¿Qué es la ley de Ohm y cómo se aplica a los sistemas térmicos?
La ley’de Ohm ha sido una característica crucial de nuestra comprensión de la resistencia eléctrica desde 1827. Examinamos lo que describe esta ley y cómo puede ayudarle a mejorar la eficiencia de su sistema térmico utilizando controladores de potencia y temperatura.
Definiciones de corriente eléctrica
Desde que el físico alemán Georg Ohm descubrió la ley por primera vez, ha mejorado nuestra comprensión de cómo funcionan los circuitos eléctricos. Es’importante revisar las definiciones básicas de las corrientes eléctricas antes de descubrir cómo esta ley da forma a la forma en que funcionan los productos de calefacción eléctrica en sus instalaciones. Revisar la ley’de Ohm es fundamental para comprender en profundidad la resistencia eléctrica y cómo afecta a su proceso.
Corriente, vataje, tensión y resistencia
La ’leyde ohmios se expresa en una fórmula que afecta a estas características clave de la electricidad. Estas son las definiciones y abreviaturas de estas características de un circuito eléctrico:
- ●Corriente (I): medida en amperios (A), la corriente es el movimiento de electrones a través de un conductor.
- ●Tensión (E): La fuerza de corriente eléctrica se conoce como potencial eléctrico y se expresa en voltios (V).
- ●Resistencia (R): medida en ohmios (Ω), la resistencia es la oposición total del flujo de la corriente eléctrica.
- ●Vatios (W): los vatios (W) expresan la cantidad de energía suministrada por un elemento de resistencia en un calentador en un período de tiempo determinado. Puede calcular el uso de vatios de un calentador eléctrico para determinar el uso eléctrico de un sistema térmico.
Leyde ’ohmios
La ley’de Ohm fue un descubrimiento fundamental en el campo de la electrónica y los sistemas térmicos. En la década de 1820, Ohm concluyó que la corriente que pasaba a través de un conductor metálico era directamente proporcional a la tensión aplicada a través de ese conductor.
Expresando esto en forma matemática, el resultado es la ecuación básica:
- ●Tensión = corriente x resistencia, por lo que E = I x R
Dicho de otro modo, la tensión de un circuito es igual a la corriente multiplicada por la resistencia. Los OEM y los ingenieros de diseño utilizan esta fórmula para determinar la resistencia sin apagar un sistema eléctrico. No es’posible medir la resistencia de los materiales en un circuito operativo sin el uso de esta fórmula.
El Círculo de ’Leyesde Ohm es una herramienta de referencia popular que expresa cómo reorganizar la fórmula para calcular la variable deseada. Estas expresiones son todas la misma fórmula básica, pero se pueden reorganizar cómodamente para una referencia rápida cuando los factores variables son constantes o desconocidos. Eche un vistazo a la ecuación para ver cómo se relaciona el vataje. La potencia en vatios (W) es igual a la tensión en voltios (E) multiplicada por la corriente en amperios (I). O matemáticamente:
- ●Vatio = Tensión x Corriente, por lo que W = E x I
-
Aplicación de la leyde ohmios a los sistemas ’térmicos
Para comprender cómo afecta la resistencia de un circuito eléctrico a su sistema térmico, revise las diferentes configuraciones de circuitos y soluciones de calefacción. Este conocimiento le ayuda a comprar el controlador y la batería eléctrica óptimos para su aplicación.
Determinación de la corriente
Identificar la cantidad de corriente que fluirá en su sistema es importante para garantizar que los componentes del sistema estén protegidos con fusibles o disyuntores adecuados. La corriente también se puede determinar utilizando la ’leyde Ohm. La corriente I en amperios (A) es igual a la tensión E en voltios (V) dividida por la resistencia R en ohmios (Ω).
- ●Corriente = tensión/resistencia, por lo que I = E/R
Por ejemplo, si un calentador mide 100 ohmios y la tensión suministrada al sistema es de 240 voltios, ¿cuál es la corriente en amperios? I = 240/100, así que I = 2,4 amperios.
