Simulador de la ley de Ohm
Construye tu circuito, combina resistencias en serie o paralelo y comprueba automáticamente los valores obtenidos.
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Ley de Ohm
De la teoría al aula
Todo lo que has probado en este simulador puede trasladarse al aula con componentes reales. KIE, el Kit de Electrónica Básica y los instrumentos de medida permiten pasar del cálculo teórico al montaje, la medición y la comprobación de resultados.
El alumnado puede calcular primero valores de VB, VR, VL, R e I, construir después el circuito y finalmente comprobar con instrumentos de medida si los resultados obtenidos se corresponden con los valores reales.
KIE
Circuitos visuales y seguros para trabajar con resistencias, LED, pulsadores y otros componentes.
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Identifica el valor de una resistencia mediante sus bandas de colores y consulta su tolerancia de forma rápida.
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¿Qué es la ley de Ohm?
La ley de Ohm describe la relación entre tres magnitudes fundamentales de un circuito eléctrico: tensión, intensidad y resistencia. Permite calcular cómo se comportará un circuito cuando conocemos dos de estas magnitudes.
Su expresión básica es:
V = I · R
donde V es la tensión expresada en voltios, I es la intensidad de corriente expresada en amperios y R es la resistencia expresada en ohmios.
A partir de esta fórmula podemos obtener también:
I = V / R
R = V / I
Esto permite, por ejemplo, calcular qué intensidad circulará por una resistencia cuando conocemos el voltaje de alimentación, o determinar qué resistencia necesitamos para conseguir una determinada intensidad.
En circuitos reales pueden aparecer varios componentes conectados en serie, en paralelo o formando circuitos mixtos. En esos casos, antes de aplicar la ley de Ohm es necesario analizar cómo están conectados los componentes y calcular los valores equivalentes correspondientes.
El simulador de esta página permite experimentar con estas relaciones modificando el voltaje, las resistencias y los LED, y comprobar inmediatamente cómo cambia el comportamiento del circuito.
Magnitudes del circuito
Para trabajar con la ley de Ohm es importante distinguir las principales magnitudes eléctricas que aparecen en el circuito. En este simulador utilizamos una nomenclatura sencilla para identificar cada una de ellas.
VB – Voltaje de alimentación
Es la tensión que proporciona la pila o fuente de alimentación al circuito. Se expresa en voltios (V). En el simulador puede seleccionarse, por ejemplo, 3 V, 4,5 V, 5 V, 6 V, 7,5 V, 9 V o 12 V.
VR – Voltaje en la resistencia
Es la caída de tensión que se produce en una resistencia o en un conjunto de resistencias. También se expresa en voltios (V). Cuando hay un LED en serie, VR se obtiene restando al voltaje de alimentación la caída de tensión del LED.
VL – Voltaje del LED
Es la caída de tensión asociada al LED cuando está funcionando. Se expresa en voltios (V). Su valor depende del tipo de LED y, en este simulador, se utiliza un valor de referencia distinto según su color.
I – Intensidad de corriente
Indica la cantidad de corriente que circula por el circuito. Se expresa en amperios (A), aunque en los circuitos con LED es habitual trabajar en miliamperios (mA).
R – Resistencia
Representa la oposición que ofrece un componente al paso de la corriente eléctrica. Se expresa en ohmios (Ω). Para valores altos también se utiliza el kiloohmio (kΩ):
1 kΩ = 1.000 Ω
Estas magnitudes están relacionadas entre sí mediante la ley de Ohm. Al modificar una de ellas, cambia el comportamiento del circuito. Por eso el simulador permite variar el voltaje, combinar resistencias y añadir LED para observar directamente cómo afectan estos cambios a la intensidad y a las caídas de tensión.
Fuente de alimentación
La fuente de alimentación proporciona la energía necesaria para que circule corriente por el circuito. En este simulador la representamos mediante VB, es decir, el voltaje de la batería o de la fuente.
El valor de VB se expresa en voltios (V) y puede seleccionarse entre varios valores habituales: 3 V, 4,5 V, 5 V, 6 V, 7,5 V, 9 V y 12 V.
