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Energía · Los circuitos eléctricos

La ley de Ohm

Te conviene dominar: Circuitos eléctricos básicos (2° de secundaria)

Conectas el cargador de tu celular y funciona sin problema, pero si conectaras un foco chiquito directo a una pila fuerte, se fundiría. ¿Cómo se relaciona lo que "empuja" la pila con lo que "frena" el foco y con la corriente que realmente circula? Hay una fórmula tan útil que tiene nombre propio: la ley de Ohm.

La fórmula: V = I R

En el laboratorio conectamos un hilo metálico a varias pilas y anotamos: con $1.5\ \text{V}$ circulan $0.25\ \text{A}$; con $3\ \text{V}$ pasan $0.50\ \text{A}$; con $4.5\ \text{V}$ se miden $0.75\ \text{A}$. Al dividir cada voltaje entre su corriente, el resultado es siempre $6$. ¿Qué ley relaciona el empuje de la pila con la corriente que logra circular?

De esa misma igualdad se despejan las otras dos magnitudes:

$$I = \frac{V}{R} \qquad\qquad R = \frac{V}{I}$$
Practica★☆☆Sin empezar
Escribe la fórmula de la ley de Ohm y señala qué magnitud representa cada letra, indicando la unidad en que se mide cada una.

Escribe la fórmula de la ley de Ohm y señala qué magnitud representa cada letra, indicando la unidad en que se mide cada una.

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Practica★☆☆Sin empezar
Por una resistencia de $5\ \Omega$ circula una corriente de $2\ \text{A}$. ¿Qué voltaje hay entre sus extremos?

Por una resistencia de $5\ \Omega$ circula una corriente de $2\ \text{A}$. ¿Qué voltaje hay entre sus extremos?

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Practica★☆☆Sin empezar
Una bombilla de $6\ \Omega$ se conecta a una pila de $12\ \text{V}$. ¿Qué intensidad la atraviesa?

Una bombilla de $6\ \Omega$ se conecta a una pila de $12\ \text{V}$. ¿Qué intensidad la atraviesa?

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Calcular voltaje, corriente o resistencia

Según el dato que falte, usamos una de las tres formas de la fórmula. Juega con el interactivo y fíjate en cómo cambian la corriente y el brillo del foco al mover los deslizadores.

Practica★☆☆Sin empezar
Al conectar el motor de un barco de juguete a una pila de $9\ \text{V}$, pasa por él una corriente de $3\ \text{A}$. ¿Cuál es la resistencia del motor?

Al conectar el motor de un barco de juguete a una pila de $9\ \text{V}$, pasa por él una corriente de $3\ \text{A}$. ¿Cuál es la resistencia del motor?

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Practica★★☆Sin empezar
Una bombilla de $300\ \Omega$ se conecta a una pila de $9\ \text{V}$. Calcula la intensidad que la atraviesa y expresa el resultado en amperios y en miliamperios.

Una bombilla de $300\ \Omega$ se conecta a una pila de $9\ \text{V}$. Calcula la intensidad que la atraviesa y expresa el resultado en amperios y en miliamperios.

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Practica★★☆Sin empezar
Por el zumbador de un timbre, conectado a $4.5\ \text{V}$, circulan $300\ \text{mA}$. a) Expresa esa intensidad en amperios. b) Calcula la resistencia del zumbador.

Por el zumbador de un timbre, conectado a $4.5\ \text{V}$, circulan $300\ \text{mA}$.

  1. a) Expresa esa intensidad en amperios.
  2. b) Calcula la resistencia del zumbador.
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Qué pasa si cambio el voltaje o la resistencia

Practica★★☆Sin empezar
Un circuito tiene una pila de $6\ \text{V}$ y una resistencia de $3\ \Omega$. a) Calcula la intensidad que circula. b) Si cambiamos la resistencia por una de…

Un circuito tiene una pila de $6\ \text{V}$ y una resistencia de $3\ \Omega$.

  1. a) Calcula la intensidad que circula.
  2. b) Si cambiamos la resistencia por una de $6\ \Omega$, ¿cuál es ahora la intensidad?
  3. c) Explica qué le ocurre a la corriente cuando la resistencia se hace el doble manteniendo la misma pila.
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Practica★★☆Sin empezar
Con una pila de $5\ \text{V}$ conectada a una resistencia de $10\ \Omega$ circula cierta corriente. a) Calcúlala. b) ¿Qué intensidad circularía con una pila de…

Con una pila de $5\ \text{V}$ conectada a una resistencia de $10\ \Omega$ circula cierta corriente.

  1. a) Calcúlala.
  2. b) ¿Qué intensidad circularía con una pila de $10\ \text{V}$ y la misma resistencia?
  3. c) ¿Cómo cambia la corriente al duplicar el voltaje? Relaciónalo con la ley de Ohm.
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Practica★★★Sin empezar
Andrea dice: «Si duplicamos el voltaje, la intensidad también se duplica». Bruno responde: «No, se hace la mitad». a) ¿Quién tiene razón si la resistencia no cambia? b)…

Andrea dice: «Si duplicamos el voltaje, la intensidad también se duplica». Bruno responde: «No, se hace la mitad».

