¿Qué dice la ley de Ohm?
La diferencia de potencial (V) empuja la carga por un circuito y el flujo de carga es la corriente (I). En 1827, Georg Simon Ohm descubrió que, en un cable metálico a la misma temperatura, V ÷ I se mantiene igual. Si duplicas V, I se duplica; si haces V tres veces mayor, I se triplica. Por eso I ∝ V, o sea:
V = I × R
La constante R es la resistencia del cable.
La resistencia y su unidad en el SI
La resistencia es la propiedad de un conductor de oponerse al paso de la carga. Los electrones en movimiento chocan una y otra vez con los átomos vibrantes del metal, y eso los frena. Su unidad en el SI es el ohmio (Ω).
1 ohmio: un conductor tiene una resistencia de 1 Ω si por él pasa una corriente de 1 A cuando la diferencia de potencial entre sus extremos es de 1 V. Es decir, 1 Ω = 1 V/A.
Un reóstato (resistencia variable) permite cambiar la corriente sin cambiar la pila. Los buenos conductores (cobre, plata) tienen poca resistencia; los aislantes (vidrio, caucho) tienen una resistencia altísima.
Experimento para comprobar la ley de Ohm
Conecta en serie un hilo de nicromo (la resistencia), un amperímetro, un interruptor y una batería de pilas. Conecta un voltímetro en paralelo con el hilo de nicromo. Empieza con una pila y anota la lectura del amperímetro I y la del voltímetro V. Después usa 2, 3 y 4 pilas y anota las lecturas cada vez. Calcula V/I en cada fila: sale casi igual. Dibuja V en el eje y frente a I en el eje x.
La gráfica V–I
Para un cable metálico a temperatura constante, la gráfica V–I es una recta que pasa por el origen. La pendiente (V/I) de esa recta es la resistencia. Una recta V–I más inclinada significa una resistencia mayor. (En una gráfica I–V la pendiente es 1/R, así que una recta I–V más inclinada significa menor resistencia.) Los conductores que dan una recta se llaman óhmicos. Una bombilla de filamento se calienta, su resistencia sube y su gráfica se curva; un diodo tampoco es óhmico.
¿De qué depende la resistencia?
La resistencia de un cable depende de su longitud, de su grosor (área de la sección transversal), de su material y de su temperatura: R = ρL/A. Esto se explica con detalle, con un cable 3D que puedes estirar, en la lección Resistencia y resistividad.
Fórmulas y definiciones clave
- V = I × R
- I = V / R, R = V / I
- 1 Ω = 1 V / 1 A
- Pendiente de la gráfica V–I = R; pendiente de la gráfica I–V = 1/R
- Unidades: V en voltios (V), I en amperios (A), R en ohmios (Ω)
Ejemplos resueltos
1. Una batería de 12 V se conecta a una resistencia de 4 Ω. Calcula la corriente.
I = V / R = 12 / 4 = 3 A.
2. Por una lámpara pasa una corriente de 0.5 A cuando se le aplican 230 V. Calcula su resistencia.
R = V / I = 230 / 0.5 = 460 Ω.
3. ¿Qué voltaje hace falta para empujar 2 A por una estufa de 15 Ω?
V = I × R = 2 × 15 = 30 V.
4. Por una resistencia pasan 1.2 A con 6 V. ¿Qué corriente pasa con 15 V (misma temperatura)?
R = 6 / 1.2 = 5 Ω. I = 15 / 5 = 3 A.
5. Una plancha eléctrica toma 4 A de una red de 220 V. Calcula su resistencia.
R = V / I = 220 / 4 = 55 Ω.
6. En un experimento las lecturas (V, I) son (1.5 V, 0.3 A), (3 V, 0.6 A), (4.5 V, 0.9 A). ¿El cable cumple la ley de Ohm? Calcula R.
V/I = 1.5/0.3 = 3/0.6 = 4.5/0.9 = 5 Ω en cada caso. El cociente es constante, así que el cable cumple la ley de Ohm y R = 5 Ω.
Errores comunes
- Usar miliamperios sin convertir: 200 mA = 0.2 A.
- Creer que la ley de Ohm vale para todos los aparatos. Las bombillas y los diodos no dan una recta V–I.
- Decir que la resistencia depende del voltaje. En un conductor óhmico R es constante; V e I cambian juntos.
- Confundir las pendientes: en V–I la pendiente es R, pero en I–V es 1/R.