Electromagnetismo y Electricidad: guía completa

Corriente eléctrica: qué es, fórmula, tipos y problemas resueltos paso a paso

15 octubre, 2026 por Profesor Yohendy Guzmán

Ilustración comparativa dividida en dos partes que explica la Corriente Alterna (CA) a la izquierda y la Corriente Continua (CC) a la derecha, con esquemas de circuitos, fuentes de alimentación y gráficas de voltaje contra tiempo

¿Qué es la corriente eléctrica y por qué la luz se enciende en cuanto pulsas el interruptor? Cada día cargas el teléfono, enciendes una lámpara o calientas comida en el microondas, y detrás de todo eso hay un mismo protagonista: cargas eléctricas que se mueven por un cable. No ves nada pasar, pero la física lo explica con ideas sorprendentemente sencillas.

Una ilustración simple que muestra un soporte metálico que contiene dos pilas AA orientadas en direcciones opuestas. En la parte superior, hay dos conectores de clavija redondos azules y dos cables que salen de un conector. Estos cables, uno rojo y uno negro, se conectan a un cable verde con textura que forma un bucle rectangular abierto hacia la derecha y se conecta a una bombilla incandescente encendida en la esquina inferior derecha. El fondo es blanco y plano — Diagrama de un circuito eléctrico básico que utiliza un soporte para dos pilas AA de 1.5V para encender una pequeña bombilla.

En este artículo avanzarás paso a paso, de lo más básico a lo más completo: partirás de imágenes de la vida diaria, pasarás a las fórmulas y terminarás resolviendo problemas como los de un examen. Además, podrás experimentar con un simulador y comprobar lo aprendido con un quiz.

Objetivo de aprendizaje.

Al terminar podrás:

explicar con tus palabras qué es la corriente eléctrica y por qué se produce;
calcular la intensidad de corriente con I = Q/t y expresarla en amperios;
distinguir el sentido convencional del sentido real de los electrones;
diferenciar la corriente continua de la corriente alterna;
relacionar corriente, voltaje y resistencia con la ley de Ohm, en serie y en paralelo;
interpretar la velocidad de deriva y la densidad de corriente (nivel universitario);
resolver problemas y detectar los errores más comunes.

¿Qué es la corriente eléctrica?

La corriente eléctrica es el desplazamiento neto de cargas eléctricas en una misma dirección a lo largo de un material. En los metales, esas cargas son electrones libres; en una disolución salina o en un gas ionizado, en cambio, se mueven iones. Cuando conectas una pila a una bombilla, la pila crea en el cable un campo eléctrico que empuja a los electrones, y estos empiezan a circular en un mismo sentido.

Piensa en el agua dentro de una manguera: en cuanto abres el grifo, toda el agua que ya estaba dentro se pone en marcha. En un cable ocurre algo parecido, porque ya está lleno de electrones libres esperando que algo los empuje.

Carga eléctrica: la materia prima

Los átomos contienen protones (carga positiva), neutrones (sin carga) y electrones (carga negativa). La unidad de carga en el Sistema Internacional es el culombio (C). La carga de un solo electrón es diminuta: su valor absoluto es e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C. Dicho al revés, para reunir 1 C hacen falta unos 6,24 × 10¹⁸ electrones.

Conductores y aislantes

No todos los materiales dejan pasar la corriente igual de bien. En los conductores hay electrones libres que se mueven con facilidad. En los aislantes los electrones están muy ligados a sus átomos y casi no circulan. La Tabla 1 resume los tres tipos de materiales.

Tabla 1. Conductores, aislantes y semiconductores.

Tipo de material	Ejemplos	Electrones libres	Uso habitual
Conductor	Cobre, aluminio, plata, grafito	Muchos	Cables y contactos
Aislante	Plástico, vidrio, goma, madera seca	Muy pocos	Cubierta de cables y enchufes
Semiconductor	Silicio, germanio	Pocos, controlables	Diodos, transistores y chips

Para que exista corriente necesitas tres ingredientes:

una fuente que empuje a las cargas y mantenga un voltaje (pila, batería, enchufe);

un camino cerrado hecho de material conductor;

cargas libres capaces de moverse, como los electrones del cobre.

