Ley de Ohm para una sección de un circuito. Resistencia. La intensidad de la corriente en un conductor es directamente proporcional al voltaje en sus extremos e inversamente proporcional a su resistencia.

En 1827, Georg Ohm publicó su investigación, que constituye la base de la fórmula que se utiliza hasta el día de hoy. Ohm realizó una gran serie de experimentos que mostraron la relación entre el voltaje aplicado y la corriente que fluye a través de un conductor.

Esta ley es empírica, es decir, basada en la experiencia. La designación "Ohm" se adopta como unidad SI oficial para la resistencia eléctrica.

Ley de Ohm para una sección de circuito. afirma que la corriente eléctrica en un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial en él e inversamente proporcional a su resistencia. Teniendo en cuenta que la resistencia del conductor (no confundir con) es un valor constante, podemos formularla con la siguiente fórmula:

• I - corriente en amperios (A)
• V - voltaje en voltios (V)
• R - resistencia en ohmios (Ohm)

Para mayor claridad: una resistencia con una resistencia de 1 ohmio, a través de la cual fluye una corriente de 1 A, tiene una diferencia de potencial (voltaje) de 1 V en sus terminales.

El físico alemán Kirchhoff (famoso por sus reglas de Kirchhoff) hizo una generalización que se usa más en física:

• σ – conductividad del material
• J - densidad de corriente
• E es el campo eléctrico.

ley de ohm y resistencia

Las resistencias son elementos pasivos que proporcionan resistencia al flujo de corriente eléctrica en un circuito. , que funciona según la ley de Ohm, se llama resistencia óhmica. Cuando la corriente pasa a través de una resistencia de este tipo, la caída de voltaje a través de sus terminales es proporcional al valor de la resistencia.

La fórmula de Ohm sigue siendo válida para circuitos con tensión y corriente alternas. La ley de Ohm no es adecuada para condensadores e inductores, ya que su característica corriente-voltaje (característica voltamperio) no es esencialmente lineal.

La fórmula de Ohm también se aplica a circuitos con múltiples resistencias, que pueden conectarse en serie, paralelo o mixtos. Los grupos de resistencias conectadas en serie o en paralelo se pueden simplificar como resistencia equivalente.

Los artículos sobre y conexión describen con más detalle cómo hacer esto.

El físico alemán Georg Simon Ohm publicó su teoría completa de la electricidad en 1827 con el nombre de “teoría del circuito galvánico”. Encontró que la caída de voltaje en una sección de un circuito es el resultado del trabajo de la corriente que fluye a través de la resistencia de esa sección del circuito. Esto formó la base de la ley que utilizamos hoy. La ley es una de las ecuaciones básicas de las resistencias.

Ley de Ohm - fórmula

La fórmula de la ley de Ohm se puede utilizar cuando se conocen dos de las tres variables. La relación entre resistencia, corriente y voltaje se puede escribir de diferentes maneras. El triángulo de Ohm puede resultar útil para la asimilación y la memorización.

A continuación se muestran dos ejemplos del uso de una calculadora triangular de este tipo.

Disponemos de una resistencia de 1 Ohm en un circuito con una caída de tensión de 100V a 10V en sus terminales.¿Qué corriente fluye a través de esta resistencia?El triángulo nos recuerda que:
Disponemos de una resistencia de 10 Ohmios por la que circula una corriente de 2 Amperios a una tensión de 120V.¿Cuál será la caída de voltaje a través de esta resistencia?Usar un triángulo nos muestra que:Por tanto, el voltaje en el pin será 120-20 = 100 V.

Ley de Ohm - Potencia

Cuando la corriente eléctrica fluye a través de una resistencia, disipa una cierta cantidad de energía en forma de calor.

La potencia es función de la corriente que fluye I (A) y el voltaje aplicado V (V):

• P - potencia en vatios (V)

En combinación con la ley de Ohm para una sección de un circuito, la fórmula se puede convertir a la siguiente forma:

Una resistencia ideal disipa toda la energía y no almacena energía eléctrica o magnética. Cada resistencia tiene un límite en la cantidad de potencia que se puede disipar sin dañar la resistencia. esto es poder llamado nominal.

Las condiciones ambientales pueden disminuir o aumentar este valor. Por ejemplo, si el aire circundante está caliente, entonces la capacidad de la resistencia para disipar el exceso de calor disminuye y, por el contrario, cuando la temperatura ambiente es baja, la capacidad de disipación de la resistencia aumenta.

