Calculadora de la ley de Ohm: introduce dos de estos valores (tensión, corriente, resistencia y potencia) para obtener los otros dos en las unidades que elijas (mA, kΩ…).
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12 V aplicados a 6 Ω hacen circular 2 A y convierten 24 W en calor.
La ley de Ohm se cumple en los conductores óhmicos (resistencia independiente de la corriente); los diodos, las lámparas y los LED no son óhmicos.
La ley de Ohm dice que la corriente que atraviesa un resistor es igual a la tensión entre sus extremos dividida por su resistencia, I = V/R. Junto con la ley de la potencia, P = VI, dos cualesquiera de tensión, corriente, resistencia y potencia determinan las otras dos: P = I²R y P = V²/R se obtienen por sustitución. Los valores calculados se muestran en la unidad que elijas, de modo que una corriente de miliamperios no aparece como 0,002 A.
El ejemplo inicial, 12 V sobre 6 Ω, da 2 A y 24 W. La misma aritmética sirve para dimensionar fusibles y cables (un hervidor de 2300 W conectado a 230 V consume 10 A) y para comprobar la potencia admisible de un resistor (uno de 100 Ω y ¼ W admite como máximo 50 mA).
La ley se cumple en los conductores óhmicos, cuya resistencia no cambia al variar la corriente. Los diodos, los LED y las lámparas de filamento no son óhmicos, así que un único valor de resistencia solo los describe en un punto de funcionamiento.
La calculadora de la ley de Ohm resuelve cualquier par de magnitudes entre tensión, corriente, resistencia y potencia y devuelve las otras dos. La relación básica es V = IR: la tensión en voltios es la corriente en amperios por la resistencia en ohmios. De ella salen I = V/R y R = V/I. Con los valores iniciales, 12 V aplicados a 6 Ω, la corriente es 2 A y la potencia 24 W; la conductancia es 1/6 ≈ 0,167 S.
Con 5 V sobre un resistor de 1 kΩ (1000 Ω), I = 5 ÷ 1000 = 0,005 A, es decir, 5 mA. La ley se cumple en los resistores y en los demás conductores cuya resistencia no cambia con la corriente.
El triángulo de la ley de Ohm ayuda a recordar las tres formas. La V ocupa el vértice superior y la I y la R quedan debajo. Si tapas la magnitud que buscas, las dos que quedan indican la operación: I × R, V ÷ R o V ÷ I.
La lección de OpenStax sobre la ley de Ohm deduce la relación y muestra en qué casos deja de cumplirse.
La potencia eléctrica es la tensión por la corriente, P = VI, en vatios. Al sustituir V = IR se obtiene P = I²R, y al sustituir I = V/R se obtiene P = V²/R. En un resistor las tres fórmulas dan el mismo resultado; usa la que corresponda a los dos datos que tienes.
Un hervidor conectado a 230 V que consume 10 A desarrolla 230 × 10 = 2300 W, y su resistencia calefactora es 230 ÷ 10 = 23 Ω. Un resistor de 100 Ω con 5 V entre sus extremos disipa 5² ÷ 100 = 0,25 W.
La potencia crece con el cuadrado de la tensión o de la corriente. Si la tensión sobre ese resistor de 100 Ω pasa a 10 V, la disipación se multiplica por cuatro y llega a 1 W.
Dos cualesquiera de V, I, R y P determinan las otras dos. Este es el conjunto completo, que a menudo se dibuja como una rueda:
Cada fila es un punto de funcionamiento. Dos valores cualesquiera de la fila reproducen los otros dos.
| Tensión (V) | Corriente (A) | Resistencia (ohmios) | Potencia (W) |
|---|---|---|---|
| 12 | 2 | 6 | 24 |
| 5 | 0,005 | 1000 | 0,025 |
| 230 | 10 | 23 | 2300 |
| 5 | 0,05 | 100 | 0,25 |
La primera fila es el ejemplo inicial de la calculadora. La tercera corresponde al hervidor: si eliges «Tensión y corriente» e introduces 230 V y 10 A, obtienes 23 Ω y 2300 W.
