Ley de Ohm en lenguaje sencillo

Referencia de la historia

El año del descubrimiento es la Ley de Ohm - 1826 por el científico alemán Georg Om. Determinó y describió empíricamente la ley sobre la relación entre la intensidad de corriente, el voltaje y el tipo de conductor. Más tarde resultó que el tercer componente no es más que resistencia. Posteriormente, esta ley fue nombrada en honor del descubridor, pero la ley no se limitó a ella, y su nombre físico se llamó su tamaño físico, como un tributo a su trabajo.

El valor en el que se mide la resistencia lleva el nombre de Georg Ohm. Por ejemplo, las resistencias tienen dos características principales: potencia en vatios y resistencia: una unidad de medida en ohmios, kiloohmios, megaohmios, etc.

Ley de Ohm para una sección de cadena

La ley de Ohm para una sección de un circuito se puede usar para describir un circuito eléctrico que no contiene EMF. Esta es la forma más simple de grabación. Se parece a esto:

I = U / R

Donde I es la corriente, medida en amperios, U es el voltaje en voltios, R es la resistencia en ohmios.

Esta fórmula nos dice que la corriente es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia: esta es la formulación exacta de la Ley de Ohm. El significado físico de esta fórmula es describir la dependencia de la corriente a través de una sección del circuito con su resistencia y voltaje conocidos.

AtencionEsta fórmula es válida para corriente continua, para corriente alterna tiene ligeras diferencias, volveremos a esto más adelante.

Además de la relación de cantidades eléctricas, este formulario nos dice que el gráfico de la corriente versus el voltaje en la resistencia es lineal y se cumple la ecuación de la función:

f (x) = ky o f (u) = IR o f (u) = (1 / R) * I

La ley de Ohm para una sección de circuito se usa para calcular la resistencia de una resistencia en una sección de circuito o para determinar la corriente a través de ella a un voltaje y resistencia conocidos. Por ejemplo, tenemos una resistencia R con una resistencia de 6 ohmios, se aplica un voltaje de 12 V a sus terminales. Debe averiguar qué corriente fluirá a través de ella. Calcular:

I = 12 V / 6 ohmios = 2 A

Sin embargo, un conductor ideal no tiene resistencia, debido a la estructura de las moléculas de la sustancia que lo compone, cualquier cuerpo conductor tiene resistencia. Por ejemplo, esto provocó la transición de los cables de aluminio a cobre en las redes eléctricas domésticas.La resistividad del cobre (Ohm por 1 metro de longitud) es menor que la del aluminio. En consecuencia, los cables de cobre se calientan menos, soportan grandes corrientes, lo que significa que puede usar un cable de una sección transversal más pequeña.

Otro ejemplo: las espirales de los dispositivos de calentamiento y las resistencias tienen una gran resistividad, porque están hechos de varios metales de alta resistencia, como el nicromo, el cantal, etc. Cuando los portadores de carga se mueven a través del conductor, colisionan con partículas en la red cristalina, como resultado de esto, la energía se libera en forma de calor y el conductor se calienta. Cuanto más corriente, más colisiones, más calefacción.

Para reducir el calentamiento, el conductor debe acortarse o aumentarse su grosor (área de sección transversal). Esta información se puede escribir como una fórmula:

R_{el alambre}= ρ (L / S)

Donde ρ es la resistividad en Ohm * mm²/ m, L - longitud en m, S - área de la sección transversal.

Ley de Ohm para circuito paralelo y serie

Dependiendo del tipo de conexión, se observa un patrón diferente de flujo de corriente y distribución de voltaje. Para una sección de un circuito en serie de elementos, el voltaje, la corriente y la resistencia se encuentran en la fórmula:

I = I1 = I2

U = U1 + U2

R = R1 + R2

Esto significa que la misma corriente fluye en un circuito desde un número arbitrario de elementos conectados en serie. En este caso, el voltaje aplicado a todos los elementos (la suma de las caídas de voltaje) es igual al voltaje de salida de la fuente de energía. Cada elemento se aplica por separado con su propio valor de voltaje y depende de la intensidad actual y la resistencia específica:

U_mi= I * R_elemento

La resistencia del circuito para elementos conectados en paralelo se calcula mediante la fórmula:

I = I1 + I2

U = U1 = U2

1 / R = 1 / R1 + 1 / R2

Para un compuesto mixto, la cadena debe llevarse a una forma equivalente. Por ejemplo, si una resistencia está conectada a dos resistencias conectadas en paralelo, primero calcule la resistencia de las conectadas en paralelo. Obtiene la resistencia total de las dos resistencias y solo tiene que agregarla a la tercera, que está conectada en serie con ellas.

Ley de Ohm para la cadena completa.

Un circuito completo requiere una fuente de energía. Una fuente de energía ideal es un dispositivo que tiene una característica:

• voltaje, si es una fuente de EMF;
• intensidad actual si es una fuente actual;

Tal fuente de energía es capaz de entregar cualquier energía con parámetros de salida constantes. En una fuente de alimentación real, también hay parámetros como la potencia y la resistencia interna. De hecho, la resistencia interna es una resistencia imaginaria instalada en serie con la fuente de fem.

