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Los resultados del laboratorio que revelan la conexión entre la corriente eléctrica y el campo magnético tienen un valor significativo en ingeniería de alimentos. Esta relación tiene aplicaciones diversas, como en tecnologías de procesamiento alimentario, donde la comprensión de esta conexión podría mejorar métodos como la pasteurización magnética o la separación de impurezas magnéticas. Además, en el envasado de alimentos, entender cómo la corriente influye en los campos magnéticos es vital para mejorar sistemas de detección de cuerpos extraños metálicos. Esta relación también podría beneficiar la manipulación de propiedades alimentarias, como la viscosidad o estabilidad de emulsiones, y conducir al diseño de procesos más eficientes. Asimismo, en el control de calidad, estos hallazgos podrían impulsar herramientas más precisas para detectar alteraciones magnéticas en alimentos, indicando posibles degradaciones o contaminaciones. En conjunto, estos resultados abren puertas a tecnologías emergentes en la industria alimentaria, ofreciendo oportunidades para mejorar la calidad, seguridad y eficiencia de los procesos y productos alimentarios mediante la aplicación de conceptos en electromagnetismo.

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Campo magnético (Influencia sobre brújulas)

Los datos experimentales revelan una estrecha relación entre la corriente eléctrica que fluye por el cable y el campo magnético que incide sobre la brújula. Esta relación directa entre la corriente y el campo magnético, como lo predice la ley de Ampère, se evidencia claramente en los resultados obtenidos. Este hallazgo respalda la validez de la teoría subyacente y demuestra cómo variaciones en la corriente generan cambios proporcionales en el campo magnético circundante. Es crucial considerar la precisión y la calibración de los instrumentos de medición utilizados en el experimento para garantizar la exactitud de los resultados. Evaluar la calidad de las mediciones y llevar a cabo medidas de control ayuda a confirmar la fiabilidad de los datos obtenidos. Además, gracias al ajuste por mínimos cuadrados, podemos determinar con mayor precisión el valor del campo magnético que influye sobre nuestra brújula

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El campo magnético ocurre siempre que una carga está en movimiento. Conforme se pone más carga en más movimiento, la magnitud del campo magnético crece. El magnetismo y los campos magnéticos son un aspecto de la fuerza electromagnética, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza.

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Datos obtenidos con los circuitos en serie y en paralelo

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Datos obtenidos con los circuitos en serie y en paralelo

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Ley de la conservación de la carga:

La energía total en un sistema aislado se conserva. La energía no puede ser creada ni destruida, solo transformada de una forma a otra.

Ley de la conservación de la energía:

La carga eléctrica total en un sistema aislado se conserva. La carga no puede ser creada ni destruida, solo transferida de un objeto a otro.

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Regla de las mallas:

La suma de las caídas de potencial es igual a la suma de subidas de potencial, por lo que la sumatoria de las diferencias de potencial de un circuito es igual a 0.

Rey de los nodos:
La suma de las corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes, por lo que la sumatoria de las corrientes en cualquier nodo de un circuito es igual a 0.

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Resistencias en serie: comparten corriente. Su resistencia equivalente (Req) es la suma de las resistencias del circuito.

Resistencias en paralelo comparten voltaje. Su resistencia equivalente (Req) es el inverso de la suma de las resistencias del circuito.

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Conservación de la energía en circuitos en serie:

Eficiencia en procesos térmicos: La transferencia eficiente de calor en la pasteurización o esterilización de alimentos se asemeja a la distribución secuencial de energía en un circuito en serie.

Control de temperatura constante: Mantener una temperatura constante a lo largo de diferentes fases de producción asegura la calidad en productos sensibles al calor, similar a la corriente constante en un circuito en serie.

Optimización de recursos: La gestión eficiente de la energía reduce la pérdida de calor en procesos de calentamiento o enfriamiento, optimizando recursos y costos operativos.

Conservación de la carga en circuitos en paralelo:

Uniformidad en la producción: La distribución equitativa de recursos entre múltiples líneas de producción garantiza la consistencia en la calidad del producto, como la corriente se divide uniformemente en un circuito en paralelo.

