Ley de Ohm explicada: todas las fórmulas y un ejemplo con un LED
La ley de Ohm dice que la corriente que atraviesa una resistencia es igual al voltaje aplicado dividido entre el valor de esa resistencia: I = V / R. Si a eso le sumas la fórmula de potencia P = V x I, puedes obtener cualquiera de las cuatro magnitudes (voltaje, corriente, resistencia o potencia) a partir de solo dos de las otras. Una batería de 9 voltios empujando corriente a través de una resistencia de 350 ohmios, por ejemplo, mueve 9 / 350 = 0,0257 amperios, unos 26 miliamperios, y disipa 9 x 0,0257 = 0,23 vatios en forma de calor.
Las 12 fórmulas de la ley de Ohm
Casi todo el mundo recuerda V = I x R y poco más, pero esa ecuación combinada con P = V x I se despliega en doce fórmulas distintas, tres formas de calcular cada una de las cuatro magnitudes. Suele representarse como una “rueda de la ley de Ohm” y es la manera más rápida de encontrar la fórmula correcta en cuanto sabes qué dos valores tienes a mano.
| Para calcular | Si conoces V e I | Si conoces V y R | Si conoces I y R |
|---|---|---|---|
| Voltaje (V) | - | - | V = I x R |
| Corriente (I) | - | I = V / R | - |
| Resistencia (R) | R = V / I | - | - |
| Potencia (P) | P = V x I | P = V² / R | P = I² x R |
La rueda completa también cubre los pares que involucran la potencia directamente:
| Para calcular | Si conoces V y P | Si conoces I y P | Si conoces R y P |
|---|---|---|---|
| Voltaje (V) | - | V = P / I | V = √(P x R) |
| Corriente (I) | I = P / V | - | I = √(P / R) |
| Resistencia (R) | R = V² / P | R = P / I² | - |
| Potencia (P) | - | - | - |
Seis pares de magnitudes conocidas, cada uno resolviendo las dos que faltan, es justo por lo que la calculadora de abajo solo pide dos datos. Dale voltaje y resistencia y te devuelve corriente y potencia; dale corriente y potencia y trabaja hacia atrás para darte voltaje y resistencia. No necesitas memorizar cuál de las doce fórmulas aplica, la herramienta la elige por ti.
Ejemplo práctico: elegir la resistencia para un LED
El motivo más habitual por el que alguien recurre a la ley de Ohm fuera de un aula es averiguar qué resistencia poner en serie con un LED para que no se queme. Supón que alimentas un LED rojo estándar con una batería de 9 voltios. El LED tiene una caída de voltaje directo de unos 2 voltios, y quieres que trabaje a su corriente nominal típica de 20 miliamperios (0,02 amperios).
La resistencia no recibe los 9 voltios completos, solo lo que sobra después de que el LED se queda con su parte:
Voltaje en la resistencia = Voltaje de la batería - Caída del LED
= 9V - 2V = 7VAhora aplicas la ley de Ohm a esos 7 voltios y a la corriente objetivo:
R = V / I = 7V / 0,02A = 350 ohmios350 ohmios no es un valor comercial estándar, así que redondeas al valor real más cercano que puedes comprar. Los dos valores estándar más próximos, 330 y 390 ohmios, mantienen ambos el LED dentro de un rango seguro:
| Resistencia elegida | Corriente real | Voltaje real en la resistencia |
|---|---|---|
| 330 ohmios | 7V / 330Ω = 21,2 mA | 21,2 mA x 330Ω = 7,0V |
| 390 ohmios | 7V / 390Ω = 17,9 mA | 17,9 mA x 390Ω = 7,0V |
Cualquiera de los dos valores mantiene el LED en un rango seguro; con 330 ohmios brilla algo más, con 390 ohmios queda algo más tenue y fresco.
No olvides la potencia que debe soportar la resistencia
El paso que la gente suele saltarse es comprobar si la resistencia aguanta el calor que va a generar. Usando P = I² x R sobre el valor teórico de 350 ohmios:
P = I² x R = (0,02A)² x 350Ω = 0,14 vatiosLas resistencias estándar suelen venderse en potencias de 1/8, 1/4 y 1/2 vatio. Una de 1/8 vatio (0,125W) estaría trabajando justo en su límite en este caso, así que una de 1/4 vatio (0,25W) da un margen de seguridad cómodo.
Por qué la potencia sube más rápido que el voltaje
La potencia escala con el cuadrado del voltaje sobre una resistencia fija (P = V² / R), no de forma lineal, y por eso un aumento pequeño de voltaje puede pesar más de lo que parece. Mantén la resistencia de 350 ohmios del ejemplo anterior pero cambia la batería por una más grande:
| Voltaje de alimentación | Corriente (I = V / R) | Potencia (P = V x I) |
|---|---|---|
| 6V | 6V / 350Ω = 17,1 mA | 6V x 17,1 mA = 0,103 W |
| 9V | 9V / 350Ω = 25,7 mA | 9V x 25,7 mA = 0,231 W |
| 12V | 12V / 350Ω = 34,3 mA | 12V x 34,3 mA = 0,412 W |
Duplicar la alimentación de 6V a 12V no duplica la potencia, la multiplica por cuatro, porque la potencia depende del voltaje al cuadrado. Esto explica por qué los fusibles y el calibre de los cables se dimensionan con margen de sobra: una subida de voltaje moderada en un circuito que ya estaba cerca de su límite puede llevar la disipación de potencia mucho más allá de lo que los componentes fueron diseñados para soportar.