  1. a) ¿Quién tiene razón si la resistencia no cambia?
  2. b) Compruébalo calculando la intensidad que atraviesa una resistencia de $8\ \Omega$ con $8\ \text{V}$ y con $16\ \text{V}$.
  3. c) Escribe una frase que resuma la relación entre voltaje e intensidad según la ley de Ohm.
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La analogía del agua

Imagina un depósito elevado que alimenta una tubería, como un tinaco en una azotea. La altura del depósito es el voltaje, el caudal es la corriente y lo estrecha que sea la tubería es la resistencia.

Circuito Agua
Voltaje $V$ Altura del depósito
Corriente $I$ Caudal
Resistencia $R$ Estrechez de la tubería

Con la misma altura, una tubería más estrecha deja pasar menos caudal. Para recuperar el caudal, subes el depósito: en el circuito, aumentas el voltaje.

Practica★★☆Sin empezar
Queremos que por una bombilla de $10\ \Omega$ circulen $1.2\ \text{A}$. a) ¿Qué voltaje hay que aplicarle? b) Si solo tenemos una pila de $6\ \text{V}$, ¿qué resistencia…

Queremos que por una bombilla de $10\ \Omega$ circulen $1.2\ \text{A}$.

  1. a) ¿Qué voltaje hay que aplicarle?
  2. b) Si solo tenemos una pila de $6\ \text{V}$, ¿qué resistencia debería tener la bombilla para que pasara esa misma corriente?
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Practica★★☆Sin empezar
Dos bombillas, una de $45\ \Omega$ y otra de $90\ \Omega$, se conectan por separado a la misma pila de $9\ \text{V}$. a) Calcula la intensidad que atraviesa cada una. b)…

Dos bombillas, una de $45\ \Omega$ y otra de $90\ \Omega$, se conectan por separado a la misma pila de $9\ \text{V}$.

  1. a) Calcula la intensidad que atraviesa cada una.
  2. b) ¿Cuál brilla más? Razona la respuesta relacionando resistencia y corriente.
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Practica★★★Sin empezar
Usa la analogía hidráulica (altura del depósito = voltaje, caudal = intensidad, estrechez de la tubería = resistencia): a) Explica por qué al aumentar la resistencia de…

Usa la analogía hidráulica (altura del depósito = voltaje, caudal = intensidad, estrechez de la tubería = resistencia):

  1. a) Explica por qué al aumentar la resistencia de un circuito disminuye la corriente si el voltaje no cambia.
  2. b) Compruébalo con números: calcula la intensidad para una pila de $12\ \text{V}$ con resistencias de $6\ \Omega$ y de $12\ \Omega$.
  3. c) Tras «estrechar la tubería», ¿qué podrías hacer con el «depósito» para recuperar el caudal inicial? ¿A qué equivale eso en el circuito?
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Resistencias que no cumplen la ley de Ohm

Si repetimos las medidas con el filamento de un foco incandescente, al subir el voltaje de $4\ \text{V}$ a $6\ \text{V}$ la corriente no crece en la misma proporción: sube menos de lo esperado. ¿Por qué en algunos dispositivos la relación entre voltaje y corriente deja de ser constante?

Gráfica de corriente frente a voltaje que compara la recta de un resistor óhmico con la curva de un foco incandescente, que empieza más inclinada y se aplana al subir el voltaje corriente I (A) voltaje V (V) 0 resistor: recta I proporcional a V foco: se curva la resistencia aumenta la curva se aplana
Practica★★★Sin empezar
Medimos la corriente que atraviesa una resistencia aplicando distintos voltajes, como recoge la gráfica: con $2\ \text{V}$ pasan $0.5\ \text{A}$; con $4\ \text{V}$,…

Medimos la corriente que atraviesa una resistencia aplicando distintos voltajes, como recoge la gráfica: con $2\ \text{V}$ pasan $0.5\ \text{A}$; con $4\ \text{V}$, $1\ \text{A}$; y con $6\ \text{V}$, $1.5\ \text{A}$.

2468 0.511.5 Voltaje (V)Intensidad (A) R = ?
  1. a) Calcula el valor de la resistencia en cada medida.
  2. b) ¿Qué concluyes?
  3. c) Predice la intensidad que mediremos si aplicamos $12\ \text{V}$.
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Practica★★★Sin empezar
En un experimento con una bombilla de filamento obtienes, como recoge la gráfica: con $2\ \text{V}$ pasan $0.5\ \text{A}$; con $4\ \text{V}$, $0.8\ \text{A}$; y con…

En un experimento con una bombilla de filamento obtienes, como recoge la gráfica: con $2\ \text{V}$ pasan $0.5\ \text{A}$; con $4\ \text{V}$, $0.8\ \text{A}$; y con $6\ \text{V}$, $1\ \text{A}$.

