Ley de Ohm

Ley de Ohm relaciona el voltaje, corriente y resistencia de un componente eléctrico o un circuito.

Voltaje, V, corriente, que resistencia, R y son fundamentales para el funcionamiento de todos los aparatos electrónicos como radios, reproductores de música y ordenadores, así como aplicaciones eléctricas más simples como el cableado de la casa, fusible de cajas y la iluminación casera. Los circuitos en todos estos casos se comportan como era de esperar y se pueden diseñar racionalmente debido a la ley de Ohm.

Este video será introducir diagramas, símbolos y terminología de circuito y luego demostrar cómo cablear un circuito simple. Además, se medirá la corriente a través de un componente y el voltaje a través de un componente.

La salida de una fuente de alimentación o batería tiene terminales positivos y negativos, que definen respectivamente altos y bajos valores de una cantidad llamada potencial eléctrico. La diferencia de este potencial eléctrico es voltaje, medido en voltios. Para obtener más información acerca de estas terminologías, por favor ver el video en el potencial eléctrico de esta colección.

Un circuito es una red de componentes conectados entre sí para realizar una función determinada. Actual es el movimiento de una cantidad de carga por segundo y se mide en ampereso amperios, para el cortocircuito. Curiosamente, sólo de electrones, que tienen carga negativa, se mueven a través de los alambres en un circuito. Debido a su carga negativa electrones fluyen en la dirección opuesta a la de la corriente. Corriente sólo puede fluir a través de cables y componentes conectados en un bucle completo, tanto como el agua corriente de un depósito mediante una bomba, en una rueda de agua y de nuevo en el depósito.

Hasta cierto punto todos los elementos eléctricos impiden el flujo de corriente, como el cuello de botella en un tubo que reduce el flujo de agua. Resistencia describe este fenómeno y se mide en ohmios. Ley de Ohm define la resistencia a tensión a través de un componente dividido por la corriente a través del componente.

Para componentes específicamente llamados resistencias, la resistencia es aproximadamente constante. La resistencia en un circuito común suele ser un pequeño objeto cilíndrico con bandas representando un código de color para la resistencia. Por ley de Ohm, la corriente a través de una resistencia constante es inversamente proporcional a la resistencia y directamente proporcional al voltaje aplicado. En realidad, la resistencia de la mayoría de los materiales aumenta generalmente como aumento de la temperatura.

La resistencia de algunos dispositivos, como diodos, también varía con las condiciones de funcionamiento-es, voltaje y corriente-así como otros factores. Un diodo es un dispositivo que permite una aproximación muy buena, actual para fluir en un solo sentido. Como resultado, se comporta como una válvula unidireccional, pasando corriente a través de una resistencia muy baja en la dirección "hacia adelante" y la prohibición de corriente con una resistencia extremadamente alta al "revés".

Una luz de diodo, también conocido como un "LED", es un diodo que se ilumina con el flujo de corriente directa. Como un simple diodo, un LED no pasa la corriente en sentido inverso, en cuyo caso no está iluminado.

Con una simple relación entre voltaje, corriente y resistencia, ley-a menudo de ohmios expresada como V es igual a tiempos de hace R es posible calcular una de estas cantidades si se conocen los otros dos.

Este video muestra que el voltaje a través de un componente y la corriente a través de él puede medirse fácilmente. Estos experimentos también demuestran la ley de Ohm en circuitos diferentes e ilustrar la relación entre corriente y voltaje para una resistencia, una bombilla y un diodo electroluminoso.

El aparato de medición consiste en un sensor de voltaje, un sensor de corriente, una fuente de alimentación, un sistema de medición controlado por ordenador y los componentes a ser probados.

Para cargar el software de medición, haga doble clic en la "ley de Ohm" icono en el escritorio del ordenador. Después de que el programa carga, la pantalla debería mostrar un gráfico, una tabla y en la esquina inferior izquierda, cajas con el voltaje y la corriente.

Haga clic en el botón "Cero" y seleccione "Cero todos los sensores" para eliminar las compensaciones en el sistema de adquisición de datos. Voltaje y lecturas de corriente deben ser cero cuando los conductores de los aparatos no están conectados a nada.

Seleccione los datos que se pueden trazar haciendo clic en la etiqueta del eje y la opción deseada. Para el eje y sólo, desmarque la opción elementos que no se trazarán. Configurar el gráfico para mostrar la corriente en el eje y la tensión en el eje x.

A continuación, establecer la escala del eje y a la negativa de 0,3 a positivo 0,3 amperios y establecer la escala del eje x negativos 5 a 5 voltios positivos.

Una caja de resistencia, que puede ajustarse para diferentes valores de resistencia, se utiliza en el primer experimento para observar cómo corriente varía con el voltaje de un resistor.

Establecer el cuadro de resistencia de 100 ohmios. Luego del alambre a la fuente de alimentación de voltaje y sensores de corriente y caja de resistencia como se muestra en el diagrama del circuito. Por último, establecer salidas de la corriente y el voltaje de la fuente de alimentación para los valores máximos.

Haga clic en el icono de flecha verde para iniciar la recolección de datos. Reduzca lentamente la tensión de alimentación a su valor mínimo. Entonces, invertir los cables a la fuente de alimentación y aumente lentamente la tensión a su valor máximo. Esto debe resultar en un gráfico de corriente versus voltaje, que abarca el rango de -5 a + 5 voltios. Repita este proceso hasta que el gráfico está libre de ruido, y luego almacenar los datos.

