La ley de Ohm dice que la corriente que circula por un conductor es igual a la tensión aplicada dividida entre su resistencia: I = V / R. Si duplicas el voltaje, la corriente se duplica; si duplicas la resistencia, la corriente se reduce a la mitad. Es la relación más básica de la electricidad y la que usan a diario estudiantes, electricistas y aficionados a la electrónica para calcular circuitos.
En esta guía verás qué significa cada magnitud, cómo usar el famoso triángulo de la ley de Ohm, varios ejemplos resueltos paso a paso, un experimento sencillo para comprobarla tú mismo y los casos en los que la ley deja de cumplirse.
Resumen rápido
- Fórmula: V = I · R, que también se escribe I = V / R o R = V / I.
- V es la tensión o diferencia de potencial, en voltios (V).
- I es la intensidad de corriente, en amperios (A).
- R es la resistencia, en ohmios (Ω).
- Se cumple en los materiales llamados óhmicos (metales, resistencias comunes) a temperatura constante, pero no en diodos, LED o lámparas de filamento.
Qué es la ley de Ohm
La ley de Ohm describe cómo se relacionan tres magnitudes eléctricas en un conductor. Imagina el agua que baja por una tubería: la tensión sería la diferencia de altura (el «empuje»), la corriente sería el caudal de agua que pasa, y la resistencia sería lo estrecha que es la tubería. Con más empuje pasa más agua; con una tubería más estrecha pasa menos.
En un circuito eléctrico, lo que se mueve son electrones. La pila o la fuente de alimentación crea una diferencia de potencial entre sus bornes, esa diferencia empuja a las cargas a través de los cables y los componentes, y cada material se opone en mayor o menor medida a ese paso. La ley de Ohm nos dice que, para muchos materiales, la corriente es directamente proporcional a la tensión, y que la constante de proporcionalidad es justamente la resistencia.
Las tres magnitudes y sus unidades
- Tensión (V): se mide en voltios. Una pila AA da unos 1,5 V, una batería de coche unos 12 V y un enchufe doméstico en España, 230 V.
- Intensidad (I): se mide en amperios. Un LED pequeño consume unos 0,02 A (20 miliamperios); un radiador eléctrico, unos 9 A.
- Resistencia (R): se mide en ohmios, con el símbolo Ω (omega). Un ohmio es la resistencia que deja pasar 1 amperio cuando se le aplica 1 voltio.
Quién fue Georg Simon Ohm
Georg Simon Ohm fue un profesor de matemáticas y física alemán que, trabajando con medios muy modestos, midió con paciencia cómo variaba la corriente al cambiar la longitud y el grosor de hilos metálicos. En 1827 publicó sus resultados en el libro Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet («El circuito galvánico, tratado matemáticamente»).
Al principio su trabajo fue recibido con frialdad: muchos colegas lo consideraron demasiado teórico. Con los años, otros científicos confirmaron sus mediciones y en 1841 la Royal Society británica le concedió la Medalla Copley. Hoy la unidad de resistencia lleva su nombre. Su historia es un buen ejemplo de cómo funciona el método experimental: medir, repetir, buscar una relación matemática y dejar que otros la pongan a prueba.
La fórmula y el triángulo de la ley de Ohm
La ley se puede escribir de tres formas equivalentes, según qué magnitud quieras calcular:
- Para calcular la tensión: V = I · R
- Para calcular la corriente: I = V / R
- Para calcular la resistencia: R = V / I
Un truco muy usado en clase es el triángulo de la ley de Ohm: se dibuja un triángulo con la V arriba y la I y la R abajo, una junto a otra. Tapas con el dedo la letra que quieres calcular y lo que queda te dice la operación: si tapas la V quedan I y R juntas (se multiplican); si tapas la I queda V sobre R (se divide); si tapas la R queda V sobre I (se divide).
La gráfica tensión-corriente
Si representas en una gráfica la corriente frente a la tensión para una resistencia óhmica, obtienes una línea recta que pasa por el origen. La pendiente de esa recta es 1/R: cuanto mayor es la resistencia, más «tumbada» queda la línea. En el experimento, la tensión que tú eliges es la variable independiente y la corriente que mides es la variable dependiente.
Ejemplos resueltos de la ley de Ohm
Ejemplo 1: calcular la corriente
Una resistencia de 100 Ω se conecta a una pila de 9 V. ¿Qué corriente circula?
I = V / R = 9 V / 100 Ω = 0,09 A, es decir, 90 miliamperios.
Ejemplo 2: calcular la tensión
Por una bombilla de resistencia 46 Ω pasan 5 A. ¿Qué tensión tiene aplicada?
V = I · R = 5 A · 46 Ω = 230 V, la tensión de un enchufe doméstico en España.
Ejemplo 3: calcular la resistencia de un LED
Quieres encender un LED rojo con una pila de 9 V. El LED necesita unos 2 V para funcionar y aguanta como mucho 20 mA (0,02 A). La resistencia que pones en serie debe «comerse» los 7 V restantes:
R = V / I = 7 V / 0,02 A = 350 Ω. Como ese valor no es estándar, se elige el valor comercial inmediatamente superior, 390 Ω, para que la corriente quede un poco por debajo del límite.
Ejemplo 4: resistencias en serie y en paralelo
Dos resistencias de 200 Ω y 300 Ω se conectan en serie a 10 V. En serie, las resistencias se suman: R = 500 Ω, así que I = 10 / 500 = 0,02 A. La tensión se reparte: 4 V en la primera (0,02 · 200) y 6 V en la segunda (0,02 · 300).
Si las mismas resistencias se conectan en paralelo, la resistencia equivalente es R = (200 · 300) / (200 + 300) = 120 Ω, y la corriente total sube a 10 / 120 ≈ 0,083 A. En paralelo la resistencia total siempre es menor que la más pequeña de ellas.
Experimento casero: comprueba la ley de Ohm
Con material muy barato puedes comprobar la ley tú mismo, igual que hizo Ohm hace casi dos siglos. Trabaja siempre con pilas, nunca con la corriente del enchufe.
Material
- Cuatro pilas AA de 1,5 V y un portapilas (o pilas unidas con cinta).
- Una resistencia de 100 Ω o 220 Ω.
- Un multímetro digital y unos cables con pinzas de cocodrilo.
Pasos
- Mide primero la resistencia con el multímetro en modo Ω y anota el valor real (suele variar un 5 % respecto al indicado por los colores).
- Conecta una sola pila a la resistencia. Pon el multímetro en modo voltios y mide la tensión en los extremos de la resistencia.
- Pasa el multímetro a modo miliamperios y colócalo en serie en el circuito (la corriente debe atravesar el aparato) para medir la intensidad.
- Repite con dos, tres y cuatro pilas en serie, anotando cada pareja de tensión y corriente en una tabla.
- Divide en cada fila la tensión entre la corriente. Si la ley se cumple, obtendrás casi el mismo valor cada vez, muy parecido a la resistencia que mediste en el paso 1.
Con una resistencia de 100 Ω, por ejemplo, deberías obtener unos 15 mA con 1,5 V, unos 30 mA con 3 V, unos 45 mA con 4,5 V y unos 60 mA con 6 V. Si dibujas esos puntos en papel, verás una recta casi perfecta. Las pequeñas diferencias se deben a que las pilas no dan exactamente su tensión nominal y a la resistencia interna de las propias pilas y de los cables: un buen recordatorio de que toda medida tiene su margen de error.
Cuándo no se cumple la ley de Ohm
La ley de Ohm no es una ley universal como las leyes de Newton, sino una relación que cumplen muy bien ciertos materiales en ciertas condiciones. Hay varios casos importantes en los que falla:
- Cambios de temperatura: la resistencia de un metal aumenta al calentarse. El filamento de una bombilla incandescente tiene una resistencia en caliente unas diez veces mayor que en frío, así que su gráfica tensión-corriente es curva.
- Diodos y LED: apenas dejan pasar corriente hasta que se supera una tensión umbral, y a partir de ahí la corriente se dispara. Por eso siempre necesitan una resistencia limitadora.
- Semiconductores y gases: transistores, termistores, tubos fluorescentes o el arco eléctrico tienen comportamientos no lineales.
A los materiales que sí siguen la recta se les llama óhmicos; a los demás, no óhmicos. Incluso con estos últimos se sigue usando R = V / I para calcular la resistencia en un punto concreto, aunque ese valor cambie según la tensión.
Ley de Ohm y potencia eléctrica
Combinando la ley de Ohm con la fórmula de la potencia (P = V · I) se obtienen dos expresiones muy útiles: P = I² · R y P = V² / R. Sirven, por ejemplo, para saber cuánto se calienta una resistencia. En el ejemplo 1, la resistencia de 100 Ω con 9 V disipa P = 81 / 100 = 0,81 W, así que una resistencia típica de 0,25 W se quemaría: habría que elegir una de 1 W.
Preguntas frecuentes sobre la ley de Ohm
¿Qué dice la ley de Ohm en pocas palabras?
Que la corriente que pasa por un conductor es proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a su resistencia: I = V / R.
¿Cuál es la unidad de la resistencia?
El ohmio (Ω). Un ohmio es la resistencia que, sometida a 1 voltio, deja pasar 1 amperio. Se usan mucho sus múltiplos: kiloohmio (kΩ, mil ohmios) y megaohmio (MΩ, un millón).
¿Cómo me acuerdo de la fórmula?
Con el triángulo: V arriba, I y R abajo. Tapa la magnitud que buscas y lo que queda visible te dice si tienes que multiplicar o dividir.
¿Por qué un LED necesita una resistencia?
Porque el LED no es un componente óhmico: por encima de su tensión umbral la corriente crece muy deprisa y lo destruiría. La resistencia en serie limita esa corriente a un valor seguro, que se calcula con la propia ley de Ohm.