La ley de Ohm se usa para determinar la relación entre tensión, corriente y resistencia en un circuito eléctrico.
¿Cómo se Calcula la Ley de Ohm?
Para los estudiantes de electrónica, la ley de Ohm (E = IR) es tan fundamental como lo es la ecuación de la relatividad de Einstein (E = mc²) para los físicos.
E = I x R
Cuando se expresa de manera explícita, significa que tensión = corriente x resistencia, o voltios = amperios x ohmios, o V = A x Ω.
La ley de Ohm recibió su nombre en honor al físico alemán Georg Ohm (1789-1854) y aborda las cantidades clave en funcionamiento en los circuitos:
| Cantidad | Símbolo de ley de Ohm | Unidad de medida (abreviatura) | Rol en los circuitos | En caso de que se esté preguntando: |
|---|---|---|---|---|
| Tensión | E | Voltio (V) | Presión que desencadena el flujo del electrones | E = fuerza electromotriz (término de la antigua escuela) |
| Corriente | I | Amperio (A) | Caudal de electrones | I = intensidad |
| Resistencia | R | Ohmio (Ω) | Inhibidor de flujo | Ω = Letra griega omega |
Si se tienen dos de estos valores identificados, los expertos pueden modificar la ley de Ohm para determinar el tercer valor. Solo es necesario cambiar la pirámide de la siguiente forma:
Si conoce el voltaje (E) y la corriente (I) y quiere conocer la resistencia (R), suprima la R en la pirámide y calcule la ecuación restante (véase la pirámide primera o izquierda de arriba).
Nota: la resistencia no puede medirse en un circuito en funcionamiento. Por lo tanto, para calcularla, la ley de Ohm es muy útil. En lugar de desconectar el circuito para medir la resistencia, un técnico puede determinar la R mediante la variación por sobre la ley de Ohm.
Ahora, si usted conoce el voltaje (E) y la resistencia (R) y quiere conocer la corriente (I), suprima la I y calcule con los dos símbolos restantes (véase la pirámide media anterior).
Y si conoce la corriente (I) y la resistencia (R) y quiere saber el voltaje (E), multiplique las mitades de la parte inferior de la pirámide (véase la tercera pirámide o la ubicada en el extremo derecho arriba).
Pruebe con algunos cálculos de ejemplo basados en un circuito simple de la serie, que incluye una fuente de voltaje (batería) y resistencia (luz). Se conocen dos valores en cada ejemplo. Use la ley de Ohm para calcular el tercero.
Ejemplo 1: se conocen la tensión (E) y la resistencia (R).
¿Cuál es la corriente en el circuito?
I = E/R = 12 V/6 Ω = 2 A
Ejemplo 2: se conocen la tensión (E) y la corriente (I).
¿Cuál es la resistencia creada por la lámpara?
R = E/I = 24 V/6 A = 4 Ω
Ejemplo 3: se conocen la corriente (I) y la resistencia (R). ¿Cuál es el voltaje?
¿Cuál es el voltaje en el circuito?
E = I x R = (5 A)(8 Ω) = 40 V
Cuando Ohm publicó su fórmula en 1827, su descubrimiento principal fue que la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través de un conductor es directamente proporcional al voltaje impuesto sobre él. En otras palabras, es necesario un voltio de presión para empujar un amperio de corriente a través de un ohmio de resistencia.
La ley de Ohm puede usarse para validar:
- Valores estáticos de los componentes del circuito
- Niveles de corriente
- Suministros de voltaje
- Caídas de tensión
Si, por ejemplo, un instrumento de prueba detecta una medición de corriente más elevada que la normal, puede significar que:
- La resistencia ha disminuido.
- El voltaje se ha incrementado, provocando una situación de alta tensión. Esto podría indicar un problema con el suministro o un problema en el circuito.
En los circuitos de corriente continua (CC), una medida de corriente inferior a la normal puede significar:
- Aumentó la resistencia del circuito. Posible causa: conexiones deficientes o flojas, corrosión o componentes dañados.
- El voltaje ha disminuido.
Las cargas existentes en un circuito absorben corriente eléctrica. Las cargas pueden ser cualquier tipo de componente: aparatos eléctricos pequeños, ordenadores, electrodomésticos o un motor grande. La mayoría de estos componentes (cargas) tienen una placa o pegatina informativa. Estas placas incluyen una certificación de seguridad y varios números de referencia.
Los técnicos se refieren a las placas de identificación de los componentes para conocer el voltaje y los valores de corriente estándar. Durante la prueba, si los técnicos notan que los valores tradicionales no se registran en los multímetros digitales o en los medidores de pinza, pueden usar la ley de Ohm para detectar qué parte de un circuito funciona anormalmente y, a partir de eso, determinar dónde puede haber un problema.
¿Por qué es importante la Ley de Ohm en el trabajo?
Los técnicos usan la Ley de Ohm para revisar cómo se está portando un circuito y detectar fallas sin tener que desarmar todo. Por ejemplo:
- Si la corriente está rara, puede que haya cambiado la resistencia o el voltaje.
- Una corriente baja en un circuito de corriente continua (DC) puede ser por conexiones flojas, corrosión o algo que aumentó la resistencia.
- Si hay mucha corriente, puede ser que haya un corto o un componente que no sirve.
Comparando los valores que se miden con los que deberían estar (los que salen en las plaquitas de los equipos), se puede encontrar el problema sin tanto lío.
La ley de Ohm y el diseño de circuitos
También sirve un montón para diseñar circuitos eléctricos. Con la ley de Ohm puedes:
- Calcular el tamaño correcto de resistencias, fusibles y otros componentes
- Ver cuánta caída de voltaje hay en cables largos
- Asegurarte que la corriente no se pase en equipos delicados
Es una herramienta para cualquiera que trabaje con electricidad, sea en casa, en la industria o en sistemas más grandes.
Ciencia básica de los circuitos
Los circuitos, como toda materia, están compuestos por átomos. Los átomos se componen de partículas subatómicas:
- Protones (con carga eléctrica positiva)
- Neutrones (sin carga)
- Electrones (con carga negativa)
Los átomos permanecen enlazados entre sí por fuerzas de atracción entre el núcleo y los electrones de un átomo en su capa exterior. Cuando los átomos en un circuito son influenciados por la tensión, comienzan a reformarse y sus componentes ejercen un potencial de atracción conocida como una diferencia de potencial. Los electrones libres mutuamente atraídos avanzan hacia los protones y crean un flujo de electrones (corriente). Cualquier material en el circuito que restringe este flujo se considera como resistencia.
Referencia: Digital Multimeter Principles (Principios de los multímetros digitales) por Glen A. Mazur, American Technical Publishers.