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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 = 5V - 2.1V = 2.9V. 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

Voltage in volts (V), current in amperes (A), resistance in ohms (Ω), power in watts (W). Per SI standards, 1V across 1Ω produces 1A and dissipates 1W.
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 según R (T) = R₀(1 + α×ΔT). El cobre tiene α = +0,393% /°C (la resistencia aumenta), mientras que la composición del carbono es del -0,02 al -0,05% /°C. Las resistencias de precisión especifican el TCR en ppm/°C; 25 ppm/°C significan una deriva 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 470Ω 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 = 70Ω. Use 68Ω (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 100Ω con 10V: P = 100/100 = 1W. 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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