Intensidad de corriente eléctrica: fórmula y unidad

La intensidad de corriente (I) indica cuánta carga cruza una sección del conductor en cada segundo. Imagina un contador de personas en la puerta de un estadio: no importa cuánta gente hay dentro, sino cuántas personas pasan por la puerta cada segundo.

$$I=\frac{Q}{t}$$

Aquí I es la intensidad, Q es la carga que atraviesa la sección y t es el tiempo. Esta expresión da el valor medio de la intensidad (o su valor exacto si la corriente es constante). Si despejas, obtienes otras dos formas muy útiles:

$$Q=I\times t$$

$$t=\frac{Q}{I}$$

La Figura 1 muestra la idea: la línea discontinua marca la sección del conductor y la intensidad es la carga que la cruza cada segundo.

Diagrama de un conductor con electrones y su sección transversal que ilustra la intensidad de la corriente eléctrica — Figura 1. La intensidad de corriente es la carga que cruza una sección del conductor cada segundo.

El amperio (A)

La unidad de intensidad es el amperio (A). Un amperio equivale a un culombio por segundo: 1 A = 1 C/s. Desde la revisión del Sistema Internacional de 2019, el amperio se define fijando el valor exacto de la carga elemental, e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C. Como muchos aparatos usan corrientes pequeñas, también verás el miliamperio: 1 mA = 0,001 A.

La Tabla 2 da algunos órdenes de magnitud para que desarrolles intuición.

Tabla 2. Intensidades de corriente en situaciones cotidianas.

Situación	Intensidad aproximada
LED indicador	0,02 A (20 mA)
Cargador de teléfono (salida)	Entre 1 y 3 A
Plancha de ropa a 120 V	Cerca de 9 A
Motor de arranque de un automóvil	Cientos de amperios
Rayo	Decenas de miles de amperios

¿Cuántos electrones pasan?

Como toda carga es un múltiplo entero de la carga elemental e, puedes contar cuántos electrones cruzan la sección:

$$N=\frac{Q}{e}$$

Con 1 A durante 1 s pasan unos 6,24 × 10¹⁸ electrones. ¡Una cifra enorme para una corriente tan común!

Sentido de la corriente eléctrica: convencional y real

Cuando se empezó a estudiar la electricidad, nadie sabía qué cargas se movían. En el siglo XVIII se acordó que la corriente iba del polo positivo al negativo, como si se desplazaran cargas positivas. Ese acuerdo se llama sentido convencional y todavía se usa en esquemas y fórmulas.

Más tarde se descubrió que, en los metales, quienes se mueven son los electrones, que tienen carga negativa y van en sentido contrario. Ese es el sentido real de los electrones. La Figura 2 muestra ambos sentidos en un circuito sencillo.

Clave: por fuera de la pila, la corriente convencional va de + a −, mientras que los electrones van de − a +. Los cálculos no cambian; solo cambia hacia dónde dibujas la flecha.

Circuito con pila, interruptor y bombilla que muestra el sentido convencional de la corriente y el de los electrones — Figura 2. Sentido convencional (flechas rojas, de + a −) frente al movimiento real de los electrones (flechas azules, de − a +).

Corriente continua y corriente alterna

En la corriente continua (CC) las cargas circulan siempre en el mismo sentido. La entregan pilas, baterías y paneles solares. En la corriente alterna (CA) el sentido se invierte de forma periódica, muchas veces por segundo. Es la que llega a tu casa por el enchufe, con una frecuencia de 50 o 60 Hz según el país (por ejemplo, 60 Hz en México y Colombia, y 50 Hz en España y Argentina). Los 120 V o 230 V que indica la red son valores eficaces: una especie de «promedio útil» de la onda. La Tabla 3 compara ambos tipos.

Tabla 3. Comparación entre corriente continua y corriente alterna.

Característica	Corriente continua (CC)	Corriente alterna (CA)
Sentido	Constante	Cambia periódicamente
Fuentes típicas	Pilas, baterías, paneles solares	Red eléctrica, alternadores
Usos habituales	Teléfonos, LED, electrónica	Hogares, industria, motores
Transporte de energía	Solo en enlaces especiales de muy alta tensión	Muy cómodo: los transformadores suben y bajan el voltaje

Aunque tu cargador se conecta a la pared (CA), por dentro convierte esa corriente en CC para alimentar el teléfono. En la Figura 3, la onda de 50 Hz completa un ciclo cada 20 ms, porque el periodo es T = 1/f.

