Ley de Ohm

Concepto y fórmula

Ejemplo rápido

Con I = 10 mA y R = 1 kΩ, la caída de tensión es V = 0.01 × 1000 = 10 V.

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Qué revisar en un diseño real

• Convierte miliamperios a amperios antes de aplicar la fórmula.
• Comprueba la potencia de la resistencia con P = I²R cuando la corriente sea elevada.
• En componentes no lineales, la Ley de Ohm simple no describe por sí sola todo el comportamiento.

Intuición: presión, caudal y estrechamiento

La analogía hidráulica ayuda a fijar la idea. El voltaje se parece a la diferencia de presión que empuja el agua, la corriente al caudal que circula y la resistencia a un estrechamiento de la tubería. Con la misma presión, un tubo más estrecho deja pasar menos caudal; si aumentas la presión, el caudal crece en proporción. Eso es exactamente lo que dice la ley de Ohm: I = V / R.

A nivel microscópico, la resistencia aparece porque los electrones que avanzan por el conductor chocan con los átomos de la red cristalina y pierden parte de su energía, que se convierte en calor. Cuanto más largo y delgado es el conductor, y cuanto peor conductor es el material, más choques hay y mayor es la resistencia.

Un poco de historia

Georg Simon Ohm, profesor de matemáticas y física en Alemania, publicó en 1827 el libro Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (“El circuito galvánico, tratado matemáticamente”). Midió con cuidado cómo variaba la corriente en alambres de distintas longitudes y espesores alimentados por termopares, una fuente mucho más estable que las pilas de la época. Su trabajo fue recibido con escepticismo en Alemania, pero con los años se reconoció su importancia: la Royal Society de Londres le otorgó la Medalla Copley en 1841 y la unidad de resistencia lleva su nombre.

Resistencia y resistividad

La resistencia de un conductor depende de su geometría y de su material: R = ρ · L / A, donde ρ es la resistividad, L la longitud y A la sección. Para el cobre, ρ ≈ 0.0172 Ω·mm²/m a 20 °C. Además, en los metales la resistencia aumenta con la temperatura: R(T) ≈ R₂₀ · [1 + α · (T − 20 °C)], con α ≈ 0.0039 por °C para el cobre.

Ejemplo 1: medir corriente con una resistencia shunt

Para medir la corriente de un motor sin abrir un amperímetro en el circuito se intercala una resistencia de 0.1 Ω y se mide la tensión en sus extremos. Si el voltímetro marca 0.25 V, la corriente es I = V / R = 0.25 / 0.1 = 2.5 A. La resistencia disipa P = V · I = 0.25 × 2.5 = 0.625 W, así que debe ser de al menos 1 W. Es el principio que usan los multímetros y muchos sensores de corriente.

Ejemplo 2: resistencia de un cable y efecto de la temperatura

Un conductor de cobre de 10 m y 0.5 mm² tiene R = 0.0172 × 10 / 0.5 ≈ 0.344 Ω a 20 °C. Si trabaja caliente, a 75 °C, su resistencia sube a 0.344 × [1 + 0.0039 × 55] ≈ 0.418 Ω, un 21 % más. Con 3 A, la caída de tensión pasa de 1.03 V a 1.25 V. En instalaciones de baja tensión, como 12 V, esa diferencia puede ser significativa.

Ejemplo 3: encontrar el valor de una resistencia desconocida

Aplicas 9 V a una resistencia sin marcas y mides 1.91 mA. Despejando, R = V / I = 9 / 0.00191 ≈ 4712 Ω. El valor comercial más cercano es 4.7 kΩ; la diferencia (≈ 0.3 %) se explica por la tolerancia y la precisión de los instrumentos. Confírmalo con la calculadora de código de colores.

Componentes óhmicos y no óhmicos

La ley de Ohm es una relación lineal que se cumple bien en resistencias y conductores metálicos a temperatura estable. Muchos componentes no la cumplen: en un diodo o un LED la corriente crece de forma exponencial con la tensión, y en un foco incandescente la resistencia del filamento en caliente es varias veces mayor que en frío. En estos casos se puede seguir calculando V / I en un punto de operación concreto, pero ese valor cambia con la corriente. Por eso un LED necesita una resistencia limitadora en serie.

Aplicaciones reales

• Dimensionar resistencias de polarización, pull-up y limitación de corriente.
• Diagnosticar fallas: una caída de tensión anormal revela conexiones flojas o cables subdimensionados.
• Medir corriente con resistencias shunt en fuentes, cargadores y controladores de motores.
• Sensores resistivos: termistores, galgas extensiométricas y fotorresistencias convierten una magnitud física en un cambio de R.
• Base de otros cálculos: divisores de voltaje, potencia (P = I² · R) y redes serie y paralelo.

Calcula voltaje, corriente o resistencia con la calculadora de la ley de Ohm y continúa con la calculadora de potencia eléctrica.