Calcula tus propios valores
Introduce dos cualesquiera de voltaje, corriente, resistencia o potencia y la calculadora aplica automáticamente la fórmula correcta de la rueda, incluidas las relaciones de potencia.
Introduce dos valores y los otros dos se calculan.
Errores comunes y casos límite
Olvidar la potencia que debe soportar la resistencia. Acertar con el valor de la resistencia no es todo el trabajo. Una resistencia con una potencia nominal por debajo de lo que realmente va a disipar se calienta, se sale de tolerancia y puede fallar directamente. Calcula siempre P = I² x R (o P = V² / R) sobre el valor final elegido y escoge un componente con margen cómodo por encima de esa cifra.
Tratar un LED como si fuera una resistencia normal. La ley de Ohm asume una relación lineal entre voltaje y corriente, algo que se cumple en resistencias pero no en diodos. La caída de voltaje directo de un LED se mantiene más o menos constante en un rango de corrientes en vez de escalar con la resistencia, y es justo por eso que la resistencia se calcula a partir del voltaje que sobra tras esa caída, no del voltaje total de la fuente.
Mezclar AC y DC sin tenerlo en cuenta. La ley de Ohm en esta forma sencilla se aplica directamente a circuitos de corriente continua y a la parte puramente resistiva de un circuito de corriente alterna. Las cargas reales de AC con inductancia o capacitancia también implican reactancia y desfase, así que un simple V = I x R no capta el comportamiento completo de un motor, un transformador o el altavoz de un equipo de sonido.
Asumir que la corriente cero da resultados reales. Algunos pares de magnitudes no se pueden resolver: una corriente de cero con un valor de resistencia implica un voltaje o una potencia infinitos, según la fórmula que uses, y la calculadora se niega correctamente a inventar un resultado en ese caso. Si no obtienes ningún valor, revisa que ninguno de tus dos datos conocidos sea cero donde la fórmula necesita dividir entre él.
Ignorar la tolerancia de la resistencia. Una resistencia etiquetada como 350 ohmios (o el valor estándar más cercano) rara vez mide exactamente eso. Las tolerancias habituales son del 5% o del 1%, así que una resistencia de “350 ohmios” al 5% puede medir en la práctica entre unos 332 y 368 ohmios. Para un circuito de LED esto casi nunca importa, pero en trabajo analógico de precisión conviene tenerlo en cuenta.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la ley de Ohm en términos sencillos? La ley de Ohm establece que la corriente que circula por un conductor es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a su resistencia: I = V / R. En la práctica, esto significa que si duplicas el voltaje sobre una resistencia fija, la corriente también se duplica, y si duplicas la resistencia manteniendo el voltaje constante, la corriente se reduce a la mitad.
¿Cuáles son todas las fórmulas de la ley de Ohm? Combinando V = I x R con la fórmula de potencia P = V x I se obtienen doce fórmulas en total, tres formas de despejar cada una de las cuatro magnitudes (voltaje, corriente, resistencia y potencia) según qué otras dos ya conozcas. Suelen representarse juntas en una “rueda de fórmulas”: V = IR, V = P/I, V = √(PR); I = V/R, I = P/V, I = √(P/R); R = V/I, R = P/I², R = V²/P; y P = VI, P = I²R, P = V²/R.
¿Cómo calculo la resistencia para un LED? Resta la caída de voltaje directo del LED al voltaje de tu fuente para obtener el voltaje que la resistencia debe absorber, y divide ese resultado entre la corriente objetivo usando R = V / I. Una fuente de 9V con una caída de 2V en el LED y una corriente objetivo de 20mA da R = 7V / 0,02A = 350 ohmios, que se redondea al valor estándar más cercano, 330 o 390 ohmios.
¿La ley de Ohm se aplica a circuitos de corriente alterna? Se aplica directamente a los circuitos de corriente continua y a la parte puramente resistiva de un circuito de corriente alterna. En cargas de AC que incluyen inductancia o capacitancia, como motores o altavoces, la relación entre voltaje y corriente también depende de la reactancia y del ángulo de fase, así que un cálculo simple de V = I x R se queda corto o se pasa respecto al comportamiento real.
¿Por qué se calentó o se quemó mi resistencia? Casi siempre porque su potencia nominal era demasiado baja para la potencia que realmente tenía que disipar. Calcula la potencia con P = I² x R (o P = V² / R) usando la corriente o el voltaje reales del circuito, y elige una resistencia con una potencia nominal claramente por encima de esa cifra, por ejemplo una de 1/4 de vatio para una potencia calculada de 0,14 vatios, en lugar de una que esté justo en el límite o por debajo.