Ley de Ohm: Guía Completa para Electricistas en México
Aprende la Ley de Ohm aplicada a instalaciones eléctricas mexicanas. Fórmulas, ejemplos prácticos con NOM-001-SEDE-2022 y calculadora interactiva.
¿Qué es la Ley de Ohm?
La Ley de Ohm es el principio fundamental de la electricidad que establece la relación entre voltaje (V), corriente (I) y resistencia (R) en un circuito eléctrico. Formulada por el físico alemán Georg Simon Ohm en 1827, es la base de todo cálculo eléctrico profesional.
En México, todo electricista certificado y todo ingeniero eléctrico debe dominar esta ley para cumplir con los requisitos de la NOM-001-SEDE-2022 en el diseño y verificación de instalaciones eléctricas. Desde el dimensionamiento de un circuito residencial en un departamento de la CDMX hasta la alimentación de un motor industrial en Monterrey, la Ley de Ohm es el punto de partida obligatorio.
Las Tres Fórmulas Fundamentales
La Ley de Ohm se expresa mediante tres fórmulas equivalentes. Haz clic en cualquiera para copiarla:
El Triángulo de Ohm
El Triángulo de Ohm es una herramienta visual que facilita recordar las tres fórmulas. Coloca V en la parte superior, I en la esquina inferior izquierda y R en la esquina inferior derecha. Cubre la variable que deseas calcular y las dos restantes muestran la operación:
| Para calcular | Cubre | Fórmula | Ejemplo práctico |
|---|---|---|---|
| Voltaje (V) | V | V = I × R | 5A × 24Ω = 120V |
| Corriente (I) | I | I = V ÷ R | 120V ÷ 24Ω = 5A |
| Resistencia (R) | R | R = V ÷ I | 120V ÷ 5A = 24Ω |
¿Qué Fórmula Necesitas? — Guía Rápida
Usa R = V ÷ I
Caso típico: Mediste 120V en el contacto y 10A con la pinza amperimétrica. La resistencia de la carga es: R = 120 ÷ 10 = 12Ω
¿Para qué sirve? Verificar que una carga (calefactor, resistencia) tiene el valor correcto, detectar cortocircuitos (resistencia muy baja) o circuitos abiertos (resistencia infinita).
Usa I = V ÷ R
Caso típico: Diseñas un circuito a 120V con una carga de 8Ω. La corriente será: I = 120 ÷ 8 = 15A. Esto te indica que necesitas un conductor calibre 14 AWG mínimo y un interruptor de 15A.
¿Para qué sirve? Dimensionar conductores, seleccionar interruptores y verificar que la corriente no exceda la capacidad del circuito según NOM Art. 210.
Usa V = I × R
Caso típico: Un conductor calibre 12 AWG de 50 metros tiene una resistencia de 0.33Ω y circulan 18A. La caída de voltaje es: V = 18 × 0.33 = 5.94V (ida y vuelta: 11.88V, que es el 9.9% — excede el 3% permitido).
¿Para qué sirve? Calcular la caída de voltaje en conductores largos, verificar el voltaje disponible en la carga, diagnosticar problemas de bajo voltaje.
Calculadora Interactiva
Utiliza nuestra calculadora de Ley de Ohm para resolver cualquier combinación de voltaje, corriente y resistencia de forma instantánea. También puedes complementar con la calculadora de Potencia Eléctrica.
Factores de Corrección por Clima en México
La resistencia de los conductores aumenta con la temperatura. En un país con climas tan diversos como México, esto tiene un impacto directo en la selección de calibres:
Zonas Climáticas y su Efecto
| Zona climática | Estados representativos | Temp. ambiente típica | Factor de corrección | Impacto |
|---|---|---|---|---|
| Desierto | Sonora, Chihuahua, Baja California | 40-50°C | 0.71-0.82 | Reducción severa de ampacidad |
| Tropical húmedo | Tabasco, Campeche, Veracruz | 35-42°C | 0.82-0.91 | Reducción moderada |
| Templado | CDMX, Puebla, Querétaro | 25-32°C | 0.96-1.00 | Impacto mínimo |
| Costero | Cancún, Acapulco, Mazatlán | 33-40°C | 0.87-0.96 | Reducción ligera + salinidad |
¿Cómo Afecta a los Cálculos de Ohm?
La resistencia de un conductor de cobre a una temperatura T se calcula como:
Ejemplo práctico: Un conductor calibre 10 AWG tiene R₂₀ = 3.28 Ω/km. En Hermosillo a 45°C:
- R₄₅ = 3.28 × [1 + 0.00393 × (45 − 20)] = 3.28 × 1.098 = 3.60 Ω/km
- La resistencia aumentó un 9.8%, lo que significa mayor caída de voltaje y menor ampacidad disponible
| Calibre AWG | R₂₀ (Ω/km) | R₃₅ (Ω/km) Tropical | R₄₅ (Ω/km) Desierto | Aumento |
|---|---|---|---|---|
| 14 | 8.28 | 8.77 | 9.09 | +9.8% |
| 12 | 5.21 | 5.52 | 5.72 | +9.8% |
| 10 | 3.28 | 3.47 | 3.60 | +9.8% |
| 8 | 2.06 | 2.18 | 2.26 | +9.8% |
Conclusión práctica: En zonas cálidas de México, considere subir un calibre de conductor para compensar el aumento de resistencia. Un circuito diseñado con calibre 12 AWG en la CDMX podría necesitar calibre 10 AWG en Hermosillo.
Aplicaciones Prácticas en México
Caso 1: Casa en Mérida — Circuito de A/C (Zona Cálida)
Contexto: Mérida, Yucatán. Temperatura ambiente 42°C en verano. Minisplit de 1.5 toneladas (1,800W) a 220V bifásico.
| Paso | Cálculo | Resultado |
|---|---|---|
| 1. Corriente de carga | I = P ÷ V = 1,800 ÷ 220 | 8.18A |
| 2. Factor de potencia (FP = 0.85) | I_real = 8.18 ÷ 0.85 | 9.63A |
| 3. Factor de diseño (125%) | I_diseño = 9.63 × 1.25 | 12.03A |
| 4. Corrección por temperatura (42°C) | I_corregida = 12.03 ÷ 0.82 | 14.67A |
| 5. Conductor seleccionado | Calibre 10 AWG (ampacidad 30A a 60°C) | ✅ Cumple |
| 6. Protección | Interruptor 2P 20A | ✅ Cumple Art. 240 |
Sin corrección por temperatura se habría elegido calibre 12 AWG (20A), que en Mérida operaría al 73% de capacidad — cerca del límite y potencialmente peligroso.
Caso 2: Local Comercial en CDMX — Iluminación LED
Contexto: Tienda en Polanco, CDMX. Temperatura ambiente 28°C. Circuito de iluminación con 20 lámparas LED de 18W.
| Paso | Cálculo | Resultado |
|---|---|---|
| 1. Potencia total | 20 × 18W | 360W |
| 2. Corriente (120V) | I = 360 ÷ 120 | 3A |
| 3. Factor de diseño (125%) | I_diseño = 3 × 1.25 | 3.75A |
| 4. Conductor seleccionado | Calibre 14 AWG (ampacidad 15A) | ✅ Cumple |
| 5. Protección | Interruptor 1P 15A | ✅ Cumple Art. 210 |
| 6. Caída de voltaje (30m) | V_caída = 2 × 30 × 3 × 8.28/1000 | 1.49V (1.2%) ✅ |
Nota: En la CDMX (clima templado) no se requiere corrección por temperatura. La caída de voltaje es 1.2%, bien dentro del 3% máximo permitido por NOM Art. 210.