Cambiar el voltaje de alimentación modifica directamente el comportamiento del circuito. Si mantenemos la misma resistencia y aumentamos VB, la intensidad de corriente también aumentará.
Por ejemplo, con una resistencia de 220 Ω:
Con VB = 3 V:
I = 3 / 220 = 0,0136 A = 13,6 mA
Con VB = 5 V:
I = 5 / 220 = 0,0227 A = 22,7 mA
La resistencia es la misma, pero al aumentar el voltaje también aumenta la intensidad.
Cuando el circuito contiene uno o varios LED, no toda la tensión de la fuente se aplica a las resistencias. Primero hay que tener en cuenta la caída de tensión de los LED (VL). En un circuito sencillo con un LED:
VR = VB − VL
y después podemos calcular la intensidad:
I = VR / R
Por este motivo, seleccionar una fuente de alimentación diferente en el simulador puede hacer que un LED permanezca prácticamente apagado, funcione correctamente o reciba una intensidad demasiado elevada.
Resistencias en serie
Las resistencias en serie se conectan una a continuación de otra, de manera que la corriente solo dispone de un único camino para recorrer el circuito.
En este tipo de conexión, la misma intensidad de corriente circula por todas las resistencias. Lo que cambia en cada una de ellas es la caída de tensión, que depende de su valor.
Para calcular la resistencia equivalente del conjunto basta con sumar todas las resistencias:
Req = R1 + R2 + R3 + …
Por ejemplo, si conectamos en serie una resistencia de 100 Ω y otra de 220 Ω:
Req = 100 + 220 = 320 Ω
El circuito se puede analizar entonces como si tuviera una única resistencia de 320 Ω.
Si utilizamos una fuente de alimentación de 4,5 V y solo tenemos esas dos resistencias:
I = VB / Req
I = 4,5 / 320 = 0,0141 A
I = 14,1 mA
Esta intensidad será la misma en las dos resistencias.
Caída de tensión
La tensión de la fuente se reparte entre las resistencias. Cuanto mayor sea una resistencia, mayor será la caída de tensión que se produzca en ella.
Podemos calcularla mediante:
VR = I · R
La suma de todas las caídas de tensión de las resistencias coincide con la tensión aplicada al conjunto.
Si además hay uno o varios LED conectados en serie, primero debemos descontar sus caídas de tensión VL:
VR = VB − VL
y utilizar después la resistencia equivalente para calcular la intensidad:
I = VR / Req
En el simulador puedes añadir varias resistencias una detrás de otra dentro de una misma rama. El sistema suma automáticamente sus valores y utiliza esa resistencia equivalente para realizar los cálculos.
Resistencias en paralelo
Las resistencias en paralelo se conectan entre los mismos dos puntos del circuito. En este caso, la corriente dispone de varios caminos y se reparte entre las diferentes ramas.
A diferencia de una conexión en serie, en paralelo todas las resistencias tienen la misma tensión aplicada, mientras que la intensidad puede ser diferente en cada una de ellas.
Para calcular la resistencia equivalente utilizamos:
1 / Req = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + …
Por ejemplo, si conectamos dos resistencias de 220 Ω en paralelo:
1 / Req = 1 / 220 + 1 / 220
1 / Req = 2 / 220
Req = 110 Ω
Por tanto, dos resistencias de 220 Ω conectadas en paralelo se comportan como una resistencia equivalente de 110 Ω.
La resistencia disminuye
Una característica importante de la conexión en paralelo es que la resistencia equivalente siempre es menor que la resistencia más pequeña del conjunto.
Por ejemplo:
330 Ω || 470 Ω
dan como resultado aproximadamente:
Req = 194 Ω
Al disminuir la resistencia equivalente, la intensidad total que puede circular por el conjunto aumenta.
Intensidad por rama
La tensión es la misma en todas las ramas, pero cada resistencia puede tener una intensidad diferente.
Si aplicamos 4,5 V a dos resistencias en paralelo:
Para una resistencia de 220 Ω:
I1 = 4,5 / 220 = 20,5 mA
Para una resistencia de 330 Ω:
I2 = 4,5 / 330 = 13,6 mA
La intensidad total será la suma de ambas:
IT = I1 + I2
IT = 20,5 + 13,6 = 34,1 mA
En el simulador puedes seleccionar varias resistencias dentro de una rama y agruparlas en paralelo. El sistema calcula automáticamente su resistencia equivalente y utiliza ese valor para resolver el resto del circuito.