En la práctica, las resistencias rara vez tienen una potencia nominal. Sin embargo, la mayoría de las resistencias tienen una potencia nominal de 1/4 o 1/8 de vatio.

A continuación se muestra un gráfico circular que le ayudará a determinar rápidamente la relación entre potencia, corriente, voltaje y resistencia. Para cada uno de los cuatro parámetros, muestra cómo calcular su valor.

Ley de Ohm - calculadora

Esta calculadora en línea de la ley de Ohm le permite determinar la relación entre la intensidad de la corriente, el voltaje eléctrico, la resistencia del conductor y la potencia. Para calcular, ingrese dos parámetros cualesquiera y haga clic en el botón calcular.

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¿Qué causa que las cargas se muevan a lo largo de un conductor?
¿Cómo afecta un campo eléctrico a las cargas?

Característica corriente-tensión.

El párrafo anterior decía que para que exista corriente en un conductor es necesario crear una diferencia de potencial en sus extremos. La intensidad de la corriente en el conductor está determinada por esta diferencia de potencial. Cuanto mayor es la diferencia de potencial, mayor es la intensidad del campo eléctrico en el conductor y, por tanto, mayor es la velocidad del movimiento direccional de las partículas cargadas. Esto significa un aumento de la corriente.

Para cada conductor (sólido, líquido y gaseoso) existe una cierta dependencia de la intensidad de la corriente de la diferencia de potencial aplicada en los extremos del conductor.

La dependencia de la corriente en un conductor del voltaje que se le aplica se llama característica corriente-voltaje conductor.

Se encuentra midiendo la corriente en un conductor a varios valores de voltaje. El conocimiento de la característica corriente-tensión juega un papel importante en el estudio de la corriente eléctrica.

La ley de Ohm.

La forma más simple es la característica corriente-voltaje de conductores metálicos y soluciones electrolíticas. Fue establecido por primera vez (para metales) por el científico alemán Georg Ohm, por lo que la dependencia de la corriente del voltaje se llama ley de ohm.

En la sección del circuito que se muestra en la Figura 15.3, la corriente se dirige del punto 1 al punto 2. La diferencia de potencial (voltaje) en los extremos del conductor es igual a U = φ 1 - φ 2. Dado que la corriente se dirige de izquierda a derecha, la intensidad del campo eléctrico se dirige en la misma dirección y φ 1 > φ 2.

Midiendo la corriente con un amperímetro y el voltaje con un voltímetro, puedes verificar que la corriente es directamente proporcional al voltaje.

Ley de Ohm para una sección de circuito.

La intensidad de la corriente en una sección del circuito es directamente proporcional al voltaje U que se le aplica e inversamente proporcional a la resistencia de esta sección R.

El uso de instrumentos convencionales para medir la tensión (voltímetros) se basa en la ley de Ohm. El principio del voltímetro es el mismo que el del amperímetro. El ángulo de rotación de la aguja del instrumento es proporcional a la intensidad de la corriente.

La intensidad de la corriente que pasa a través del voltímetro está determinada por el voltaje entre los puntos del circuito al que está conectado. Por lo tanto, conociendo la resistencia del voltímetro, es posible determinar el voltaje por la intensidad de la corriente. En la práctica, el dispositivo está calibrado para que muestre inmediatamente el voltaje en voltios.

Resistencia.

La principal característica eléctrica de un conductor es resistencia. La intensidad de la corriente en el conductor a un voltaje determinado depende de este valor.

La propiedad de un conductor de limitar la intensidad de la corriente en un circuito, es decir, de resistir la corriente eléctrica, se llama resistencia eléctrica del conductor.

Utilizando la ley de Ohm (15.3), es posible determinar la resistencia del conductor:

Para hacer esto, mida el voltaje en los extremos del conductor y la corriente en él.

La figura 15.4 muestra gráficas de las características corriente-voltaje de dos conductores. Evidentemente, la resistencia del conductor al que corresponde el gráfico 2 es mayor que la resistencia del conductor al que corresponde el gráfico 1.

La resistencia de un conductor no depende del voltaje ni de la corriente.

La resistencia depende del material del conductor y de sus dimensiones geométricas.

