Exemplos de preguntas sobre resistencia óhmica e non óhmica
Pendahuluan
A resistencia nos circuítos eléctricos é un concepto fundamental esencial para comprender a electrotecnia e a electrónica. A resistencia determina canta corrente fluirá a través dun compoñente cando se lle aplica unha tensión. Existen dous tipos principais de resistencia recoñecidos en física: a resistencia óhmica e a resistencia non óhmica. Este artigo proporcionará unha explicación detallada de ambos os tipos de resistencia, xunto con varios problemas de exemplo e debates para profundar na túa comprensión.
Resistencia óhmica
A resistencia óhmica é unha resistencia que obedece á lei de Ohm, que afirma que a corrente que flúe a través dun condutor entre dous puntos é directamente proporcional á tensión entre eses dous puntos. Matematicamente, esta lei pódese escribir como:
Matemáticas
V = IR
“
Onde:
– V é a tensión (voltios)
– I é a corrente (Amperios)
– R é a resistencia (Ohm)
Os compoñentes que teñen resistencia óhmica adoitan ter unha gráfica da relación entre a corrente e a tensión en forma de liña recta.
Exemplos de preguntas sobre resistencia óhmica
Pregunta 1: Unha resistencia cunha resistencia de 10 ohmios está conectada a unha tensión de 5 voltios. Calcula a corrente que circula pola resistencia.
Debate:
Usando a lei de Ohm:
\[ V = IR \]
Sábese:
– V = 5 voltios
– R = 10 ohmios
Entón:
I = V/R = 5/10 = 0,5, Amperios
Polo tanto, a corrente que circula pola resistencia é de 0,5 amperios.
Exemplo de pregunta 2 Resistencia óhmica en circuítos paralelos
Pregunta 2: Dúas resistencias, cada unha cunha resistencia de 4 ohmios e 6 ohmios, están conectadas en paralelo e logo conéctanse a unha fonte de tensión de 12 voltios. Calcula a corrente total que flúe no circuíto.
Debate:
Nun circuíto en paralelo, a tensión en cada resistencia é a mesma:
– V = 12 voltios
Para obter a corrente total, primeiro debemos atopar a corrente en cada resistencia usando a lei de Ohm e despois sumalas.
1. Corrente nunha resistencia de 4 ohmios:
\[ I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12}{4} = 3 \, \text{Amperio} \]
2. Corrente nunha resistencia de 6 ohmios:
\[ I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12}{6} = 2 \, \text{Amperio} \]
A corrente total no circuíto é:
\[ I_{total} = I_1 + I_2 = 3 + 2 = 5 \, \text{Amperios} \]
Polo tanto, a corrente total que circula polo circuíto é de 5 amperios.
Resistencia non óhmica
A resistencia non óhmica é unha resistencia que non cumpre a lei de Ohm. Nos compoñentes con resistencia non óhmica, a relación entre a tensión e a corrente non é lineal e pode depender doutros factores, como a temperatura, a frecuencia ou o campo eléctrico. Algúns exemplos son as lámpadas incandescentes, os díodos e os transistores.
Exemplos de preguntas sobre resistencia non óhmica
Pregunta 3: Un díodo ideal está conectado a unha tensión directa de 0.7 voltios. Se a resistencia do díodo ideal se considera moi pequena, que corrente circulará cando se aplique esta tensión?
Debate:
Nun díodo ideal, cando está polarizado en sentido directo, o díodo permitirá que a corrente flúa con moi pouca resistencia. Polo tanto, a corrente que flúe está determinada pola súa resistencia, que é practicamente cero. No caso ideal, esta resistencia é tan pequena que a corrente só está limitada pola capacidade da fonte de tensión.
Debido a que o díodo é ideal, a corrente pode ser moi grande, achegándose á capacitancia da fonte de tensión e do circuíto asociado conectado a ela. Non obstante, en aplicacións prácticas, a resistencia dos outros circuítos e os límites de capacitancia da fonte de tensión determinarán a corrente real de forma máis realista.
Se unha fonte de tensión pode subministrar unha corrente ilimitada, pódese asumir que a corrente que flúe é moi grande, pero realisticamente é menos razoable sen determinar o límite de corrente pola capacidade da fonte.
Exemplo de pregunta 4: Resistencia non óhmica en lámpadas incandescentes
Pregunta 4: Unha lámpada incandescente ten propiedades non óhmicas cunha tensión nominal de 220 voltios e un consumo de enerxía de 100 vatios. Calcula a resistencia da lámpada cando está acendida segundo a potencia e a tensión nominais.
Debate:
Sábese:
– V = 220 voltios
– P = 100 vatios
Usando a fórmula da enerxía eléctrica,
\[ P = VI \]
Entón, a corrente que circula:
\[ I = \frac{P}{V} = \frac{100}{220} \approx 0.455 \, \text{Amperios} \]
A continuación, usando a lei de Ohm,
\[ R = \frac{V}{I} = \frac{220}{0.455} \aprox. 484 \, \text{Ohm} \]
Entón, a resistencia dunha lámpada incandescente cando se acende coa potencia e tensión nominais é duns 484 ohmios.
Conclusión
Comprender a diferenza entre a resistencia óhmica e a non óhmica é crucial na análise de circuítos eléctricos. A resistencia óhmica obedece á lei de Ohm, cunha relación lineal entre a tensión e a corrente, mentres que a resistencia non óhmica non é lineal e pode verse afectada por outros factores. Cos diversos exemplos e debates presentados anteriormente, podemos comprender mellor como funcionan estes dous tipos de resistencia e como calcular a corrente, a tensión e a resistencia nun circuíto eléctrico.
O coñecemento da resistencia óhmica e non óhmica é moi útil, especialmente para aqueles que traballan en enxeñaría eléctrica ou electrónica, porque axuda a deseñar e analizar circuítos de forma máis eficaz e eficiente.
