La Ley de Ohm: Fundamentos, Aplicaciones y Ejemplos Prácticos

Uno de los principios más importantes de de la electricidad es la Ley de Ohm, esta ley nos muestra la relación que existe entre la tensión (voltaje), la corriente y la resistencia eléctrica en un circuito eléctrico. Para entender cómo funciona la electricidad, los circuitos o los sistemas eléctricos esta es una de las leyes más importantes.

Historia y Origen de la Ley de Ohm

En 1827 Georg Simon Ohm, un físico y matemático alemán, formula la ley de Ohm. Fué en este año que publicó su estudio, “Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet”, en donde habla sobre que la corriente eléctrica en un circuito es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito. Al principio su teoría fue criticada, poco a poco se convirtió en una de las bases de la ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica y todas las nuevas ingenierías que involucran a la electricidad.

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 conocen dos  valores de la ley, se pueden calcular el tercero fácilmente. Se puede visualizar fácilmente analizando la pirámide de la siguiente manera:

Fundamentos:

La ley de Ohm se expresa de la siguiente manera

V: Tensión o voltaje (Voltios, V)

I: Corriente eléctrica (Amperios, A)

R: Resistencia eléctrica (Ohmios, Ω)

Con esta sencilla forma de visualizar la ley de Ohm puedes calcular cualquiera de los valores si ya tienes los otros dos. A partir de esta ecuación, se pueden obtener las siguientes relaciones:

Interpretación Física y Analogía

Para entender mejor la Ley de Ohm, podemos pensarlo como si fuera agua  fluyendo dentro de un tubo:

El voltaje (V) representa la presión del agua en el tubo.

La corriente (I) es el flujo de agua.

La resistencia (R) es el grueso de la tubería; un tubo más pequeño (mayor resistencia) restringe el flujo del agua (corriente).

Si la presión aumenta, el flujo también lo hará, a menos que la tubería sea demasiado angosta, en este caso el flujo del agua va a ser menor.  Con esta forma de imaginar a los elementos de la ley de Ohm es más fácil entender los circuitos eléctricos.

Diagnóstico y Solución de Problemas

En el mantenimiento de sistemas eléctricos, la ley de Ohm le permite a los ingenieros identificar y desarrollar una solución que aumente la vida operativa del sistema. Por ejemplo, si se detecta una corriente más alta de lo normal, podría indicar una disminución en la resistencia o un aumento en la tensión, lo que podría señalar un problema en el suministro o en el circuito. De manera similar, una corriente más baja de lo esperado podría sugerir un aumento en la resistencia debido a conexiones deficientes, corrosión o componentes dañados.

 

Aplicaciones Prácticas de la Ley de Ohm

Diseño de Circuitos Eléctricos

Los ingenieros usan la Ley de Ohm para diseñar circuitos que funcionen correctamente. Por ejemplo, si se necesita una corriente específica para operar un dispositivo, se puede calcular el valor de la resistencia necesaria para obtener esa corriente con un voltaje determinado.

Ejemplo:

Si una bombilla LED requiere 0.02 A y se conecta a una batería de 9V, se puede calcular la resistencia necesaria:

Por lo tanto, se debe usar una resistencia de 450 ohmios en serie con el LED para limitar la corriente y evitar daños.

 

Seguridad Eléctrica

La Ley de Ohm también se usa para garantizar la seguridad en instalaciones eléctricas. Determinar la corriente que puede circular por un cable ayuda a elegir el calibre adecuado y evitar sobrecalentamientos o incendios.

Ejemplo:

Si una estufa eléctrica funciona con 220V y tiene una resistencia interna de 24 ohmios:

Con esta información, se selecciona un fusible y un cable que soporten al menos 10A para evitar riesgos.

 

Diagnóstico y Reparación de Circuitos

Técnicos e ingenieros usan la Ley de Ohm para diagnosticar problemas en circuitos. Si se detecta un voltaje inesperado o una corriente incorrecta, se pueden identificar componentes defectuosos o conexiones deficientes.

Ejemplo:

Un técnico mide una corriente de 0.5A en un circuito que debería tener 1A. Si el voltaje es correcto, el problema podría ser un aumento en la resistencia debido a un cable dañado o una mala conexión.

Factores que Afectan la Ley de Ohm

Aunque la Ley de Ohm es una herramienta poderosa, hay factores que pueden influir en su aplicación:

 

Temperatura

La resistencia de algunos materiales cambia con la temperatura. Por ejemplo, los conductores metálicos aumentan su resistencia a medida que se calientan, lo que puede afectar el cálculo de la corriente.

Ejemplo:

Los filamentos de las bombillas incandescentes tienen una resistencia mucho mayor cuando están encendidos que cuando están fríos.

 

Materiales No Óhmicos

Algunos materiales no obedecen la Ley de Ohm en ciertas condiciones. Los semiconductores como los diodos y transistores no tienen una relación lineal entre voltaje y corriente.

Ejemplo:

Un diodo solo permite el flujo de corriente en una dirección, y su resistencia varía según el voltaje aplicado.

 

Experimentos con la Ley de Ohm

Para comprobar la Ley de Ohm, se pueden realizar experimentos sencillos con una fuente de voltaje, un multímetro y resistencias de diferentes valores. Al medir el voltaje y la corriente, se puede verificar que la relación sigue la ecuación de Ohm.

 

Ejemplo de experimento:

Conectar una resistencia de 100 Ω a una batería de 9V.

Medir la corriente con un multímetro.

Comparar el valor medido con el calculado usando la Ley de Ohm.

Si la ecuación se cumple, la corriente medida debería ser:

En Conclusión

La Ley de Ohm es un principio fundamental en la electricidad y la electrónica. Su aplicación abarca desde el diseño de circuitos hasta la seguridad y el mantenimiento de sistemas eléctricos. Conocerla permite comprender mejor el comportamiento de los circuitos y desarrollar soluciones eficientes y seguras para diversas aplicaciones. Aunque tiene limitaciones, sigue siendo una herramienta esencial en la ingeniería eléctrica.

Estudiar y aplicar la Ley de Ohm no solo mejora la comprensión de los circuitos eléctricos, sino que también ayuda a resolver problemas prácticos en la vida cotidiana y en la industria. En Grupo ORS nos encanta compartir conocimiento y por esta razón hemos creado una calculadora de la Ley de Ohm para que puedan experimentar con ella, te invitamos a utilizarla.