La fórmula de la Ley de Ohm para el circuito completo se ve similar, pero se agrega la resistencia interna de la IP. Para un circuito completo, escriba:

I = ε / (R + r)

Donde ε es el EMF en voltios, R es la resistencia de carga, r es la resistencia interna de la fuente de energía.

En la práctica, la resistencia interna es una fracción de Ohm, y para las fuentes galvánicas aumenta significativamente. Usted observó esto cuando las dos baterías (nuevas y agotadas) tienen el mismo voltaje, pero una de ellas produce la corriente requerida y funciona correctamente, y la segunda no funciona, porque se hunde a la menor carga.

Ley de Ohm en forma diferencial e integral

Para una parte homogénea del circuito, las fórmulas anteriores son válidas, para un conductor no homogéneo es necesario dividirlo en segmentos lo más cortos posible para que los cambios en sus dimensiones se minimicen dentro de este segmento. Esto se llama Ley de Ohm en forma diferencial.

En otras palabras: la densidad de corriente es directamente proporcional a la fuerza y ​​la conductividad de una porción infinitamente pequeña del conductor.

En forma integral:

Ley de Ohm para AC

Al calcular los circuitos de CA, en lugar del concepto de resistencia, se introduce el concepto de "impedancia". La impedancia se denota con la letra Z, incluye la resistencia de carga R_una y reactancia X (o R_r)Esto se debe a la forma de la corriente sinusoidal (y a las corrientes de cualquier otra forma) y a los parámetros de los elementos inductivos, así como a las leyes de conmutación:

1. La corriente en el circuito con inductancia no puede cambiar instantáneamente.
2. El voltaje en el circuito con la capacitancia no puede cambiar instantáneamente.

Por lo tanto, la corriente comienza a retrasarse o adelantarse al voltaje, y la potencia total se divide en activa y reactiva.

U = I * Z

X_L y X_C Son componentes reactivos de la carga.

A este respecto, se introduce el valor cos Φ:

Aquí, Q es la potencia reactiva debido a la corriente alterna y los componentes inductivos-capacitivos, P es la potencia activa (asignada a los componentes activos), S es la potencia aparente, cos Φ es el factor de potencia.

Es posible que haya notado que la fórmula y su representación se cruzan con el teorema de Pitágoras. Esto es cierto y el ángulo Ф depende de qué tan grande es el componente reactivo de la carga: cuanto más es, mayor es. En la práctica, esto lleva al hecho de que la corriente que fluye realmente en la red es mayor que la considerada por el medidor doméstico, mientras que las empresas pagan por la energía completa.

En este caso, la resistencia se presenta en forma compleja:

Aquí j es una unidad imaginaria, que es típica para la forma compleja de ecuaciones. Menos comúnmente conocido como i, pero en ingeniería eléctrica, el valor efectivo de la corriente alterna también se indica, por lo tanto, para no confundirse, es mejor usar j.

La unidad imaginaria es √-1. Es lógico que no exista ese número cuando cuadre, lo que puede resultar en un resultado negativo de "-1".

Cómo recordar la ley de Ohm

Para recordar la Ley de Ohm, puede memorizar la redacción en palabras simples como:

Cuanto mayor es el voltaje, mayor es la corriente, mayor es la resistencia, menor es la corriente.

O use las imágenes y reglas nemotécnicas. La primera es una representación de la ley de Ohm en forma de pirámide, de manera breve y clara.

La regla mnemónica es una vista simplificada de un concepto, por su simple y fácil comprensión y estudio. Puede ser verbal o gráficamente. Para encontrar la fórmula correcta correctamente, cierre el valor deseado con el dedo y obtenga la respuesta en forma de trabajo o cociente. Así es como funciona:

El segundo es una actuación caricaturizada. Aquí se muestra: cuantos más intentos de Ohm, más pases de Ampere más difíciles y más Volt, más fáciles son los pases de Ampere.

Finalmente, recomendamos ver un video útil, que explica la Ley de Ohm y su aplicación en palabras simples:

La ley de Ohm es uno de los fundamentos de la ingeniería eléctrica, sin su conocimiento la mayoría de los cálculos son imposibles. Y en el trabajo diario a menudo hay que traducir amperios a kilovatios o por resistencia para determinar la corriente. No es absolutamente necesario comprender su conclusión y el origen de todas las cantidades, pero las fórmulas finales son necesarias para el desarrollo. En conclusión, quiero señalar que hay un viejo proverbio cómico entre los electricistas:"No sé Om, siéntate en casa".Y si en cada broma hay una parte de la verdad, entonces esta parte de la verdad es del 100%. Aprenda los fundamentos teóricos si desea convertirse en un profesional en la práctica, y otros artículos de nuestro sitio lo ayudarán con esto.