Ley de Ohm

Pregunta esencial

¿Cómo se relacionan la corriente, el voltaje y la resistencia?

El voltaje empuja, la resistencia se opone y la corriente fluye. Una sola ecuación une las tres cantidades. Al final de esta lección, deberías poder usar V = IR para despejar cualquiera de las tres cantidades y encontrar la resistencia a partir de una gráfica.

Ley de Ohm

V = IR

• V = voltaje a lo largo del resistor, en volts (V)
• I = corriente que pasa por el resistor, en amperes (A)
• R = resistencia, en ohms (Ω)

La ley de Ohm dice que el voltaje a lo largo de un resistor es igual a la corriente que pasa por él multiplicada por su resistencia. Aquí V es la forma abreviada de ΔV, el voltaje de la lección anterior. Despejada, la ley de Ohm también define el ohm: 1 Ω = 1 V/A.

Más voltaje, más corriente

• El mismo resistor, más voltaje
• Si duplicas V, se duplica I
• La corriente es proporcional al voltaje

En un resistor de 3 Ω, 3 V empujan 1 A, 6 V empujan 2 A y 12 V empujan 4 A. Al duplicar el voltaje, se duplica la corriente. Cuando una cantidad cambia por el mismo factor que otra, decimos que son directamente proporcionales. En la imagen del agua, una bomba más potente mueve más agua.

Más resistencia, menos corriente

• El mismo voltaje, más resistencia
• Si duplicas R, la I se reduce a la mitad
• I = V/R

Con el voltaje fijo en 12 V, un resistor de 2 Ω conduce 6 A, un resistor de 4 Ω conduce 3 A y un resistor de 6 Ω conduce 2 A. Al duplicar la resistencia, la corriente se reduce a la mitad. La corriente y la resistencia son inversamente proporcionales, así que la gráfica es una curva que baja rápidamente y luego se aplana.

Gráfica de V contra I

• Línea recta que pasa por el origen
• Pendiente = R
• Línea más inclinada: R mayor

Si mides varias veces el voltaje a lo largo de un resistor y la corriente que pasa por él, y haces la gráfica de V contra I, obtienes una línea recta que pasa por el origen. La pendiente es el cambio vertical entre el cambio horizontal, V/I, que es exactamente la resistencia. Una línea más inclinada significa una resistencia mayor: la línea de 4 Ω sube 12 V por cada 3 A, mientras que la línea de 2 Ω sube solo 6 V por esos mismos 3 A.

Despeje de cualquier variable

• Para el voltaje: V = IR
• Para la corriente: I = V/R
• Para la resistencia: R = V/I

Despeja la ley de Ohm para encontrar lo que pida el problema. Con el triángulo, tapa la cantidad que quieres y lee lo que queda: si tapas V, quedan I junto a R, así que multiplicas. Si tapas I, queda V sobre R, así que divides. Si tapas R, queda V sobre I.

Medición de la resistencia

• El amperímetro mide la corriente I
• El voltímetro mide el voltaje V
• Después R = V/I

Para encontrar la resistencia de una pieza en el laboratorio, mide la corriente que pasa por ella con un amperímetro (dentro del circuito) y el voltaje a lo largo de ella con un voltímetro (a lo largo de la pieza). Luego divide. Aquí el amperímetro marca 0.50 A y el voltímetro marca 6.0 V, así que R = 6.0 V ÷ 0.50 A = 12 Ω.

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Ejemplos resueltos

Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.

Ejemplo 1: Cálculo del voltaje

Un resistor de 15 Ω tiene una corriente de 0.80 A que pasa por él. ¿Cuál es el voltaje a lo largo del resistor?

Mostrar la solución

1. Datos: R = 15 Ω, I = 0.80 A
2. Ecuación: V = IR
3. Sustituye: V = (0.80 A)(15 Ω)
4. Respuesta: V = 12 V

Ejemplo 2: Cálculo de la corriente

Una batería de 9.0 V está conectada a un resistor de 36 Ω. ¿Cuál es la corriente en el circuito?

Mostrar la solución

1. Datos: V = 9.0 V, R = 36 Ω
2. Ecuación: V = IR, así que I = V/R
3. Sustituye: I = 9.0 V / 36 Ω
4. Respuesta: I = 0.25 A

Ejemplo 3: Cálculo de la resistencia

Un foco de linterna consume 0.30 A de un paquete de pilas de 4.5 V. ¿Cuál es la resistencia del foco?

Mostrar la solución

1. Datos: I = 0.30 A, V = 4.5 V
2. Ecuación: V = IR, así que R = V/I
3. Sustituye: R = 4.5 V / 0.30 A
4. Respuesta: R = 15 Ω

Ejemplo 4: Lectura de una gráfica

La gráfica de voltaje (eje vertical) contra corriente (eje horizontal) de un resistor es una línea recta que pasa por el origen y por el punto (2.0 A, 8.0 V). ¿Cuál es su resistencia?

Mostrar la solución

1. Elige un punto: escoge un punto que esté justo sobre la línea, donde cruza las líneas de la cuadrícula: (2.0 A, 8.0 V)
2. Pendiente = R: en una gráfica de V contra I, la pendiente = cambio vertical ÷ cambio horizontal = V/I = R
3. Sustituye: R = (8.0 V − 0 V) / (2.0 A − 0 A) = 8.0 V / 2.0 A
4. Respuesta: R = 4.0 Ω

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Práctica

Usa V = IR para despejar el voltaje, la corriente o la resistencia, razona con proporciones y encuentra la resistencia a partir de la pendiente de una gráfica. Primero inténtalo por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas. Los PDF están en inglés.

• Hoja de práctica de Ley de Ohm (PDF) (en inglés)
• Clave de respuestas de la hoja de práctica de Ley de Ohm (PDF) (en inglés)

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Diapositivas de la lección

• Diapositivas 7.3 Ley de Ohm (PDF) (en inglés)

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Ideas clave

• Ley de Ohm: V = IR
• Más voltaje, más corriente
• Más resistencia, menos corriente
• Gráfica de V contra I: pendiente = R

De vuelta a la pregunta esencial: se relacionan mediante la ley de Ohm, V = IR. En un resistor, más voltaje significa más corriente, y más resistencia significa menos corriente. En una gráfica de voltaje contra corriente, la pendiente es la resistencia. En la siguiente lección, veremos con qué rapidez usan energía los circuitos con la potencia eléctrica.

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