La resistencia de un conductor de longitud l con área de sección transversal constante S es igual a:

donde ρ es una cantidad que depende del tipo de sustancia y su estado (principalmente de la temperatura).

La cantidad ρ se llama resistividad del conductor.

La resistividad de un material es numéricamente igual a la resistencia de un conductor hecho de este material con una longitud de 1 my un área de sección transversal de 1 m 2.

La unidad de resistencia del conductor se establece según la ley de Ohm y se llama ohmio.

Un conductor tiene una resistencia de 1 ohmio si, con una diferencia de potencial de 1 V, la corriente en él es 1 A.

La unidad de resistividad es 1 ohm m. La resistividad de los metales es baja. Pero los dieléctricos tienen una resistividad muy alta. Por ejemplo, la resistividad de la plata es de 1,59 · 10 -8 ohmios · m, y la del vidrio es de aproximadamente 10 · 10 ohmios · m. Las tablas de referencia dan los valores de resistividad de algunas sustancias.

El significado de la ley de Ohm.

De la ley de Ohm se deduce que a un voltaje dado la intensidad de la corriente en una sección del circuito es mayor cuanto menor es la resistencia de esta sección. Si por alguna razón (violación del aislamiento de los cables cercanos, acciones descuidadas al trabajar con cableado eléctrico, etc.) la resistencia entre dos puntos energizados resulta ser muy pequeña, entonces la intensidad de la corriente aumenta drásticamente (se produce un cortocircuito), lo que puede provocar fallos en los aparatos eléctricos e incluso un incendio.

Precisamente debido a la ley de Ohm no se puede decir que cuanto mayor sea el voltaje, más peligroso será para los humanos. La resistencia del cuerpo humano puede variar mucho según las condiciones (humedad, temperatura ambiente, estado interno de una persona), por lo que incluso un voltaje de 10-20 V puede ser peligroso para la salud y la vida humana. Por lo tanto, siempre es necesario tener en cuenta no solo el voltaje, sino también la intensidad de la corriente eléctrica. ¡Cuando trabaje en un laboratorio de física, debe seguir estrictamente las reglas de seguridad!

La ley de Ohm es la base para los cálculos de circuitos eléctricos en ingeniería eléctrica.

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ley de ohm

La figura muestra un diagrama de un circuito eléctrico simple y familiar. Este circuito cerrado consta de tres elementos:

• fuente de voltaje – baterías GB;
• consumidor actual: carga R, que puede ser, por ejemplo, el filamento de una lámpara eléctrica o una resistencia;
• Conductores que conectan la fuente de voltaje a la carga.

Por cierto, si complementa este circuito con un interruptor, obtendrá un circuito completo para una linterna eléctrica de bolsillo. La carga R, que tiene cierta resistencia, es una sección del circuito.

El valor de la corriente en esta sección del circuito depende del voltaje que actúa sobre él y de su resistencia: cuanto mayor sea el voltaje y menor la resistencia, mayor será la corriente que fluirá a través de la sección del circuito.

Esta dependencia de la corriente del voltaje y la resistencia se expresa mediante la siguiente fórmula:

• I – corriente, expresada en amperios, A;
• U – voltaje en voltios, V;
• R – resistencia en ohmios, Ohm.

Esta expresión matemática se lee de la siguiente manera: la corriente en una sección del circuito es directamente proporcional al voltaje a través de ella e inversamente proporcional a su resistencia. Esta es la ley básica de la ingeniería eléctrica, llamada ley de Ohm (por el apellido de G. Ohm) para una sección de un circuito eléctrico. Utilizando la ley de Ohm, puedes encontrar el tercio desconocido a partir de dos cantidades eléctricas conocidas. A continuación se muestran algunos ejemplos de la aplicación práctica de la ley de Ohm:

1. Primer ejemplo. Se aplica un voltaje de 25 V a una sección del circuito con una resistencia de 5 ohmios. Necesitamos averiguar el valor de la corriente en esta sección del circuito. Solución: I = U/R = 25 / 5 = 5 A.
2. Segundo ejemplo. Un voltaje de 12 V actúa sobre una sección del circuito, creando en él una corriente de 20 mA. ¿Cuál es la resistencia de esta sección del circuito? En primer lugar, los 20 mA actuales deben expresarse en amperios. Esto será 0,02 A. Entonces R = 12 / 0,02 = 600 ohmios.
3. Tercer ejemplo. Una corriente de 20 mA fluye por una sección de un circuito con una resistencia de 10 kOhm. ¿Cuál es el voltaje que actúa en esta sección del circuito? Aquí, como en el ejemplo anterior, la corriente debe expresarse en amperios (20 mA = 0,02 A), la resistencia en ohmios (10 kOhm = 10000 ohmios). Por tanto, U = IR = 0,02×10000 = 200 V.