Optimización de recursos y capacidades: Distribuir equitativamente recursos como tiempo y maquinaria maximiza la eficiencia en la industria alimentaria, al igual que en un circuito en paralelo.

Control de calidad consistente: Asegurar la cantidad adecuada de recursos y atención en cada proceso alimentario es clave para mantener la uniformidad y el control de calidad en la producción de alimentos.

Estos principios eléctricos encuentran paralelos en la ingeniería de alimentos, demostrando cómo conceptos fundamentales en electricidad se relacionan con la eficiencia, calidad y gestión de recursos en la producción alimentaria.

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Conservación de la energía (Circuito serie)

En un circuito en serie los componentes (resistencias, fuentes de voltaje, etc.) están conectados uno tras otro formando una única trayectoria para la corriente eléctrica.

Por tanto, la energía total suministrada por la fuente se disipa a través de cada componente del circuito. La energía total consumida por todos los componentes es igual a la energía suministrada por la fuente. Según la ley de conservación de la energía, la energía no se crea ni se destruye en un circuito eléctrico, solo se transforma.

Resistencia total: La resistencia total en un circuito en serie es la suma de todas las resistencias individuales. A medida que se agregan más resistencias en serie, la resistencia total aumenta.

En un circuito en serie, el voltaje total suministrado es la suma de los voltajes a través de cada componente, la corriente es constante a lo largo de todas las resistencias, y la resistencia total es la suma de las resistencias individuales. La energía suministrada por la fuente se consume completamente a medida que pasa a través de cada componente del circuito en serie.

Conservación de la carga (Circuito en paralelo)

En un circuito en paralelo la corriente total que fluye desde la fuente de voltaje se divide en corrientes más pequeñas a través de cada rama del circuito. La ley de conservación de la carga establece que la cantidad total de carga que entra en cualquier intersección de un circuito debe ser igual a la cantidad total de carga que sale de esa intersección.

En cualquier punto donde las ramas se unen, la corriente total que entra debe ser igual a la corriente total que sale. Esta es la aplicación de la ley de conservación de la carga, donde la carga no se crea ni se destruye, solo se redistribuye.

Ley de Ohm en paralelo: La resistencia equivalente (Req) en un circuito en paralelo es menor que la resistencia más pequeña en el conjunto de resistencias. Esto significa que en un circuito en paralelo, la resistencia total es menor que la resistencia más baja.

En un circuito en paralelo, la corriente total suministrada por la fuente de voltaje se divide entre las diferentes ramas del circuito, y la conservación de la carga se mantiene en cada punto de unión. La resistencia total del circuito en paralelo es menor que la resistencia más baja, lo que permite que fluya más corriente en comparación con una configuración en serie para el mismo voltaje.

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Conservación de la energía y de las cargas

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Conservación de la energía y de las cargas

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1. En una malla cerrada, al aumentar la corriente aumenta el potencial, se necesitó el multímetro para identificar el cambio en el comportamiento de un material Óhmico al agregar temperatura.

2. El alambre del bombillo el bombillo que se encuentra en el circuito, que según experimentos realizados por Ohm cumple con un comportamiento de forma lineal.

3. Sin suministrar corriente al circuito, el voltaje es igual a cero. Y cada elemento tiene una resistencia inicial. A partir del momento que se añada en corriente al circuito eléctrico va a aumentar la resistencia de cada 1 de los elementos del circuito.

4. En este caso, como es un circuito en serie, se suministró la misma corriente en toda la malla.

5. A medida que se aumentó el potencial, aumentó también la temperatura del alambre de Tungsteno. Por lo cual podemos concluir que hay una relación directa entre el aumento de temperatura y el aumento de la resistencia y resistividad en un circuito.

6. Teniendo en cuenta que los cables del circuito son muy pequeños en diferencial de área y longitud, se tiene en cuenta como una constante. Igualando entonces la resistividad de resistencia.

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Procedimiento en laboratorio con circuito bombillo

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Procedimiento en laboratorio con circuito bombillo

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Gouveia, R. (s.f.). Ley de Ohm. Recuperado de:

https://www.todamateria.com/ley-de-ohm/

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Profesora de Matemática y Física

La ley de Ohm establece que la corriente que pasa por los conductores es proporcional al voltaje aplicado en ellos.