Caso 3: Taller Industrial en Monterrey — Motor Trifásico
Contexto: Parque industrial en Apodaca, Monterrey. Motor trifásico de 10 HP a 220V, FP = 0.80, eficiencia 88%.
| Paso | Cálculo | Resultado |
|---|---|---|
| 1. Potencia eléctrica | P = (10 × 746) ÷ 0.88 | 8,477W |
| 2. Corriente trifásica | I = P ÷ (√3 × V × FP) | 27.8A |
| 3. Factor de diseño (125%) | I_diseño = 27.8 × 1.25 | 34.7A |
| 4. Corrección temp. (38°C) | I_corregida = 34.7 ÷ 0.91 | 38.1A |
| 5. Conductor seleccionado | Calibre 8 AWG (ampacidad 40A) | ✅ Cumple |
| 6. Protección | Interruptor 3P 50A (Art. 430) | ✅ |
Clave para motores: La NOM Art. 430 permite protecciones de hasta 250% de la corriente nominal para motores de arranque directo, por eso el interruptor es de 50A aunque la corriente nominal sea 27.8A.
Referencia Normativa
Define las protecciones máximas y conductores mínimos basándose en la corriente calculada con la Ley de Ohm. Establece el límite del 3% de caída de voltaje para circuitos ramales.
Establece los métodos para determinar la carga total de una instalación, aplicando factores de demanda que se derivan de los cálculos fundamentales de Ohm.
Las tablas de ampacidad (310-16) se seleccionan a partir de la corriente calculada con las fórmulas de la Ley de Ohm. Incluye factores de corrección por temperatura ambiente y agrupamiento de conductores.
Errores Comunes y Cómo Evitarlos
1. No considerar la temperatura ambiente
La resistencia de los conductores cambia con la temperatura. En climas cálidos de México (Sonora, Sinaloa, Tamaulipas, Yucatán), la ampacidad debe corregirse usando los factores de corrección de la Tabla 310-16. Calcular sin corrección puede resultar en conductores operando al límite de su capacidad térmica.
Solución: Siempre consulte la zona climática y aplique el factor correspondiente, como se muestra en la sección de Factores de Corrección por Clima.
2. Confundir voltaje de línea y de fase
En sistemas trifásicos, el voltaje de línea (220V) difiere del voltaje de fase (127V). Usar el valor incorrecto en la Ley de Ohm produce cálculos con un error del 42%.
| Sistema | V línea | V fase | Relación |
|---|---|---|---|
| Monofásico 2H | 120V | 120V | Iguales |
| Bifásico 3H | 220V | 127V | V_línea = √3 × V_fase |
| Trifásico 4H | 220V | 127V | V_línea = √3 × V_fase |
Solución: Para cargas conectadas entre fases, use el voltaje de línea. Para cargas conectadas entre fase y neutro, use el voltaje de fase.
3. Ignorar la resistencia del conductor en tramos largos
Para tramos de cable mayores a 30 metros, la resistencia del conductor afecta significativamente el voltaje disponible en la carga. Este error es especialmente crítico en:
- Ranchos y fincas con tiradas de 100+ metros
- Instalaciones industriales con alimentadores largos
- Estacionamientos y áreas exteriores
Solución: Siempre calcule la caída de voltaje con la calculadora de caída de voltaje. El límite es 3% para circuitos ramales y 5% total (alimentador + ramal) según NOM Art. 210.
4. No aplicar el factor del 125% a cargas continuas
La NOM-001-SEDE exige que las cargas continuas (operación ≥ 3 horas) se multipliquen por 1.25 para el dimensionamiento. Ejemplos de cargas continuas comunes en México:
- Iluminación comercial y de oficinas
- Sistemas de aire acondicionado central
- Calentadores eléctricos de agua (boilers)
- Bombas de recirculación
5. Usar la Ley de Ohm simple para motores
Los motores tienen corriente de arranque de 6-8 veces la corriente nominal. Además, su factor de potencia (típicamente 0.75-0.85) hace que la corriente real sea mayor que la calculada con P/V. Siempre use la fórmula completa: I = P ÷ (V × FP × η) donde η es la eficiencia.
