Ejemplos de preguntas sobre resistencia óhmica y no óhmica
Pendahuluán
La resistencia en los circuitos eléctricos es un concepto fundamental para comprender la electrotecnia y la electrónica. La resistencia determina la cantidad de corriente que fluye a través de un componente cuando se le aplica un voltaje. En física, se reconocen dos tipos principales de resistencia: la resistencia óhmica y la resistencia no óhmica. Este artículo ofrece una explicación detallada de ambos tipos de resistencia, junto con varios ejemplos y análisis para profundizar su comprensión.
Resistencia óhmica
La resistencia óhmica es aquella que obedece la ley de Ohm, la cual establece que la corriente que fluye a través de un conductor entre dos puntos es directamente proporcional al voltaje entre esos dos puntos. Matemáticamente, esta ley se puede escribir como:
"matemáticas
V = IR
"`
Dimana
– V es el voltaje (voltios)
– I es la corriente (Amperio)
– R es la resistencia (Ohm)
Los componentes que tienen resistencia óhmica suelen tener una gráfica que muestra la relación entre la corriente y el voltaje en forma de línea recta.
Ejemplos de preguntas sobre resistencia óhmica
Pregunta 1: Una resistencia de 10 ohmios está conectada a una tensión de 5 voltios. Calcula la corriente que circula por la resistencia.
Discusión :
Utilizando la ley de Ohm:
\[ V = IR \]
Es sabido:
– V = 5 voltios
– R = 10 ohmios
Entonces:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{5}{10} = 0,5 \, \text{Amperio} \]
Por lo tanto, la corriente que fluye a través de la resistencia es de 0,5 amperios.
Ejemplo de pregunta 2: Resistencia óhmica en circuitos en paralelo
Pregunta 2: Dos resistencias, una de 4 ohmios y otra de 6 ohmios, están conectadas en paralelo y luego a una fuente de voltaje de 12 voltios. Calcula la corriente total que circula por el circuito.
Discusión :
En un circuito en paralelo, el voltaje en cada resistor es el mismo:
– V = 12 voltios
Para obtener la corriente total, primero debemos calcular la corriente en cada resistor utilizando la ley de Ohm y luego sumarlas.
1. Corriente en una resistencia de 4 ohmios:
\[ I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12}{4} = 3 \, \text{Amperio} \]
2. Corriente en una resistencia de 6 ohmios:
\[ I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12}{6} = 2 \, \text{Amperio} \]
La corriente total en el circuito es:
\[ I_{total} = I_1 + I_2 = 3 + 2 = 5 \, \text{Amperios} \]
Por lo tanto, la corriente total que circula por el circuito es de 5 amperios.
Resistencia no óhmica
La resistencia no óhmica es aquella que no obedece la ley de Ohm. En componentes con resistencia no óhmica, la relación entre voltaje y corriente no es lineal y puede depender de otros factores como la temperatura, la frecuencia o el campo eléctrico. Algunos ejemplos son las lámparas incandescentes, los diodos y los transistores.
Ejemplos de preguntas sobre resistencia no óhmica
Pregunta 3: Un diodo ideal está conectado a una tensión directa de 0.7 voltios. Si se considera que la resistencia del diodo ideal es muy pequeña, ¿qué corriente circulará cuando se aplique esta tensión?
Discusión :
En un diodo ideal, cuando está polarizado directamente, permite el paso de corriente con muy poca resistencia. Por lo tanto, la corriente que fluye está determinada por su resistencia, que es prácticamente cero. En el caso ideal, esta resistencia es tan pequeña que la corriente solo está limitada por la capacitancia de la fuente de voltaje.
Debido a que el diodo es ideal, la corriente puede ser muy grande, aproximándose a la capacitancia de la fuente de voltaje y del circuito asociado conectado a ella. Sin embargo, en aplicaciones prácticas, la resistencia de los demás circuitos y los límites de capacitancia de la fuente de voltaje determinarán la corriente real de forma más realista.
Si una fuente de voltaje puede suministrar corriente ilimitada, entonces se puede suponer que la corriente que fluye es muy grande, pero en realidad es menos razonable sin determinar el límite de corriente por la capacidad de la fuente.
Ejemplo de pregunta 4: Resistencia no óhmica en lámparas incandescentes
Pregunta 4: Una lámpara incandescente tiene propiedades no óhmicas, con un voltaje nominal de 220 voltios y un consumo de energía de 100 vatios. Calcule la resistencia de la lámpara cuando está encendida, considerando su potencia y voltaje nominales.
Discusión :
Es sabido:
– V = 220 voltios
– P = 100 vatios
Utilizando la fórmula de potencia eléctrica,
\[ P = VI \]
Entonces, la corriente que fluye:
\[ I = \frac{P}{V} = \frac{100}{220} \approx 0.455 \, \text{Amperio} \]
A continuación, utilizando la ley de Ohm,
\[ R = \frac{V}{I} = \frac{220}{0.455} \approx 484 \, \text{Ohm} \]
Así pues, la resistencia de una lámpara incandescente cuando se enciende con la potencia y el voltaje nominales es de unos 484 ohmios.
conclusión
Comprender la diferencia entre resistencia óhmica y no óhmica es fundamental en el análisis de circuitos eléctricos. La resistencia óhmica obedece la ley de Ohm, con una relación lineal entre voltaje y corriente, mientras que la resistencia no óhmica es no lineal y puede verse afectada por diversos factores. Con los ejemplos y explicaciones presentados anteriormente, podemos comprender mejor cómo funcionan estos dos tipos de resistencia y cómo calcular la corriente, el voltaje y la resistencia en un circuito eléctrico.
El conocimiento de la resistencia óhmica y no óhmica es muy útil, especialmente para quienes trabajan en ingeniería eléctrica o electrónica, porque ayuda a diseñar y analizar circuitos de manera más eficaz y eficiente.
