A continuación te voy a explicar la ley de Ohm, una ley fundamental para el estudio de los circuitos eléctricos. Veremos más detalladamente su enunciado, qué aplicaciones tiene y algunos ejercicios resueltos paso a paso.
Te explicaré también qué es el triángulo de la ley de Ohm y cómo lo puedes utilizar para aplicar esta ley.
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Qué es la ley de Ohm
La ley de Ohm relaciona las tres magnitudes fundamentales de cualquier circuito de corriente continua: la intensidad, la tensión o voltaje y la resistencia.
Se llama así ya que fue descubierta por el físico alemán Georg Ohm.
Georg Ohm descubrió que a una temperatura constante, la corriente eléctrica que fluye a través de una resistencia lineal fija es directamente proporcional al voltaje aplicado a través de ella, y también inversamente proporcional a la resistencia:
Fórmula de la ley de Ohm
Donde:
- I: Es la intensidad o corriente, medida en amperios (A)
- V: Es el voltaje o tensión, medido en voltios (V)
- R: Es la resistencia, medida en ohmios (Ω)
La ley de Ohm se utiliza para resolver circuitos, en cálculos electrónicos, por lo que es muy importante entender y recordar su fórmula.
Cualquier dispositivo o componente eléctrico que obedezca la ley de Ohm, es decir, que la corriente que fluye a través de él es proporcional al voltaje que lo atraviesa, tales como resistencias o cables, se dice que son óhmicos o lineales. Los elementos que no lo hacen, tales como transistores o diodos, se dice que son dispositivos no óhmicos.
Para qué sirve la ley de Ohm
Usando la Ley de Ohm podemos ver que con un voltaje de 1 V, aplicado a una resistencia de 1 Ω hará que circule una corriente de 1 A.
Cuanto mayor sea el valor de resistencia, menor será la corriente que fluya para un voltaje aplicado dado, ya que ambas magnitudes son inversamente proporcionales:
Por otro lado, la tensión y la intensidad son directamente proporcionales, por lo que si aumenta una, aumenta también la otra:
Conociendo dos valores cualesquiera de las magnitudes de tensión, corriente o resistencia podemos usar la ley de Ohm para encontrar el tercer valor que nos falte.
Ley de Ohm para calcular la intensidad
Si conocemos la tensión y la resistencia, pero no conocemos la intensidad, tan solo tenemos que sustituir V y R por sus valores en la fórmula y operar, ya que en la fórmula tenemos la intensidad despejada:
Por ejemplo:
En el siguiente circuito, el valor de la tensión es de 230 V y el valor de la resistencia es igual a 100 Ω, ¿qué valor tiene la corriente que circula por el circuito?
En este caso conocemos los valores de la tensión y la resistencia:
Para calcular la corriente que circula por el circuito, sustituimos la tensión y la resistencia por sus valores en la fórmula de la ley de Ohm y operamos:
La intensidad que pasa por la resistencia es igual 2,3 Amperios.
Ley de Ohm para calcular el voltaje
Si conocemos la intensidad y la resistencia y queremos calcular el voltaje, en primer lugar debemos despejar V en la fórmula, pasando la R multiplicando al miembro contrario de la ecuación, ya que está dividiendo :
Una vez despejada la V, ya podemos sustituir los valores de I y R y operar.
Por ejemplo:
Con la piel húmeda, la resistencia del cuerpo humano es de 2500 Ω. ¿Qué tensión sería suficiente para provocar en estas condiciones el paso de una corriente peligrosa de 30 mA por el cuerpo humano?
En este caso conocemos la resistencia y la intensidad:
Podemos calcular la tensión mediante la fórmula:
Para que la tensión esté en voltios, la resistencia debe estar en ohmios y la corriente en amperios. La resistencia ya la tenemos en ohmios, pero la corriente está en miliamperios, por lo que antes de utilizarla en la fórmula de la ley de Ohm, debemos pasar los mA a A, dividiendo entre 1000:
Ahora ya podemos sustituir la resistencia y la intensidad por sus valores en la fórmula y operar:
Sería suficiente una tensión de 75 V.
Ley de Ohm para calcular la resistencia
Cuando conocemos la tensión y la intensidad podemos calcular la resistencia por medio de la ley de Ohm, sólo tenemos que despejar R en la fórmula. Para ello, R pasa multiplicando al primer miembro e I pasa dividiendo al segundo miembro:
Una vez tenemos R despejada, ya se puede sustituir los valores de V y de I y operar.
Por ejemplo:
Calcula la resistencia del filamento de una lámpara, sabiendo que si la sometemos a una tensión de 125 V, al medir la corriente con un amperímetro obtenemos una intensidad de 0,5 A.
Nos dan los valores de tensión y corriente:
Despejamos R en la fórmula de la ley de Ohm, sustituimos V e I por sus valores y operamos:
El filamento de la lámpara tiene una resistencia de 250 Ω
Triángulo de la ley de Ohm
A veces es más fácil recordar esta relación con la ley de Ohm usando el llamado triángulo de la ley de Ohm, mediante el cual, podemos obtener directamente las fórmula con V, I y R ya despejadas.
En este triángulo, las tres magnitudes V, I y R se colocan dentro, quedando V en la parte superior, I en la parte inferior izquierda y R en la parte inferior derecha:
Ahora si queremos calcular V, señalamos V de alguna forma y vemos que queda I y R en la parte inferior del triángulo, lo que es equivalente a decir que V es igual a I.R:
Si queremos calcular I, la señalamos en el triángulo y nos queda V arriba y R abajo, que es equivalente a la fracción V/R:
Para calcular R, la señalamos y nos queda V en la parte superior e I en la parte inferior, equivalente a V/I:
La fórmulas que obtenemos son las mismas que si despejamos en la fórmula de la ley de Ohm.
Ejercicios resueltos de la ley de Ohm
Vamos a resolver unos ejercicios aplicando la ley de Ohm.
Ejercicio 1
La luna térmica de un automóvil consume 3 A con una tensión de 1 V. ¿Qué resistencia tiene dicha luna?
En este problema conocemos I y V y nos piden calcular R.
Despejamos R:
Sustituimos V e I por sus valores y operamos:
Ejercicio 2
En un conductor circula una intensidad de 4 A y tiene una resistencia de 2 ohmios. ¿Qué tensión tendrá en los extremos?
Conocemos I y R y nos preguntan V.
Primero despejamos V:
Sustituimos y operamos:
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