Vimos en una entrada anterior los conceptos de tensión, intensidad y resistencia. La relación entre estas se formula en la Ley de Ohm. Fue publicada por el físico alemán Georg Ohm en 1827.
Vamos a ver como se calculan los circuitos más sencillos. Son los compuestos por un único elemento receptor, que habitualmente será una bombilla o lámpara. Solo necesitamos utilizar la ley de Ohm, que nos dice que la corriente que circula a través de un conductor (Intensidad) es proporcional a la diferencia de potencial (Tensión) entre los extremos del conductor e inversamente proporcional a la resistencia del mismo.
Puede resultar útil para recordar las fórmulas el triángulo de la ley ohm.
Como V está arriba y la intensidad y la resistencia abajo, al mismo nivel, para obtener el Voltaje (V) multiplicamos intensidad (I) por Resistencia (R).
En cambio cuando queremos calcular por ejemplo la Intensidad, vemos que V está arriba y R abajo, así que para obtener la intensidad dividiremos a V entre R.
Así tenemos las fórmulas para calcular cualquiera de los tres valores, conociendo los otros dos.
V = I * R
I = V / R
R = V / I
El circuito más básico
Este circuito es el más sencillo, porque el Voltaje total (Vt) del circuito es el mismo que el que recibe la bombilla o receptor (Vb). La intensidad total del circuito (It) es igual a la intensidad que circula por la bombilla (Ib). Y la resistencia total (Rt) del circuito es la generada por la resistencia de la bombilla (Rb). La resistencia de los conductores o cables es tan pequeña que no la consideramos en los cálculos.
Una curiosidad y aclaración: En los esquemas se refleja que la corriente circula de positivo a negativo, aunque en la realidad lo hace al revés, los electrones se trasladan de negativo a positivo.
Ejemplo 1:
Tenemos una bombilla conectada a 12V, y sabemos que su resistencia es de 50 Ω.
¿Qué intensidad circula por el circuito?
Aplicamos la ley de ohm.
I = V / R
I = 12 / 50
I = 0,24 A
Circula una intensidad de 0,24 A. O lo que es lo mismo 240 mA. (Recordar que los cálculos se hacen siempre en Amperios. Para pasar de Amperios a miliamperios, dividimos por mil, y a la inversa multiplicamos).
Ejemplo 2:
En la práctica es habitual que la información sobre las bombillas sea el voltaje de funcionamiento y el consumo. Por ejemplo una bombilla de 3 W a 12 V.
Vemos que directamente no podemos aplicar la ley de ohm, solo tenemos uno de los valores, la tensión a la que la conectaremos. Pero tenemos otro valor la potencia. Recordando que la potencia se calcula
Potencia P = V * I
Podemos obtener la intensidad que circula conectada a 12 V.
P = V * I
3 W = 12 V * I
Despejaremos la intensidad
I = 3 / 12 = 0,250 A
Ahora podemos calcular la resistencia de la bombilla con la ley de ohm.
R = V / I
R = 12 V / 0,250 A
R = 48 Ω
Vamos a darle una vuelta de tuerca más a este ejemplo. Ahora ya tenemos el valor de la resistencia que opone esta bombilla al paso de la corriente eléctrica. Así que si queremos utilizarla en un voltaje diferente podemos calcular que intensidad circulará por ella y su consumo a esa tensión. Por ejemplo a 9 V.
Aplicando ley de ohm
I = V / R
I = 9 V / 48 Ω
I = 0,1875 A
Pasará menor intensidad, en consecuencia, sí es suficiente para llegar a encender la bombilla, iluminara menos que a 12 V.
Veamos ahora cuanto consume a ese voltaje.
P = V * I
P = 9 V * 0.1875 A
P = 1,6875 W
Vemos que reduciendo de 12 V a 9 V la tensión de alimentación, hemos reducido casi a la mitad el consumo.
¿Y para que me sirve saber todo esto?
Por ejemplo para calcular cuánto consumen todas las bombillas de la maqueta y poder calcular así cuantos Watios mínimos debe proporcionar nuestro transformador de iluminación.
O entender que si la potencia del transformador no es suficiente, se atenuaran las luces al irlas encendiendo, y no se debe a que las ultimas bombillas que pusimos estén mal conectadas. Y saber que si está muy por debajo de lo requerido acabaremos quemando el transformador por exceso de consumo.
Saber el valor mínimo que necesitamos o necesitaremos nos permite poner un transformador adecuado. No tener que adquirir otro porque se quedó pequeño o quemó, pero tampoco poner uno muy sobredimensionado pagando más por algo que no necesitamos, nos ahorrará dinero y disgustos.
Conocer que la Potencia es Intensidad por Voltaje, nos permite saber también el consumo que soporta un transformador que pone en su etiqueta 12 V 2 A, podemos obtener su valor en Watios, solo hay que multiplicar, será de 24 Watios. Y otro que diga 9 V 18 W, quiere decir que admite una intensidad máxima de 2 A.
<- ANTERIOR ELECTRÓNICA BÁSICA SIGUIENTE ->