8/7/2019 LEY DE OHM Y RESISTENCIA-1 (1)

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MODALIDAD: INSTALACION DE REDES DECOMPUTADORES

MODULO: IMPLEMENTACION DE LA ESTRUCTURA DELA RED

UNIDAD DE APRENDIZAJE 1: INSTALACION DE CABLEADOESTRUCTURADO

CONCEPTOS BASICOS DE ELECTRICIDAD - RESISTENCIA ELÉCTRICA

Resistividad EléctricaEs una propiedad de cada material de oponerse al movimiento de cargas eléctricas, es decir, al paso de corriente eléctrica. Cadamaterial tiene una resistividad característica que puede variar con la temperatura y con el contenido de impurezas. Se indica con laletra r y se mide en W-m o en W-cm (W = ohmio)

Los materiales con alta resistividad se llaman Aislantes Eléctricos (Ej:Poliestireno), los de media resistividad son los semiconductores (Ej: Silicio) ylos de baja resistividad son los Conductores Eléctricos (Ej: Aluminio y cobre).

Conductividad EléctricaCorresponde a la capacidad de un material de conducir corriente eléctrica. Se indica por la letra s su valor es el inversode la resistividad eléctrica.

Resistencia EléctricaUn trozo de cualquier material presenta una oposición neta al paso de lacorriente que se llama la Resistencia Eléctrica, se indica por R y depende de

las dimensiones del material

Donde: L es la distancia que deben recorrer las cargas A es elárea transversal al flujo de cargas La resistencia se mide en

Ohmnios (Ω ) y su símbolo es:

Ejemplo: La resistencia de un alambre de cobre de 100 metros y área transversal de 2 mm2

es:

Ejercicios Propuestos:1. Cuál es la resistencia de un prisma rectangular de silicio de 1 cm de largo y área transversal de 1mm x 0.5 mm.?2. Qué longitud debe tener un alambre de aluminio redondo de 4 mm de diámetro para que tenga una resistencia de

10Ω ?

LEY DE OHMEsta ley nos dice: "La cantidad de corriente que pasa por una resistencia es directamenteproporcional al voltaje que se aplica, la proporción entre el voltaje y la corriente es el valor de la resistencia".

En una resistencia siempre la corriente va del punto de alto voltaje (+) al punto de menor voltaje (-), esto significa que la resistencia es siempre un elementopasivo. Si cambia la polaridad del voltaje entonces cambia el sentido

de la corriente. La unidad de medida de resistencia es el ohmnio: Ω ;de la formula de la ley de Ohm se tiene:

Ejemplo 1 Cuál es la corriente que pasa por un resistencia de 22 KΩ cuando se aplican 10 voltios ¿

I = V / R

I = 10 v/ 22KΩ

I = 4.54x10-4 A

I = 0.454mA

Ejemplo 2 Si por una resistencia de 1 MW pasan 50µA , cual es el voltaje aplicado?

V = R*I

V = 1 MΩ *50µA

V = 1x106Ω x 50x10-6A

V = 50 v

Ejemplo 3 Si se desea tener una corriente de 10mA al aplicar un voltaje de 5 v, Qué resistencia se debe usar?

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R = V/I

R = 5 v/10 mA

R = 0.5x103Ω

R = 500Ω

RESISTENCIASLas resistencias pueden ser para uso electrónico o industrial.

Las resistencias en electrónica se aplican en circuitos para obtener diferentes voltajes y corrientes, polarizar transistoresy circuitos integrados, las deuso más común son de10W hasta 1 MW aunque seconsiguen de valoresmenores y mayores.

Se identifican de dosformas:

Código de coloresSu usan normalmente 4 bandas de color, las tres primeras indican el valor nominal en ohmios y la ultima es unatolerancia indicada como porcentaje del valor nominal. Los colores usados y su equivalente son:

se

leen las dos primeras franjas como dígitos, latercera es el número de ceros que se agregan o lapotencia de 10 por la que hay que multiplicar losdígitos, el valor se lee en ohmnios. Un casoespecial es cuando aparece color oro en la tercerafranja el factor multiplicador es 0.01 y cuando escolor plata el factor multiplicador es 0.1

Ejemplo 1

Resistencia de 270000W ±10%= 270 KW ± 27 KW Es unaresistencia que puede estar entre 243 KW y 297 KW .

