Ley de Ohm: la fórmula V = I·R con ejemplos resueltos y circuitos en serie y paralelo
La ley de Ohm dice que la corriente que atraviesa un conductor es igual al voltaje entre sus extremos dividido por su resistencia: I = V/R, o V = I·R. Una pila de 9 V sobre una resistencia de 450 Ω impulsa 9 / 450 = 0,02 A, es decir, 20 mA. Si la resistencia se duplica, la corriente se reduce a la mitad; si el voltaje se duplica, la corriente se duplica. La ley vale bien para metales y resistencias a temperatura constante, pero no para todos los dispositivos.
La ley de Ohm es la primera regla que se aprende en electricidad y la que más se usa. Une el empuje de una pila, el flujo de corriente y la resistencia de un cable o de un componente. Esta guía da la fórmula en sus tres formas, resuelve los números de una resistencia para un LED, un cable de cobre y un par de resistencias, añade la fórmula de la potencia y muestra dónde la ley deja de ser exacta. Al final, un capítulo de libro animado te deja cambiar tú mismo la pila y la resistencia.
Ideas principales
- Ley de Ohm: V = I·R. El voltaje en voltios es igual a la corriente en amperios por la resistencia en ohmios; despejando, I = V/R y R = V/I.
- Con el mismo voltaje, duplicar la resistencia reduce la corriente a la mitad: 9 V sobre 450 Ω dan 20 mA, y sobre 900 Ω solo 10 mA.
- En serie las resistencias se suman; en paralelo el total baja. Dos resistencias de 6 Ω hacen 12 Ω en serie y 3 Ω en paralelo.
- Georg Ohm publicó la relación en 1827. Es un modelo excelente para metales y resistencias a temperatura constante, pero los diodos y los filamentos incandescentes no la cumplen.
La fórmula: V = I·R y sus tres formas
La ley de Ohm une tres magnitudes de un circuito eléctrico. El voltaje V, en voltios, es el empuje que una pila o un enchufe da a las cargas. La corriente I, en amperios, es la cantidad de carga que pasa por un punto cada segundo. La resistencia R, en ohmios (Ω), indica cuánto frena el paso un cable o un componente. La ley dice V = I·R. El profesor alemán Georg Simon Ohm publicó esta relación en 1827, tras medidas muy cuidadosas, y la unidad de resistencia lleva hoy su nombre.
La fórmula se puede despejar para hallar cualquiera de las tres. I = V/R da la corriente cuando se conocen el voltaje y la resistencia, y R = V/I da la resistencia a partir de una medida. Una pila de 6 V sobre una resistencia de 12 Ω impulsa 6 / 12 = 0,5 A. Si un medidor marca 0,15 A al aplicar 3 V, entonces R = 3 / 0,15 = 20 Ω. Piensa en el agua en una tubería: el voltaje es la presión, la corriente es el caudal y la resistencia es lo estrecha o rugosa que es la tubería. Más presión da más caudal; una tubería más estrecha da menos.
Los prefijos acortan los números: 1 mA son 0,001 A, 1 kΩ son 1000 Ω y 1 MΩ son 1 000 000 Ω. Una pila de 9 V sobre 450 Ω da 9 / 450 = 0,02 A, es decir, 20 mA. La misma pila sobre 900 Ω da 9 / 900 = 0,01 A, o 10 mA: doble resistencia, mitad de corriente.
Ejemplos resueltos: la resistencia de un LED y un cable de cobre
Un uso habitual de la ley de Ohm es elegir la resistencia para un LED. Toma una fuente de 5 V, como un puerto USB, y un LED rojo que necesita 20 mA y consume unos 2 V en sí mismo. La resistencia debe asumir los 5 − 2 = 3 V restantes con 0,02 A, así que R = 3 / 0,02 = 150 Ω. Convierte en calor 3 × 0,02 = 0,06 W, por lo que basta una resistencia pequeña de un cuarto de vatio. Sin ella nada limitaría la corriente y el LED se quemaría en un instante.
Los cables cumplen la misma ley, y su resistencia depende del material y de la forma: R = ρ·L/A, donde ρ es la resistividad, L la longitud y A la sección. Para el cobre, ρ vale unos 1,7 × 10⁻⁸ Ω·m. Un cable de cobre de 10 m con una sección de 1 mm² (10⁻⁶ m²) tiene R = 1,7 × 10⁻⁸ × 10 / 10⁻⁶ = 0,17 Ω. Con 2 A circulando, el voltaje que se pierde a lo largo del cable es V = I·R = 2 × 0,17 = 0,34 V. Un cable más largo o más delgado tiene más resistencia, y por eso los alargadores de gran potencia usan cable más grueso.
Circuitos en serie y en paralelo
Toma dos resistencias iguales de 6 Ω y una pila de 6 V. En serie la corriente tiene un solo camino, así que las resistencias se suman: R = 6 + 6 = 12 Ω. La corriente es I = 6 / 12 = 0,5 A en ambas, y cada una se queda con la mitad del voltaje, 0,5 × 6 = 3 V. Si una se rompe, el lazo queda abierto y la corriente se detiene en todas partes.
En paralelo cada resistencia está conectada directamente a la pila, así que cada una recibe los 6 V completos y deja pasar 6 / 6 = 1 A, y la pila suministra 2 A en total. La resistencia conjunta cumple 1/R = 1/6 + 1/6, de modo que R = 3 Ω, y la comprobación 6 / 3 = 2 A coincide. Cada rama nueva baja la resistencia total. Por eso los edificios se cablean en paralelo: cada lámpara recibe el voltaje completo y una lámpara fundida no apaga las demás.
