Ley de Ohm

La ley de ohm, es una ecuación que se utiliza con mucha frecuencia en los circuitos eléctricos/electrónicos, sin embargo, hay muchas cosas que mencionar porque en realidad no es una ley. Quizá por costumbre es que se le sigue llamando así, pero sólo en algunos casos específicos se cumple. En este blog, vamos a analizar ¿qué es la ley de ohm?, ¿cuándo se cumple la ley de ohm? Y algunos ejemplos.

Ley de ohm fórmula

Para definir la ley de ohm es necesario definir la fórmula que la caracteriza, esta es utilizada con tanta frecuencia que memorizarla es muy recomendable.

V=R*I

Podemos recordarla como “Victoria (V) es la reina (R) de Inglaterra (I)”, esta ecuación nos define el voltaje que hay en una resistencia con un flujo de corriente determinado, asimismo, otra forma de escribir la fórmula de la ley de ohm despejando sería:

I=V/R

Que nos indica la corriente que fluye a través de una resistencia dependiendo del voltaje aplicado. Y por último despejando:

R=V/I

Expresando el valor de la resistencia dependiendo del valor de voltaje y corriente que exista en el dispositivo fluyendo a través de este con ese valor de voltaje específico.

¿Qué dice la ley de ohm?

Si analizamos un poco más la fórmula podemos observar que dependiendo del voltaje en una resistencia es la cantidad de corriente que fluirá a través del dispositivo resistivo (resistencia). Podemos pensar que la corriente quiere llegar o fluir de un lado a otro del dispositivo y aquello que “lo empuja” o hace que se mueva es el voltaje, sin embargo, la resistencia evita o detiene a la corriente y sólo deja pasar una parte de la corriente. Esto se puede entender mejor con la siguiente imagen:

Ahora bien, desde un punto de vista más analítico, podemos graficar la ley de ohm y ver que será una recta que pasa por el origen, la pendiente de qué tan rápido sube o baja la corriente dependiendo del voltaje es la resistencia, es decir la pendiente será:

R=V/I

Para que esto se cumpla, hay varias cosas que deben de suceder, como que el dispositivo debe de ser independiente de la magnitud y polaridad del voltaje, es decir, el dispositivo se debe de comportar igual si aplicamos voltaje positivo o voltaje negativo, también debe de mantener la misma relación de corriente que fluye a través de él si aumentamos o disminuimos el voltaje.

¿Cuándo se cumple la ley de ohm?

La ley de ohm se cumple si el dispositivo no se ve afectado por la magnitud y la polaridad, pero entonces, ¿qué sucede con un diodo?

Como podemos observar, la corriente que fluye a través del diodo no es lineal, si el voltaje es menos de 0.7 en un diodo de silicio casi no habrá flujo de corriente, sin embargo, si aumentamos el voltaje más allá de 0.7 la corriente empieza a aumentar de manera exponencial. Aquí podemos ver que la magnitud del voltaje sí afecta la relación de corriente.

También podemos ver que si invertimos la polaridad del voltaje en un diodo este no conducirá corriente en voltajes negativos, así que tampoco aplica la ley de ohm en estos casos.

Es importante mencionar este dato porque la microelectrónica moderna funciona con dispositivos que no obedecen la ley de ohm, como es el caso de un diodo o transistor. Por ejemplo, la computadora o el celular en el que estamos leyendo esta nota ¡está formado en su mayoría por dispositivos que no obedecen la ley de ohm! Si quieres saber más sobre cómo funcionan los transistores da click aquí para ir a nuestro video de youtube.

Otra forma de expresar la ley de ohm

Ahora bien, si medimos la caída de voltaje de cualquier dispositivo a cierto flujo de corriente podríamos saber la resistencia a ese valor de voltaje y corriente, sin embargo, esto no siempre nos sirve para predecir otros comportamientos como normalmente se utiliza la ley de ohm ya que la respuesta no siempre es lineal.

Así que para poder expresar la ley de ohm pero de una forma más general sería enfocarnos en materiales en lugar de dispositivos, así pues la relación correcta sería:

E=ρ*J

Si nos damos cuenta, esta fórmula ya se ha discutido en el blog de resistividad, donde en lugar de tener voltaje, tenemos “Campo eléctrico(E)”, en lugar de tener resistencia tenemos “Resistividad (ρ)” y en lugar de corriente es “Densidad de corriente (J)”.

Así que con esto podemos comentar que un material conductor obedece la ley de ohm cuando la resistividad del material es independiente de la magnitud y dirección del campo magnético.

Por último, quisiera mencionar que todos los materiales homogéneos conductores o semiconductores obedecen la ley de ohm siempre y cuando el campo eléctrico no sea demasiado fuerte.

Ley de ohm ejemplos

Sin embargo, para ejemplificar y facilitar los cálculos y las mediciones, vamos a utilizar la expresión comúnmente conocida como “Ley de Ohm” para ver ejemplos y aplicaciones.

Entonces si nosotros tenemos el siguiente circuito, ¿cuál sería la corriente que fluirá por la resistencia?

Como podemos ver la fuente de voltaje es de 12 volts, (quizá la batería de un coche) y la resistencia de carga es de 100 Ohms, así que la corriente que fluye es de 0.12 amperios. Esto lo obtenemos por la siguiente fórmula:

0.12A=12V/100 Ω

Si en lugar de tener el voltaje y la resistencia sólo conocemos la corriente y la resistencia podemos calcular la caída de voltaje en el dispositivo haciendo simples despejes de las fórmulas antes mencionadas. Y así podemos resolver todos los problemas siempre y cuando tengamos dos valores y una incógnita.

Otra forma de ejemplificar la ley de ohm podemos verla con las fuentes de voltaje y las fuentes de corriente. Como se ve en las siguientes tablas, al estar limitadas por la potencia, las fuentes de voltaje y de corriente cambian siguiendo la ley de ohm. Para más información de fuentes de voltaje da click aquí.

Equipos para medir con ley de ohm

Muchos de estos conceptos son utilizados en equipos de prueba y medición como los que vendemos en AcMax, un gran ejemplo son los multímetros, ya que muchas veces para hacer mediciones de voltaje, corriente y resistencia estos dispositivos se basan en la ley de ohm. Te invito a leer qué es un multímetro y cómo usar un multímetro para entender mejor este concepto.

Conclusiones

La ley de ohm es una fórmula muy utilizada en la electrónica de hoy en día, sin embargo si queremos especializarnos en la microelectrónica moderna muchas veces es tomar en cuenta otros conceptos como lo son la física de materiales.

Si existe alguna duda o comentario por favor déjanoslo en nuestra sección de comentarios.

Referencias

Halliday, D., Resnick, R. & Walker, J. . (2013). Fundamentos de Física. México: Grupo editorial Patria

Escrito por Edgar Gastellou ingeniero de aplicaciones de AcMax de México. Última revisión 20 de Septiembre del 2023.

Material gráfico por Belén Palomeque CM de AcMax de México.

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