Si estás comenzando en el mundo de la electricidad y la electrónica, seguro que has escuchado mil veces la famosa Ley de Ohm. Y no es para menos, ya que es una ley fundamental en este ámbito. No es nada complicada, y se suele aprender al comienzo por lo esencial que es, pese a eso, aún hay algunos principiantes que la desconocen.
En esta guía podrás aprender todo lo necesario sobre esta Ley de Ohm, desde qué es, hasta las distintas fórmulas que tienes que aprender, cómo se puede usar en aplicaciones prácticas, etc. Y para facilitar aún más las cosas haré una comparativa mucho más intuitiva entre un sistema eléctrico y uno de agua o hidráulico…
Comparativa con un sistema hidráulico
Antes de comenzar me gustaría que tuvieses una idea clara de cómo funciona un sistema eléctrico. Puede parecer algo complicado y mucho más abstracto que otros sistemas, como uno hidráulico donde tienes un líquido fluyendo por distintos tubos. Pero ¿y si hicieses un ejercicio de imaginación e imaginases que los electrones de la electricidad son agua? Tal vez te ayudaría a comprender de una forma rápida y básica cómo funcionan realmente las cosas.
Para ello te voy a realizar una comparativa entre un sistema eléctrico y uno hidráulico. Si lo comienzas a visualizar de esta forma será mucho más intuitivo:
- Conductor: imagina que es un tubo o manguera de agua.
- Aislante: puedes pensar en un elemento que detenga el flujo de agua.
- Electricidad: no es más que un flujo de electrones recorriendo un conductor, por lo que podrías imaginarlo como un flujo de agua recorriendo un tubo.
- Voltaje: para que fluya el voltaje o tensión por un circuito se necesita que haya una diferencia de potencial entre dos puntos, es como si necesitases un desnivel entre dos puntos entre los que quieres que fluya el agua. Es decir, puedes imaginar el voltaje como la presión del agua de un tubo.
- Resistencia: como su propio nombre indica es una resistencia al paso de electricidad, es decir, algo que se opone. Imagina que pones un dedo en la punta de la manguera de riego de tu jardín… eso dificultará que el chorro salga y aumentará la presión del agua (voltaje).
- Intensidad: la intensidad o corriente que viaja por un conductor eléctrico se puede asemejar a la cantidad de agua que viaja por un tubo. Por ejemplo, imagina que un tubo es de 1″ (menor intensidad) y otro tubo de 2″ (mayor intensidad) van llenos de este líquido.
Esto también te podría llevar a pensar que puedes comparar los componentes eléctricos con hidráulicos:
- Una pila, batería o fuente de alimentación: puede ser como una fuente de agua.
- Condensador: se puede entender como un depósito de agua.
- Transistor, relé, interruptor…: estos dispositivos de control se pueden entender como un grifo que puedes abrir y cerrar.
- Resistencia: puede ser la resistencia que pones cuando presionas el dedo sobre el extremo de una manguera de agua, algunos reguladores/boquillas para jardín, etc.
Por supuesto, también puedes reflexionar sobre lo dicho en este apartado para sacar otras conclusiones. Por ejemplo:
- Si aumentas la sección de la tubería (intensidad) bajará la resistencia (véase Ley de Ohm -> I=V/R).
- Si aumentas la resistencia en la tubería (resistencia), el agua sale con mayor presión a igual caudal (véase Ley de Ohm -> V=I·R).
- Y que si aumentas el caudal de agua (intensidad) o la presión (voltaje) y apuntas el chorro hacia ti, hará más daño (descarga eléctrica más peligrosa).
Espero que con estos símiles lo hayas comprendido algo mejor…
¿Qué es la Ley de Ohm?
La Ley de Ohm es una relación fundamental entre tres magnitudes básicas que son la intensidad de corriente, la tensión o voltaje, y la resistencia. Algo fundamental para entender los principios de funcionamiento de los circuitos.
Se llama así gracias a su descubridor, el físico alemán George Ohm. Él pudo observar que a una temperatura constante, la corriente eléctrica que fluía a través de una resistencia lineal fija es directamente proporcional al voltaje aplicado a través de ella e inversamente proporcional a la resistencia. Es decir, I=V/R.
Esas tres magnitudes de la fórmula se pueden despejar para calcular el voltaje respecto a los valores de intensidad y resistencia, o también la resistencia en función del voltaje y la intensidad dadas. Es decir:
- I=V/R
- V=I·R
- R=V/I
Siendo I la intensidad de corriente del circuito expresada en amperios, V el voltaje o tensión expresado en voltios, y R la resistencia expresada en ohmios.
Por ejemplo, imagina que tienes una lámpara que consume 3A y que funciona a 20v. Para calcular la resistencia podrías aplicar:
- R=V/I
- R=20/3
- R≈6.6 Ω
Muy sencillo, ¿verdad?
Aplicaciones de la Ley de Ohm
Las aplicaciones de la Ley de Ohm son ilimitadas, pudiéndolas aplicar a multitud de cálculos y problemas de cálculo para obtener algunas de las tres magnitudes que relaciona en circuitos. Incluso cuando los circuitos son extremadamente complejos, se pueden ir simplificando para poder aplicar esta ley…
Debes saber que existen dos condiciones excepcionales dentro de la Ley de Ohm cuando se habla de un circuito, y estas son:
- Cortocircuito: en este caso es cuando dos pistas o componentes del circuito están en contacto, como cuando hay un elemento que está haciendo contacto entre dos conductores. Eso da lugar a un efecto muy radical donde la corriente se iguala al voltaje y termina quemando o dañando los componentes.
- Circuito abierto: es cuando un circuito se interrumpe, ya sea intencionadamente usando un interruptor, o porque algún conductor se ha cortado. En este caso, si se observase el circuito desde la perspectiva de la Ley de Ohm se podría comprobar que hay una resistencia infinita, por lo que no es capaz de conducir corriente. En este caso, no es destructivo para los componentes del circuito, pero no funcionará mientras dure el circuito abierto.
Potencia
Aunque la Ley de Ohm básica no incluye la magnitud de la potencia eléctrica, se puede usar como base para su cálculo en circuitos eléctricos. Y es que la potencia eléctrica depende del voltaje y de la intensidad (P=I·V), algo a lo que la propia Ley de Ohm puede ayudar a calcular…