La ley de Leyes: La Ley de Ohm

La ley de Leyes: la Ley de OHM

Dr. Héctor Darío Aguirre Arvizu

Tecnología Robótica

 

26 de junio de 2015.

Una vez conocidas las magnitudes básicas que intervienen en el trabajo eléctrico y electrónico es importante conocer su relación matemática, que es muy sencilla y fácil de manejar.

Recordemos que la Corriente eléctrica es la circulación de electrones, que puede tener un solo sentido o dos alternados. También resulta que puede tener una intensidad, es decir, ser pequeña o grande. O de otra forma, puede ser de una fracción pequeña de Amperio o de varios de ellos. Esa intensidad puede ser medida.

La resistencia de los materiales impedirá que esta corriente pueda circular de modo adecuado o “fluido”, es decir, continuo. Tratará, por ponerlo de una forma, de que no haya circulación propiamente. Esa resistencia al paso de la corriente puede ser baja, como en el caso de los conductores, casi siempre metales, o alta, como en el caso del carbono. También se puede medir.

Por su parte el Voltaje procurará empujar a los electrones a circular por los materiales conductores y semiconductores. La intensidad con que el voltaje empuje a los electrones influirá en que haya menos o más de ellos en movimiento.

Si hay un empuje grande del voltaje, entonces circulará mayor cantidad de electrones, y habrá más corriente. Cuando el voltaje aumenta, la corriente aumenta. De voltaje y corriente se dice que tienen una relación directa, cuando uno aumenta lo hace el otro, repetimos.

Matemáticamente se expresa de la siguiente manera:

Resistencia constante, proporción directa entre voltaje y corriente

Podemos además graficar Corriente (eje Y) contra Voltaje (eje X) de la siguiente forma:

Relación directa entre voltaje y corriente

Nuestra constante K, es decir, el valor que no hemos modificado, en realidad es la Resistencia, ya que no la modificamos en este momento de razonamiento.

Por otra parte, suponiendo un Voltaje constante, si tenemos un material específico permitirá que circule una cantidad de corriente. Si la resistencia aumenta, como puede parecer obvio, la corriente disminuirá. En cambio si la resistencia disminuye la corriente aumentará. Así, las magnitudes de corriente y resistencia tienen una relación inversa, si una crece la otra disminuye.

Lo expresaremos de modo matemático sencillo de la siguiente forma:

Voltaje constante, relación inversa entre Corriente y Resistencia

Aquí lo que hemos mantenido constante (K) es el Voltaje V, como se indicó previamente.

Graficamos la Resistencia (eje Y) contra Corriente (eje X) de la siguiente forma:

Relación inversa entre Corriente y Resistencia

Una tercera relación la encontramos si mantenemos la Corriente constante (K = I). Al aumentar el voltaje, tenderá a enviar con más fuerza los electrones, pero para mantener la corriente constante se necesitará que la resistencia por donde haya circulación, sea aumente.

Esto se indica de modo matemático de la siguiente forma:

Corriente constante, relación directa entre Voltaje y Resistencia

Podemos conjuntar las tres fórmulas anteriores por medio de un triángulo como el mostrado a continuación:

Triángulo de la Ley de Ohm, recurso mnemotécnico

Podemos usar este triángulo de forma práctica para aprender las relaciones matemáticas sencillas entre las magnitudes.

Construyamos un triángulo de cartón como el de la figura anterior y tapemos el voltaje con un dedo, luego entonces el valor se calculará multiplicando I por R, Corriente por Resistencia.

Tapamos el Voltaje y multiplicamos I por R

En cambio, si necesitamos calcular la Corriente y no recordamos cómo, tomamos nuestro triángulo y tapamos la letra I, y observamos que se calcula dividiendo el voltaje entre la resistencia, como se ve a continuación:

Tapamos la Corriente y la calculamos dividiendo el Voltaje entre la resistencia

Por su parte podemos determinar cómo calcular la Resistencia (R) tapando la letra correspondiente en nuestro triángulo.

Tapamos la Resistencia y la calculamos dividiendo el Voltaje entre la Corriente

Luego entonces se calcula como la división entre el Voltaje y la Corriente.

No todo tiene que ser tan serio como lo he expuesto previamente. A continuación te muestro dos imágenes tipo historieta que ilustran graciosamente la relación entre Voltaje, Corriente y Resistencia:

Relación divertida entre las magnitudes eléctricas

Otro dibujo explicativo con una analogía mecánica es el siguiente:

Analogía mecánica: Voltaje-Presión, Corriente-Carga, Resistencia-Fricción

En próximas entregas veremos el uso del Multímetro para medir estas magnitudes