La base de la lámpara incandescente de una linterna plana tiene estampado: 0,28 A y 3,5 V. ¿Qué significa esta información? El hecho de que una bombilla brillará normalmente con una corriente de 0,28 A, que está determinada por un voltaje de 3,5 V. Utilizando la ley de Ohm, es fácil calcular que el filamento calentado de una bombilla tiene una resistencia R = 3,5 / 0,28 = 12,5 ohmios.

Ésta es la resistencia del filamento calentado de la bombilla; la resistencia del filamento enfriado es mucho menor. La ley de Ohm es válida no sólo para una sección, sino también para todo el circuito eléctrico. En este caso, la resistencia total de todos los elementos del circuito, incluida la resistencia interna de la fuente de corriente, se sustituye en el valor R. Sin embargo, en los cálculos de circuitos más simples, generalmente se ignoran la resistencia de los conductores de conexión y la resistencia interna de la fuente de corriente.

En este sentido, es necesario dar un ejemplo más: el voltaje de la red de iluminación eléctrica es de 220 V. ¿Qué corriente circulará por el circuito si la resistencia de carga es de 1000 ohmios? Solución: I = U/R = 220 / 1000 = 0,22 A. Un soldador eléctrico consume aproximadamente esta corriente.

Todas estas fórmulas, que se derivan de la ley de Ohm, también se pueden utilizar para calcular circuitos de corriente alterna, pero siempre que no haya inductores ni condensadores en los circuitos.

La ley de Ohm y las fórmulas de cálculo derivadas de ella son bastante fáciles de recordar si utiliza este diagrama gráfico, este es el llamado triángulo de la ley de Ohm.

Es fácil usar este triángulo; solo recuerda claramente que la línea horizontal significa el signo de división (similar a la línea fraccionaria) y la línea vertical significa el signo de multiplicación.

Ahora deberíamos considerar la siguiente pregunta: ¿cómo afecta a la corriente una resistencia conectada en el circuito en serie con la carga o en paralelo a ella? Es mejor entender esto con un ejemplo. Hay una bombilla de una linterna eléctrica redonda, diseñada para un voltaje de 2,5 V y una corriente de 0,075 A. ¿Es posible alimentar esta bombilla con una batería 3336L, cuyo voltaje inicial es de 4,5 V?

Es fácil calcular que el filamento calentado de esta bombilla tiene una resistencia de poco más de 30 ohmios. Si lo alimenta con una batería 3336L nueva, entonces, de acuerdo con la ley de Ohm, fluirá una corriente a través del filamento de la bombilla, casi el doble de la corriente para la que está diseñada. El hilo no resistirá tal sobrecarga; se sobrecalentará y colapsará. Pero esta bombilla aún puede funcionar con una batería de 336L si se conecta una resistencia adicional de 25 ohmios en serie con el circuito.

En este caso, la resistencia total del circuito externo será de aproximadamente 55 ohmios, es decir, 30 ohmios - la resistencia del filamento de la bombilla H más 25 ohmios - la resistencia de la resistencia adicional R. En consecuencia, una corriente igual a aproximadamente Por el circuito fluirán 0,08 A, es decir, casi lo mismo para lo que está diseñado el filamento de una bombilla.

Esta bombilla se puede alimentar con una batería de mayor voltaje, o incluso con una red de iluminación eléctrica, si se selecciona una resistencia de resistencia adecuada. En este ejemplo, una resistencia adicional limita la corriente en el circuito al valor que necesitamos. Cuanto mayor sea su resistencia, menor será la corriente en el circuito. En este caso, se conectaron dos resistencias en serie al circuito: la resistencia del filamento de la bombilla y la resistencia de la resistencia. Y con una conexión en serie de resistencias, la corriente es la misma en todos los puntos del circuito.

