Ohmio

¿Qué es un ohmio?

El ohmio es la unidad estándar de resistencia eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Es una de las unidades derivadas definidas en el estándar SI, lo que significa que se basa directa o indirectamente en las constantes fijas del estándar. El ohmio es una medida de resistencia entre dos puntos de un conductor cuando se aplica a esos puntos una diferencia de potencial constante de un voltio (V) y se produce una corriente de un amperio (A). En términos más sencillos, es el equivalente a un voltio por un amperio (V/A). El ohmio se representa con la letra griega omega (Ω).

Los ohmios se expresan a veces en múltiplos de potencia de 10 para dar cabida a grandes cantidades. Por ejemplo, un kiloohmio equivale a 1.000 (10³) ohmios, y un megaohmio equivale a 1000 kiloohmios o 1000000 (10⁶) ohmios. Además, los ohmios pueden expresarse en cantidades más pequeñas, como el microohmio, que es 0.000001 (10^-6) de un solo ohmio.

Cálculo de la resistencia en circuitos de CC

El ohmio se aplica tanto a la corriente continua (CC) como a la corriente alterna (CA). Con la CC, la carga eléctrica fluye en una sola dirección y no oscila de un lado a otro como la CA. Para medir una carga de CC se utilizan tres magnitudes importantes:

• Tensión (E). Diferencia de carga entre dos puntos, provocada por la presión que obliga a la corriente a circular. La tensión se mide en voltios.
• Corriente (I). Velocidad a la que circula la corriente. La corriente se mide en amperios.
• Resistencia (R). La velocidad a la que un material resiste el paso de la corriente. La resistencia se mide en ohmios.

Estas tres magnitudes están directamente relacionadas entre sí, como demuestra la Ley de Ohm, introducida por Georg Simon Ohm (1789-1854), matemático y físico alemán que experimentó con la electricidad. La ley establece que existe una relación proporcional entre el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito eléctrico. En concreto, la tensión es igual a la corriente por la resistencia, o E = IR.

Utilizando álgebra básica, la fórmula puede reordenarse para hallar cualquiera de las tres cantidades, si se conocen dos:

• Tensión: E = IR
• Corriente: I = E/R
• Resistencia: R = E/I

A veces se utiliza la letra V para representar la tensión en lugar de E, pero el significado es el mismo a efectos de cálculo de cantidades. En cualquier caso, el proceso es sencillo. Por ejemplo, se puede montar un circuito con una pila de 9 V y una bombilla pequeña. El circuito produce actualmente una corriente de 0.5 A. Los siguientes cálculos pueden utilizarse para determinar la resistencia creada por la bombilla:

R = E/I

R = 9 V/0.5 A

R = 18 Ω

Un componente de un circuito de CC tiene una resistencia de 1 Ω cuando una diferencia de potencial de 1 V produce una corriente de 1 A a través del componente, por lo que un circuito de 9 V con una corriente de 0.5 A tiene una resistencia de 18 Ω. En este ejemplo, sin embargo, la resistencia se atribuye por completo a la bombilla, pero el conductor de un circuito (por ejemplo, un cable de cobre) también puede ser una fuente de resistencia, al igual que otros componentes.

Cálculo de la resistencia en circuitos de CA

Los ohmios también se utilizan para medir la resistencia en corriente alterna. A diferencia de la corriente continua, la alterna oscila en una forma de onda sinusoidal, y la corriente eléctrica puede invertir su sentido. Por este motivo, la medición de la resistencia en circuitos de CA funciona de forma diferente a la de los circuitos de CC, ya que otros componentes pueden inhibir el flujo de la corriente. En su lugar, debe medirse la impedancia del circuito, que no sólo tiene en cuenta la resistencia, sino también la inductancia y la capacitancia:

• Inductancia (X_L). Impedancia que puede producirse cuando una carga de corriente alterna genera un campo electromagnético (CEM) que se opone a la corriente. A menudo se utiliza un componente como un inductor para generar inductancia.
• Capacitancia (X_C). Cantidad de carga eléctrica almacenada en el circuito. Un componente como un condensador se utiliza a menudo para generar capacitancia.

Tanto la inductancia como la capacitancia se miden en ohmios. Juntas, se denominan reactancia (X) del circuito, que también se mide en ohmios. La reactancia se determina utilizando una de las siguientes fórmulas para calcular la diferencia entre inductancia y capacitancia:

• X = X_L – X_C
• X = X_C – X_L

La fórmula seleccionada depende de si la inductancia o la capacitancia es mayor. La cantidad menor se resta de la cantidad mayor al determinar la reactancia total.

Los principios de la Ley de Ohm pueden utilizarse para calcular las magnitudes eléctricas de un circuito, pero la fórmula debe modificarse para tener en cuenta la impedancia, que se representa por Z:

• Tensión: E = IZ
• Corriente: I = E/Z
• Impedancia: Z = E/I

Cuando un circuito de CA contiene resistencia pero no inductancia ni capacitancia, es decir, no hay reactancia — se trata como uno de CC — por lo que basta con introducir el valor de resistencia para Z al calcular la tensión o la corriente. Si hay reactancia, se debe incorporar el concepto de media-cuadrática (RMS) a los cálculos. RMS es un método matemático para definir la tensión o corriente efectiva de una onda sinusoidal de CA. Se utiliza para calcular la impedancia de un circuito:

Z= √(R² + X²)

La fórmula requiere calcular primero la reactancia (X), elevar al cuadrado la resistencia y la reactancia, sumarlas y hallar la raíz cuadrada de su suma. El valor de Z puede introducirse en la fórmula de la Ley de Ohm modificada. Este método también puede utilizarse cuando se trabaja con ondas de radiofrecuencia (RF).