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Ley de Ohm en paneles fotovoltaicos

por: Eliseo Sebastian
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A Georg Simon Ohm 

Investigación sobre las corrientes eléctricas

1. Introducción

Ohm, quien estudió la relación que existe entre la intensidad de una corriente eléctrica, su fuerza electromotriz y la resistencia, formulando en 1827 la ley que lleva su nombre, establece que:

«La intensidad (I) que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión(V) que tiene aplicada, e inversamente proporcional a la resistencia(R) que ofrece a su paso la carga que tiene conectada».

En Otras palabras: «la intensidad (I) de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial (V) aplicada e inversamente proporcional a la resistencia (R) del mismo».

2. Circuito eléctrico

Entiéndase por Circuito Eléctrico a las interconexiones de 2 o más componentes tales como: Resistencias, Inductores, Condensadores, Fuentes, Interruptores y Semiconductores que contiene al menos una trayectoria cerrada.

Hay 2 tipos de Circuito Eléctrico: En Serie o Paralelo

3. Respecto a la Resistencia (R)

Identifiquemos que la Resistencia (R) es el tubo que vemos en la siguiente imagen. A través de este tubo pasan chorros o caudal de agua.

Nos podemos imaginar que cuanto más delgado sea este tubo habrá más oposición al paso del agua, es decir, la resistencia al paso del agua se hace más grande.

Ley de Ohm

De la misma forma, los alambres, cuanto más delgados sean, más oposición ejercerá al paso de los electrones, es decir, que presentarán mayor resistencia a la corriente.

Ahora, depende de qué está hecho el alambre. Por ejemplo, el oro es el mejor conductor de la electricidad, es el que opone menos resistencia al paso de los electrones.

Le sigue la plata y luego el cobre, que sin ser alto conductor es económico, por lo tanto, muy usado para fabricar conductores hoy en día.

La unidad de resistencia es el Ohmio.

Seguimos con la imagen: 

Cuando el nivel del agua, en esta imagen, es mayor, es decir, más arriba, la presión de descarga del agua en el tubo (o compuerta) también será mayor, aquí es donde el ancho del tubo (diámetro) no tiene que ser amplio ni muy abierto para lograr un objetivo. Si el nivel o altura de esta agua fuera menor, sí se tendría que agrandar el ancho del tubo para mantener el mismo objetivo, el mismo caudal.

  • El caudal de agua que es nuestro objetivo es la cantidad de corriente (I= Amperios) que requerimos.
  • El tamaño del tubo, diámetro o ancho es la Resistencia (R = ohmio)), sección del cable, # AWG y
  • La altura o nivel del agua representa el Voltaje o Diferencia de Voltaje o Potencia del sistema (V = voltios). (Vea la diferencia

4. Utilidad de la Ley

La ley de ohm es útil cuando deseamos calcular una corriente (si conocemos el voltaje  y la resistencia. Calcular el voltaje (si conocemos la corriente y la resistencia) o calcular la resistencia (si conocemos el voltaje y la corriente). Esto sucede en un panel solar fotovoltaico. (Ver las capas del panel)

Corriente
Ley de Ohm derivada

Ejemplos:

4.1. De cuántos Watts será el motor que requerimos para un trabajo con 10 A desde una batería de 12 V.

Solución: Recordando la fórmula de Energía (W = V x A), se requiere un motor de 12 x 10 = 120 W

4.2. Contamos con un panel solar de 20V y corriente de 2.5A. ¿Cuánto de Energía Eléctrica nos arroja?

Solución: Igual, con la fórmula de Energía Eléctrica. El resultado es 50W (20 x 2.5)

4.3. Una lámpara de 20W trabaja con una batería de 12V. ¿Cuánto de corriente consume esta instalación?

Solución: 20 W/12 V =1.66 A (porque A=W/V) 

4.4. Con cuánto de corriente trabaja mi radio pequeñito de 5 W usando una batería alimentadora de 12V?

Solución: Similar al problema anterior. 5W/12 V = 0.416 A es decir mi radio consume apenas 416 mA (miliamperios).

5. Estamos utilizando un caotín soldador que consume 30 W de energía y como fuente de una batería de 12 V. Cuál es la resistencia que tiene instalado para un trabajo sin problemas.

Solución: Tenemos que acudir a la fórmula de ohmios R (círculo) = 12 (elevado al cuadrado)/30W; 144/30 = 4.8 ohmios.

Podemos hallar la cantidad de corriente (A) que se consume:

A = W/V     

30/12  =  2.5 A          

También:  A = V/R

= 12/4.8   =  2.5 A

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