Puedes encender el amperímetro en cualquier momento y mostrará el mismo valor en todas partes. Este fenómeno se puede comparar con el flujo de agua en un río. El lecho del río en diferentes zonas puede ser ancho o estrecho, profundo o poco profundo. Sin embargo, durante un cierto período de tiempo, siempre pasa la misma cantidad de agua por la sección transversal de cualquier tramo del lecho del río.

Una resistencia adicional conectada en serie con la carga puede considerarse como una resistencia que "apaga" parte del voltaje que actúa en el circuito. El voltaje que se extingue por la resistencia adicional o, como dicen, cae a través de ella, será mayor cuanto mayor sea la resistencia de esta resistencia. Conociendo la corriente y la resistencia de la resistencia adicional, la caída de voltaje a través de ella se puede calcular fácilmente usando la misma fórmula familiar U = IR, aquí:

• U – caída de tensión, V;
• I – corriente en el circuito, A;
• R – resistencia de la resistencia adicional, Ohm.

En relación al ejemplo, la resistencia R (ver figura) extinguió el exceso de voltaje: U = IR = 0,08 × 25 = 2 V. El voltaje restante de la batería, igual a aproximadamente 2,5 V, cayó sobre los filamentos de la bombilla. La resistencia requerida se puede encontrar usando otra fórmula que le resulte familiar: R = U/I, donde:

• R – la resistencia requerida de la resistencia adicional, Ohm;
• U – voltaje que necesita ser extinguido, V;
• I – corriente en el circuito, A.

Para el ejemplo considerado, la resistencia de la resistencia adicional es: R = U/I = 2/0,075, 27 Ohm. Al cambiar la resistencia, puede disminuir o aumentar el voltaje que cae a través de la resistencia adicional, regulando así la corriente en el circuito. Pero la resistencia adicional R en dicho circuito puede ser variable, es decir, una resistencia cuya resistencia se puede cambiar (ver figura a continuación).

En este caso, utilizando el control deslizante de resistencia, puede cambiar suavemente el voltaje suministrado a la carga H y, por lo tanto, regular suavemente la corriente que fluye a través de esta carga. Una resistencia variable conectada de esta manera se llama reóstato. Los reóstatos se utilizan para regular las corrientes en los circuitos de receptores, televisores y amplificadores. En muchos cines se utilizaban reóstatos para atenuar suavemente la luz del auditorio. Hay otra forma de conectar la carga a una fuente de corriente con exceso de voltaje, también usando una resistencia variable, pero conectada mediante un potenciómetro, es decir, un divisor de voltaje, como se muestra en la siguiente figura.

Aquí R1 es una resistencia conectada por un potenciómetro y R2 es una carga, que puede ser la misma bombilla incandescente o algún otro dispositivo. Se produce una caída de voltaje a través de la resistencia R1 de la fuente de corriente, que puede suministrarse parcial o completamente a la carga R2. Cuando el control deslizante de la resistencia está en su posición más baja, no se suministra ningún voltaje a la carga (si es una bombilla, no se encenderá).

A medida que el control deslizante de la resistencia suba, aplicaremos cada vez más voltaje a la carga R2 (si es una bombilla, su filamento se iluminará). Cuando el control deslizante de la resistencia R1 está en la posición más alta, todo el voltaje de la fuente de corriente se aplicará a la carga R2 (si R2 es una bombilla de linterna y el voltaje de la fuente de corriente es alto, el filamento de la bombilla se quemará afuera). Puede encontrar experimentalmente la posición del motor de resistencia variable en la que se suministrará a la carga el voltaje que necesita.

Las resistencias variables activadas por potenciómetros se utilizan ampliamente para controlar el volumen en receptores y amplificadores. La resistencia se puede conectar directamente en paralelo con la carga. En este caso, la corriente en esta sección del circuito se bifurca y recorre dos caminos paralelos: a través de la resistencia adicional y la carga principal. La mayor corriente estará en la rama con menor resistencia.

La suma de las corrientes de ambas ramas será igual a la corriente gastada en alimentar el circuito externo. Se utiliza una conexión en paralelo en aquellos casos en los que es necesario limitar la corriente no en todo el circuito, como cuando se conecta una resistencia adicional en serie, sino solo en una sección determinada. Por ejemplo, se conectan resistencias adicionales en paralelo con miliamperímetros para poder medir corrientes elevadas. Estas resistencias se denominan derivaciones o derivaciones. La palabra derivación significa rama.