Circuitos mixtos
Los circuitos mixtos combinan conexiones en serie y en paralelo dentro del mismo circuito. Son muy habituales porque permiten que algunos componentes compartan la misma corriente mientras que otros se distribuyen entre distintas ramas.
Para resolverlos correctamente conviene hacerlo por partes, simplificando primero los grupos más sencillos hasta obtener una resistencia equivalente.
Por ejemplo, podemos tener una resistencia de 100 Ω en serie con dos resistencias de 220 Ω y 330 Ω en paralelo.
Primero calculamos el paralelo:
1 / Req = 1 / 220 + 1 / 330
De donde obtenemos:
Req = 132 Ω
Después sumamos la resistencia que está en serie:
RT = 100 + 132
RT = 232 Ω
El circuito puede analizarse entonces como si tuviera una única resistencia equivalente de 232 Ω.
Resolver paso a paso
En un circuito mixto es importante identificar qué componentes están en serie y cuáles están en paralelo.
El procedimiento general es:
1. Localizar los grupos de resistencias en paralelo.
2. Calcular la resistencia equivalente de cada grupo.
3. Sustituir cada grupo por su resistencia equivalente.
4. Sumar las resistencias que quedan conectadas en serie.
5. Aplicar la ley de Ohm para calcular la intensidad total.
Si después necesitamos conocer la corriente de cada rama, podemos volver al grupo en paralelo y calcular cada intensidad por separado.
Corriente en las ramas
Cuando el circuito se bifurca, la intensidad total se reparte entre las diferentes ramas:
IT = I1 + I2 + I3 + …
En cambio, antes de llegar a la bifurcación circula toda la intensidad del circuito.
Por eso, una resistencia situada en la parte común del circuito puede afectar a todas las ramas que aparecen después.
Circuitos mixtos con LED
Si hay LED en las diferentes ramas, también debemos tener en cuenta sus caídas de tensión VL.
La tensión disponible para las resistencias de cada rama dependerá de la tensión que exista en ese punto del circuito:
VR = Vrama − VL
y después:
I = VR / R
Cada rama puede tener una intensidad diferente según el valor de sus resistencias y de los LED que contenga.
En el simulador puedes crear una serie común, añadir varias ramas en paralelo y, dentro de cada rama, agrupar resistencias también en paralelo. De esta forma es posible construir y analizar circuitos mixtos de manera progresiva, viendo tanto el esquema eléctrico como el desarrollo completo de los cálculos.
LED y VL
Un LED es un diodo emisor de luz. A diferencia de una resistencia, no se caracteriza principalmente por un valor en ohmios, sino por una caída de tensión directa cuando está funcionando.
En este simulador representamos esa caída de tensión mediante VL.
El valor de VL depende del tipo de LED y, especialmente, de su color. Para realizar los cálculos utilizamos estos valores de referencia:
- LED rojo: VL = 1,9 V
- LED amarillo: VL = 2,1 V
- LED verde: VL = 2,2 V
- LED azul: VL = 3,0 V
- LED blanco: VL = 3,0 V
Estos valores permiten realizar los cálculos de forma sencilla, aunque en un LED real la caída de tensión puede variar ligeramente según el modelo, la corriente y las condiciones de funcionamiento.
Calcular la tensión en la resistencia
Cuando tenemos un LED y una resistencia conectados en serie, una parte del voltaje de alimentación cae en el LED y el resto en la resistencia.
Por tanto:
VR = VB − VL
Por ejemplo, con una alimentación de 4,5 V y un LED rojo de VL = 1,9 V:
VR = 4,5 − 1,9
VR = 2,6 V
Esos 2,6 V son los que utilizaremos para calcular la corriente que circula por la resistencia.
