Calculadora de electricidad

V = I · R y P = V · I

V

Tensión en el componente, medida en voltios (V)

I

Corriente que lo atraviesa, medida en amperios (A)

R

Resistencia del componente, en ohmios (Ω)

P

Potencia que disipa, en vatios (W)

Úsala cuando tengas dos de las cuatro magnitudes y necesites las otras dos, que es la situación normal al preparar un montaje: la corriente que va a pedir una carga, la resistencia que hace falta para limitarla, la potencia que tendrá que disipar. La primera identidad es la ley de Ohm y une tensión, corriente y resistencia; la segunda mete la potencia. Sustituyendo una en la otra y despejando salen las seis combinaciones de la tabla de esta página, cada una para el par que no hayas escrito. Lo que no dice es si un valor es razonable: eso depende de la sección del cable y del calibre del fusible, no de la identidad.

1. Un circuito de 230 V que pide 10 A

   1. Anota lo que sabes: V = 230 V, I = 10 A.
   2. Resistencia por la ley de Ohm: R = V / I = 230 / 10 = 23 Ω.
   3. Potencia: P = V · I = 230 × 10 = 2300 W.
   4. Comprobación con la otra forma de la misma identidad: P = I² · R = 100 × 23 = 2300 W.

   2300 W es un electrodoméstico de carga alta —un horno o una tetera—, y por eso pide 10 A en lugar de los 0,5 A de un cargador de portátil. Con esos dos datos ya están los cuatro: las casillas de resistencia y de potencia se rellenan solas.

2. 12 V sobre una resistencia de 100 Ω

   1. Conocidos: V = 12 V, R = 100 Ω.
   2. Corriente por la ley de Ohm: I = V / R = 12 / 100 = 0,12 A, que son 120 mA.
   3. Potencia: P = V · I = 12 × 0,12 = 1,44 W.
   4. Comprobación: P = V² / R = 144 / 100 = 1,44 W.

   Una resistencia de un cuarto de vatio aguanta 1,44 W solo un momento; este es el cálculo que decide si hace falta una pieza de 2 W. El par no incluye la potencia, y aun así sale: la página la obtiene de las otras dos en lugar de pedírtela.

3. 100 W sobre una carga de 4 Ω

   1. Conocidos: P = 100 W, R = 4 Ω.
   2. Este par no entra por V = I · R, así que hay que usar los despejes: V = √(P · R) = √(100 × 4) = √400 = 20 V.
   3. Después I = √(P / R) = √(100 / 4) = √25 = 5 A.
   4. Comprobación: P = V · I = 20 × 5 = 100 W.

   Así se anuncian los altavoces y los amplificadores. Los dos valores salen de una raíz cuadrada, de modo que duplicar la potencia no duplica la tensión: para pasar de 20 V a 40 V habría que multiplicar la potencia por cuatro.

4. 5 V a 20 mA

   1. Conocidos: V = 5 V, I = 0,02 A.
   2. Puedes escribir 0,02 con la unidad en A, o cambiar el selector a mA y escribir 20: es la misma corriente.
   3. R = V / I = 5 / 0,02 = 250 Ω.
   4. P = V · I = 5 × 0,02 = 0,1 W.

   Trabajo de pequeña señal: los números quedan lejos del rango de los amperios, y para eso está la opción de miliamperios en la casilla de corriente.

Esta calculadora supone corriente continua estable y una carga que obedece de verdad la ley de Ohm: una resistencia, una resistencia de calefacción, un filamento a su temperatura de trabajo. No cubre la corriente alterna, donde tensión y corriente pueden ir desfasadas, ni las cargas reactivas —motores, transformadores y casi cualquier fuente de alimentación de red—, cuyo factor de potencia hace que P = V · I sobreestime la potencia real: en esos casos el producto da potencia aparente en voltamperios (VA), no la potencia activa en vatios que se factura. Los cuatro valores que devuelve son módulos: la página no sigue el signo, así que la polaridad se lee en el esquema del circuito y no aquí. Y la resistencia se trata como constante, lo que deja de valer en filamentos y semiconductores en cuanto se calientan.

¿Cómo se usa la calculadora de electricidad?

Rellena exactamente dos de las cuatro casillas —tensión, corriente, resistencia y potencia— y deja las demás vacías. La calculadora despeja las dos que falten con el par que tenga una forma directa. La primera pantalla viene con 230 V y 10 A puestos, así que borra uno de esos dos antes de escribir otro par.

¿Cuántos amperios consume un aparato de 2300 W a 230 V?

10 amperios. La corriente es la potencia dividida entre la tensión: 2300 / 230 = 10 A. Es una carga de 2,3 kW sobre una red de 230 V, y la relación funciona igual al revés: 10 A a 230 V disipan 2300 W.

¿Por qué avisa la página si relleno tres casillas?

Porque tres valores sobredeterminan el circuito: dos cualesquiera ya fijan los otros dos, así que el tercero tiene que concordar con ellos. Cuando no concuerda, la página avisa en lugar de sobrescribir lo que escribiste. Si te aparece ese aviso, el valor que sobra es el que no encaja: busca un desliz de unidades, como haber escrito miliamperios en la casilla de amperios.

¿Qué unidades acepta?

Voltios (V, mV, kV) para la tensión, amperios (A, mA) para la corriente, ohmios (Ω, kΩ, MΩ) para la resistencia y vatios (W, kW) para la potencia. Cada casilla tiene su propio selector de unidad, y los resultados vuelven siempre en V, A, Ω y W. Cambiar de unidad es además la forma más rápida de ganar precisión: 0,02 A y 20 mA son la misma corriente, pero solo una de las dos se lee limpia con dos decimales.

¿Sirve la ley de Ohm para corriente alterna y para motores?

Solo en parte. La forma V = I · R vale para cargas resistivas y, en corriente alterna, vale instante a instante, con la impedancia en lugar de la resistencia pura. Los motores, los transformadores y las fuentes conmutadas piden una corriente desfasada respecto a la tensión, así que V · I da potencia aparente en voltamperios (VA) y no la potencia activa en vatios que se factura. Para esas cargas hace falta además el factor de potencia.

¿Qué diferencia hay entre potencia y energía?

La potencia en vatios es la velocidad a la que se consume energía ahora mismo; la energía en kilovatios hora es esa velocidad multiplicada por el tiempo que dura. Una tetera de 2300 W que hierve durante tres minutos gasta unos 0,1 kWh, mientras que un router de 10 W encendido todo el mes se lleva unos 7,2 kWh. Para convertir vatios en dinero, usa la calculadora de costo de electricidad.

• El Sistema Internacional de Unidades, SI — Centro Español de Metrología (CEM)
• Ley de Ohm — Fisicalab