La potencia y dónde deja de valer la ley de Ohm
La potencia es el ritmo al que se gasta la energía: P = V·I, en vatios. Junto con la ley de Ohm también se escribe P = I²·R y P = V²/R. Para el par de resistencias de 6 Ω a 6 V, la disposición en paralelo consume 6 × 2 = 12 W y la disposición en serie 6 × 0,5 = 3 W, cuatro veces menos. La comprobación con P = V²/R da 6² / 12 = 3 W. El calor crece con el cuadrado de la corriente: duplicar la corriente produce cuatro veces más calor cada segundo, y por eso los cables se protegen con fusibles e interruptores automáticos.
La ley de Ohm es una buena descripción, no una regla que todo objeto deba cumplir. Para metales y resistencias a temperatura constante, la gráfica de la corriente frente al voltaje es una recta. Un diodo, incluido un LED, no la cumple, ni tampoco el filamento de una bombilla, cuya resistencia sube bruscamente cuando el metal pasa de frío a incandescente. Una lámpara de 60 W a 230 V tiene en caliente una resistencia de V²/P = 230² / 60 ≈ 880 Ω y consume unos 60 / 230 ≈ 0,26 A, mientras que en frío tiene mucha menos. Haz estas cuentas solo en papel. Un enchufe de la red no es lugar para experimentos, porque una corriente de unas pocas decenas de miliamperios a través del pecho puede alterar el corazón. Para practicar en casa, usa solo pilas pequeñas.
Prueba la ley de Ohm en el VJOURNAL SMART BOOK
El capítulo «Circuitos, voltaje y ley de Ohm» del libro de física VJOURNAL SMART BOOK (volumen II) en VITON13 SCHOOL muestra una pila, dos cables y una bombilla unidos en un anillo, con puntos que fluyen por el cable. Los puntos se frenan y se amontonan cuando subes la resistencia. Cinco momentos cuentan la historia: la primera pila de Volta, corriente y voltaje, la ley de Ohm, serie frente a paralelo, y la potencia con el fusible que protege el cable. Cada párrafo trae un ejemplo resuelto con números reales, y el laboratorio bajo la imagen hace las cuentas mientras cambias el voltaje y la resistencia.
Úsalo como comprobación de esta guía: 6 V sobre 12 Ω deben marcar 0,5 A, 9 V sobre 450 Ω deben marcar 20 mA, y dos bombillas de 6 Ω deben sumar 12 Ω en serie y 3 Ω en paralelo. Todo en el capítulo ocurre en la página, sin red eléctrica. Los capítulos vecinos siguen con la carga estática, los imanes y los generadores.
En palabras sencillas
Imagina agua que baja por una manguera. El voltaje es la altura a la que está el depósito, la corriente es cuánta agua sale y la resistencia es lo apretada que está la manguera. Un depósito más alto da más agua; una manguera pellizcada da menos. La ley de Ohm es esa misma idea escrita con números.
Pruébalo
En el laboratorio del capítulo de circuitos, fija una pila de 9 V y una resistencia de 450 Ω y anota la corriente. Después sube la resistencia a 900 Ω y compara.
Resultado esperado
20 mA (0,02 A) con 450 Ω, y luego 10 mA (0,01 A) con 900 Ω.
Comprueba tu respuesta: Una pila de 4,5 V, formada por tres elementos de 1,5 V en serie, se conecta a una resistencia de 220 Ω. ¿Qué corriente circula y cuánta potencia convierte la resistencia en calor?
I = 4,5 / 220 ≈ 0,0205 A, unos 20 mA. P = V·I = 4,5 × 0,0205 ≈ 0,092 W, unos 0,09 W.
Preguntas y respuestas
¿Qué es la ley de Ohm con palabras sencillas?
La corriente que atraviesa un componente crece con el voltaje aplicado y disminuye con su resistencia. En símbolos, V = I·R, o I = V/R. Una pila de 12 V sobre una resistencia de 24 Ω impulsa 0,5 A.
¿Qué es el triángulo de la ley de Ohm?
Es una regla para recordar: escribe V arriba y, debajo, I y R lado a lado. Tapa la magnitud que buscas. Al tapar V queda I × R, al tapar I queda V / R y al tapar R queda V / I.
¿Cuáles son las unidades de voltaje, corriente y resistencia?
El voltaje se mide en voltios (V), la corriente en amperios (A) y la resistencia en ohmios (Ω). Un ohmio es la resistencia que deja pasar 1 A cuando se aplica 1 V.
¿Se cumple siempre la ley de Ohm?
No. Vale para metales y resistencias a temperatura constante. Los diodos, los LED, los transistores y los filamentos de bombilla no son óhmicos: su corriente no crece en línea recta con el voltaje.
¿En qué se diferencia la ley de Ohm de la fórmula de la potencia?
La ley de Ohm relaciona voltaje, corriente y resistencia. La fórmula de la potencia P = V·I dice con qué rapidez gasta energía el circuito. Juntas dan P = I²·R y P = V²/R.
¿Por qué se calienta más un cable delgado que uno grueso?
La resistencia sigue R = ρ·L/A, así que reducir la sección a la mitad duplica la resistencia. Con la misma corriente, el calor por segundo, I²·R, también se duplica.
Escribe V = I·R en una tarjeta y compruébalo con 9 V y 450 Ω: debes obtener 20 mA. Después abre el capítulo de circuitos y prueba otras resistencias en el laboratorio.
Fuentes y lecturas
- HyperPhysics: Ohm’s law ↗Fuentes revisadas:
- OpenStax College Physics 2e: Ohm’s law, resistance and simple circuits ↗Fuentes revisadas:
- OpenStax University Physics Volume 2: Resistivity and resistance ↗Fuentes revisadas:
- HyperPhysics: Electric power ↗Fuentes revisadas: