Corriente eléctrica, voltaje, resistencia y Ley de Ohm

Esta lección es parte de Temario de Física de Undécimo año Lección 8 de 17

Por Andrea del Carmen actualizado el 27 de octubre de 2026 12 min de lectura

Cargar el celular, encender un bombillo o arrancar un carro: todo depende de que circule una corriente eléctrica. Para entender cualquier aparato hacen falta tres magnitudes, la corriente, el voltaje y la resistencia, y una relación sencilla entre ellas: la Ley de Ohm. En esta lección de undécimo año vas a estudiarlas con ejemplos resueltos, junto con la corriente directa y la alterna, las pilas y baterías, y lo que la Ley de Ohm enseña sobre la seguridad eléctrica.

Definición

La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de cargas eléctricas a través de un conductor. Su intensidad I es la cantidad de carga q que pasa por una sección del conductor en cada unidad de tiempo t: I = q ÷ t. Se mide en amperios (A), y un amperio equivale a un culombio por segundo.

La corriente eléctrica y su intensidad#

En los cables metálicos, lo que se mueve son los electrones libres. Sin embargo, el sentido convencional de la corriente es el que tendrían cargas positivas: por fuera de la fuente, va del polo positivo al negativo. Los electrones avanzan en sentido contrario.

El Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) define el amperio a partir del valor exacto de la carga elemental, e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C, y de la equivalencia 1 C = 1 A·s.

Fórmula

I = q ÷ t

Donde I es la intensidad de corriente (A), q la carga que pasa (C) y t el tiempo (s). Las corrientes pequeñas se expresan en miliamperios: 1 mA = 0,001 A.

Ejemplo. Por un cable pasan 18 C de carga en 6,0 s. ¿Cuál es la intensidad de la corriente? ¿Cuántos electrones pasan cada segundo?

Solución. I = q ÷ t = 18 C ÷ 6,0 s = 3,0 A. Cada segundo pasan 3,0 C y cada electrón lleva 1,602 × 10⁻¹⁹ C, así que pasan 3,0 ÷ 1,602 × 10⁻¹⁹ ≈ 1,87 × 10¹⁹ electrones por segundo.

Corriente directa y corriente alterna#

Corriente directa (o continua): las cargas circulan siempre en el mismo sentido. La producen las pilas, las baterías y las celdas solares, y es la que usan por dentro los celulares, las computadoras y la mayoría de los aparatos electrónicos.
Corriente alterna: el sentido de la corriente cambia muchas veces por segundo y el voltaje sube y baja de forma repetida. La producen los generadores de las plantas eléctricas, en los que un giro hace cambiar el campo magnético que atraviesa unas bobinas, y es la que llega a los tomacorrientes.

En Costa Rica, la norma técnica AR-NT-SUCAL de la Autoridad Reguladora de los Servicios Públicos (ARESEP) establece que la frecuencia nominal de la tensión suministrada es de 60 Hz, es decir, 60 ciclos completos por segundo. Para las redes de baja tensión fija valores nominales como 120 V entre una línea activa y el neutro, y 240 V entre las dos líneas activas del servicio monofásico de tres hilos. Los cargadores de celular convierten esa corriente alterna en corriente directa de bajo voltaje.

Ejemplo. Si la frecuencia es de 60 Hz, ¿cuánto dura un ciclo de la corriente alterna?

Solución. El período es el inverso de la frecuencia: T = 1 ÷ f = 1 ÷ 60 Hz ≈ 0,0167 s, unos 16,7 milisegundos. En cada ciclo la corriente cambia de sentido dos veces, así que cada medio ciclo dura unos 8,33 ms.

El voltaje y la resistencia#

El voltaje es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. El de una fuente indica la energía que entrega a cada culombio de carga que hace circular. Se mide en voltios (V); un voltio es un joule por culombio. En un conductor común, sin diferencia de potencial no hay corriente, igual que el agua no corre por una tubería si sus dos extremos están a la misma altura.

Fórmula

V = W ÷ q

Donde V es el voltaje (V), W la energía entregada (J) y q la carga (C).

Ejemplo. Una batería de 9,0 V hace circular 2,0 C de carga. ¿Cuánta energía entrega?

Solución. W = q · V = 2,0 C · 9,0 V = 18 J.

La resistencia R mide cuánto se opone un material al paso de la corriente. Se mide en ohmios (Ω); un ohmio es un voltio por amperio. En un alambre, la resistencia depende del material (un hilo de cobre tiene menos resistencia que uno de hierro de iguales medidas), de la longitud (al doble de largo, el doble de resistencia), del grosor (al doble de área de la sección, la mitad de resistencia) y de la temperatura (en los metales, la resistencia aumenta al calentarse).

Fórmula

R = ρ · L ÷ A

Donde ρ (rho) es la resistividad del material (Ω·m), L la longitud (m) y A el área de la sección del alambre (m²).

Ejemplo. Un alambre tiene 4,0 Ω de resistencia. ¿Qué resistencia tendría otro del mismo material con la mitad de largo? ¿Y uno con el mismo largo y el doble de área?

Solución. Como R es proporcional a L, con la mitad de largo R = 4,0 Ω ÷ 2 = 2,0 Ω. Como R es inversamente proporcional a A, con el doble de área también R = 4,0 Ω ÷ 2 = 2,0 Ω. Con la mitad de largo y el doble de área a la vez, sería 4,0 Ω ÷ 4 = 1,0 Ω.

La Ley de Ohm#

En muchos conductores, si la temperatura no cambia, la corriente es directamente proporcional al voltaje: al doble de voltaje, el doble de corriente. Esa relación es la Ley de Ohm, y los materiales que la cumplen se llaman óhmicos. Su gráfica de voltaje contra corriente es una recta cuya pendiente es la resistencia.

Fórmula

V = I · R · I = V ÷ R · R = V ÷ I

Donde V es el voltaje (V), I la corriente (A) y R la resistencia (Ω). Son la misma ley despejada de tres formas.

No todo cumple la Ley de Ohm: el filamento de un bombillo incandescente aumenta su resistencia al calentarse, y en un LED la corriente no crece en proporción al voltaje.

Ejemplo. Una resistencia de 220 Ω se conecta a una batería de 9,0 V. ¿Qué corriente circula?

Solución. I = V ÷ R = 9,0 V ÷ 220 Ω ≈ 0,0409 A, es decir, unos 40,9 mA.

Ejemplo. Un bombillo conectado a 120 V deja pasar 0,50 A. ¿Cuál es su resistencia cuando está encendido? Si por un calentador de 60 Ω circulan 2,0 A, ¿a qué voltaje está conectado?

Solución. Para el bombillo, R = V ÷ I = 120 V ÷ 0,50 A = 240 Ω. Para el calentador, V = I · R = 2,0 A · 60 Ω = 120 V.

Una aplicación tecnológica: proteger un LED#

Ejemplo. Supón que un LED necesita 2,0 V y 20 mA para funcionar bien y que lo quieres alimentar con una batería de 9,0 V. ¿Qué resistencia hay que conectarle en serie?

Solución. La resistencia debe consumir el voltaje que sobra, 9,0 V − 2,0 V = 7,0 V, con la misma corriente de 0,020 A. Por la Ley de Ohm, R = 7,0 V ÷ 0,020 A = 350 Ω. Sin ella, la corriente sería demasiado grande y el LED se dañaría. Cálculos como este están detrás del diseño de cargadores, sensores y casi cualquier circuito.

La Ley de Ohm y la seguridad eléctrica#

La Ley de Ohm explica por qué el agua y la electricidad son una mezcla peligrosa. La guía de seguridad eléctrica de NIOSH, el instituto de salud ocupacional de los Estados Unidos, indica que la piel seca puede tener una resistencia de 100 000 Ω o más, y la piel mojada, de solo unos 1000 Ω.

Ejemplo. Estima la corriente que pasaría por una persona que toca un conductor a 120 V con la piel seca (100 000 Ω) y con la piel mojada (1000 Ω).

Solución. Con la piel seca, I = 120 V ÷ 100 000 Ω = 0,0012 A = 1,2 mA. Con la piel mojada, I = 120 V ÷ 1000 Ω = 0,12 A = 120 mA: cien veces más. Es una estimación simplificada, porque la resistencia real depende del camino de la corriente por el cuerpo, de la presión y del área de contacto, pero muestra la idea clave.

NIOSH resume así lo que suele pasar con corrientes que duran un segundo a los voltajes domésticos típicos:

Corriente	Efecto habitual
Menos de 1 mA	Por lo general no se percibe
1 mA	Un leve cosquilleo
5 mA	Descarga leve, molesta pero no dolorosa; la persona promedio puede soltarse
6 a 25 mA (mujeres) · 9 a 30 mA (hombres)	Descarga dolorosa y pérdida del control muscular: la persona no logra soltarse, aunque puede salir despedida
50 a 150 mA	Dolor extremo, paro respiratorio y contracciones musculares graves; la muerte es posible
1000 a 4300 mA	El corazón deja de bombear con ritmo, hay contracciones musculares y daño en los nervios; la muerte es probable
10 000 mA	Paro cardíaco y quemaduras graves; la muerte es probable

Los 120 mA de la estimación con la piel mojada caen en la franja de 50 a 150 mA. NIOSH añade que la sobrecorriente más baja con la que se abre un fusible o un breaker típico es de 15 A, es decir, 15 000 mA, muy por encima de lo que pone en peligro a una persona. Por eso existen los interruptores de falla a tierra (GFCI), que cortan la corriente cuando detectan una fuga y que, según NIOSH, se ajustan a unos 5 mA.

No uses aparatos eléctricos con las manos mojadas ni descalzo sobre un piso húmedo. Si alguien recibe una descarga, MedlinePlus recomienda no tocarlo con las manos descubiertas mientras siga en contacto con la fuente, apagar la corriente si se puede hacer de forma segura y llamar al número de emergencias.

Pilas y baterías#

Una pila transforma energía química en energía eléctrica: mantiene un voltaje entre sus dos polos y, al cerrar el circuito, hace circular corriente directa. En sentido estricto, una batería es un conjunto de pilas conectadas, aunque en el habla diaria ambas palabras se usan igual. Si se conectan pilas en serie, el polo positivo de una con el negativo de la siguiente, sus voltajes se suman: dos pilas de 1,5 V en serie dan 3,0 V.

La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) las agrupa así:

De un solo uso: alcalinas y de zinc-carbono (como las AA, AAA y de 9 V), de litio no recargables y las de botón.
Recargables: de níquel-cadmio, de iones de litio, de níquel-hidruro metálico, de níquel-zinc y pequeñas de plomo-ácido selladas.
De vehículos: las de plomo-ácido de los carros y los paquetes de iones de litio de los vehículos eléctricos e híbridos.

La EPA recomienda no tirar las de iones de litio a la basura ni al reciclaje común, cubrir sus terminales con cinta o guardarlas en bolsas plásticas separadas para prevenir incendios, y llevar las baterías usadas a un centro de reciclaje o de recolección de residuos peligrosos.

Ponte a prueba#

¿Qué corriente circula por una resistencia de 47 Ω conectada a 12 V?#

Se despeja la corriente de la Ley de Ohm: I = V ÷ R = 12 V ÷ 47 Ω ≈ 0,255 A, unos 255 mA. Si la resistencia fuera el doble, 94 Ω, la corriente sería la mitad, unos 128 mA, porque con el mismo voltaje la corriente es inversamente proporcional a la resistencia.

¿Cuánta carga pasa por un cable que lleva 0,50 A durante 2 minutos?#

Primero se pasa el tiempo a segundos: 2 min = 120 s. Luego, de I = q ÷ t se despeja q = I · t = 0,50 A · 120 s = 60 C. Como cada electrón lleva 1,602 × 10⁻¹⁹ C, eso equivale a 60 ÷ 1,602 × 10⁻¹⁹ ≈ 3,74 × 10²⁰ electrones.

¿Qué resistencia tiene un calentador que toma 10 A cuando se conecta a 120 V?#

R = V ÷ I = 120 V ÷ 10 A = 12 Ω. Si ese calentador se conectara a 60 V y su resistencia no cambiara, la corriente sería I = 60 V ÷ 12 Ω = 5 A: la mitad del voltaje produce la mitad de la corriente, como dice la Ley de Ohm para un conductor óhmico.

¿Qué voltaje hace falta para que pase una corriente de 15 mA por una resistencia de 330 Ω?#

Primero se pasa la corriente a amperios: 15 mA = 0,015 A. Luego, V = I · R = 0,015 A · 330 Ω = 4,95 V. Es decir, hacen falta unos 5 V. Pasar los miliamperios a amperios antes de multiplicar es clave: con 15 en vez de 0,015 se obtendría un resultado mil veces mayor.

¿En qué se diferencian la corriente directa y la corriente alterna?#

En la corriente directa las cargas circulan siempre en el mismo sentido; la producen pilas, baterías y celdas solares. En la alterna, el sentido cambia muchas veces por segundo; la producen los generadores de las plantas eléctricas y llega a los tomacorrientes. En Costa Rica, según la norma de la ARESEP, su frecuencia nominal es de 60 Hz, así que cada ciclo dura 1 ÷ 60 s, unos 16,7 ms.