Preguntas Frecuentes
¿La Ley de Ohm aplica en corriente alterna?
Sí, pero en circuitos de CA se utiliza el concepto de impedancia (Z) en lugar de resistencia simple. La impedancia incluye la resistencia (R) y la reactancia (X): Z = √(R² + X²). Para cargas puramente resistivas (calefactores, focos incandescentes), la Ley de Ohm aplica directamente. Para motores y transformadores, debe considerar la impedancia completa.
¿Qué voltaje se usa en México para cálculos residenciales?
En México, el voltaje residencial estándar es 120V monofásico (un solo hilo vivo) o 120/240V bifásico (dos hilos vivos). La frecuencia es 60Hz, igual que en Estados Unidos y Canadá. CFE suministra a través de un transformador de distribución que entrega 120/240V a los hogares.
¿Cómo afecta la Ley de Ohm al dimensionamiento de cable AWG?
La corriente calculada con la Ley de Ohm determina el calibre mínimo del conductor. La tabla de referencia rápida para instalaciones mexicanas a 60°C:
| Corriente calculada | Calibre mínimo | Ampacidad a 60°C | Protección máxima |
|---|---|---|---|
| Hasta 15A | 14 AWG | 15A | 15A |
| Hasta 20A | 12 AWG | 20A | 20A |
| Hasta 30A | 10 AWG | 30A | 30A |
| Hasta 40A | 8 AWG | 40A | 40A |
| Hasta 55A | 6 AWG | 55A | 60A |
¿Es obligatorio usar la Ley de Ohm en instalaciones NOM?
La NOM-001-SEDE-2022 no menciona explícitamente “Ley de Ohm”, pero todos los métodos de cálculo de carga (Art. 220), dimensionamiento de conductores (Art. 310) y coordinación de protecciones (Art. 240) se fundamentan en esta ley. Sin dominarla, es imposible cumplir la norma.
¿Cuál es la diferencia entre kW y kVA en México?
Los kW representan potencia real (consumo efectivo), mientras que los kVA incluyen la potencia aparente. La relación es: kW = kVA × Factor de Potencia. CFE factura en kWh pero penaliza el factor de potencia menor a 0.90. Los transformadores se dimensionan en kVA, no en kW.
¿Cómo afecta el factor de potencia a los cálculos de corriente?
El factor de potencia (FP) hace que la corriente real sea mayor que la calculada con P/V. La fórmula correcta es: I = P ÷ (V × FP). Un motor de 1,000W con FP = 0.80 a 120V consume: I = 1,000 ÷ (120 × 0.80) = 10.4A, no los 8.3A que daría la fórmula simple.
¿Cómo calculo la Ley de Ohm para circuitos trifásicos?
Para circuitos trifásicos, la Ley de Ohm se modifica así:
- Potencia: P = √3 × V_línea × I × FP
- Corriente: I = P ÷ (√3 × V_línea × FP)
- Voltaje de línea en México: Típicamente 220V o 440V
Ejemplo: Un equipo trifásico de 5,000W a 220V con FP = 0.85: I = 5,000 ÷ (1.732 × 220 × 0.85) = 15.4A
¿Por qué mis cálculos no coinciden con las mediciones reales?
Las discrepancias más comunes en instalaciones mexicanas se deben a:
- Voltaje real ≠ 120V — CFE puede entregar entre 114V y 126V (± 5%)
- Temperatura ambiente — Usar factores de corrección para clima cálido
- Caída de voltaje en conductores — Especialmente en tramos largos
- Armónicos — Equipos electrónicos generan distorsión que afecta las mediciones
- Contactos flojos — Generan resistencia adicional en las conexiones
Consejo: Siempre mida el voltaje real en el punto de conexión antes de comparar cálculos teóricos con mediciones.
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