Si la resistencia es de 220 Ω:
I = VR / R
I = 2,6 / 220
I = 0,0118 A = 11,8 mA
Varios LED en serie
Si colocamos varios LED en serie, sus caídas de tensión se suman:
VLtotal = VL1 + VL2 + VL3 + …
La tensión disponible para las resistencias será entonces:
VR = VB − VLtotal
Por ejemplo, con dos LED rojos y una fuente de 5 V:
VLtotal = 1,9 + 1,9 = 3,8 V
VR = 5 − 3,8 = 1,2 V
El LED necesita limitar la corriente
Un LED no debe conectarse directamente a una fuente de alimentación sin controlar la corriente que lo atraviesa. Normalmente se utiliza una resistencia limitadora para mantener la intensidad dentro de un valor adecuado.
Por eso, cuando añades un LED al simulador, el cálculo tiene en cuenta tanto su VL como las resistencias conectadas en esa misma trayectoria.
Si la tensión de alimentación es demasiado baja respecto a la suma de los valores de VL, el LED no dispondrá de suficiente tensión para funcionar correctamente. Si, por el contrario, la corriente calculada es demasiado elevada, el simulador advertirá del posible riesgo para el componente.
Calcular la intensidad
La intensidad de corriente indica cuánta corriente circula por el circuito y se representa mediante la letra I.
Se expresa en amperios (A), aunque en circuitos con LED es muy habitual trabajar en miliamperios (mA).
La relación entre ambas unidades es:
1 A = 1.000 mA
Para calcular la intensidad utilizamos la ley de Ohm:
I = V / R
En un circuito formado únicamente por resistencias, utilizaremos la tensión aplicada a esas resistencias.
Por ejemplo, con una fuente de 4,5 V y una resistencia de 330 Ω:
I = 4,5 / 330
I = 0,0136 A
I = 13,6 mA
Cuando hay un LED
Si el circuito incluye un LED, no debemos utilizar directamente todo el voltaje de alimentación en la fórmula.
Primero calculamos la tensión que queda en la resistencia:
VR = VB − VL
Después aplicamos la ley de Ohm:
I = VR / R
Por ejemplo, con:
VB = 4,5 V
VL = 1,9 V
R = 220 Ω
primero calculamos:
VR = 4,5 − 1,9 = 2,6 V
y después:
I = 2,6 / 220
I = 0,0118 A = 11,8 mA
Varias resistencias en serie
Si hay varias resistencias en serie, primero calculamos su resistencia equivalente:
Req = R1 + R2 + R3 + …
Después utilizamos ese valor para obtener la intensidad:
I = VR / Req
La misma intensidad circulará por todas las resistencias y componentes conectados en esa trayectoria en serie.
Intensidad en paralelo
Cuando el circuito se divide en varias ramas, la intensidad se reparte.
Cada rama puede tener una corriente diferente:
I1 = VR1 / R1
I2 = VR2 / R2
I3 = VR3 / R3
La intensidad total suministrada por la fuente será la suma de las intensidades de las ramas:
IT = I1 + I2 + I3 + …
Por ejemplo, si por una rama circulan 10 mA y por otra 15 mA:
IT = 10 + 15 = 25 mA
Intensidad en circuitos mixtos
En un circuito mixto puede existir una parte común por la que circula toda la corriente y, posteriormente, una bifurcación en varias ramas.
Antes de la bifurcación:
I = IT
Después de la bifurcación, la corriente se divide entre las ramas.
Por eso, para resolver estos circuitos es necesario calcular primero las resistencias equivalentes y las tensiones disponibles en cada parte del circuito.
El simulador realiza estos cálculos automáticamente y muestra tanto la intensidad de cada rama como la intensidad total, además del desarrollo paso a paso utilizado para obtener cada resultado.
¿Qué ocurre con el LED?
El comportamiento de un LED depende principalmente de la intensidad de corriente que circula a través de él. Si la corriente es demasiado pequeña, apenas emitirá luz; si es demasiado elevada, puede dañarse.
Por este motivo, el simulador no solo calcula la intensidad, sino que también muestra una indicación orientativa sobre el estado del LED.
LED prácticamente apagado
Cuando la intensidad es inferior a aproximadamente 1 mA, el LED puede emitir muy poca luz o resultar prácticamente imperceptible.
En el simulador se muestra como:
LED prácticamente apagado
Esto puede ocurrir porque la resistencia es demasiado grande o porque la tensión disponible después de descontar VL es muy pequeña.