Convierte los prefijos antes de aplicar las fórmulas básicas: 1 mA = 0,001 A, 1 kΩ = 1000 Ω, 1 MΩ = 1 000 000 Ω, 1 mW = 0,001 W y 1 kW = 1000 W.
Los miliamperios por kiloohmios dan voltios directamente, porque los dos prefijos se compensan. Una corriente de 2 mA a través de 4,7 kΩ produce una caída de 2 × 4,7 = 9,4 V y disipa 0,002² × 4700 = 0,0188 W, es decir, 18,8 mW.
La conductancia es el inverso de la resistencia, G = 1/R, y se mide en siemens. Un resistor de 1 kΩ tiene una conductancia de 0,001 S, o 1 mS.
Los diodos y los LED no son óhmicos. Por debajo de su tensión directa apenas circula corriente, y después la corriente sube con rapidez, así que un único cociente V/I solo los describe en un punto de funcionamiento. Por eso un LED necesita un resistor en serie.
La resistencia de una lámpara de filamento aumenta al calentarse, y los resistores corrientes también varían con la temperatura. El cociente V/I sigue dando la resistencia en cada punto de funcionamiento, pero ese valor depende de la temperatura.
En estufas y hervidores de corriente alterna, P = VI se aplica con la tensión y la corriente eficaces (RMS).
Los motores y muchas fuentes de alimentación tienen un factor de potencia (FP) inferior a 1, y la potencia activa es P = VI × FP. Una carga de 1000 W a 230 V con un factor de potencia de 0,8 consume 5,43 A, no los 4,35 A que sugiere 1000 ÷ 230.
La lección de OpenStax sobre energía y potencia eléctricas trata las fórmulas de potencia y la diferencia entre potencia y energía.
Para el consumo de energía y el coste a lo largo de las horas, usa la calculadora del coste de la electricidad. Para leer el valor de un resistor a partir de sus bandas, usa la calculadora del código de colores.
Para redes de resistores, usa la calculadora de resistores en serie y en paralelo o la calculadora de divisor de tensión y resistor para LED.
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: I = 12/6, P = 12²/6
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: R = 230/10, P = 230 × 10
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: I = √(0.25/100), V = √(0.25 × 100)
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: I = 0.5/5, R = 25/0.5
Se divide la tensión entre la resistencia: I = V/R. Con 12 V sobre 6 Ω la corriente es 2 A; con 5 V sobre 1 kΩ es 0,005 A, es decir, 5 mA. Pasa los kiloohmios a ohmios (×1000) antes de dividir, o elige kΩ y mA en los selectores de unidad y deja que la calculadora convierta.
Se divide la potencia entre la tensión: I = P/V. Un hervidor de 2300 W conectado a 230 V consume 10 A, y una carga de 60 W a 12 V consume 5 A. En corriente alterna esto vale para cargas resistivas como estufas y hervidores; los motores y las fuentes de alimentación con un factor de potencia inferior a 1 consumen más corriente que P/V.
P = VI, que se convierte en P = I²R o P = V²/R al sustituir la ley de Ohm. Un resistor de 100 Ω con 5 V entre sus extremos disipa 5²/100 = 0,25 W, justo el límite de un componente de ¼ W; ahí es más seguro uno de 0,5 W.
No con una resistencia fija. Un LED apenas conduce por debajo de su tensión directa (unos 2 V en los rojos y unos 3 V en los azules y blancos) y después la corriente sube bruscamente, por eso necesita un resistor en serie. La resistencia de una lámpara de filamento aumenta al calentarse el wolframio, de modo que el valor V²/P, 882 Ω para una bombilla de 60 W y 230 V, solo es válido cuando está encendida.
La conductancia es el inverso de la resistencia, G = 1/R, y se mide en siemens (S). Un resistor de 6 Ω tiene una conductancia de 1/6 ≈ 0,167 S. Las conductancias en paralelo se suman directamente, lo que resulta cómodo en redes en paralelo: 1/R_total = G₁ + G₂ + …
Esta calculadora incluye 6 ejemplos resueltos con respuestas de fuentes independientes. Forman parte del conjunto de pruebas y también puedes ejecutarlos aquí.