Ejemplo 2

Resistencia de 56W ±5% = 56W ± 2.8W . Es una resistencia que puede estar entre 53.2W y 58.8W.

Los fabricantes de resistencias solo producen resistencias con ciertos valores nominales, que dependen de la toleranciausada, esos valores se les llama la serie de números preferidos, a continuación aparece una tabla que indica esosnúmeros para tolerancia de 5%

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En el mercado solo se consiguen resistencias con esos valores y sus múltiplos en potencias de diez, por ejemplo en latabla aparece el número 27 significa que en el mercado hay resistencias de 0.27W, 2.7W, 27W, 270W, 2.7 KW, 27 KW,270 KW, 2.7 MW. Para otras tolerancias se obtienen como Standard EIA Decade Values.

POTENCIA EN UNA RESISTENCIA

Si se combina la ley de Ohm con la formula de potencia para elementos eléctricos se tienen dos expresiones para calcular la potencia en una resistencia:

1. P = V* I = V*(V/R) = V

2

/R2. P = V* I = (I*R)*R = I2*R

Estas expresiones se usan con corrientes y voltajes DC, se pueden usar también en AC si se trabajó con el valor RMS oeficaz de los voltajes y corrientes. La potencia calculada en una resistencia significa conversión de energía eléctrica enenergía calorífica, el calor producido eleva la temperatura de la resistencia y su alrededor creando un flujo de calor haciael exterior.

Ejemplo 1Qué potencia disipa una resistencia de 1 KΩ cuando se le aplican 20 v?

P = V2/R

P = (20 V)2 / 1x103Ω

P = 0.4 W

Ejemplo 2Qué potencia disipan 25 mA de corriente al pasar por una resistencia de 82 Ω ?

P = I2*R = (25x10-3 A)2 * 82Ω

P = 0.051 wW

P = 51 mW

Ejemplo 3La resistencia de una estufa disipa 1500 W cuando se aplican 220 VRMS. Cuál es el valor de la resistencia?

R = V2/P

R = (220 V)2 / 1500 w

P = 32.27Ω

Cuál es el valor de la corriente que consume?

I = P/V

I = 1500 W / 220 V

I = 6.81 ARMS

RESISTENCIAS INDUSTRIALES

Las resistencias industriales se usan como fuentes de calor, por ejemplo enestufas, calentadores de agua, marmitas, acondicionadores de aire, el voltajeaplicado es normalmente el de la red de distribución de energía eléctrica 120VAC o 220 VAC y la corriente que consumen es normalmente de decenas deamperios. Se identifican por el voltaje aplicado

y la potencia que disipan, ejemplo unaresistencia de 220 VAC y 2 Kw. Otrascaracterísticas son la forma, tamaño, si tieneno no recubrimientos que permitan sumergirlasen líquidos.

POTENCIÓMETROSLos potenciómetros son dispositivos que permiten disponer de resistencias variables, son dispositivos de 3 terminales,con una resistencia fija entre los terminales extremos y un cursor o escobilla que se desliza sobre el material de la

resistencia, al cambiar la distancia cambia el valor de resistencia, creciendoentre los terminales 1 y 2 y disminuyendo entre los terminales 2 y 3, o viceversa.

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Pueden ser con cursor de desplazamiento lineal o rotativo (eje), y la variación de la resistencia en función deldesplazamiento puede ser logarítmica o lineal, los hay de una vuelta o de varias vueltas.:

RESISTENCIAS EQUIVALENTES

Aplicando el concepto de circuitos equivalentes de la lección de Leyesde Kirchhoff , un circuito con varias resistencias tiene una resistenciaequivalente, donde al cambiar el circuito por su resistencia equivalentea igual voltaje consume la misma corriente.

RESISTENCIA EQUIVALENTE SERIELa resistencia Equivalente de un grupo de resistencias en serie es

EQUIVALENTE DE RESISTENCIAS EN PARALELO

Ejemplo:Calcular la resistencia equivalente del circuito mostrado, en donde:R1 = 150ΩR2 = 200ΩR3 = 100Ω .

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Las resistencias R2 y R3 están en serie su equivalente es:

REQ1= R1 + R2 = 200Ω + 100Ω = 300Ω

El equivalente REQ1 esta en paralelo con la resistencia R1, entonces la resistencia equivalente total es: