1._CONCEPTOS_BASICOS_Y_LEY_DE_OHM

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CONCEPTOS BÁSICOS Y 
LEY DE OHM 
Ing. Miguel Angel Clavijo Quispe 
Semestre: 2-2018 
Circuitos electrónicos 
• Son una clase particular de sistema. 
• Un sistema se compone de varios 
elementos que funcionan conjuntamente 
por una causa común. 
• La particularidad de estos sistema es que 
deben formar necesariamente un lazo 
cerrado para el flujo de la corriente. 
 
Circuitos electrónicos 
• Pueden clasificarse de distintas maneras: 
• Por su comportamiento: 
• Lineales 
• No lineales 
• Por la frecuencia con la que trabaja 
• Concentrados 
• Distribuidos 
• Por el tipo de señales que utiliza 
• Analógicos 
• Digitales 
 
Sistema internacional de Unidades 
Unidades Fundamentales Unidades en nuestro estudio 
Sistema internacional de Unidades 
Prefijos métricos 
Simbología 
Corriente y Voltaje 
Estructura del átomo 
• El átomo es la unidad más pequeña de la materia. 
• La estructura del átomo se representa a partir del modelo de 
Bohr, mediante un sistema tipo planetario. 
• Está compuesto de un Núcleo, donde se encuentran partículas 
pequeñas llamadas Protones. 
• Alrededor del núcleo orbitan pequeñas partículas cargadas 
negativamente llamadas Electrones. 
• Cada átomo de cada elemento presente, tiene un numero 
particular de protones y electrones. 
• La numero de protones presente en un átomo se lo conoce como 
Numero atómico. 
• Se dice que un átomo tiene carga neta de cero cuando la cantidad 
de protones es igual a la cantidad de electrones, por lo tanto es 
eléctricamente neutro. 
 
Corriente y Voltaje 
Átomo de cobre 
• El cobre es ampliamente utilizado en 
aplicaciones eléctricas por su alta capacidad de 
conducir la electricidad. 
• El átomo de cobre tiene un total de 29 
electrones, de los cuales solo uno se encuentra 
en la capa de valencia. 
• Cuando este ultimo electrón recibe suficiente 
energía térmica, éste se desprende del átomo y 
se convierte en un electrón libre de moverse 
entre los átomos. 
• El cobre, tiene presenten varios electrones 
libres, razón por la que es un buen conductor 
 
Corriente y Voltaje 
Carga eléctrica 
• Es una propiedad que posee la materia y se da 
según el exceso déficit de electrones que esta 
posea. 
• Se define la polaridad de un átomo dependiendo 
de si es un ion positivo o negativo. 
• La carga (Q) se expresa en Coulombs. 
• Se define un Coulomb (C) a la carga presente 
en un total de 6,25 × 1018 electrones. 
• Un solo electrón posee una carga de 
1,6 × 10−19 C. 
 
Carga presente en un numero dado de electrones: 
 
𝑄𝑄 =
𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑑𝑑𝑛𝑛 𝑛𝑛𝑒𝑒𝑛𝑛𝑒𝑒𝑒𝑒𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑒𝑒
6,25 × 1018 𝑛𝑛𝑒𝑒𝑛𝑛𝑒𝑒𝑒𝑒𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑒𝑒 𝐶𝐶⁄
 
Nota: Según la bibliografía el valor de los electrones presentes en un Coulomb llega a presentar diferencias, para nuestro caso hemos de usar el valor de 𝟔𝟔, 𝟐𝟐𝟐𝟐 × 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏. 
 
Corriente y Voltaje 
Carga eléctrica 
• La experimentación con las cargas 
eléctricas, permitió darnos a conocer que 
las cargas con misma polaridad se 
repelen y las cargas con polaridad 
distinta se atraen. 
 
• La fuerza con la que estas cargas se atraen o 
se repelen, esta dada por la siguiente 
expresión: 
𝐹𝐹 = 𝑘𝑘
𝑞𝑞1𝑞𝑞2
𝑑𝑑2
 
• Donde 𝑞𝑞1 y 𝑞𝑞2 son las cargas, 𝑑𝑑 
representa la distancia entre las cargas y k 
es una constante. 
𝑘𝑘 = 9 × 109
𝑁𝑁𝑛𝑛2
𝐶𝐶2
 
Corriente y Voltaje 
Corriente eléctrica 
• Cuando un electrón de valencia abandona su átomo, 
éste es libre de moverse dentro del material. 
• En la figura en el instante en que se cierra el 
circuito, los electrones libres situados en la carga 
negativa, fluirán a través del circuito hacia la carga 
positiva. 
• El flujo constante de estos electrones a través del 
material, se define como Corriente eléctrica. 
• La corriente eléctrica se mide en Amperes (A). 
• Se define como un Ampere a 6,25 × 1018 
electrones (1 Coulomb) atravesando una sección del 
material en un segundo. 
 
Corriente y Voltaje 
Corriente eléctrica 
𝐼𝐼 =
𝑄𝑄
𝑒𝑒
 ; 𝑖𝑖 =
𝑑𝑑𝑞𝑞
𝑑𝑑𝑒𝑒
 
• Donde: 
• I = intensidad de corriente en Amperes (A) 
• Q= Carga en Coulomb (Q) 
• t= Tiempo en segundos (s) 
 
Corriente y Voltaje 
Voltaje 
• Para poder romper la fuerza que existe entre cargas 
positivas y negativas en un átomo, es necesario 
aplicar cierta energía en forma de trabajo. 
• La cargas opuestas poseen una energía potencial a 
razón de la separación presente entre ellas. 
• La diferencia en la energía potencial por carga se 
denomina diferencia de potencial o Voltaje. 
• El voltaje (V) se la fuerza que provoca el movimiento 
de electrones libres dentro de la materia y se define 
como el trabajo por unidad de carga. 
• Se presentará una diferencia de potencial de 1 volt (V) 
entre dos puntos si se intercambia 1 joule (J) de energía 
al mover 1 coulomb (C) de carga entre los dos puntos. 
 
Corriente y Voltaje 
Voltaje 
𝑉𝑉 = 𝑊𝑊
𝑄𝑄
 ; 𝑣𝑣𝑎𝑎𝑎𝑎 =
𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝑑𝑑
 
• Donde: 
• V = diferencia de potencial o voltaje en Volts (V) 
• W= Energía en Joule (J) 
• Q = Carga en Coulomb (C) 
 
Resistencia 
• Los electrones libres fluyendo a través de 
un material, tienen colisiones, mismas que 
reducen su energía y por lo tanto se 
restringe su movimiento. 
• Entre más restrinja el movimiento de los 
electrones libres o corriente eléctrica, 
mayor será la Resistencia del material. 
• La resistencia se define como la oposición 
al paso de la corriente y se mide en ohms 
(Ω). 
 
𝑅𝑅 = 
𝑉𝑉
𝐼𝐼
 
• Donde: 
• R = Resistencia en Ohms (Ω). 
• V = diferencia de potencial o voltaje en Volts (V) 
• I = Intensidad de corriente en amperes(A). 
 
El opuesto a la resistencia se conoce como 
conductancia (G) y se mide en siemens. 
 
Ley de Ohm 
• Es una relación muy simple pero muy 
importante, debido a que se utiliza a lo 
largo de todo el estudio en electrónica 
tanto con corriente alterna como con 
corriente continua. 
• Se puede derivar de la ecuación básica: 
 
𝐸𝐸𝐸𝐸𝑛𝑛𝑒𝑒𝑒𝑒𝑛𝑛 = 
𝐶𝐶𝐶𝐶𝑛𝑛𝑒𝑒𝐶𝐶
𝑂𝑂𝑂𝑂𝑛𝑛𝑒𝑒𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖𝑂𝑛𝑛
 
Donde: 
• El efecto que se desea obtener es el flujo de 
electrones a través del material (Corriente) 
• El flujo de electrones es una reacción de la 
diferencia de potencial en el sistema 
(Voltaje), lo que vendría siendo la causa. 
• La oposición vendría a ser la Resistencia 
que presenta el sistema al paso del efecto o 
la corriente. 
 
Ley de Ohm 
𝐼𝐼 = 
𝐸𝐸
𝑅𝑅
 
Donde: 
• I = Corriente en Ampere (A) 
• E = Voltaje en Volts (V) 
• R = Resistencia en Ohm (Ω) 
Ley de Ohm 
• Determine la corriente producida por la 
conexión de una batería de 9 V a una red 
cuya una resistencia es de 2.2 Ω. 
 
𝐼𝐼 =
𝐸𝐸
𝑅𝑅 =
𝑉𝑉𝑅𝑅
𝑅𝑅 =
9𝑉𝑉
2,2Ω = 4,09 𝐴𝐴 
 
• Calcule la corriente a través de un 
resistor de 2 kΩ si la caída de voltaje a 
través de él es de 16 V. 
 
𝐼𝐼 =
16
2 × 103 = 8 × 10
−3 𝐴𝐴 = 8 𝑛𝑛𝐴𝐴 
 
 
Ley de Ohm 
Representación gráfica 
• Representamos la ley de Ohm en un plano de 
coordenadas, donde el voltaje se representa en el 
eje de las abscisas y la corriente se representa en el 
eje de las ordenadas. 
• Como podemos apreciar, la ley de Ohm se puede 
representar por medio de la ecuaci𝑂n de la recta. 
𝑦𝑦 = 𝑛𝑛𝑚𝑚 + 𝑏𝑏 
 
𝐼𝐼 = 
1
𝑅𝑅
∗ 𝐸𝐸 + 0 
• Podemos observar que el valor de la resistencia se 
mantendrá constante a lo largo de su trazo ya que 
resolviendo la ecuación R = 𝑉𝑉 𝐼𝐼⁄ , se puede representar como : 
R = 
∆𝑉𝑉
∆𝐼𝐼
 
 
 
Potencia 
• El término potencia se aplica para indicar qué tanto 
trabajo (conversión de energía) puede realizarse en 
una cantidad específica de tiempo; es decir, potencia 
es la velocidad a que se realiza un trabajo. 
 
𝑃𝑃 = 
W (𝐽𝐽)
𝑒𝑒 (𝑒𝑒) 𝑊𝑊𝐶𝐶𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 (𝑊𝑊) 
 
• En un sistema eléctrico se puede definir la ecuación 
de la potencia por medio de la intensidad de corriente 
y el voltaje como: 
 
𝑃𝑃 = 𝑉𝑉𝐼𝐼 
 
• Pormedio de la ley de Ohm, podemos definir la 
potencia como: 
 
𝑃𝑃 = 
𝑉𝑉2
𝑅𝑅 ; P = 𝐼𝐼
2𝑅𝑅 
 
• La potencia entregada por una fuente de voltaje se 
expresa como: 
 
𝑃𝑃 = 𝐸𝐸𝐼𝐼 
 
Energía 
• Para que la potencia, que es la velocidad a 
la que se realiza trabajo, convierta 
energía de cualquier forma, se debe 
utilizar durante un tiempo. 
• Cuanto más tiempo se ejecute entregue 
una potencia en un sistema, mayor será la 
energía consumida. 
• La energía perdida o ganada en cualquier 
sistema se representa como: 
 
W = 𝑃𝑃 𝑊𝑊 𝑒𝑒 𝑒𝑒 = 𝐽𝐽𝑛𝑛𝑛𝑛𝑒𝑒𝑛𝑛𝑒𝑒 (𝐽𝐽) 
 
• La unidad de Joule se puede expresa 
como wattsegundo, sin embargo esta 
unidad es muy pequeña para los usos 
practicos, por lo que se utiliza el 
watthora. 
 
W (Wh) = P (W) ∗ tiempo (h) 
 
W 𝑘𝑘𝑊𝑊𝑘 =
𝑃𝑃 𝑊𝑊 ∗ 𝑒𝑒 (𝑘)
1000
 
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