Ley de Ohm

Georg Ohm publicó su ley en 1827, y sigue siendo la relación más importante en la ingeniería eléctrica. La fórmula V = I × R establece que el voltaje es igual a la corriente multiplicada por la resistencia. Si duplicas la resistencia manteniendo el voltaje constante, la corriente se reduce a la mitad. Si duplicas el voltaje manteniendo la resistencia constante, la corriente se duplica. Esta relación proporcional significa que cualquier cambio en un circuito repercute de forma predecible en los demás.

Los electricistas usan esta relación cada vez que dimensionan calibres de cable. Un cable más grueso tiene menor resistencia por pie, lo que reduce la caída de voltaje en tramos largos de cable. Un circuito de 20 amperios tendido en cable 12 AWG a lo largo de 100 pies pierde mucho menos voltaje que el mismo circuito tendido en cable 14 AWG: una diferencia que importa para el rendimiento de los motores y la consistencia de la iluminación en el extremo más lejano. Los aficionados aplican la Ley de Ohm al calcular el valor de la resistencia necesaria para limitar la corriente a través de un LED, de modo que no se queme de inmediato al conectarse a una fuente de 5 voltios.

La ecuación de potencia P = V × I extiende la Ley de Ohm al consumo de energía. Combinada con V = IR, puedes expresar la potencia como P = I² × R o P = V² / R, lo que te permite calcular cualquiera de las cuatro magnitudes eléctricas — voltaje, corriente, resistencia o potencia — a partir de dos valores conocidos cualesquiera. Por eso la calculadora acepta dos de los cuatro datos y resuelve de inmediato los dos restantes de forma simultánea.

Los técnicos de HVAC diagnostican elementos calefactores defectuosos midiendo la resistencia con un multímetro y comparando el resultado con la potencia nominal de placa. Un elemento de 240 voltios y 5,000 vatios debería medir aproximadamente 240² ÷ 5,000 = 11.5 ohmios. Si el valor medido se desvía significativamente, el elemento está dañado y necesita ser reemplazado. Esta misma técnica se aplica al diagnóstico de calentadores de agua eléctricos, elementos calefactores de secadoras y calentadores eléctricos de zócalo. No se necesita equipo de prueba especial más allá de un multímetro digital básico disponible en cualquier ferretería.

La Ley de Ohm se aplica estrictamente a cargas resistivas (óhmicas) — componentes donde la relación voltaje-corriente permanece constante sin importar el voltaje aplicado. La mayoría de los conductores metálicos y las resistencias estándar de carbón o de película metálica se comportan de forma óhmica a temperaturas normales de operación. Componentes como diodos, transistores y LEDs tienen características de voltaje-corriente no lineales: un diodo apenas conduce por debajo de su voltaje umbral directo y luego deja pasar la corriente muy rápidamente una vez superado el umbral. La Ley de Ohm por sí sola no puede describir con precisión este comportamiento no lineal.

Para circuitos de CA, la resistencia se reemplaza por la impedancia (Z), que combina la resistencia y la reactancia de inductores y capacitores. La relación V = I × Z aún se mantiene en su forma, pero Z es un número complejo que varía con la frecuencia de la señal. Un motor o transformador se comporta de manera muy diferente a una carga puramente resistiva porque la reactancia inductiva cambia con la frecuencia. Esta calculadora se enfoca en circuitos de CC y circuitos de CA con cargas puramente resistivas — para cargas inductivas o capacitivas, consulta una calculadora de impedancia o un texto de referencia de ingeniería eléctrica.