Ejercicios resueltos de Ley de Ohm en PDF para descargar

¿Te has preguntado alguna vez cómo funcionan los circuitos eléctricos que usamos a diario? La Ley de Ohm es fundamental para entender el comportamiento de la electricidad en dispositivos como cargadores, electrodomésticos y hasta juguetes. En este artículo profundizaremos en este concepto vital, ofreciendo ejemplos claros y ejercicios prácticos para que puedas dominarlo completamente.

A través de esta guía, aprenderás a:

• Despejar fórmulas usando el Triángulo de Ohm.
• Calcular Voltaje (V), Corriente (I) y Resistencia (R) de manera individual.
• Resolver Circuitos Eléctricos simples y complejos.
• Acceder a nuestra guía PDF con 20 ejercicios para practicar.

¿Qué es la Ley de Ohm? (Fórmula y Concepto)

La Ley de Ohm, formulada por el físico alemán George Simon Ohm en 1827, establece una relación fundamental entre la tensión (voltaje), la corriente y la resistencia en un circuito eléctrico. En esencia, la ley afirma que la corriente que fluye a través de un conductor entre dos puntos es directamente proporcional a la tensión (o voltaje) en esos puntos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor. La fórmula básica que representa esta relación es:

I = V / R

Donde:

• I = Intensidad de Corriente [Amperes, A]
• V = Voltaje o Tensión [Volts, V]
• R = Resistencia Eléctrica [Ohms, Ω]

Gráfica de Voltaje (V) vs Corriente (I)

Al graficar el voltaje frente a la corriente en un material que sigue la Ley de Ohm, se obtiene una línea recta que pasa por el origen. La pendiente de esta línea representa el valor de la resistencia (R). Es importante notar que si la gráfica no es lineal, el material se considera "no óhmico", como es el caso de los diodos o ciertos tipos de bombillas.

El Triángulo de la Ley de Ohm (Truco para Memorizar)

El Triángulo de Ohm es una herramienta visual que ayuda a recordar cómo se relacionan las tres variables. Para usarlo, simplemente cubre la letra que deseas calcular:

• Si buscas Voltaje (V): Tapa la V → queda I · R
• Si buscas Corriente (I): Tapa la I → queda V / R
• Si buscas Resistencia (R): Tapa la R → queda V / I

Ejercicios resueltos: Cálculo de Corriente (Intensidad)

Comencemos a aplicar la Ley de Ohm para calcular la corriente. Recordemos que la fórmula es: I = V / R.

Ejemplo 1: Lavadora de Juguete

Calculemos la intensidad de corriente en una lavadora de juguete con una resistencia de 10 ohmios y que funciona con una batería de 30 V:

Solución:

Datos: R = 10Ω, V = 30V.

I = 30V / 10Ω = 3A

Resultado: 3 Amperes.

Ejemplo 2: Electrodoméstico

Un electrodoméstico presenta una resistencia de 12Ω y funciona a 24 V. ¿Qué cantidad de corriente fluye por el conductor?

Solución:

I = 24V / 12Ω = 2A

Resultado: 2 Amperes.

Ejemplo 3: Conductor de 50 Ohms

Calculemos la intensidad de la corriente que circula por un conductor de 50Ω bajo un voltaje de 120 V:

Solución:

I = 120V / 50Ω = 2.4A

Resultado: 2.4 Amperes.

Ejemplo 4: Cargador de Celular

Un cargador de celular proporciona 5 V con una resistencia interna de 2.5Ω. ¿Cuánta corriente fluye hacia la batería?

Solución:

I = 5V / 2.5Ω = 2A

Resultado: 2 Amperes.

Ejemplo 5: Circuito de Alta Resistencia

Si aplicamos 100 V a un circuito con una resistencia de 2000Ω, ¿cuál es la intensidad?

Solución:

I = 100V / 2000Ω = 0.05A

Resultado: 0.05 Amperes (o 50 mA).

Ejercicios resueltos: Cálculo de Voltaje (Tensión)

Ahora despejamos la V. La fórmula es: V = I · R.

Ejemplo 6: Circuito de Plancha

Calculemos el voltaje en un circuito de una plancha donde fluye una corriente de 4 amperios y la resistencia es de 10Ω:

Solución:

V = 4A · 10Ω = 40V

Resultado: 40 Volts.

Ejemplo 7: Circuito Básico

Si un circuito tiene una resistencia de 5Ω y una corriente de 2 A, ¿cuál es el voltaje del circuito?

Solución:

V = 2A · 5Ω = 10V

Resultado: 10 Volts.

Ejemplo 8: Corriente Alta

Si una intensidad de 6.5 A circula a través de un conductor de 27Ω, ¿cuál es la diferencia de potencial?

Solución:

V = 6.5A · 27Ω = 175.5V

Resultado: 175.5 Volts.

Ejemplo 9: Caída de Tensión

Por una resistencia de 8Ω pasa una corriente de 1.5 A. ¿Cuál es la caída de tensión en dicha resistencia?

Solución:

V = 1.5A · 8Ω = 12V

Resultado: 12 Volts.

Ejemplo 10: Batería de Auto

Al arrancar un auto, el motor consume 150 A con una resistencia de 0.08Ω. ¿Qué voltaje suministra la batería?

Solución:

V = 150A · 0.08Ω = 12V

Resultado: 12 Volts.

Ejercicios resueltos: Cálculo de Resistencia (R)

Ahora despejamos la R. La fórmula es: R = V / I.