El físico alemán Georg Simon Ohm (1787-1854) fue el primero en demostrar experimentalmente la relación entre los conductores eléctricos y su resistencia.

Ohm descubrió al principio del siglo XIX que la corriente a través de un metal era directamente proporcional al voltaje o diferencia de potencial eléctrico por el metal, tal como lo expresa su enunciado. El descubrimiento de Ohm condujo a la idea de la resistencia en los circuitos.

Fórmula de la ley de Ohm

V es el potencial eléctrico en voltios.

I es la corriente en amperios.

R es la resistencia en ohms.

La ley de Ohm expresada en forma de ecuación es

Triángulo de Ohm, donde se observan las relaciones entre voltaje, corriente y resistencia.

Una regla mnemotécnica para recordar la fórmula de Ohm es recordar que Victoria es la Reina de I nglaterra; V=R.I

6 conceptos claves para entender la ley de Ohm

Para entender la ley de Ohm, necesitamos aclarar los conceptos de carga, corriente y voltaje, así como explicar en qué consisten los conductores, los aislantes y la resistencia eléctrica.

1. Carga

La fuente de todas las cargas eléctricas reside en la estructura atómica. La carga de un electrón es la unidad básica de la carga. La medida para la carga es el coulomb (C) en honor al físico francés Charles Augustin de Coulomb. La carga de un electrón es igual a 1,60 x10⁻¹⁹ C. Esto significa que una carga de 1 C es igual a la carga de 6,25x10 ¹⁸ electrones.

2. Corriente

La corriente eléctrica es el flujo de carga a través de un conductor por unidad de tiempo. La corriente eléctrica se mide en amperios (A). Un amperio es igual al flujo de 1 coulomb por segundo, es decir, 1A= 1C/s.

Vea también Corriente eléctrica.

3. Voltaje

La corriente eléctrica que fluye por un conductor depende del potencial eléctrico o voltaje y de la resistencia del conductor al flujo de carga.

La corriente eléctrica es comparable al flujo del agua. La diferencia de la presión de agua en una manguera permite que el agua fluya desde una presión alta a una presión baja. La diferencia de potencial eléctrico medido en voltios permite el flujo de las cargas eléctricas por un cable desde una zona de potencial alto a uno bajo.

La presión del agua se mantiene por una bomba, y la diferencia de potencial para la carga se mantiene por una batería.

4. Conductores

Aquellas sustancias por donde las cargas se mueven fácilmente se llaman conductores. Los metales son excelentes conductores debido a la descolocación o movimiento de sus electrones en su estructura cristalina atómica.

Conductores óhmicos: son aquellos que cumplen la ley de Ohm, es decir, la resistencia es constante a temperatura constante y no dependen de la diferencia de potencial aplicado. Por ejemplo: conductores metálicos.

Conductores no óhmicos: son aquellos conductores que no siguen la ley de Ohm, es decir, la resistencia varía dependiendo de la diferencia de potencial aplicado. Por ejemplo: ciertos componentes de aparatos electrónicos como computadoras, teléfonos celulares, etc.

Por ejemplo, el cobre, que es usado comúnmente en cables y otros dispositivos eléctricos, contiene once electrones de valencia. Su estructura cristalina consta de doce átomos de cobre unidos a través de sus electrones descolocados. Estos electrones pueden ser considerados como un mar de electrones con la capacidad de migrar por el metal.

5. Aislantes

Los cables eléctricos son un buen ejemplo de conductor y aislante: el metal del interior conduce la electricidad mientras que el recubrimiento plástico es aislante.

Aquellas sustancias que resisten al movimiento de la carga son llamadas aislantes. Los electrones de valencia de los aislantes, como el agua y la madera, están fuertemente restringidos y no pueden moverse libremente por la sustancia.

6. Resistencia eléctrica

La resistencia eléctrica es la dificultad con la que las cargas eléctricas fluyen a través de un conductor.

