Ficha: Ley de Ohm en un circuito

Definición de la Ley de Ohm

La Ley de Ohm establece que la corriente (I) que pasa por un conductor entre dos puntos es directamente proporcional a la tensión (V) entre esos dos puntos e inversamente proporcional a la resistencia (R).

Fórmula de la Ley de Ohm

La fórmula es: $\displaystyle V = I \cdot R$, donde V es la tensión, I es la corriente y R es la resistencia.

¿Qué representa la resistencia?

La resistencia (R) mide la oposición al flujo de corriente en un circuito. Se mide en ohmios (Ω).

Relación entre tensión y corriente

A mayor tensión (V), mayor será la corriente (I) si la resistencia (R) se mantiene constante.

¿Verdadero o falso? La Ley de Ohm es universal.

Falso. La Ley de Ohm se aplica a materiales óhmicos; no se aplica a todos los materiales.

Variables de la Ley de Ohm

Las variables son: 1. Tensión (V) 2. Corriente (I) 3. Resistencia (R).

¿Qué mide la corriente?

La corriente (I) mide el flujo de carga eléctrica en un circuito. Se mide en amperios (A).

Unidades de la Ley de Ohm

Tensión (V) en voltios, Corriente (I) en amperios, y Resistencia (R) en ohmios (Ω).

¿Cómo se calcula la resistencia?

Se puede calcular como: $\displaystyle R = \frac{V}{I}$.

Efecto de aumentar la resistencia

Si aumentas la resistencia (R), la corriente (I) disminuirá para una tensión constante (V).

Ejemplo práctico: Circuito simple

Si V = 12V y R = 3Ω, entonces I = $\displaystyle \frac{12V}{3Ω} = 4A$.

¿Qué es la tensión?

La tensión (V) es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos en un circuito.

Aplicación de la Ley de Ohm en resistencias.

Si se conecta una resistencia de 10 Ω a una tensión de 5 V, la corriente es: $\displaystyle I = \frac{U}{R} = \frac{5V}{10Ω} = 0.5A$.

¿Qué ocurre si se duplica la tensión?

La corriente también se duplica. Relación directa: $\displaystyle I = \frac{U}{R}$.

Resistencia de un circuito en serie.

La resistencia total es la suma de las individuales: $\displaystyle R_{total} = R_1 + R_2 + ... + R_n$.

¿Cuál es la ley de Ohm?

La ley de Ohm establece que $\displaystyle I = \frac{U}{R}$, donde $\displaystyle I$ es la corriente, $\displaystyle U$ es la tensión y $\displaystyle R$ es la resistencia.

Efecto de aumentar la resistencia.

Aumentar la resistencia en un circuito reduce la corriente, según la Ley de Ohm.

Ejemplo práctico: Cálculo de la corriente.

Con $\displaystyle R = 20Ω$ y $\displaystyle U = 40V$, la corriente es: $\displaystyle I = \frac{40V}{20Ω} = 2A$.

¿Es cierto que más resistencia implica menos corriente?

Verdadero. A mayor resistencia, menor corriente para una tensión fija.

Diferencia entre circuitos en serie y en paralelo.

En serie: $\displaystyle R_{total} = R_1 + R_2$; en paralelo: $\displaystyle \frac{1}{R_{total}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$.

Ejemplo: Tensión en un circuito.

Si $\displaystyle I = 3A$ y $\displaystyle R = 5Ω$, la tensión es: $\displaystyle U = I \cdot R = 3A \cdot 5Ω = 15V$.

¿Qué pasa si se reduce la tensión?

La corriente disminuye, ya que $\displaystyle I = \frac{U}{R}$ se reduce proporcionalmente.

Cálculo de resistencia necesaria.

Si se desea una corriente de 2A a 12V: $\displaystyle R = \frac{U}{I} = \frac{12V}{2A} = 6Ω$.

¿Es cierto que la Ley de Ohm se aplica a todos los materiales?

Falso. Solo se aplica a materiales ohmicos, donde $\displaystyle R$ es constante.

Ejemplo: Resistencia en paralelo.

