Ley de Ohm

Para enteder como trabaja la ley de Ohm debes comprender la diferencia entre tensión, resistencia e intensidad, en este link puedes aprender que es y la diferencia entre tensión, resistencia e intensidad: Tension, resistencia e intensidad

Una vez comprendidos los conceptos de voltaje, intensidad y resistencia podemos aprender una de las leyes más importante de la electricidad y la electrónica, la “Ley de Ohm”.

En este triángulo vemos representadas 3 letras, V de tensión, I de intensidad y R de resistencia. La fórmula que relaciona los 3 valores es la siguiente y se llama Ley de Ohm:

       V = R · I

Podemos expresar la tensión como el resultado de multiplicar la resistencia por la intensidad. Por ejemplo en el circuito siguiente:

En esta imagen la intensidad son los electrones que están en movimiento en el circuito, si el medio que utilizamos para poner en movimiento los electrones es un cable de cobre, el número de electrones en movimiento dependerá de la cantidad de electrones que disponga el cable.

La tensión es la fuerza de atracción que provoca el movimiento de los electrones, mientras que la resistencia es el material que se opone al paso de los electrones, restando de esta manera tensión en el circuito. Normalmente utilizamos resistencias para restar tensión en el circuito y proteger algún componente para que no se queme o deteriore.

En el circuito de arriba podemos ver 3 zonas donde cambiará el valor de la resistencia o tensión. Estas 3 zonas las llamaremos nodos, vamos a analizar estos 3 nodos:

El primer nodo lo tenemos entre la fuente de alimentación y la resistencia. Si medimos tensión en este nodo o tramo de circuito observamos que la tensión es 24 V, en este nodo no tenemos ningún elemento que se oponga al paso de corriente con lo cual el valor de la resistencia es 0 y la intensidad es 22,3 mA (miliamperios).

El segundo nodo o tramo del cable está entre la resistencia y el led, en este nodo tenemos una tensión de unos 2.01 voltios, esta caída de tensión es debida a la resistencia, la resistencia que tenemos en este nodo con respecto al primer nodo es de 1 KΩ (Kilo Ohmio) que es valor de la resistencia instalada en el circuito. La intensidad o el número de electrones pasando por este nodo es el mismo que en el primer nodo, esto es debido a que el número de electrones es el mismo en todo el circuito, puesto que el mismo número de electrones que sale desde la fuente de alimentación será el número de electrones que recorrerá el circuito.

El tercer nodo está conectado a tierra y al polo negativo de la fuente de alimentación, la tensión de este nodo es 0 V, la resistencia en esta parte del circuito será la suma de las resistencias del circuito, en este caso la suma de la resistencia del primer nodo más la resistencia del led (75 ohmios), en total 1075 ohmios. En cuanto a la intensidad como ya hemos comentado será la misma que en los otros dos nodos, 22,3 mA. 

Todos estos valores en cada uno de los nodos podemos comprobarlos con la fórmula que nos enseña la ley de Ohm. Si queremos conocer la tensión despejamos tensión, intensidad y resistencia de: V = R x I; Si queremos conocer la resistencia utilizaremos la fórmula R = V / I; Y si lo que queremos conocer es la intensidad utilizaremos I = V / R.

Vamos a utilizar como ejemplo el circuito anterior, y calcularemos las 3 igualdades en cada uno de los elementos del circuito.

Con respecto a la fuente de alimentación:

La fuente de alimentación suministra 24 voltios al circuito en corriente continua. Y el circuito necesita 22.3 mA (0,0223 A) para iluminar la lámpara. En cálculos quedaría:

La primera parte del circuito, donde tenemos la fuente de alimentación, el primer nodo y la resistencia tendríamos una tensión con una valor de 24 voltios, la resistencia ofrecida en este tramo seria 1076 ohmios y la intensidad circulando por esta parte del circuito son 0,0223 amperios.

En el segundo tramo del circuito tenemos el nodo 2 y la lámpara, los cálculos quedarían así:

En esta parte del circuito vemos una caída de tensión provocada por la resistencia hacia los 1,67 voltios, de esta manera protegemos la lámpara, la corriente será la misma (22,3 mA), puesto que la corriente debe ser la misma para todo el circuito y la resistencia que ofrece este tramo de circuito junto con la lámpara es de 74,8 ohmios, que prácticamente es la resistencia de la lámpara puesto que la resistencia del cableado o pista del circuito es prácticamente inexistente.

El último tramo del circuito, nodo 3, está conectado al polo negativo y a tierra, con lo cual, la tensión seria cero voltios,  el circuito no ofrece apenas resistencia al paso de corriente, y el número de amperios es igual al resto del circuito, 22,3 mA.