Usando la analogía del agua, la resistencia eléctrica puede ser comparada a la fricción del flujo de agua por un tubo. Un tubo liso y pulido ofrece poca resistencia al paso del agua, mientras que un tubo rugoso y lleno de desperdicios hará que el agua se mueva más lentamente.

La resistencia eléctrica está relacionada con la interacción de los electrones conductores a medida que se mueven de átomo a átomo por el conductor. La resistencia se mide en ohms u ohmios, y se representa con la letra griega omega Ω.

El voltaje mueve la corriente mientras la resistencia la impide.

La ley de Ohm se refiere a la relación entre voltaje y corriente.

Circuitos o componentes que obedecen la relación V=IR son conocidos como óhmicos y presentan gráficos corriente-voltaje que son lineales y pasan por el punto cero.

Puntos claves a recordar

Ejercicios para aplicar la ley de Ohm

Problema 1

Calcule la resistencia eléctrica de un resistor que presenta 10 A de corriente y 200 v de diferencia de potencial.

Respuesta: según la ley de Ohm, la resistencia se calcula a partir de la expresión V=RI, despejando la R tenemos que R=V/I=200 volts/10 A= 20 Ω. La resistencia es igual a 20 Ω.

Problema 2

Un conductor tiene una resistencia de 54 Ω.

a) ¿Cuál es la corriente si el conductor se conecta a una batería de 9 volts?
b) ¿Cuál es el voltaje en sus terminales si por el conductor pasa una corriente de 200 mA?

Respuesta:
a) I=0,16 A=160 mA
b) V=10,8 volts

Vea también:

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¿Qué es la ley de Ohm y cuál es su fórmula?

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Entiende el concepto de la ley de Ohm y el enunciado de su fórmula. Además, te explicamos conceptos claves como la carga, la corriente, el voltaje o la...

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Uscence. (2020). Circuitos en paralelo y en serie (principios básicos). Recuperado de:

3https://themelower.com

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Describe la relación entre el voltaje (V), la corriente (I) y la resistencia (R) en un circuito eléctrico.

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La resistencia eléctrica (R) es la oposición al flujo de corriente eléctrica por un conductor.

Cuanto mayor sea la resistencia, mayor será la caída de voltaje para una corriente eléctrica.

La resistividad eléctrica (ρ) es una propiedad específica de cada material según sea su capacidad para oponerse al flujo de corriente eléctrica.

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En la primera parte del laboratorio se logra determinar la resistencia, de dos elementos, para esto se realizó un montaje de circuito en serie, y se tomaron medidas de corriente y voltaje con el multímetro.

Evidenciamos que a medida que se aumentó el potencial suministrado al circuito en serie, en el cual se conectaron una resistencia y un bombillo de tungsteno (Material Óhmico, lineal), aumentó La temperatura y por ende las variaciones térmicas entre los átomos dan lugar a más colaciones de electrones (e-) y por ende Aumentó la resistencia de cada 1 de los elementos del circuito y la resistividad. Comprobando entonces que según la ley de Ohm. Pese a que el Tungsteno es un material Óhmico, al añadir temperatura, aumentando el potencial, ya no tendrá un comportamiento lineal.

Al realizar el montaje como. La sección transversal y longitud de los cables que conectaban los elementos del circuito es insignificante se asume es una constante igual a 1. Por ende, la resistividad va a ser igual a la resistencia. Cuando no se suministra corriente al circuito eléctrico el voltaje es igual a cero la resistencia inicial se midió con el multímetro, sin embargo, al realizar la aproximación por mínimos cuadrados con la gráfica resultante de los datos tomados se determina que la resistencia para el resistor utilizado es de 12,79*10^3 Ω y la resistencia de El bombillo es igual a 2,62*10^3 Ω esto sin que se les suministre corriente.

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Zapata, F. (2021). Leyes de Kirchhoff. Recuperado de:

https://www.lifeder.com/leyes-kirchhoff/#google_vignette

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Leyes de Kirchhoff: qué es, primera, segunda, ejemplos, ejercicios

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Leyes de Kirchoff✔️. Consisten en aplicar el principio de conservación de la carga eléctrica y el principio de conservación de la energía a los circuitos eléctricos, con la finalidad de resolver los que tienen varias mallas.