Circuitos Eléctricos

Antes de empezar con circuitos  debemos saber como definimos la Resistencia 

Resistencia eléctrica

La resistencia eléctrica es la fuerza que rechaza o se opone a los electrones que se desplazan en algún material.

La resistencia eléctrica es importante en la electricidad, ya que ayuda a limitar y controlar el voltaje y la corriente eléctrica en un sistema. Se utilizan resistores para regular la resistencia eléctrica en un sistema. Por ejemplo, para conectar una lámpara LED de 3 voltios en una ranura de USB de 5 voltios, se debe usar una resistencia de -2 voltios para que la luz no se queme.

La resistencia eléctrica se mide en Ohm (Ω). Una de las propiedades físicas de los materiales es su resistencia física a la electricidad. Según su resistencia se dividen en dos tipos:

• Aislantes: son materiales con gran resistencia eléctrica como lo son, por ejemplo, el plástico y la cerámica.
• Conductores: permiten el libre flujo de los electrones debido a su baja resistencia eléctrica. Los metales, en general, son grandes conductores.

La resistencia eléctrica varía dependiendo de otras características físicas del producto como:

• El grosor: mientras más grueso el conductor menor es la resistencia.
• La largura: mientras más largo, mayor es la resistencia.
• La conductividad: mientras menor es la resistividad, mayor será la conductividad.
• La temperatura: a mayor temperatura, mayor será la resistencia.

FORMULA 

Ley de Ohm

En 1827 George Simon Ohm, formuló  la que se conoce como Ley de Ohm. Posiblemente una de las leyes fundamentales de la electrónica.

Primero definió matemáticamente las tres magnitudes físicas principales de la electrónica:

• Voltaje (o Diferencia de Potencial): Representa la «fuerza que tiene la energía eléctrica» entre los polos positivo y negativo. Es similar a la que existe entre los polos de los imanes, en los que las fuerzas de atracción y repulsión son invisibles pero están presentes. La fuerza representada por el voltaje impulsa la electricidad por los conductores y componentes electrónicos de un circuito, haciéndolo funcionar. Se mide en Voltios.
• Intensidad (o Corriente): Representa el flujo de energía eléctrica durante un determinado período de tiempo, es decir, la «velocidad con que circula la energía eléctrica». En un circuito electrónico esta velocidad es variable, ya que para funcionar necesita que por algunos de sus componentes la energía circule con más rapidez que por otros. Se mide en Amperios.
• Resistencia: Representa la «oposición al paso de la energía eléctrica». Sirve para regular la corriente y el voltaje según lo requiera cada componente de un circuito electrónico. Libera la energía sobrante en forma de calor (Efecto Joule). Se mide en Ohmios.

La ley de Ohm determina que la intensidad de la corriente que recorre por un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión aplicada (a más tensión, más intensidad), e inversamente proporcional a la resistencia (a más resistencia, menor intensidad de corriente). 

La ley de Ohm expresada en forma de ecuación es

V = RI

• V es el potencial eléctrico en voltios.
• I es la corriente en amperios.
• R es la resistencia en ohms.

Una regla mnemotécnica para recordar la fórmula de Ohm es recordar que Victoria es la Reina de Inglaterra; V=R.I

EJERCICIO RESUELTO 

Dado el circuito con una fuente de tensión de 12 volt y una resistencia R=10 Ohms, Hallar el valor de la corriente I expresada en Amperes y Verificar la Ley de Ohm

PODRAS CONSULTAR ESTOS TEMAS EN EL LIBRO

Gráfica de Voltaje (V) vs Corriente (I)

La gráfica o diagrama es algo sencillo de construir, puesto que la resistencia o el valor de R permanece constante y cuando esto ocurre nos da a entender que es directamente proporcional, es decir una recta que atraviesa el origen, tal como se muestra en la imagen.

Circuito en serie

Es el circuito en el que las resistencias están a diferentes tensiones 

Ejercicio resuelto con resistencias en serie

Dos resistencias de 40 y 70 ohmios se conectan en serie a una tensión de 220 V. Calcular la resistencia total o la resistencia equivalente, la intensidad que circula por cada una de las resistencias y la tensión en los extremos de cada resistencia. 

En primer lugar calculamos la resistencia equivalente del circuito, que como están en serie, es igual a la suma de cada resistencia:  

Ahora vamos a calcular la intensidad del circuito, aplicando al ley de Ohm. La intensidad será igual a la tensión entre la resistencia equivalente:   

Calculo de las CAIDAS DE TENSIONES

Una vez tenemos la intensidad, podemos calcular la tensión en los extremos de cada resistencia, multiplicando la intensidad por cada resistencia:

La tensión en la primera resistencia será:

Si sumamos la tensión en la primera resistencia y la tensión en la segunda resistencia, el resultado es igual a la tensión total: 

Circuito en Paralelo

Es el circuito en el que las resistencias están a la misma tensión

Formulas