Ley de Ohm
La ley de Ohm, establece que la intensidad de la corriente eléctrica que
circula por un dispositivo es directamente proporcional a la diferencia de
potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia
del mismo,
según expresa la fórmula siguiente
En donde, empleando unidades del Sistema internacional:
Figura 1. Recta V-I
I = Intensidad en amperios (A
V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia
en ohmios (Se representa con la letra griega Ω-omega-).
En la figura 1 se representa la tensión (V) frente a la intensidad (I)
utilizando la expresión V = I • R (Ley de Ohm) siendo la
resistencia (R) constante, se observa que la tensión es directamente
proporcional al valor de la intensidad, y que la pendiente de la recta viene
dada por el valor de la resistencia.
En hidraulica se verifica una ley similar a la Ley de
Ohm, que puede facilitar su comprensión. Si tenemos un fluido
dentro de un tubo, la diferencia de presiones entre sus extremos equivale a la
diferencia de potencial o tensión, el caudal a través del
conducto, equivale a la intensidad de la corriente eléctrica y la suma
de obstaculos que impiden la corriente del fluido, equivale a la
resistencia eléctrica.
Aquellosdispositivos cuya resistencia eléctrica solo depende de la
naturaleza del propio material y de la temperatura, con independencia de la
tensión o tipo de corriente eléctrica aplicadas (continua o
alterna), se denominan óhmicos o ideales.
Si la corriente no es continua, sino alterna la ley de Ohm se formula
siendo V la tensión, I la intensidad y Z la impedancia, todas ellas magnitudes
complejas.
Un elemento resistivo es aquel cuya potencia disipada
es mayor que cero, es decir, que la característica V-I esta definida
entre el primer y tercer cuadrante. Una resistencia ideal es un elemento
resistivo cuya característica V-I es una recta, es decir la
característica V-I es lineal.
La característica V-I de una resistencia
ideal corresponde a la siguiente fórmula
donde G es una constante: la coductancia que indica la facilidad de paso de la
corriente por la resistencia,
su unidad es el siemens ( ). Se define R = 1 / G como la resistencia al paso de
corriente, por lo que la fórmula anterior pasa a ser:
que es una forma mas conocida de la [w:es:Ley de Ohm | Ley de Ohm]
Las unidades de R son ohmios (Ω), en donde 1Ω = 1A / 1V
En las fórmulas anteriores suponemos por convenio que la corriente entra
por el polo positivo
Apartir de la Ley de Ohm podemos definir la poténcia que se disipa en
una resistencia sera:
y la potencia media:
Condensador
Esquema de un condensador de placas paralelas
El condensador (C) es un componente capaz de almacenar una carga
eléctrica (o energía) mediante un proceso de carga del
condensador, este componente esta formado por dos laminas conductoras
paralelas entre sí, con una superficie A, separadas por un material
aislante o dieléctrico a una distancia d entre ambas placas.
La magnitud que caracteriza al condensador es la capacitancia (C)
su unidad son los Faradios (F). Siendo la carga
eléctrica almacenada y la diferencia de potencial a la que esta
sometido.
Otra forma expresión para obtener la capacitancia del
condensador (de placas paralelas)
siendo el area de las placas, la permitividad eléctrica del medio
dieléctrico o aislante entre las placas y la distancia entre estas.
Terminales de un consenador
A partir de las ecuaciones ya conocidas
(1)
Sustítuimos Q en la ecuación (1) y obtenemos:
Esta ecuación tiene gran importancia a la hora del analisis de circuitos puesto que
da el valor de la intensidad i(t) que atraviesa el condensador y que
esta sometido a unadiferencia de potencial . Una observación de
gran importancia es que tanto el término de la intensidad como el de la
tensión estan expresados como funciones que dependen del tiempo,
por lo tanto, si la tensión fuera una función constante e invariable
en el tiempo la derivada de ésta respecto del tiempo sería cero y
por lo tanto de aquí se deduce que en corriente continua el condensador
se comporta como circuito abierto.
Por otro lado, si despejamos el término en la expresión
resolviendo la ecuación diferencial, queda de la forma
Nótese la aparición de integrales y derivadas de variables en
estas dos últimas expresiones, este es el fundamento del Circuito Integrador y del Circuito
Derivador que se estudiaran mas adelante junto al Amplificador
Operacional. Otras aplicaciones en las que el condensador juega un papel
fundamental es en los transformadores de corriente alterna a corriente
continua, estos estan basados en la propiedad de almacenaje de carga, o
mas informalmente se podría decir que el condensador hace que la
diferencia de tensión entre sus terminales sea una función
continua y que varía sin cambios bruscos, y de estas manera como se
estudiara mas adelante consigue crear una señal casi
invariable en el tiempo.