Gráfica de intensidad frente a voltaje en una bombilla de filamento 2 4 6 8 0.5 1 1.5 Voltaje (V) Intensidad (A)
  1. a) Calcula la resistencia aparente de la bombilla en cada caso.
  2. b) ¿Cumple la bombilla la ley de Ohm, es decir, mantiene constante su resistencia?
  3. c) Sabiendo que el filamento se pone al rojo al brillar, propón una explicación para lo observado.
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Practica★★★Sin empezar
Con una pila de $9\ \text{V}$ medimos la corriente para varias resistencias: con $3\ \Omega$ pasan $3\ \text{A}$; con $9\ \Omega$, $1\ \text{A}$; y con $18\ \Omega$,…

Con una pila de $9\ \text{V}$ medimos la corriente para varias resistencias: con $3\ \Omega$ pasan $3\ \text{A}$; con $9\ \Omega$, $1\ \text{A}$; y con $18\ \Omega$, $0.5\ \text{A}$.

  1. a) Comprueba que las tres medidas cumplen la ley de Ohm.
  2. b) Predice la intensidad para una resistencia de $45\ \Omega$.
  3. c) ¿Qué resistencia habría que conectar para que circularan $0.1\ \text{A}$?
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Resistencias una a continuación de otra

Cuando se colocan dos resistencias en el mismo camino, una a continuación de la otra (en serie), la corriente tiene que atravesar las dos. Es como estrechar la tubería en dos tramos: la dificultad total se suma.

Más adelante, en el apartado de circuitos en serie y en paralelo, verás esto con más detalle.

Practica★★★Sin empezar
Una resistencia desconocida se conecta a una pila de $24\ \text{V}$ y el amperímetro marca $1.5\ \text{A}$, como se muestra en la figura. a) Calcula el valor de la…

Una resistencia desconocida se conecta a una pila de $24\ \text{V}$ y el amperímetro marca $1.5\ \text{A}$, como se muestra en la figura.

A 24 VR = ?1.5 A
  1. a) Calcula el valor de la resistencia.
  2. b) ¿Qué marcaría el amperímetro si la cambiáramos a una pila de $8\ \text{V}$?
  3. c) Volvemos a la pila de $24\ \text{V}$ y colocamos una segunda resistencia idéntica a continuación de la primera, por el mismo camino. Razona qué ocurre con la resistencia total y calcula la nueva intensidad.
Resolver

Proteger un circuito con una resistencia

Esquema de un circuito en serie con una pila, una resistencia de protección y un LED, con el sentido convencional de la corriente R protección R pila + − LED sentido convencional de la corriente I
Practica★★☆Sin empezar
Un cargador USB da $5\ \text{V}$ y alimenta un accesorio de $250\ \Omega$. Calcula la corriente que suministra y exprésala en amperios y en miliamperios.

Un cargador USB da $5\ \text{V}$ y alimenta un accesorio de $250\ \Omega$. Calcula la corriente que suministra y exprésala en amperios y en miliamperios.

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Practica★★☆Sin empezar
Una resistencia de $9\ \Omega$ necesita que la atraviesen $0.5\ \text{A}$ para funcionar correctamente. a) ¿Qué voltaje hay que aplicarle? b) ¿Nos sirve una pila de…

Una resistencia de $9\ \Omega$ necesita que la atraviesen $0.5\ \text{A}$ para funcionar correctamente.

  1. a) ¿Qué voltaje hay que aplicarle?
  2. b) ¿Nos sirve una pila de petaca de $4.5\ \text{V}$? Justifícalo con el cálculo.
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Practica★★★Sin empezar
El hilo de una maqueta se funde si por él circulan más de $2\ \text{A}$, y la alimentamos con una pila de $12\ \text{V}$. a) ¿Qué resistencia mínima debe tener el…

El hilo de una maqueta se funde si por él circulan más de $2\ \text{A}$, y la alimentamos con una pila de $12\ \text{V}$.

  1. a) ¿Qué resistencia mínima debe tener el circuito para que el hilo no se funda?
  2. b) ¿Qué ocurre si colocamos una resistencia de $4\ \Omega$? Justifícalo con el cálculo.
Resolver
Practica★★★Sin empezar
Un LED de juguete admite como máximo $0.02\ \text{A}$; si pasa más corriente, se quema. Lo conectamos a una pila de $9\ \text{V}$ con una resistencia de protección en el…

Un LED de juguete admite como máximo $0.02\ \text{A}$; si pasa más corriente, se quema. Lo conectamos a una pila de $9\ \text{V}$ con una resistencia de protección en el mismo camino, como se muestra en la figura.

9 VR = ?LED
  1. a) ¿Qué valor mínimo debe tener esa resistencia?
  2. b) ¿Qué pasaría si conectáramos el LED directamente a la pila, sin resistencia? Explícalo usando la ley de Ohm.
Resolver

Vuelve al principio: el foco chiquito se fundiría con una pila fuerte porque, con más voltaje y la misma resistencia, la corriente crece en proporción ($I = V/R$) hasta superar lo que el filamento aguanta.

Resumen

Ver todos los ejercicios de este apartado