La ley básica de la ingeniería eléctrica, con la que se pueden estudiar y calcular circuitos eléctricos, es la ley de Ohm, que establece la relación entre corriente, tensión y resistencia. Es necesario comprender claramente su esencia y poder utilizarlo correctamente a la hora de resolver problemas prácticos. A menudo se cometen errores en ingeniería eléctrica debido a la incapacidad de aplicar correctamente la ley de Ohm.

La ley de Ohm para una sección de circuito establece: la corriente es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia.

Si aumenta varias veces el voltaje que actúa en un circuito eléctrico, la corriente en este circuito aumentará en la misma cantidad. Y si aumenta la resistencia del circuito varias veces, la corriente disminuirá en la misma cantidad. De manera similar, cuanto mayor sea la presión y menor resistencia proporcione la tubería al movimiento del agua, mayor será el flujo de agua en la tubería.

En una forma popular, esta ley se puede formular de la siguiente manera: cuanto mayor es el voltaje con la misma resistencia, mayor es la corriente y, al mismo tiempo, cuanto mayor es la resistencia con el mismo voltaje, menor es la corriente.

Para expresar la ley de Ohm de forma matemática más sencilla, se cree que La resistencia de un conductor que conduce una corriente de 1 A a un voltaje de 1 V es 1 ohmio.

La corriente en amperios siempre se puede determinar dividiendo el voltaje en voltios por la resistencia en ohmios. Es por eso Ley de Ohm para una sección de circuito. se escribe mediante la siguiente fórmula:

Yo = U/R.

triangulo magico

Cualquier sección o elemento de un circuito eléctrico se puede caracterizar mediante tres características: corriente, voltaje y resistencia.

Cómo utilizar el triángulo de Ohm: cierre el valor deseado; los otros dos símbolos le darán la fórmula para calcularlo. Por cierto, la ley de Ohm se llama solo una fórmula del triángulo: la que refleja la dependencia de la corriente del voltaje y la resistencia. Las otras dos fórmulas, aunque son sus consecuencias, no tienen significado físico.

Los cálculos realizados utilizando la ley de Ohm para una sección de un circuito serán correctos cuando el voltaje se expresa en voltios, la resistencia en ohmios y la corriente en amperios. Si se utilizan varias unidades de medida de estas cantidades (por ejemplo, miliamperios, milivoltios, megaohmios, etc.), entonces se deben convertir a amperios, voltios y ohmios, respectivamente. Para enfatizar esto, a veces la fórmula de la ley de Ohm para una sección de un circuito se escribe así:

amperio = voltio/ohmio

También puedes calcular la corriente en miliamperios y microamperios, mientras que el voltaje debe expresarse en voltios y la resistencia en kiloohmios y megaohmios, respectivamente.

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El cálculo del voltaje utilizando la ley de Ohm se puede ilustrar con el siguiente ejemplo. Deje pasar una corriente de 5 mA a través de una sección de un circuito con una resistencia de 10 kOhm y deberá determinar el voltaje en esta sección.

multiplicando I = 0,005 A a R -10000 Ohm, obtenemos un voltaje igual a 5 0 V. Podríamos obtener el mismo resultado multiplicando 5 mA por 10 kOhm: U = 50 V

En los dispositivos electrónicos, la corriente suele expresarse en miliamperios y la resistencia en kiloohmios. Por tanto, es conveniente utilizar estas unidades de medida en los cálculos según la ley de Ohm.

La ley de Ohm también calcula la resistencia si se conocen el voltaje y la corriente. La fórmula para este caso se escribe de la siguiente manera: R = U/I.

La resistencia es siempre una relación entre voltaje y corriente. Si el voltaje aumenta o disminuye varias veces, la corriente aumentará o disminuirá la misma cantidad de veces. La relación entre voltaje y corriente, igual a la resistencia, permanece sin cambios.

No se debe entender que la fórmula para determinar la resistencia significa que la resistencia de un conductor determinado depende del flujo de salida y del voltaje. Se sabe que depende de la longitud, la sección transversal y el material del conductor. En apariencia, la fórmula para determinar la resistencia se parece a la fórmula para calcular la corriente, pero existe una diferencia fundamental entre ellas.

La corriente en una sección determinada del circuito realmente depende del voltaje y la resistencia y cambia cuando cambian. Y la resistencia de una determinada sección del circuito es un valor constante, independiente de los cambios de voltaje y corriente, pero igual a la relación de estos valores.