Para la resistencia de 100 ohmios, la trama de corriente versus voltaje es una línea recta. Realizar un ajuste lineal a los datos y registre la pendiente de la línea. La pendiente debe estar muy cerca de 0.0100 amperios/voltios, el inverso de la resistencia.

Ahora el cuadro de resistencia a 200 ohmios y repetir el experimento para obtener otra parcela de corriente versus voltaje en el rango de 4:55 voltios. Esta vez la pendiente debe estar muy cerca de 0.00500 amperios/voltios, una vez más el inverso de la resistencia.

Para una resistencia constante, Ley de Ohm afirma que corriente a través del resistor es proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia. Esto es evidente en los datos de resistencias de 100 ohmios tanto 200 ohm.

Para el experimento siguiente, cambie la caja de resistencia con una pequeña bombilla incandescente, como se muestra en el diagrama esquemático. Coloque el control de voltaje en la fuente de alimentación al máximo y comenzar la recopilación de datos. Reducir lentamente la tensión al valor mínimo y lentamente aumente la tensión a la máxima. El ordenador mostrará un diagrama de corriente versus voltaje en el rango de sobre +0.7 a + 5 voltios.

Invertir los cables de la fuente de alimentación, ajuste el control de voltaje máximo y repetir el proceso de reducción de la tensión al valor mínimo y aumento en el valor máximo otra vez. El ordenador mostrará un diagrama de corriente versus voltaje en el rango de -0,7 a-5 voltios.

La trama de corriente versus voltaje de la bombilla no es tan lineal en cuanto a las resistencias. El gráfico también muestra que en general la corriente es mayor a un voltaje dado cuando la tensión va en aumento, en comparación con lo que es el mismo voltaje cuando el voltaje está disminuyendo.

Cuando la tensión va en aumento, se está calentando el filamento. Con un filamento que empieza el frío, la resistencia es menor y la corriente es mayor. Cuando disminuye el voltaje, el filamento es enfriamiento desde una temperatura más alta, por lo que tiene una mayor resistencia y una baja corriente en el mismo punto de funcionamiento.

Ahora parcela actual versus tiempo en lugar de corriente versus voltaje. Para hacer esto, cambiar el eje horizontal para medir el tiempo.

Ajuste la tensión al máximo, para que la bombilla se ilumina brillantemente. Luego apague la fuente de alimentación. Haga clic en la flecha verde para iniciar la recolección de datos y luego vuelva a encender la fuente de alimentación.

Corriente a través de la bombilla es alto inmediatamente después de la fuente de alimentación se enciende, luego se reduce a un valor más bajo y constante. Mientras el foco está apagado, el filamento está a temperatura ambiente y tiene una resistencia relativamente baja.

Cuando la lámpara primero se enciende, la corriente salta a un nivel alto debido a que la resistencia baja. Sin embargo, la resistencia del filamento aumenta significativamente con la temperatura-como la temperatura del filamento, la resistencia crece y baja corriente. Finalmente se estabiliza la temperatura y la corriente es constante.

Por último, establecer el eje para mostrar la corriente versus voltaje otra vez y usa un diodo emisor de luz "LED"-en lugar de la bombilla. La máxima corriente para LED común es alrededor de 30 mA, por lo que la corriente debe ser cuidadosamente monitoreada para evitar quemar el LED.

Utilice el procedimiento de los experimentos anteriores para obtener un gráfico de la corriente en función de la tensión para el LED. Primero aplique voltaje positivo a través de lo LED y ajustar la tensión de alimentación de máximo a mínimo. Luego cambie los cables de la fuente de energía y ajustar la tensión de espalda mínimo al máximo para observar la direccionalidad del LED.

La trama resultante muestra que un LED permite actual a sólo cuando la tensión es positiva y mayor que un cierto umbral. Una vez que el diodo "se enciende," corriente aumenta rápidamente a medida que aumenta la tensión. Sin embargo, ninguna corriente fluye para el voltaje negativo. Este comportamiento demuestra cómo un LED actúa como una válvula unidireccional para la corriente.

Aparatos electrónicos están omnipresentes en el mundo de hoy, y ley de Ohm tiene un papel que jugar en cada uno de estos gadgets.

Por ejemplo, la bombilla de una linterna está diseñada para funcionar con dos pilas de 1,5 voltios en serie. Por lo tanto, un foco de luz con una resistencia adecuada se debe elegir, para que las baterías proporcionan una cantidad adecuada de corriente para hacer el bulbo brillan brillantemente, sin quemar. Ley de Ohm ayuda a guiar esa elección de la bombilla.

Otra aplicación de la ley de Ohm es limitar la corriente suministrada a un dispositivo particular, tal vez para reducir el riesgo de descarga eléctrica, o para proteger el dispositivo sí mismo. Ley de Ohm nos dice, para una tensión dada, cuanto mayor sea la resistencia, menor será la corriente. Por lo tanto, colocando una resistencia en serie con el dispositivo, podemos limitar la corriente que fluye a través del dispositivo y así evitar cualquier daño potencial.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a la ley de Ohm. Ahora debería entender la relación entre el voltaje a través de un componente eléctrico, la resistencia y la corriente resultante a través de él, así como las diferencias en el comportamiento eléctrico de resistencias y bombillas de luz de diodos electroluminosos. ¡Gracias por ver!