Ley de Ohm y divisor de tensión
Cambia la tensión y las resistencias y mira cómo fluye la corriente y cómo se reparte la tensión. El color de los cables indica su potencial.
La ley de Ohm
La ley de Ohm relaciona las tres magnitudes básicas de un circuito: la tensión V (en voltios), que empuja a las cargas; la corriente I (en amperios), que es la cantidad de carga que pasa por segundo; y la resistencia R (en ohmios), que se opone a su paso.
V = I · R I = V / R R = V / I
Una analogía útil es el agua en una tubería: la tensión es la presión, la corriente es el caudal y la resistencia es un estrechamiento. Con más presión pasa más agua; con un tubo más estrecho, menos. En la gráfica corriente-tensión, una resistencia es una recta cuya pendiente es 1/R.
Potencia
La energía que la resistencia convierte en calor cada segundo es la potencia P = V · I = I² · R, en vatios. Por eso las resistencias tienen una potencia máxima: una resistencia típica de 1/4 de vatio se quema si disipa más.
El divisor de tensión
Con dos resistencias en serie, la corriente es la misma en ambas y la tensión de la pila se reparte en proporción a su valor. La tensión en R2 es:
Vout = Vin · R2 / (R1 + R2)
El divisor de tensión está en todas partes: para leer sensores resistivos (luz, temperatura), adaptar niveles lógicos de 5 V a 3,3 V o fijar la polarización de un transistor. Ojo: si conectas una carga a la salida, esta queda en paralelo con R2 y la tensión baja; por eso un divisor no sirve como fuente de alimentación.
Preguntas frecuentes
¿Qué resistencia necesita un LED?
Se calcula con la ley de Ohm aplicada a la tensión que sobra: R = (Vfuente − VLED) / I. Para un LED rojo (unos 2 V) a 20 mA con una fuente de 5 V, R = (5 − 2) / 0,02 = 150 Ω. Los LED azules y blancos caen unos 3 V, así que con 5 V bastan unos 100 Ω. Si el resultado no es un valor comercial, elige el siguiente más alto.
¿Qué potencia debe aguantar la resistencia?
Calcula la potencia que disipa con P = I² · R o P = V² / R y elige una resistencia que aguante al menos el doble. En el ejemplo del LED, P = 0,02² × 150 = 0,06 W, así que una resistencia normal de 1/4 W va sobrada. Si se queda corta, se calienta y puede quemarse o cambiar de valor.
¿Cómo bajo 5 V a 3,3 V con un divisor de tensión?
Con Vout = Vin · R2 / (R1 + R2) necesitas que R2 sea el doble que R1: por ejemplo, R1 = 10 kΩ y R2 = 20 kΩ dan 3,33 V. Sirve para adaptar una señal lógica de 5 V a la entrada de un microcontrolador de 3,3 V, pero no para alimentar nada: en cuanto la carga consume corriente, la tensión de salida cae.
¿La ley de Ohm se cumple siempre?
Solo en los materiales llamados óhmicos, como las resistencias y los cables metálicos a temperatura constante. Un LED o un diodo no la cumplen: la corriente crece de forma exponencial con la tensión. Tampoco una bombilla de filamento, cuya resistencia aumenta mucho al calentarse. Aun así, en cada punto de funcionamiento se puede usar R = V / I.