Conceptos Básicos de Electricidad y Ley de Ohm: Fundamentos y Fórmulas
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Conceptos Básicos de Electricidad
Ley de Ohm
La Ley de Ohm establece que la tensión a lo largo de un resistor es directamente proporcional a la corriente que fluye por el mismo.
Resistencia
La resistencia es la capacidad para resistirse al flujo de la corriente eléctrica. Se mide en ohms.
Cortocircuito
Un cortocircuito es un elemento de un circuito con resistencia que se aproxima a cero.
Circuito Abierto
Un circuito abierto es un elemento del circuito con resistencia que tiende al infinito.
Conductancia
La conductancia es la capacidad de un elemento para conducir corriente eléctrica. Se mide en siemens.
La conductancia equivalente de resistores conectados en paralelo es la suma de sus conductancias individuales.
Rama
Una rama representa un solo elemento, tal como una fuente de voltaje o un resistor.
Nodo
Un nodo es el punto de conexión de dos o más ramas.
LCK (Ley de Corrientes de Kirchhoff)
La LCK establece que la suma algebraica de las corrientes que entran en un nodo es cero. La suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen de él.
LTK (Ley de Tensiones de Kirchhoff)
La LTK establece que la suma de todas las tensiones en un camino cerrado debe ser forzosamente igual a cero.
Carga
La carga es una propiedad eléctrica de las partículas atómicas de las que está compuesta la materia. Se mide en coulombs.
Corriente Eléctrica
La corriente eléctrica es la tasa de cambio de la carga en el tiempo. Se mide en amperes.
- Corriente Directa (CD): es aquella que permanece constante respecto al tiempo. i = q/t
- Corriente Alterna (CA): es la que varía senoidalmente respecto al tiempo.
Tensión
La tensión (o diferencia de potencial) es la energía que se requiere para mover una carga unitaria a través de un elemento. Se mide en volts.
Potencia
La potencia es la derivación con respecto al tiempo de la entrega o absorción de la energía, medida en watts.
Convención Pasiva de Signos
Se satisface cuando la corriente entra por la terminal positiva de un elemento y p = +vi. Si la corriente entra a través de la terminal negativa, p = -vi.
Energía
La energía es la capacidad para realizar un trabajo, medida en joules (J).
Fuente Independiente Ideal
Una fuente independiente ideal es un elemento activo que proporciona una tensión o corriente específica y que es independiente por completo de otras variables del circuito.
Fuente Dependiente Ideal (o Controlada)
Una fuente dependiente ideal (o controlada) es un elemento activo en el cual la cantidad de la fuente se controla por medio de otra tensión o corriente.
Aplicación de la 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". Se puede expresar matemáticamente en la siguiente ecuación:
I = V / R
Donde, empleando unidades del Sistema Internacional, tenemos que:
- I = Intensidad en amperios (A)
- V = Diferencia de potencial en voltios (V)
- R = Resistencia en ohmios (Ω)
Esta ley define una propiedad específica de ciertos materiales por la que se cumple la relación:
V = I * R
Un conductor cumple la Ley de Ohm solo si su curva V-I es lineal, esto es, si R es independiente de V y de I.
Sin embargo, la relación:
R = V / I
sigue siendo la definición general de la resistencia de un conductor, independientemente de si este cumple o no con la Ley de Ohm.