Cómo analizar circuitos resistivos usando la ley de ohm

La ley de Ohm se puede escribir en tres formas equivalentes, dependiendo de lo que encontramos:

(1) V = IR

(2) I = V / R

(3) R = V / I

"V" es la tensión entre la resistencia (diferencia de potencial eléctrico) "yo" es la corriente a través del circuito y "R" es el valor de la resistencia. Si la resistencia es una resistencia (un componente con el valor de la resistencia calibrada), que suele estar marcada con una "R" seguida de un número, como "R1", "R105", etc.

La forma (1) se convierte fácilmente en las formas (2) o (3) por manipulación algebraica. En algunos casos, la letra "E" se utiliza en lugar de "V" ( "E = IR", por ejemplo), donde "E" se refiere a la "fuerza electromotriz", otro nombre de "tensión".

La forma (1) se utiliza cuando la cadena se conoce a través de un resistor de resistencia conocida.

La forma (2) se usa cuando la tensión es conocido a partir de una resistencia de valor conocido.

La forma (3) se utiliza cuando tenemos información acerca de la tensión entre la resistencia y la corriente a través de él, pero no conocemos el valor de su resistencia.

Las unidades estándar (SI) De cada parámetro en la ley de Ohm son:

• La caída de voltaje "V" entre la resistencia se da en voltios, abreviado como "V". La abreviatura "V" de la "V" no se debe confundir con el voltaje "V" de la ley de Ohm.
• El "yo" actual se da en amperios, abreviado como "A".
  
• La resistencia "R" se da en ohmios, por lo general representado por un símbolo griego omega mayúscula (Ω). La letra "k" se refiere a un múltiplo de "mil" ohmios y "M" un múltiplo de un "millón" ohmios.

La ley de Ohm funciona para cualquier circuito que contiene sólo elementos resistivos (resistencias o conductores de resistencia, como los cables). Si elementos reactivos están presentes (como inductores o condensadores), no se aplica directamente como se muestra arriba (ecuación se muestra sólo tiene "R" que no incluye la inductancia o capacitancia). La ley se puede utilizar para circuitos resistivos, independientemente de cómo se aplica la tensión o la corriente es DC (corriente continua), AC de la señal o variable al azar en el tiempo examinado de forma instantánea (corriente alterna). Si la tensión de red o de la corriente tiene la forma de una onda sinusoidal AC (tal como una fuente hogar 60 Hz), las unidades de tensión y corriente se dan generalmente en voltios o amperios RMS (media cuadrática).

Para obtener información sobre la Ley de Ohm, incluyendo la forma en que se encuentra y cuál es su historia, ver Artículo de la Ley de Ohm en Wikipedia.

Variación de tensión a través de un alambre: Ejemplo

Suponemos que queremos encontrar la variación en el voltaje a través de un cable cuando una corriente de 1 A fluye a través de él. La resistencia del cable es 0,5 Ω. El uso de la (1) por encima de la ley de Ohm, podemos encontrar el valor de la tensión en el alambre:

V = IR = (1) (0,5 Ω) = 0,5 V (es decir, 1/2 voltios)

Si la cadena proviene de una fuente principal de 60 Hz y 1, el resultado sería el mismo, 0,5, pero las unidades sería en "voltios promedio Quadratic".

La resistencia total de resistencias conectadas en "serie" de secuencia (véase el gráfico) es básicamente la suma de todas las resistencias. a "n" detonado por las resistencias R1, R2, ..., Rn.

R_total = R1 + R2 + ... + Rn

Ejemplo: Resistencias en Serie

Imaginemos que tenemos tres resistencias conectadas en serie:
R1 = 10 Ω
R 2 = 22 Ω
R3 = 0,5 Ω

La resistencia total resultante es:

R_total = R1 + R2 + R3 = 10 + 22 + 0,5 = 32,5 Ω

La resistencia total de un grupo de resistencias conectadas en "paralelo" (ver diagrama de la derecha) viene dada por:

1 / R_total = 1 / R1 + 1 / R2 + ... + 1 / Rn

La notación común para "paralelo" se suele escribir como dos barras paralelas ("//"). Por ejemplo, R1 en paralelo con R2 se puede representar como "R1 // R2". Tenga en cuenta que R1 = R2 // // R1 R2. Un grupo de tres resistores R1, R2 y R3 en paralelo pueden designarse como "R1 // R2 // R3".

Ejemplo: resistencias en paralelo

Durante dos resistencias en paralelo, R1 = R2 = 10 Ω y 10 Ω (ambas del mismo valor), tenemos:

Redes resistencias en serie y combinaciones paralelas pueden ser analizados por la combinación de ellos en una resistencia equivalente con una resistencia resultante.

pasos

1. Por lo general, combinamos todas las resistencias en resistencia equivalente en paralelo utilizando la sesión "Resistencias en paralelo" más arriba. Cuidado con los segmentos paralelos que también tienen elementos en serie, primero tienen que combinarse mediante la adición de su resistencia.
2. Combinar las resistencias en serie añadir sus valores, la obtención de la cantidad total de la red R_total.
3. Utilice la ley de Ohm para encontrar la red de corriente total a una tensión aplicada o la tensión aplicada para una corriente dada.
4. El voltaje de corriente o que se encuentran en el paso anterior se puede utilizar para encontrar las corrientes de la red y los voltajes usando la ley de Ohm.
5. Aplicar esta corriente o de tensión en la ley de Ohm para encontrar el voltaje a través de o corriente a través de cualquier resistencia en el circuito. Este paso se muestra en el ejemplo ilustrado a continuación.

Los dos primeros pasos se deben aplicar de forma iterativa para redes de circuitos grandes ..

Ejemplo: red mixta

Para la red que se muestra a la derecha, se combinarán las primeras resistencias en paralelo para encontrar R1 // R2. Así podemos encontrar la resistencia total de la red como:

R_total = R1 // R2 + R3

Supongamos R3 = 2 Ω, R2 = 10 Ω, R1 = 15 Ω, y una batería de 12 V se aplica a través de la red, por lo que la tensión es V_total = 12 voltios. Resolver el problema con los pasos anteriores se obtiene:

El voltaje a través de R3 (designado como V_R3) Puede entonces ser calculado por la ley de Ohm desde que se descubrió la corriente a través del circuito y mide 1,5 A:

V_R3 = (I_total) (R3) = 1.5A x 2 Ω = 3 V

El voltaje a través de R2 (que es la misma tensión entre R1) se puede calcular por la ley de Ohm multiplicando la corriente I = 1,5 A veces el equivalente de resistencias en paralelo R1 // R2 = 6 Ω, que resulta en 1,5 x 6 9 = V o calculada restando la tensión a través de R3 (V_R3, calculado anteriormente) de la tensión aplicada de 12 V o 12 V - 9 V 3 = V Después de descubrir esto, la corriente a través de R2 (designado como I_R2) También se puede calcular usando la ley de Ohm (en el que la tensión a través de R2 se denota por "V_R2"):

yo_R2 = (V_R2) / R2 = (V 9) / (10 Ω) = 0,9 A

La corriente a través de R1 análoga se puede encontrar utilizando la ley de Ohm dividiendo el voltaje a través del resistor (9 V) por una resistencia (15 Ω), resultando en R1 en 0,6 A de corriente. Tenga en cuenta que la corriente a través de R2 (0,9 A), más la corriente a través de R1 (0,6 A) es igual al total de corriente entre los terminales de la batería, es decir, 1,5 A.