Gráfica comparativa de corriente continua constante y corriente alterna senoidal en función del tiempo — Figura 3. La corriente continua mantiene su sentido; la alterna lo invierte de forma periódica (en la gráfica, 50 Hz: un ciclo cada 20 ms).

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¿Cómo se mueven los electrones? Velocidad de deriva

Aquí viene una sorpresa: los electrones de un cable avanzan muy despacio. Entre choque y choque con los iones de la red metálica van en zigzag, y su avance neto, opuesto al sentido convencional, se llama velocidad de deriva. Para un cable de sección A, con n electrones libres por metro cúbico, se cumple:

$$I=n\times e\times A\times v$$

En esta fórmula, v es el módulo de la velocidad de deriva y e es el valor absoluto de la carga del electrón. En un cable de cobre habitual vale apenas décimas de milímetro por segundo (lo comprobarás en el problema 8).

Entonces, ¿por qué la luz se enciende al instante? Porque el cable ya está lleno de electrones: al cerrar el interruptor, el campo eléctrico se establece en todo el circuito a una velocidad comparable a la de la luz y todos los electrones empiezan a moverse casi a la vez. Es como la cadena de una bicicleta: al pedalear, todos los eslabones se ponen en marcha a la vez, aunque cada uno avance despacio.

Ampliación universitaria: intensidad instantánea y densidad de corriente

Si la corriente cambia con el tiempo, como en la corriente alterna, la fórmula I = Q/t solo da un valor medio. En los cursos universitarios se define la intensidad instantánea como la rapidez con que varía la carga que cruza la sección:

$$I=\frac{\mathrm{d}Q}{\mathrm{d}t}$$

Además, la misma corriente no se reparte igual en un cable fino que en uno grueso. Por eso se usa la densidad de corriente J, la intensidad por unidad de área de la sección, que se mide en A/m²:

$$J=\frac{I}{A}$$

Si divides I = n × e × A × v entre A, obtienes una relación directa con la velocidad de deriva:

$$J=n\times e\times v$$

También la resistencia de un cable depende de su material y de su geometría. Para un conductor homogéneo de longitud L y sección A:

$$R=\rho\times\frac{L}{A}$$

Aquí ρ es la resistividad del material; para el cobre a 20 °C, ρ ≈ 1,7 × 10⁻⁸ Ω·m.

Para pensar: con la misma corriente, ¿se calienta más un cable fino o uno grueso? Responde usando J, R = ρ × L/A y la potencia P = I² × R.

El circuito eléctrico y cómo medir la corriente

Un circuito eléctrico es un camino cerrado por el que circula la corriente. Sus elementos básicos son:

fuente: pila o batería que empuja a las cargas;
conductores: cables por donde viajan;
receptor: bombilla, motor o resistencia que aprovecha la energía;
interruptor: abre o cierra el camino.

La intensidad se mide con un amperímetro, que se conecta en serie: abres el circuito y lo intercalas para que toda la corriente pase por él. Nunca lo conectes en paralelo con la pila ni con un componente: su resistencia es casi nula, así que provocarías un cortocircuito que podría dañarlo.

Corriente, voltaje y resistencia: la ley de Ohm

La corriente no depende solo de la pila. Depende del voltaje (V), también llamado tensión, que es el «empujón» que da la fuente, y de la resistencia (R), la oposición del material al paso de la corriente. La analogía del agua de la Tabla 4 te ayuda a no confundirlos:

Tabla 4. Analogía hidráulica de un circuito eléctrico.

Circuito de agua	Circuito eléctrico
Presión	Voltaje, en voltios (V)
Caudal	Intensidad de corriente, en amperios (A)
Estrechamiento del tubo	Resistencia, en ohmios (Ω)

Para muchos materiales, llamados óhmicos, la relación es muy simple: la corriente es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia. Es la ley de Ohm:

$$V=I\times R$$

$$I=\frac{V}{R}$$

No todos los componentes son óhmicos: en un diodo, o en el filamento de una bombilla incandescente cuya resistencia cambia con la temperatura, la relación entre voltaje y corriente no es lineal.

