la V calculamos la I por la ley de Ohm.

I = V / R

I = 10 V / 8.4 ohm

I = 1.19 amperes

Ahora bien, esta I atraviesa la R1 que está en serie con las R 23 y R4 y a estas últimas. Pero

antes de pasar por las R 23 y R 4 se dividirá en dos de diferente valor. Debemos conocer la V

entre estas dos R para sacar cada una de las I que pasan por ellas. Como si en vez de dos R

en paralelo hubiera una sola es decir, su equivalente que nos había dado 12/5 = 2.4 ohm. La

V entre estas dos R dará:

V = R x I

V = 2.4 ohm x 1.19 A

V = 2.86 Volt

Esta V es para ambas R en paralelo y la I se dividirá en dos I nuevas y menores como

mencionamos anteriormente que será muy fácil calcular con la Ley de Ohm:

La que circula por la R 23 sera I 23:

I = V / R

I = 2.86 V / 6 ohm

I = 0.477 amperes

La que circula por la R 4:

I 4 = V / R 4

I 4 = 2.86 V / 4 ohm

I 4 = 0.715 amperes

El alumno podrá calcular de la misma manera las I de la rama de abajo. Al sumar las I

deberán dar el resultado de la I total, esta es una forma de verificar que de bien.

 

La ley de Watt dice que la potencia eléctrica es directamente proporcional al voltage de un circuito y a la

intensidad que circula por él.

Voltage en voltios (v)

Intensidad (i)

Potencia en Vatios (P)

Ecuación de Watt:

P = V . I

Los valores pueden ser cambiados en caso de tener Intensidad y Potencia para calcular el voltaje, tal cual lo

indica en la imagen.

LEY DE OHM. Esta Ley toma su nombre en honor de su autor, el Sr. George Simón Ohm, siendo establecida en el año de 1827, y su enunciado es el siguiente:

“La Intensidad de la corriente que fluye por un circuito eléctrico es directamente proporcional a la Tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del circuito”, (dicho en otras palabras: la corriente es igual al voltaje dividido entre la resistencia). Expresado en fórmula, tenemos:

La ley de Ohm tiene múltiples aplicaciones en cálculos de circuitos eléctricos: podemos calcular la intensidad de la comente que fluye a través de un circuito eléctrico sustituyendo las demás literales de la fórmula, el voltaje E y la resistencia R, por sus valores reales que serán conocidos; así también cuando deseamos encontrar el valor de la tensión a que deberá funcionar un circuito

eléctrico, se despejará de la fórmula de la ley de ohm, tenemos: y solamente se sustituyen en esta fórmula los valores reales de la corriente I y la resistencia R, que serán conocidos; igualmente si se desea conocer qué valor de la resistencia eléctrica contenida en dicho circuito, se despeja la letra R de la fórmula de la ley de ohm, y se tiene: a continuación Se sustituyen los valores reales de la tensión y la corriente, que deberán ser conocidos.

La ley de Ohm tal y como ya la conocemos se aplica solamente a circuitos de corriente directa; siempre que haya un flujo de comente eléctrica tiene que existir su correspondiente circuito, es decir, el camino que esta sigue desde la fuente a la carga y de retorno de la carga a la fuente; todos los circuitos eléctricos conforman una estructura definida por la colocación de sus elementos y pueden ser de dos formas básicas denominadas: conexión en serie y conexión en paralelo. Existen circuitos con conexiones mixtas con estructuras combinadas. Conocidos como circuito serie-paralelo ó paralelo-serie, etc.

CIRCUITO SERIE: geométricamente sus elementos conforman una estructura lineal ó en línea a la fuente:

 

CIRCUITO PARALELO- La configuración geométrica de un circuito en paralelo puede identificarse inmediatamente porque sus componentes están colocados en forma paralela uno respecto de otro y con respecto a la fuente de alimentación, como se muestra en la figura:

Para presentar las diferencias estructurales de ambos circuitos eléctricos hemos utilizado el símbolo eléctrico del resistor ó resistencia eléctrica. Todos los circuitos difieren entre sí, en razón de su configuración, la función que realizan, para lo que fueron diseñados, para comprender mejor estas diferencias

analicemos cómo se comporta la resistencia eléctrica en los circuitos básicos, a saber:

RESISTENCIAS EN SERIE:- La Resistencia total en un circuito en serie se obtiene sumando los valores individuales de cada componente del circuito, por ejemplo, en el circuito mostrado anteriormente, tenemos:

RESISTENCIAS EN PARALELO:-  El Cálculo de la Resistencia total de un circuito en paralelo se obtiene de manera diferente, usando la fórmula:

Existe otro método para calcular el equivalente total  de resistencia el paralelo, a saber:

APLICACIÓN DE LA LEY DE OHM

De ahora en adelante ya estamos en condiciones de aplicar la Ley de Ohm al cálculo de circuitos de corriente directa, también denominada comente continua:

Ejemplo 1: Calcular la corriente que circula a través de un calefactor automotriz que tiene una resistencia de 8,5Ohms,  cuando se conecta a una tensión de 12 voltios:

Ejemplo 2: ¿Cuál será la Tensión a la que deberá conectarse una plancha que sabemos tiene una resistencia de 7.5 Ohms,  a través de ella circula una comente de 12 amperios?

Ejemplo 3:- Un radiador de calor se conecta a una línea de alimentación de 120 voltios y a través de él circulan 12.5 amperios de corriente, ¿Cuál será la resistencia interna del radiador de calor?

Con la realización de los problemas anteriores habremos comprendido como se aplica la Ley de Ohm a la solución de problemas prácticos, a continuación veremos cómo se comporta la tensión eléctrica y la Intensidad de la corriente en los circuitos serie y paralelo, respectivamente, para ello utilizamos ejemplos de circuitos puramente resistivos

CARACTERÍSTICAS DE LOS CIRCUITOS SERIE: En un circuito en serie la tensión de alimentación es la suma de las caídas de tensión que ocurren en cada uno de los componentes del circuito, mientras que la corriente que fluye por él es la misma en cada componente, es decir: Et = E1+ E2 + E3 + En, y la It = I1 = I2 =I3 = ln

CARACTERÍSTICAS DEL CIRCUITO EN PARALELO: En un circuito en paralelo la Tensión de alimentación es la misma en cada componente mientras que la comente que fluye por él es la suma de las intensidades que fluyen por cada componente, es decir: Et = E1 = E2 = E3 = En y la It = I1+ I2 + I3+In

A continuación se muestran algunos ejemplos de cálculos para facilitar al estudiante una mejor comprensión en la resolución de circuitos eléctricos:

CIRCUITO No. 3                                                               

                                                                                    DATOS:

CIRCUITO No. 4

CIRCUITO No. 5