Cuando la misma corriente pasa por dos secciones de un circuito y los voltajes que se les aplican son diferentes, está claro que la sección a la que se aplica el mayor voltaje tiene una resistencia correspondientemente mayor.

Y si bajo la influencia del mismo voltaje pasan diferentes corrientes en dos secciones diferentes del circuito, entonces la corriente menor siempre estará en la sección que tiene mayor resistencia. Todo esto se deriva de la formulación básica de la ley de Ohm para una sección de un circuito, es decir, del hecho de que cuanto mayor es la corriente, mayor es el voltaje y menor es la resistencia.

Mostraremos el cálculo de la resistencia usando la ley de Ohm para una sección de un circuito usando el siguiente ejemplo. Sea necesario encontrar la resistencia de la sección a través de la cual pasa una corriente de 50 mA con un voltaje de 40 V. Al expresar la corriente en amperios, obtenemos I = 0,05 A. Divida 40 entre 0,05 y encuentre que la resistencia es de 800 ohmios.

La ley de Ohm se puede representar claramente como la llamada características corriente-voltaje. Como sabes, una relación proporcional directa entre dos cantidades es una línea recta que pasa por el origen. Esta dependencia suele denominarse lineal.

En la figura. La Figura 2 muestra, a modo de ejemplo, una gráfica de la ley de Ohm para una sección de un circuito con una resistencia de 100 Ohms. El eje horizontal representa el voltaje en voltios y el eje vertical representa la corriente en amperios. La escala de corriente y voltaje se puede elegir como se desee. Se traza una línea recta de modo que para cualquier punto la relación entre voltaje y corriente sea de 100 ohmios. Por ejemplo, si U = 50 V, entonces I = 0,5 A y R = 50: 0,5 = 100 ohmios.

Arroz. 2. Ley de Ohm (característica voltamperio)

La gráfica de la ley de Ohm para valores negativos de corriente y voltaje tiene la misma apariencia. Esto indica que la corriente en el circuito fluye por igual en ambas direcciones. Cuanto mayor es la resistencia, menos corriente se obtiene a un voltaje determinado y más plana es la línea recta.

Los dispositivos en los que la característica corriente-tensión es una línea recta que pasa por el origen de coordenadas, es decir, la resistencia permanece constante cuando cambia la tensión o la corriente, se denominan dispositivos lineales. También se utilizan los términos circuitos lineales y resistencias lineales.

También hay dispositivos en los que la resistencia cambia cuando cambia el voltaje o la corriente. Entonces la relación entre corriente y voltaje no se expresa según la ley de Ohm, sino de una manera más compleja. Para tales dispositivos, la característica corriente-voltaje no será una línea recta que pase por el origen de coordenadas, sino una curva o una línea discontinua. Estos dispositivos se llaman no lineales.

Diagrama mnemotécnico de la ley de Ohm.

Dicen: "Si no conoces la ley de Ohm, quédate en casa". Entonces, averigüemos (recordemos) qué tipo de ley es esta y salgamos a caminar con valentía.

Conceptos básicos de la ley de Ohm.

¿Cómo entender la ley de Ohm? Solo necesitas descubrir qué es qué en su definición. Y deberías comenzar determinando la corriente, el voltaje y la resistencia.

Fuerza actual I

Deje que una corriente fluya en algún conductor. Es decir, hay un movimiento dirigido de partículas cargadas; por ejemplo, estos son electrones. Cada electrón tiene una carga eléctrica elemental (e= -1,60217662 × 10 -19 culombio). En este caso, una carga eléctrica específica igual a la suma de todas las cargas de los electrones que fluyen pasará a través de una determinada superficie en un determinado período de tiempo.

La relación entre la carga y el tiempo se llama intensidad de corriente. Cuanta más carga pasa por un conductor en un tiempo determinado, mayor es la corriente. La fuerza actual se mide en Amperio.

Tensión U o diferencia de potencial

Esto es exactamente lo que hace que los electrones se muevan. El potencial eléctrico caracteriza la capacidad de un campo de realizar trabajo para transferir carga de un punto a otro. Entonces, entre dos puntos de un conductor hay una diferencia de potencial y el campo eléctrico trabaja para transferir carga.