Cálculo de la resistencia de circuitos en serie y paralelos
Los circuitos eléctricos se componen de cuatro componentes básicos. Estos cuatro componentes se pueden configurar en serie o en circuito paralelo para alimentar sus productos de calefacción:
- ● Dispositivoresistivo (elementos de calentamiento)
- ● Fuente detensión
- ● Rutaactual
- ●Interruptor
Un circuito en serie conecta los calentadores de extremo a extremo. La resistencia de cada calentador debe sumarse para alcanzar la resistencia total del circuito. Los circuitos paralelos ofrecen mayores oportunidades para que la electricidad fluya, por lo que añadir productos de calefacción a un circuito paralelo reduce la resistencia total. Simplemente establezca la tensión de la Leyde ’ohmios como constante y calcule la resistencia de su sistema.
Un circuito en serie se caracteriza por una corriente común que fluye a través de todas las resistencias, ya que solo hay una ruta que la corriente puede seguir. La resistencia equivalente para un circuito en serie es la suma de todas las resistencias individuales, por lo que Rtotal = R1 + R2 + … + Rn. Mientras tanto, un circuito paralelo se caracteriza por una diferencia de potencial común (voltaje) en los extremos de todas las resistencias. La resistencia equivalente para un circuito paralelo se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 +... + 1/Rn.
Fig. 1. El diagrama de la izquierda muestra un circuito que consta de una fuente de tensión y tres resistencias en serie. El diagrama de la derecha es un circuito con una fuente de tensión y 3 resistencias en paralelo. Por ejemplo, digamos que tiene tres calentadores, con R1 = 10 ohmios, R2 = 16 ohmios y R3 = 5 ohmios. Por lo tanto, calculando la resistencia para un circuito en serie, Rtotal = 10 + 16 + 5 = 31 Ω. Calculando para un circuito paralelo, 1/Rtotal = 1/10 + 1/16 + 1/5, por lo que 1/Rtotal = 0,3625 y Rtotal = 2,76 Ω.
Observe que colocar resistencias en serie aumenta la resistencia total a más de la resistencia de cada calentador individual, mientras que colocarlas en paralelo reduce la resistencia total a menos que la resistencia de cada calentador individual.
En circuitos paralelos, cada producto de calentamiento tiene la misma tensión, mientras que en serie, cada uno tiene la misma corriente. Básicamente, el cableado en serie es solo para dos calentadores de igual vataje y voltaje. Además de ofrecer una resistencia reducida, un circuito paralelo no ’dependede cada calentador para mantener un flujo continuo de electricidad. Si un calentador individual está dañado en una serie, el circuito está roto y toda la línea de calentadores deja de funcionar. Un calentador individual dañado en un circuito paralelo solo afecta al calentador individual, por lo que los otros calentadores pueden seguir funcionando.
Cómo mejorar un sistema térmico
La ley’de Ohm puede ayudarle a resolver problemas de su sistema térmico. Si sus controladores de potencia y temperatura muestran una fluctuación con la corriente eléctrica o la salida de calor, puede utilizar la Leyde ohmios para validar los valores ’estáticos de los componentes del circuito e identificar las mediciones de tensión entre los componentes.
Una medición de corriente alta en su circuito puede deberse a un aumento de tensión o a una disminución de la resistencia. Su instrumento de prueba puede identificar cualquier cambio en la tensión, lo que le permite utilizar la ley’de ohmios para calcular la resistencia y determinar si el problema está causado por componentes dañados o conexiones eléctricas sueltas. En ese caso, en realidad causaría un aumento de la resistencia; bajo I y alto W, con alto W que significa más calor en las terminaciones.
La ’leyde ohmios es una herramienta esencial utilizada por los ingenieros de diseño para calcular la relación entre tensión, corriente y resistencia. Sin embargo,’no se considera una ley universal. La ’leyde ohmios no se aplica en casos en los que hay una carga inductiva o en los que la resistencia no es constante. Aunque la mayoría de los calefactores tienen una resistencia estable a medida que aumenta la temperatura, algunos no. Ejemplos de esto incluyen lámparas de tungsteno y calentadores de carburo de silicio.
Hay excepciones de circuito, especialmente cuando la corriente que fluye no es’directamente proporcional a la diferencia de potencial a través del conductor. La ’leyde ohmios no se puede aplicar a dispositivos con una relación no lineal entre tensión y corriente, como un termistor. Para obtener más información sobre la ley’de Ohm y sus excepciones, póngase en contacto con su representante de ventas de Watlow.
