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martes, 26 de junio de 2012

Tensión, Corriente y Ley de Ohm

    Coloquialmente hablando, solemos confundir  los términos "tensión eléctrica" con "corriente eléctrica", pero son dos magnitudes completamente diferentes, no es lo mismo la tensión o voltaje a la que está sometido un circuito eléctrico, que la corriente que circula por él, aunque si existe una importante relación entre ellas, la Ley de Ohm.

     Pero primero, vamos a aclarar unos cuantos términos:

  • Tensión eléctrica: La tensión eléctrica o voltaje, es la diferencia de potencial que existe entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada, para poder moverla entre dos puntos determinados. La unidad de medida de la tensión eléctrica es el Voltio (V) y el instrumento utilizado para poder medirla se llama Voltímetro. Como se puede apreciar en la siguiente imagen el voltimetro debe colocarse en paralelo con la carga cuya diferencia de potencial vamos a medir, en este caso el voltaje en los extremos de una resistencia.


 

  • Corriente eléctrica: La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de electrones que recorre un material en la unidad de tiempo. La unidad de corriente o intensidad eléctrica es el Amperio (A) y el instrumento utilizado para poder medirla se llama Amperímetro. El amperímetro, como se puede apreciar en la siguiente imagen, se tiene que colocar en serie con la carga (en este caso una resistencia) para poder medir la corriente que pasa a traves de ella, ¡OJO! Nunca debemos colocarlo en paralelo con la carga, porque podemos cargarnos el amperímetro.

 

     El voltímetro y el amperímetro junto con el ohmetro que nos sirve para medir las resistencias, están incluidos en el instrumento, para mi, más importante de todo electrónico que es el polimetro o multimetro, al que dedicaremos más adelante un tutorial para el solo.

Partes de un polimetro digital

     Corriente Continua y Corriente Alterna

  • La corriente continua (CC en español, DC en ingles): Es toda corriente que mantiene siempre la misma polaridad, o lo que es lo mismo, los electrones siempre circulan en la misma dirección, del polo positivo hacia el polo negativo. El más claro ejemplo de corriente continua es la que suministran las pilas, en las que siempre hay un polo positivo (+) y un polo negativo (-). Si observamos la imagen siguiente podemos ver que la forma de onda de la corriente continua es una línea continua, que mantiene siempre el mismo valor de voltaje y la misma polaridad.

Forma de onda de la corriente continua
                    
  • La corriente alterna (CA en español, AC en ingles): Es toda corriente cuya polaridad varía cíclicamente a una determinada frecuencia, normalmente en forma sinusoidal o senoidal, aunque en algunas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación como triangular, cuadrada, etc. La corriente alterna es la que nos llega a los enchufes de nuestros hogares, normalmente con un voltaje de 230 Voltios (V) y una frecuencia de oscilación de 50 Hercios (Hz). Al contrario que la corriente continua que siempre tiene el mismo valor de voltaje, la corriente alterna va teniendo diferentes valores de voltaje, tanto positivos como negativos, en función del tiempo e incluso en algunos instantes este voltaje llega a ser de 0 voltios.

Forma de onda de la corriente alterna y sus valores característicos

  • Valor máximo (Vmax): es el valor máximo de la cresta que alcanza la corriente alterna, puede ser positivo o negativo, también se le conoce como valor de pico (Vp). Para la tensión de la red es de ± 325 V.
 
  • Valor instantáneo (Vi): Es el valor que toma la corriente en un momento determinado. Se calcula a partir de la fórmula:


  • Valor eficaz (Vef): Es el valor de corriente continua por el que debemos sustituir la corriente alterna para que produzca el mismo efecto. Se calcula con la fórmula:

 

  • Periodo (T): Es el tiempo que tarda en producirse un ciclo completo de la corriente. Corresponde con 360º. Para la corriente de red es de 20 ms.
 
  • La frecuencia (F): Es el número de ciclos completos que se producen en un segundo. Se calcula con la fórmula:




La Ley de Ohm

 

     La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica en dicho circuito, o lo que es lo mismo, que la intensidad eléctrica es igual al cociente entre la tensión eléctrica y la resistencia.


 
     Para poder despejar cualquiera de las tres magnitudes implicadas en la ley de Ohm (corriente, tensión y resistencia), podemos utilizar el llamado triángulo o pirámide de la Ley de Ohm: