Ley de Ohm Guía

FísicaPrincipianteTiempo de lectura: 3 min

Resumen

La Ley de Ohm es la base del análisis de circuitos, describiendo la relación cuantitativa entre la corriente, el voltaje y la resistencia en un conductor. A través de esta simulación interactiva, verificarás personalmente la fórmula $V = IR$ y explorarás cómo el voltaje y la resistencia determinan conjuntamente la magnitud de la corriente.

Antecedentes

En 1826, el físico alemán Georg Simon Ohm descubrió esta relación cuantitativa fundamental a través de una extensa experimentación. Aunque sus hallazgos fueron inicialmente ignorados, más tarde demostraron ser uno de los pilares más importantes de la ciencia eléctrica. La Ley de Ohm no solo se aplica a resistencias individuales, sino que también sirve como punto de partida para analizar redes de circuitos complejas.

Conceptos clave

Voltaje ( $V$ )

V \text{ (Voltios, V)}

Es la 'presión' que empuja las cargas para que fluyan, proporcionada por una fuente de energía. Un voltaje más alto proporciona más fuerza impulsora para el movimiento de las cargas. En los diagramas de circuitos, suele estar representado por baterías.

Resistencia ( $R$ )

R \; (\Omega)

La oposición que ofrece un conductor al flujo de corriente. La resistencia está determinada por el material, la longitud y el área de la sección transversal del conductor, y no cambia con el voltaje.

Corriente ( $I$ )

I \text{ (Amperios, A)}

La cantidad de carga que pasa a través de la sección transversal de un conductor por unidad de tiempo. La dirección de la corriente se define como la dirección del movimiento de la carga positiva. En la simulación, se representa por la velocidad de flujo de los puntos luminosos.

Fórmulas y derivación

Ley de Ohm

I = \frac{V}{R}

La corriente en un conductor es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a su resistencia. Esta fórmula solo se aplica a resistencias lineales.

Fórmulas Derivadas

V = IR \quad \text{o} \quad R = \frac{V}{I}

Dados dos parámetros cualesquiera, se puede calcular el tercero. Nota:

R = V/I

solo se utiliza para calcular el valor de la resistencia; la resistencia en sí no cambia con el voltaje.

Pasos del experimento

1
Explorando la Relación Corriente-Voltaje
Mantén el control deslizante de resistencia en $500\Omega$ . Aumenta gradualmente el voltaje de $1.5V$ a $9.0V$ . Observa la tendencia de la corriente ( $I$ ) en el panel de datos. Verás que: cuando la resistencia es constante, cuanto mayor es el voltaje, ¿mayor o menor es la corriente? (Pista: Registra los valores a diferentes voltajes y verifica si son proporcionales).
2
Explorando la Relación Corriente-Resistencia
Mantén el voltaje en $4.5V$ . Aumenta la resistencia de $100\Omega$ a $2000\Omega$ . Observa la velocidad de movimiento de los puntos azules en el circuito. Verás que: cuando el voltaje es constante, cuanto mayor es la resistencia, ¿cómo cambia la corriente? (Pista: Cuando la resistencia se duplica, ¿qué le sucede a la corriente?).
3
Observando Casos Extremos
Intenta ajustar el voltaje al máximo ( $9.0V$ ) y la resistencia al mínimo ( $100\Omega$ ). Notarás una advertencia de 'Corriente Alta'. Cuando la corriente supera los $25mA$ , los componentes en circuitos reales pueden dañarse debido a la rápida generación de calor.
4
Cambiando la Dirección del Flujo
Cambia el 'Sentido del Flujo' para ver la diferencia entre la 'Corriente Convencional' y el 'Flujo de Electrones'. Reflexiona: ¿Por qué solemos usar la dirección de positivo a negativo en el análisis de circuitos?

Resultados del aprendizaje

Comprender y enunciar con precisión la Ley de Ohm y su significado físico
Utilizar con destreza el método de control de variables para diseñar y ejecutar experimentos eléctricos
Dominar la aplicación de $V=IR$ y sus fórmulas derivadas en el análisis de circuitos básicos
Desarrollar el pensamiento científico prediciendo datos experimentales basados en leyes físicas

Aplicaciones reales

Electrodomésticos: Los interruptores atenuadores (dimmers) o los controles de volumen ajustan la corriente cambiando una resistencia variable.
Seguridad Eléctrica: Los fusibles se diseñan según el efecto térmico de la corriente, fundiéndose automáticamente cuando la corriente es demasiado alta (determinada por $V/R$ ).
Tecnología de Sensores: Los sensores de presión en básculas electrónicas funcionan cambiando la resistencia a través de la deformación.
Carga Rápida: Los dispositivos móviles obtienen una mayor corriente ( $I$ ) y potencia ( $P$ ) aumentando el voltaje de carga ( $V$ ) cuando la resistencia ( $R$ ) es limitada.
Medición con Multímetro: Utiliza un voltaje interno conocido y la corriente medida para calcular una resistencia desconocida.

Errores comunes

Error

La resistencia depende del voltaje y la corriente (

R = V/I

, por lo que R cambia si V cambia).

Correcto

La resistencia es una propiedad intrínseca del conductor, como la altura de una persona; no cambia por lo rápido que corras (corriente) o lo fuerte que te empujen (voltaje). La fórmula

R = V/I

simplemente ofrece una forma de medir la resistencia.

Error

Siempre que haya voltaje, debe haber corriente.

Correcto

No exactamente. Al igual que existe presión de agua aunque el grifo esté cerrado. La corriente requiere: 1. Voltaje (fuente de energía); 2. Un circuito cerrado.

Lectura adicional

Wikipedia - Ohm's Law

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Antecedentes

Conceptos clave

Voltaje (VVV)

Resistencia (RRR)

Corriente (III)