Ejemplo 11: Calculando la Resistencia

Calculemos la resistencia atravesada por una corriente de 5 amperios y una diferencia de potencial de 11 voltios:

Solución:

R = 11V / 5A = 2.2Ω

Resultado: 2.2 Ohms.

Ejemplo 12: Fuente de 15V

Un circuito está conectado a una fuente de 15 V y permite el paso de una corriente de 3 A. ¿Cuál es la resistencia del circuito?

Solución:

R = 15V / 3A = 5Ω

Resultado: 5 Ohms.

Ejemplo 13: Resistencia de una Estufa

Una estufa eléctrica se conecta a 220 V y consume una corriente de 11 A. ¿Cuál es el valor de su resistencia interna?

Solución:

R = 220V / 11A = 20Ω

Resultado: 20 Ohms.

Ejemplo 14: Bocina (Parlante)

Un amplificador entrega 24 V a una bocina y hace circular 3 A. ¿Cuál es la impedancia (resistencia) de la bocina?

Solución:

R = 24V / 3A = 8Ω

Resultado: 8 Ohms.

Ejercicios de Circuitos Eléctricos (Ley de Ohm)

A veces, la información no se presenta de forma directa, sino a través de diagramas. Es crucial saber interpretar circuitos.

Ejemplo 15: Circuito con Resistencias en Paralelo

Calculemos la corriente total que pasa a través de la batería en un circuito dado:

Solución:

Primero, necesitamos reducir el circuito a una sola Resistencia Equivalente (R_T).

Paso 1: Sumar resistencias en Paralelo
Para dos resistencias en paralelo:

1/R_T = 1/R1 + 1/R2

Sustituyendo los valores (10Ω y 20Ω):

1/R_T = 1/10 + 1/20

Realizando la suma (denominador común 20):

1/R_T = 2/20 + 1/20 = 3/20

Invertimos la fracción para obtener R_T:

R_T = 20/3 = 6.66Ω

Paso 2: Calcular la Intensidad Total
Con la resistencia total y el voltaje total (25V), aplicamos la Ley de Ohm:

I = V / R_T = 25V / 6.66Ω = 3.75 A

Resultado: La corriente total es de 3.75 Amperes.

Ejemplo 16: Circuito Mixto (Reto)

En un circuito con V_total = 4.5V, R1=3Ω, R2=6Ω, R3=3Ω, y R4=3Ω, encuentre la corriente a través de la resistencia "R3".

Solución:

Este es un circuito mixto. Para hallar la corriente en R3, debemos reducir el circuito desde la derecha hacia la izquierda.

Paso 1: Reducir la Serie (R3 y R4)
Las resistencias R3 y R4 están en serie:

R_{3-4} = R3 + R4 = 3Ω + 3Ω = 6Ω

Paso 2: Reducir el Paralelo (R2 y R_{3-4})
R2 está en paralelo con R_{3-4}:

R_{paralelo} = R2 · R_{3-4} / (R2 + R_{3-4}) = 6Ω · 6Ω / (6Ω + 6Ω) = 3Ω

Paso 3: Resistencia Total del Circuito
R1 está en serie con el bloque paralelo:

R_{Total} = R1 + R_{paralelo} = 3Ω + 3Ω = 6Ω

Paso 4: Calcular Corriente Total (I_T)
Ahora:

I_{Total} = V_{Total} / R_{Total} = 4.5V / 6Ω = 0.75 A

Paso 5: Calcular la corriente en R3
La corriente total de 0.75 A sale de la fuente y se divide en dos caminos, por lo que:

I_{R3} = I_{Total} / 2 = 0.75 A / 2 = 0.375 A

Resultado: La corriente que pasa por R3 es de 0.375 Amperes (o 375 mA).

Ejercicios para practicar (Ponte a prueba)

Intenta resolver los siguientes problemas de forma independiente antes de revisar las soluciones.

Problema 17: El Tostador

Un tostador eléctrico tiene una resistencia de 40Ω cuando está caliente. ¿Cuál será la intensidad de la corriente al conectarlo a una línea de 120 V?

Problema 18: Resistencia Desconocida

Determina el valor de la resistencia de un circuito de 110 V por el que pasa una corriente de 3 A.

Problema 19: Diferencia de Potencial

Calcule el voltaje en una resistencia de 25Ω si por ella fluyen 8 A.

Problema 20: Divisor de Voltaje

Dado un circuito con voltaje de entrada de 12 V y corriente de 2 A, si el voltaje medido entre R1 y tierra es de 8V, ¿cuál es el valor de R1?

Problema 21: Corriente en Serie

Si cada resistencia en el diagrama tiene un valor de 2Ω, ¿cuánta corriente fluye a través del circuito?

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Datos históricos sobre la Ley de Ohm

La Ley de Ohm no es solo un concepto básico, sino la base de la electrónica moderna. Ohm, a pesar de ser criticado en su época, dejó un legado que perdura. Hoy, la unidad de resistencia lleva su nombre en reconocimiento a su contribución al campo de la física.

Aplicaciones Reales de la Ley de Ohm

La Ley de Ohm es aplicable en una variedad de situaciones prácticas, tales como:

• Diseño y análisis de circuitos eléctricos.
• Cálculo de fusibles para la protección de sistemas eléctricos.
• Control de brillo en pantallas y LEDs.
• Estimación del consumo energético de electrodomésticos.

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