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febrero 09, 2011

Leyes Fundamentales (Parte I)

LEY DE OHM

George Simón Ohm. Físico Alemán.
Descubridor de la Ley de Ohm.
La relación matemática entre el voltaje, la intensidad de la corriente  y la resistencia fue descubierta por Georg Simón Ohm y se denomina Ley de Ohm. Esta ley es el pilar en el que se basa el estudio de la electricidad en todas sus ramas. La ley de ohm puede expresarse de tres formas, la primera:

Intensidad = Voltaje /Resistencia

Mediante esta ecuación puede encontrarse la intensidad de la corriente, si se conoce el valor del voltaje y resistencia. Esta ecuación puede transponerse por álgebra y así sera posible hallar el voltaje cuando se conoce la intensidad y la resistencia o hallar la resistencia cuando se conoce el voltaje y la intensidad. Las nuevas ecuaciones serian:


Voltaje = Intensidad * Resistencia
Resistencia = Voltaje/Intensidad

Un estudio de estas tres ecuaciones nos conducirá a las siguientes conclusiones:
  1. De la primera ecuación se deduce que, en un circuito de resistencia fija, la intensidad aumenta con el aumento del voltaje y disminuye cuando este disminuye, de forma mas directa la corriente que circula en un circuito varia directamente con el voltaje e inversamente con la resistencia.
  2. De la segunda ecuación, el voltaje de cualquier circuito o elemento del circuito es directamente proporcional a la intensidad y a su resistencia.
  3. De la tercera ecuación, los requerimientos de resistencia de un circuito o elemento de circuito varían directamente con el voltaje e inversamente con la intensidad.
También puedes consultar la entrada relacionada: Circuito Eléctrico


LEYES DE KIRCHHOFF

Gustav Robert Kirchhoff. Físico Prusiano.
Responsable de dos leyes fundamentales.
Leyes de Kirchhoff y Leyes de Kirchhoff
de la radiación térmica.
Formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845, estas leyes se pueden emplear para resolver tantos circuitos reducibles como los irreducibles calculando sus valores desconocidos (voltajes, intensidades, resistencias).

Ley de Kirchhoff del voltaje (Ley de las mallas): La suma algebraica de todos los voltajes a lo largo de un camino cerrado de un circuito ha de ser igual a cero.

 Et-E1-E2-E3 = 0, lo que es lo mismo;
Et = E1 + E2 + E3


Ley de Kirchhoff de la intensidad (Ley de los nodos): La suma algebraica de todas las intensidades de corrientes en cualquier nodo de un circuito ha de ser igual a cero.


It - I1 - I2 - I3 = 0, lo que es igual;
It = I1+ I2 + I3

El empleo de las leyes de Kirchhoff para calcular los valores desconocidos de un circuito lleva consigo la resolución de ecuaciones simultaneas. Estos pueden hacerse mejor empleando el siguiente procedimiento:

  1. Marcar todos los elementos del circuito con un nombre y un valor.
  2. Asignar a cada rama del circuito una dirección de corriente dibujando una flecha a lo largo de la rama que indique la dirección del flujo de electrones. 
  3. Marcar todos los puntos de conexión de elementos del circuito con una letra de referencia.
  4. Escribir las ecuaciones de las intensidades para cada unión de tres o mas elementos del circuito. Cuando se establezcan estas ecuaciones, las corrientes que entran en la unión se consideran algebraica-mente positivas y las que salen negativas.
  5. Escribir las ecuaciones de voltaje para cada camino cerrado del circuito. Indicar los voltajes desconocidos en función de las intensidades y resistencias. Indicar la polaridad de los voltajes. Cuando se establezcan estas ecuaciones se deben seguir las siguientes reglas:   
  • a) El voltaje de una fuente es positivo cuando la dirección de la corriente que pasa por el va del terminal negativo al positivo y negativo en caso contrario. 
  • b) La polaridad del voltaje de una resistencia dependerá de la dirección del flujo de electrones dentro de ella. Cuando esta dirección es opuesta a la dirección en que se ha trazado el voltaje del lazo, el voltaje de la resistencia es negativo. Cuando coinciden la dirección del flujo de electrones y la asignada al lazo, el voltaje es positivo.
Para complementar esta información puedes ir a la entrada referida a Leyes de Kirchhoff de este blog en donde encontraras una guía de resolución de problemas para circuitos de mallas, aplicando las leyes referidas. 



LEY DE LENZ

Heinrich Friedrich Emil Lenz.
 Físico ruso de origen alemán.
Formulador de la ley para electromagnetismo
que lleva su nombre, Ley de Lenz.
La fuerza electromotriz (f.e.m) inducida en un circuito tiende siempre a oponerse a cualquier cambio en la intensidad de la corriente en ese circuito. Este principio se denomina comúnmente como ley de Lenz, y se puede enunciar como sigue:
"Cuando aumenta la intensidad en un circuito, la f.e.m inducida se opone al voltaje aplicado y tiende a impedir que la intensidad aumente, y cuando la intensidad disminuye, la f.e.m inducida ayuda al voltaje de linea y tiende a impedir que la intensidad disminuya".






Fuentes:
Teoría y Practica de Física. 2do Año ciclo diversificado. Ely Brett - William A. Suárez. Editorial Distribuidora Escolar, S.A.
Wikipedia.org

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