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General

Calculadora de Ley de Ohm

Calcula tensión, corriente, resistencia y potencia usando la Ley de Ohm y la Ley de Joule.

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Fórmula

V=IR,P=IV=I2R=V2RV = IR, \quad P = IV = I^2R = \frac{V^2}{R}
V— Tensión (V)
I— Actual (A)
R— Resistencia (Ω)
P— Potencia (W)

Cómo Funciona

La calculadora de la ley de Ohm calcula el voltaje, la corriente, la resistencia y la disipación de energía, algo esencial para el diseño de circuitos, la selección de componentes y la presupuestación de energía. Los ingenieros eléctricos, los técnicos y los aficionados la utilizan para dimensionar las resistencias, calcular las corrientes de carga y verificar las potencias nominales antes de crear prototipos. Según el libro «Art of Electronics» de Horowitz & Hill (3ª ed., pág. 1), V=IR es la relación fundamental que rige todos los circuitos resistivos. Las resistencias estándar tienen tolerancias del 1% (precisión) al 5% (uso general), con coeficientes de temperatura que suelen ser de 50 a 100 ppm/°C según la norma MIL-PRF-55342. Las resistencias de potencia se reducen al 50-70% de la potencia nominal en funcionamiento continuo; una resistencia de 1 W no debe disipar más de 0,5 a 0,7 W para mantener las temperaturas de unión por debajo de los 125 °C. Para aplicaciones de alta precisión, las resistencias de película delgada con una tolerancia del 0,1% alcanzan coeficientes de temperatura tan bajos como 5 ppm/°C.

Ejemplo Resuelto

Un GPIO Arduino de 5 V debe accionar un LED que requiera una corriente directa de 20 mA a una tensión directa de 2,1 V. Calcula la resistencia limitadora de corriente: V_drop = 5 V - 2,1 V = 2,9 V. R = V/I = 2,9 V/0,020 A = 145 ohmios. Seleccione el valor estándar E24 más cercano: 150 ohmios. Verifica la disipación de potencia: P = I²R = (0,020) ² × 150 = 0,06 W; una resistencia estándar de 1/8 W (0,125 W) proporciona un margen de seguridad 2 veces mayor. Este cálculo sigue las directrices del IPC-2221B para la reducción de potencia de los componentes. El LED emitirá un valor de I = 2,9 V/150 ohmios = 19,3 mA, es decir, dentro del 4% de la corriente objetivo, lo que es aceptable para aplicaciones con indicadores.

Consejos Prácticos

  • ✓Utilice los valores estándar E24 (5%) o E96 (1%) para garantizar la disponibilidad de los componentes; los valores personalizados añaden un plazo de entrega de 4 a 8 semanas y una prima de coste de 3 a 5 veces
  • ✓Para resistencias de potencia superiores a 1 W, verifique la resistencia térmica (normalmente entre 20 y 50 °C/W para los paquetes TO-220 según el JEDEC JESD51-1) y añada un disipador térmico
  • ✓Verificación cruzada de los cálculos con P=VI, P=I²R y P=V²/R; los tres deben coincidir dentro de la tolerancia de los componentes

Errores Comunes

  • ✗El uso de la tensión de alimentación total en lugar de la caída de tensión en la resistencia provoca errores de cálculo de corriente del 40 al 60% en los circuitos LED y de polarización
  • ✗Selección de resistencias con la potencia nominal exacta: la tensión térmica reduce el MTBF en un 50% según el JEDEC JEP122H; siempre reduce la potencia al 50-70%
  • ✗Ignorando el coeficiente de temperatura en los circuitos de precisión: una resistencia de 100 ppm/°C se desplaza un 1% en un rango de temperatura de 100 °C

Preguntas Frecuentes

Tensión en voltios (V), corriente en amperios (A), resistencia en ohmios (Ω), potencia en vatios (W). Según los estándares SI, 1 V a 1 Ω produce 1 A y disipa 1 W.
La ley de Ohm se aplica a los elementos resistivos lineales. Los componentes no lineales (diodos, transistores) requieren un análisis de la curva I-V; por ejemplo, un diodo 1N4148 tiene una caída directa de aproximadamente 0,7 V a 10 mA, pero varía 2 mV/°C con la temperatura, según la hoja de datos de ON Semiconductor.
La resistencia cambia con la temperatura por R (T) = R (1 + α×ΔT). El cobre tiene un valor de α = +0,393% /°C (la resistencia aumenta), mientras que su composición de carbono es del -0,02 al -0,05% /°C. Las resistencias de precisión especifican el TCR en ppm/°C; 25 ppm/°C significan una desviación de ± 0,25% en un rango de 100 °C.
Selección de resistencias limitadoras de corriente para LED, divisores de tensión para interfaces de sensores y cálculo de resistencias de polarización para amplificadores de transistores. Según las encuestas del sector, más del 80% de los diseños electrónicos utilizan divisores de tensión.
La precisión teórica es exacta; la precisión práctica depende de las tolerancias de los componentes. Un circuito con un 5% de resistencias y un 10% de condensadores produce un error del ± 11% en el peor de los casos (método RSS). Utilice resistencias del 1% y valores medidos para una precisión de ± 2 a 3%.
Aplique I = V/R utilizando el voltaje a través de la resistencia (no el voltaje de suministro si otros componentes están en serie). Para una resistencia de 470 Ω con 5 V de ancho: I = 5/470 = 10,6 mA. Utilice un multímetro en serie para verificar: los medidores Fluke tienen una precisión del 0,5% según las especificaciones del fabricante.
V_drop = 12 V - 5 V = 7 V. R = 7 V/0,1 A = 70 Ω. Utilice 68 Ω (serie E24). Potencia: P = 7 V × 0,1 A = 0,7 W; seleccione una resistencia de 2 W (35% de carga). Nota: Esto desperdicia 0,7 W en forma de calor. Un regulador LM7805 tiene una eficiencia del 85% con esta carga; un convertidor reductor TPS563200 logra una eficiencia del 92% según la hoja de datos de TI.
Tres formas equivalentes: P = V²/R = I²R = V×I. Para 100 Ω con 10 V: P = 100/100 = 1 W. Según el IPC-9592B, reduce la potencia de las resistencias al 50% en espacios cerrados sin flujo de aire forzado. Las resistencias 0805 de montaje en superficie admiten 0,125 W; los paquetes 2512 admiten 1 W.

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