Una cantidad física igual al trabajo del campo eléctrico efectivo durante la transferencia de carga eléctrica se llama voltaje. Medido en Voltach. Uno Voltio es el voltaje que, cuando una carga se mueve 1 CL funciona igual a 1 Joule.

Resistencia R

La corriente, como sabemos, fluye en un conductor. Que sea una especie de cable. Moviéndose a lo largo de un cable bajo la influencia de un campo, los electrones chocan con los átomos del cable, el conductor se calienta y los átomos en la red cristalina comienzan a vibrar, creando aún más problemas para que los electrones se muevan. Este fenómeno se llama resistencia. Depende de la temperatura, el material y la sección del conductor y se mide en omaha.

Formulación y explicación de la ley de Ohm.

La ley del profesor de alemán Georg Ohm es muy sencilla. Dice:

La intensidad de la corriente en una sección del circuito es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia.

Georg Ohm derivó esta ley experimentalmente (empíricamente) en 1826 año. Naturalmente, cuanto mayor sea la resistencia de la sección del circuito, menor será la corriente. En consecuencia, cuanto mayor sea el voltaje, mayor será la corriente.

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Esta formulación de la ley de Ohm es la más simple y adecuada para una sección de un circuito. Al decir "sección del circuito" queremos decir que se trata de una sección homogénea en la que no hay fuentes de corriente con CEM. En pocas palabras, esta sección contiene algún tipo de resistencia, pero no tiene ninguna batería que proporcione la corriente en sí.

Si consideramos la ley de Ohm para un circuito completo, su formulación será ligeramente diferente.

Tengamos un circuito, tiene una fuente de corriente que crea voltaje y algún tipo de resistencia.

La ley quedará redactada de la siguiente manera:

La explicación de la ley de Ohm para una cadena hueca no es fundamentalmente diferente de la explicación para una sección de una cadena. Como puede ver, la resistencia consta de la resistencia misma y la resistencia interna de la fuente de corriente, y en lugar del voltaje, en la fórmula aparece la fuerza electromotriz de la fuente.

Por cierto, lea sobre qué son los EMF en nuestro artículo aparte.

¿Cómo entender la ley de Ohm?

Para comprender intuitivamente la ley de Ohm, recurramos a la analogía de representar una corriente en forma de líquido. Esto es exactamente lo que pensó Georg Ohm cuando realizó los experimentos que llevaron al descubrimiento de la ley que lleva su nombre.

Imaginemos que la corriente no es el movimiento de partículas portadoras de carga en un conductor, sino el movimiento del flujo de agua en una tubería. Primero, el agua es elevada por una bomba a la estación de bombeo y desde allí, bajo la influencia de la energía potencial, tiende hacia abajo y fluye a través de la tubería. Además, cuanto más alto bombee agua la bomba, más rápido fluirá por la tubería.

De ello se deduce que la velocidad del flujo de agua (intensidad de la corriente en el cable) será mayor cuanto mayor sea la energía potencial del agua (diferencia de potencial).

La intensidad de la corriente es directamente proporcional al voltaje.

Pasemos ahora a la resistencia. La resistencia hidráulica es la resistencia de una tubería debido a su diámetro y rugosidad de la pared. Es lógico suponer que cuanto mayor sea el diámetro, menor será la resistencia de la tubería y mayor será la cantidad de agua (mayor corriente) a través de su sección transversal.

La fuerza actual es inversamente proporcional a la resistencia.

Esta analogía sólo puede utilizarse para una comprensión fundamental de la ley de Ohm, ya que su forma original es en realidad una aproximación bastante aproximada, que, sin embargo, encuentra una excelente aplicación en la práctica.

En realidad, la resistencia de una sustancia se debe a las vibraciones de los átomos de la red cristalina y la corriente se debe al movimiento de los portadores de carga libres. En los metales, los portadores libres son electrones que se escaparon de las órbitas atómicas.

En este artículo hemos intentado dar una explicación sencilla de la ley de Ohm. Saber estas cosas aparentemente simples puede resultarle útil en el examen. Por supuesto, hemos dado su formulación más simple de la ley de Ohm y no entraremos ahora en la jungla de la física superior, ocupándonos de la resistencia activa y reactiva y otras sutilezas.

Si tiene tal necesidad, nuestro personal estará encantado de ayudarle. Y por último, te invitamos a ver un interesante vídeo sobre la ley de Ohm. ¡Esto es realmente educativo!