La Ley de Ohm

En el siglo XIX, Georg Simon Ohm se atribuyó la famosa Ley de Ohm, básica para la concepción de los aparatos electrónicos del futuro.

Nuestra vida está repleta de dispositivos electrónicos. Algunos más simples. Otros más complejos. Pero todos tienen en común una serie de elementos que los conforman. Uno de esos elementos son las resistencias –o, en su defecto, el concepto de resistencia eléctrica aplicado a otros elementos–. Cualquier cable por el que circule una corriente eléctrica cuenta con una determinada resistencia al movimiento de electrones. Y, por lo tanto, cualquier dispositivo electrónico cuenta con resistencias que regulan y afecta a las corrientes eléctricas.

Es por esto por lo que la ley que, en el siglo XIX, Georg Simon Ohm descubrió es considerada una de las fundamentales para la electrónica moderna. Esa ley, como muchos ya habrán deducido por el nombre del físico que la “descubrió”, es la Ley de Ohm. Esta se resume en:

La intensidad de corriente que circula por un conductor (medida en Amperios) es directamente proporcional a la diferencia de potencial existente entre sus dos bornes (medida en voltios) e inversamente proporcional a la resistencia que presenta ese conductor al paso de dicha corriente (medida en ohmios)”. En otras palabras: la intensidad es igual al voltaje dividido entre la resistencia.

Esta ley se atribuye al físico alemán Georg Simon Ohm (de ahí que la unidad en el sistema internacional para las resistencias eléctricas se llame “ohmios”). No obstante, existen diversos indicios que apuntan a un descubrimiento anterior a este por el físico Henry Cavendish.

La Ley de Ohm desde dentro

¿Qué ocurre en los conductores para que la ley de Ohm se cumpla? Empecemos definiendo algunos conceptos:

• Intensidad de corriente.Medida en amperios. Se llama “intensidad de corriente” a la cantidad de electrones (que es lo que realmente genera la corriente eléctrica) que pasan por un tramo en una unidad de tiempo determinada. Podemos comprenderlo mejor si pensamos en corrientes de agua. La intensidad de corriente sería la cantidad de agua que circula por una tubería en un tiempo determinado.
• Dependiendo de la situación, también llamada diferencia de potencial o fuerza electromotriz. Es la diferencia de “energía potencial” existente entre dos puntos, necesaria para generar la corriente eléctrica. Técnicamente, se conoce como la fuerza con la que los átomos ionizados de un punto (con menos electrones de lo ideal) atraen a los electrones de que sí existen en otro punto. Para comprenderlo mejor, podemos asemejarlo también con una corriente de agua. La diferencia de potencial sería la diferencia de altura o la pendiente existente entre dos puntos unidos por una tubería. Cuanto mayor sea la pendiente o la diferencia de altura entre ambos puntos, más se favorecerá al paso del agua. Si no existe diferencia de altura o pendiente, no existe circulación de agua.
• Todos los elementos presentan una resistencia al paso de corrientes eléctricas por su interior. Dependiendo del material, la fuerza con la que los átomos atraen a los electrones que orbitan a su alrededor es mayor o menor. Si lo asemejamos de nuevo con las corrientes de agua, la resistencia sería el número de obstáculos que puede haber en el interior de dicha tubería. Cuantos más obstáculos, más difícil será el paso de corriente.

Con estos conceptos en mente, entender el porqué de la Ley de Ohm es realmente sencillo. Si tenemos un circuito con una gran diferencia de potencial (voltaje), se incita considerablemente al paso de corriente (intensidad). Pero a ese paso de corriente incitado por la diferencia de altura debemos “restarle” –lo entrecomillo porque en realidad no se resta, sino que se divide– la oposición que presenta el conductor al movimiento de dichos electrones.

Las tres magnitudes básicas en una corriente eléctrica quedan relacionadas con esta leyEn otras palabras: si la pendiente de la tubería es mayor, se incita a un mayor paso de agua. Pero, obviamente, tendremos que restar el número de obstáculos que hay en el interior de la tubería (como pueden ser filtros o reguladores) y que dificultan el paso de dicha corriente de agua.

Algunos casos extremos de aplicación de la ley de Ohm son los cortocircuitos o los circuitos abiertos.

• Circuitos abiertos.Cuando la resistencia tiende a infinito (es muy elevada), se le conoce como un circuito abierto. ¿Por qué? Porque, al ser tan elevada, impide el paso de corriente por su interior. Siguiendo la analogía con las tuberías: si la tubería presenta un gran obstáculo (como puede ser un tapón en uno de sus extremos), la corriente de agua que circula por el interior es igual a cero. Este es el fundamento detrás de los voltímetros (aparatos destinados a la medición del voltaje).
• Cuando la resistencia es nula (algo casi imposible a día de hoy), se le conoce como cortocircuito. En este caso, el flujo de electrones es el máximo posible entre los dos puntos. Dependiendo del contexto, el cortocircuito puede ser algo deseado o no. Si comparamos de nuevo con las tuberías: si el número de obstáculos es igual a cero, el flujo de agua será tan grande como la pendiente de la tubería permita. Este es el fundamento detrás de los amperímetros (aparatos destinados a la medición del voltaje).