2.MAGNITUDES

 

2.10    La ley de Ohm

 

Ya conocemos las tres magnitudes básicas de la electricidad,  que son la:

Intensidad de la corriente eléctrica, tensión y resistencia.

           

            En muchas ocasiones, nos encontraremos en la situación en la que conozcamos dos magnitudes y necesitemos conocer la tercera:

 

1.)   Se sabe que una intensidad de corriente de 30mA puede ocasionar la muerte por fibrilación cardiaca. La resistencia eléctrica del cuerpo humano en condiciones normales es del orden de 2500 W. Si una persona por accidente, se pone en contacto con una red de 220V, ¿Cual será la corriente que atraviese su cuerpo? ¿Existe algún peligro de muerte?

 

Ejemplo de fibrilación cardiaca

http://www.anestesia.com.mx/disritm.html

 

2.)   Se quiere determinar la resistencia eléctrica del filamento de una lámpara incandescente. Para ello aplicamos una tensión de 125 V y mediante un amperimetro que hemos intercalado en serie, se mide una intensidad de 0,5 A.

 

 

 

                       

Al conectar una lámpara incandescente a los bornes de una pila, aparece una corriente eléctrica que circula desde el polo negativo de la pila atravesando el filamento de la lámpara, hasta el positivo.

            Cuanto mayor es la tensión eléctrica, con mayor fuerza atraerá el polo positivo de la pila a los electrones que salen del negativo y atraviesan el filamento de la lámpara, y por lo tanto, será mayor también la intensidad de la corriente por el circuito.

            Cuanto mayor sea la resistencia del filamento de la lámpara, menor será la intensidad de la misma.

 

            El físico Ohm, basandose en una experimento, determinó que:

 

            La intensidad de la corriente que recorre un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión aplicada, (a más tensión, más intensidad), e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica (a más resistencia, menos intensidad)

 

 

 

 

 

 

 

Ejemplos

 

1.      Calcular la intensidad que circula por el filamento de una lámpara incandescente de 2 Ohmios de resistencia, cuando está sometida a una tensión de 4 voltios.

Sol. 2A

 

2.      Calcular la intensidad que circula por una estufa eléctrica, que posee un elemento de caldeo consistente en un hilo de nicrón de 100 ohmios de resistencia, si se conecta a una red de 220V.

Sol. 2,2 A

 

3.      Por una resistencia de 5 Ohmios circula una intensidad de 3 A. ¿A qué tensión está conectada? Sol. 15V.

 

 

4.      ¿Qué resistencia ofrece una lámpara si al aplicarle una tensión de 125 V. Circula una intensidad de 0,5 A.? Sol. 250 Ohmios

 

 

5.      Por una línea de 0,2 Ohmios pasa una corriente de 15 A. La tensión en el origen es de 128V.

a.      ¿Qué tensión se pierde en la línea?  Sol. 3 V

b.      ¿Cuánta tensión tendremos en el final? Sol. 125 V

 

 

Vamos a realizar la aplicación práctica que nos proponen en la siguiente web:

 

http://usuarios.lycos.es/pefeco/leyohm/leyohm.htm

 

 

2.11        Energía y Potencia Eléctrica

 

·       Energía Electrica:

La potencia eléctrica se mide en vatios (W).  ¿Cuál es la lámpara que luce más, una de 60 W o una de 40 W?

 

¿Pero, Qué es la potencia eléctrica?

En física:

 

            Potencia = trabajo/tiempo

 

El trabajo es lo mismo que energía con lo que nos queda

 

            Potencia = Energia/tiempo

 

Pero ¿Qué es la energía en la electricidad?

 

            Energía es lo que obtenemos multiplicando la cantidad de electricidad, Q, por la tensión V.

 

            Energía = Q x V

 

            Y como sabemos que Q= I x t

 

            Sustituyendo tenemos que la energía E es:

 

            E= V x I x t

 

            Energia= tensión x intensidad x tiempo

 

Si tenemos:

            V en Voltios

            I en Amperios         La unidad de la energía serán los Julios.

            t en segundos

 

Si tenemos:

            V en Voltios

            I en Amperios      / 1000    La unidad de la energía serán los kWh

            t en horas

 

 

Ejemplo 1: ¿Qué energía absorbe un receptor eléctrico, que está sometido a una d.d.p. entre sus bornes de 120 V y es atravesado por una corriente eléctrica de 10 Amperios durante media hora? (sol. 2.160.000 Julios)

 

·        Potencia Eléctrica:

 

Como sabemos que la potencia:

           

            P= Energía / tiempo

 

            P= V x I

 

            La unidad de la potencia son los vatios (W), pero también se utilizan los caballos de vapor o C.V. 

 

 1 C.V.=736 W

 

           

            Idea del Watio: La central térmica de pasajes tiene una potencia de 214MW;

Una locomotora eléctrica, 400kW. Una emisora de radio 120kw. Un tranvia 100kW, una lavadora 2 kW. Una plancha eléctrica 1kW. Aparato de radio 75W. Lampara de incandescencia más utilizada, 60 W. Reloj eléctrico 1W.

 

 

Ejemplo:

1.      Averiguar la potencia en kilovatios y en caballos de vapor de los motores de un trolebus que alimentados a una tensión de 500 Voltios consumen una intensidad de 90 Amperios. (sol. 45 kwh. 61,14 C.V.)

 

2.      Una lampara funciona a una tensión de 220V. Y 0,7 A. Calcular la potencia y la energía si está encendida durante 10 horas.

 

3.      Calcular la resistencia de una lámpara de 100 Watios que trabaje a 110 Voltios

 

 

4.      Calcular el costo de la energía consumida en un estadio de fútbol, suponiendo 2 horas de encendido, y que la instalación está compuesta por 191 proyectores, conteniendo cada uno 2 lámparas de 2000 Watios cada una.