Intensidad baja
Entre aproximadamente 1 mA y 5 mA, el LED puede iluminarse, pero con una intensidad reducida.
El simulador lo indica como:
Intensidad baja
Puede ser una situación completamente válida si se busca un consumo reducido o una iluminación tenue.
Funcionamiento adecuado
Entre aproximadamente 5 mA y 15 mA, el simulador considera que el LED se encuentra en una zona de funcionamiento adecuada para muchos montajes educativos.
Se muestra el mensaje:
Funcionamiento adecuado
Por ejemplo, si obtenemos:
I = 11,8 mA
el LED se encontraría dentro de este intervalo.
Intensidad elevada
Cuando la corriente se sitúa aproximadamente entre 15 mA y 20 mA, el simulador muestra:
Intensidad elevada
El LED puede seguir funcionando, pero ya estamos trabajando con valores más próximos a los límites habituales de muchos componentes.
Riesgo de dañar el LED
Si la intensidad supera aproximadamente los 20 mA, el simulador advierte:
Riesgo de dañar el LED
En este caso será necesario revisar el circuito, normalmente aumentando el valor de la resistencia limitadora o reduciendo el voltaje de alimentación.
La resistencia limita la corriente
La resistencia conectada en serie con el LED es la encargada de controlar la intensidad que circula por él.
Si reducimos el valor de la resistencia:
la intensidad aumenta
Si aumentamos el valor de la resistencia:
la intensidad disminuye
Por eso es posible experimentar en el simulador con diferentes valores de VB, VL y R hasta encontrar una combinación adecuada.
Los intervalos utilizados por el simulador son valores orientativos para trabajar de forma didáctica. En un montaje real deben consultarse siempre las características del LED concreto, especialmente su tensión directa y su corriente máxima recomendada.
Leer el esquema eléctrico
Batería
La batería o fuente de alimentación proporciona la tensión necesaria para que funcione el circuito.
En el esquema se representa mediante dos líneas paralelas de distinta longitud:
- La línea más larga corresponde al terminal positivo (+).
- La línea más corta corresponde al terminal negativo (−).
Junto al símbolo aparece el valor de la tensión utilizada, por ejemplo 4,5 V. En el simulador esta tensión se representa como VB.
Resistencia
La resistencia limita la intensidad de corriente que circula por el circuito.
En el esquema se representa mediante un rectángulo conectado al conductor.
Junto al símbolo aparece su valor, expresado en ohmios (Ω) o kiloohmios (kΩ), por ejemplo:
220 Ω
1 kΩ
Las resistencias pueden conectarse en serie o en paralelo, y su valor influye directamente en la intensidad que circula por el circuito.
LED
El LED es un diodo que emite luz cuando circula corriente a través de él en el sentido adecuado.
En el esquema se representa mediante el símbolo de un diodo acompañado de dos pequeñas flechas hacia el exterior, que indican la emisión de luz.
Cada LED tiene asociada una caída de tensión, que en el simulador denominamos VL.
Por ejemplo:
LED rojo: VL = 1,9 V
Para evitar una intensidad excesiva, normalmente el LED debe utilizarse junto con una resistencia limitadora.
Desarrollo del cálculo
El simulador no se limita a mostrar el resultado final. El botón “Ver desarrollo del cálculo” permite consultar cómo se ha obtenido cada valor paso a paso.
El procedimiento cambia según el tipo de circuito construido, pero siempre sigue el mismo criterio: primero se simplifican las asociaciones de resistencias, después se calculan las tensiones disponibles y, por último, se aplica la ley de Ohm.
1. Identificar el circuito
El simulador analiza si los componentes están conectados:
- en serie,
- en paralelo,
- o formando un circuito mixto.
También identifica los grupos de resistencias que están en paralelo dentro de una misma rama.
2. Calcular resistencias equivalentes
Si varias resistencias están en serie:
Req = R1 + R2 + R3 + …
Si están en paralelo:
1 / Req = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + …
El simulador muestra tanto la fórmula como los valores utilizados.