Dos resistencias: $\displaystyle R_1 = 4Ω$ y $\displaystyle R_2 = 6Ω$. $\displaystyle R_{total} = \frac{1}{R_{total}} = \frac{1}{4} + \frac{1}{6} \Rightarrow R_{total} = 2.4Ω$.

Efecto del calentamiento en resistencias.

Un aumento de la corriente provoca un aumento en la temperatura, lo que puede cambiar la resistencia.

Ejemplo: Cálculo de voltaje en resistencia.

Con $\displaystyle R = 10Ω$ y $\displaystyle I = 2A$, el voltaje es: $\displaystyle U = I \cdot R = 2A \cdot 10Ω = 20V$.

Ejemplo práctico: Cálculo de potencia en un circuito.

La potencia eléctrica se calcula como: $\displaystyle P = U \cdot I$, donde $\displaystyle U$ es la tensión en voltios y $\displaystyle I$ es la corriente en amperios. Si en un circuito hay una tensión de 12 V y una corriente de 2 A, entonces: $\displaystyle P = 12 \cdot 2 = 24$ W.

Circuito en serie: definición.

Un circuito en serie es aquel donde los componentes están conectados uno tras otro, de manera que la corriente es la misma en todos los elementos.

¿Cómo se aplica la Ley de Ohm en serie?

La tensión total $\displaystyle U_t$ es la suma de las tensiones individuales: $\displaystyle U_t = U_1 + U_2 + ... + U_n$.

La corriente es... (serie).

La misma en todos los componentes: $\displaystyle I_t = I_1 = I_2 = ... = I_n$.

Resistencia total en serie.

La resistencia total $\displaystyle R_t$ se suma: $\displaystyle R_t = R_1 + R_2 + ... + R_n$.

Circuito en paralelo: definición.

En un circuito en paralelo, los componentes están conectados en diferentes ramas, permitiendo que la corriente se divida entre ellas.

¿Cómo se aplica la Ley de Ohm en paralelo?

La tensión total es la misma en todos los componentes: $\displaystyle U_t = U_1 = U_2 = ... = U_n$.

Corriente total en paralelo.

La corriente total $\displaystyle I_t$ es la suma de las corrientes individuales: $\displaystyle I_t = I_1 + I_2 + ... + I_n$.

Resistencia total en paralelo.

Se calcula como: $\displaystyle \frac{1}{R_t} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n}$.

¿Verdadero o falso? En serie, la resistencia total es menor que las individuales.

Falso. En serie, la resistencia total es mayor que cualquiera de las resistencias individuales.

Efecto de aumentar resistencia en serie.

Aumenta la resistencia total del circuito, reduciendo la corriente total según la Ley de Ohm.

Efecto de añadir rama en paralelo.

Disminuye la resistencia total del circuito, aumentando la corriente total.

Ejemplo: Tres resistencias en serie.

Si $\displaystyle R_1 = 2 \Omega$, $\displaystyle R_2 = 3 \Omega$, $\displaystyle R_3 = 5 \Omega$, entonces $\displaystyle R_t = 2 + 3 + 5 = 10 \Omega$.

Ejemplo: Tres resistencias en paralelo.

Si $\displaystyle R_1 = 2 \Omega$, $\displaystyle R_2 = 3 \Omega$, $\displaystyle R_3 = 6 \Omega$, entonces $\displaystyle \frac{1}{R_t} = \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{6} = 1 \Rightarrow R_t = 1 \Omega$.

Ley de Ohm en circuitos mixtos.

Se debe analizar por partes, calculando resistencia total en serie y paralelo por separado.

Corriente en RAMAS de un circuito en paralelo.

Se reparte según la resistencia: menor resistencia, mayor corriente.

Resistencia total en circuito mixto

En un circuito mixto, la resistencia total $\displaystyle R_t$ se calcula combinando la resistencia total en serie y en paralelo: - Serie: $\displaystyle R_t = R_1 + R_2 + ... + R_n$ - Paralelo: $\displaystyle \frac{1}{R_t} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n}$ La Ley de Ohm se aplica a la resistencia total para calcular la corriente total.