Por ejemplo:
1 / Req = 1 / 220 + 1 / 220
Req = 110 Ω
3. Calcular VL
Si existen LED en el recorrido, se suman sus caídas de tensión:
VLtotal = VL1 + VL2 + …
Por ejemplo, con dos LED rojos:
VLtotal = 1,9 + 1,9 = 3,8 V
4. Obtener VR
Una vez conocida la caída de tensión de los LED, se calcula la tensión disponible para las resistencias:
VR = VB − VL
Por ejemplo:
VB = 4,5 V
VL = 1,9 V
VR = 4,5 − 1,9 = 2,6 V
5. Aplicar la ley de Ohm
Conocidos VR y la resistencia equivalente, podemos calcular la intensidad:
I = VR / Req
Por ejemplo:
I = 2,6 / 220
I = 0,0118 A
I = 11,8 mA
6. Calcular cada rama
Si el circuito tiene varias ramas en paralelo, el simulador calcula la intensidad de cada una de forma independiente:
I1 = VR1 / R1
I2 = VR2 / R2
Después obtiene la corriente total:
IT = I1 + I2 + …
Comprobar cada paso
La ventana de desarrollo permite seguir todo el proceso desde los valores iniciales hasta el resultado final. De esta forma se puede comprobar qué fórmula se aplica en cada momento y entender cómo afectan al circuito los cambios de VB, VL y R.
Esto resulta especialmente útil en los circuitos mixtos, donde es necesario resolver primero determinadas partes del circuito antes de calcular la intensidad total.
Del cálculo al montaje
Después de resolver el circuito en el simulador, el siguiente paso es llevar ese diseño a un montaje real. Esto permite comprobar si los valores calculados coinciden con las medidas obtenidas con los componentes físicos.
Montaje en protoboard
La protoboard permite realizar circuitos sin necesidad de soldar. En ella se pueden conectar resistencias, LED, cables y otros componentes de forma rápida y reutilizable.
Antes de montar el circuito conviene identificar claramente:
- el valor de cada resistencia,
- la polaridad del LED,
- el voltaje de alimentación,
- y el recorrido que debe seguir la corriente.
El esquema eléctrico generado por el simulador sirve como referencia para trasladar correctamente las conexiones al montaje.
Identificar las resistencias
Las resistencias suelen identificarse mediante un código de colores que indica su valor.
Por ejemplo, antes de colocar una resistencia de 220 Ω o 330 Ω, puede comprobarse su valor mediante una calculadora de resistencias o utilizando un multímetro.
Esto ayuda a evitar errores al seleccionar los componentes.
Comprobar con el multímetro
El multímetro permite medir directamente distintas magnitudes del circuito.
Podemos utilizarlo para comprobar:
Resistencia (Ω)
Permite verificar el valor real de una resistencia antes de incorporarla al circuito.
Voltaje (V)
Permite medir la tensión de la fuente y las caídas de tensión en los distintos componentes.
Intensidad (A o mA)
Permite comprobar la corriente que circula por el circuito o por una determinada rama.
Estas medidas pueden compararse con los valores obtenidos previamente en el simulador.
Del valor teórico al real
Los resultados de un montaje real pueden no coincidir exactamente con los valores calculados.
Por ejemplo, una resistencia marcada como 220 Ω puede tener un valor ligeramente diferente debido a su tolerancia. Del mismo modo, la caída de tensión real de un LED puede variar respecto al valor de referencia utilizado en el simulador.
Por este motivo, es normal encontrar pequeñas diferencias entre:
valor calculado
y
valor medido
Lo importante es comprobar que ambos resultados sean coherentes.
Experimentar y comprobar
Una vez construido el circuito, se pueden realizar modificaciones y observar qué ocurre.
Por ejemplo:
- sustituir una resistencia por otra de mayor valor,
- cambiar el voltaje de alimentación,
- añadir otra resistencia en serie,
- crear una rama en paralelo,
- o utilizar un LED de otro color.
Antes de realizar el cambio físicamente, puede probarse primero en el simulador y anticipar cómo variarán VR, VL e I.
De esta forma se completa todo el proceso de trabajo:
diseñar → calcular → montar → medir → comparar
El simulador permite preparar y comprobar los cálculos antes del montaje, mientras que herramientas como la protoboard, el multímetro y los kits de electrónica permiten verificar después esos mismos conceptos sobre un circuito real.
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