Corriente en serie y en paralelo

En un circuito en serie los elementos van uno detrás de otro: hay un solo camino, la corriente es la misma en todos y el voltaje de la fuente se reparte entre ellos.

$$I=I_1=I_2$$

En un circuito en paralelo hay ramas: todas reciben el mismo voltaje, la corriente se reparte y la suma de las corrientes de las ramas es la que sale de la fuente.

$$I=I_1+I_2$$

Las resistencias equivalentes se calculan así:

$$R_{eq}=R_1+R_2\quad\text{(serie)}$$

$$\frac{1}{R_{eq}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\quad\text{(paralelo)}$$

La Figura 4 resume ambos casos.

Esquema de dos resistencias en serie y en paralelo con la intensidad de corriente en cada caso — Figura 4. En serie la corriente es la misma en todos los puntos; en paralelo se reparte entre las ramas.

En tu casa los aparatos se conectan en paralelo: así cada uno recibe el mismo voltaje y, si uno se apaga o se funde, los demás siguen funcionando.

Potencia eléctrica y efecto Joule

Cuando circula corriente, la energía eléctrica se transforma en luz, movimiento o calor. La rapidez con que ocurre se llama potencia y se mide en vatios (W):

$$P=V\times I$$

La energía consumida durante un tiempo t es:

$$E=P\times t$$

Combinando con la ley de Ohm, la potencia disipada en una resistencia también se escribe así:

$$P=I^2\times R$$

Esto explica el efecto Joule: con la misma resistencia, al duplicar la corriente el calor se multiplica por cuatro. Por eso los cables se calientan y por eso existen fusibles e interruptores automáticos.

Aplicaciones reales de la corriente eléctrica

Iluminación: los LED funcionan con corrientes de decenas de miliamperios, de ahí su bajo consumo.
Comunicaciones: teléfonos, routers y computadoras se basan en corrientes pequeñas y controladas.
Transporte: trenes, tranvías y automóviles eléctricos usan motores alimentados con corriente eléctrica.
Medicina: el electrocardiograma registra la actividad eléctrica del corazón, producida por diminutas corrientes de iones.
Hogar: planchas, secadores y hornos aprovechan el efecto Joule para producir calor.

Seguridad: corrientes de apenas decenas de miliamperios que atraviesen el cuerpo pueden ser peligrosas e incluso mortales. No manipules enchufes ni cables con las manos mojadas.

Errores comunes sobre la corriente eléctrica

La Tabla 5 reúne las ideas equivocadas más frecuentes y lo que realmente ocurre.

Tabla 5. Ideas equivocadas sobre la corriente eléctrica y su corrección.

Idea equivocada	Lo que realmente ocurre
«La corriente se gasta al pasar por la bombilla.»	Se transforma la energía, no se pierden cargas: la corriente es la misma antes y después.
«Los electrones viajan a la velocidad de la luz.»	Su velocidad de deriva es de décimas de milímetro por segundo; lo veloz es el campo eléctrico.
«Los electrones salen del polo positivo.»	Salen del polo negativo; el sentido convencional se definió al revés.
«Voltaje y corriente son lo mismo.»	El voltaje es el empuje; la corriente es el flujo de carga resultante.
«El amperímetro se conecta en paralelo.»	Se conecta en serie, para que toda la corriente lo atraviese.

Resumen: lo que debes recordar

Tabla 6. Resumen de conceptos, ideas clave y fórmulas.

Concepto	Idea clave	Fórmula o unidad
Corriente eléctrica	Movimiento ordenado de cargas	Electrones en los metales
Intensidad	Carga que pasa cada segundo	I = Q/t; amperio (A)
Sentido	Convencional de + a −; electrones de − a +	Solo cambia la flecha
CC y CA	Sentido constante o alternante	Frecuencia de 50 o 60 Hz
Velocidad de deriva	Avance neto, muy lento, de los electrones	I = n × e × A × v
Ley de Ohm	Corriente directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia	I = V/R
Serie y paralelo	Misma corriente o corriente repartida	Serie: I = I₁ = I₂; paralelo: I = I₁ + I₂
Potencia	Energía transformada por segundo	P = V × I; vatio (W)

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¿Qué concepto te costó más: el sentido de la corriente, la ley de Ohm o la velocidad de los electrones?

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Simulador de circuitos: experimenta con la corriente continua y la alterna

Hasta aquí has visto la corriente eléctrica en esquemas y fórmulas. Ahora te toca comprobarla con tus propias manos. El simulador Kit de construcción de circuitos CA – Laboratorio virtual, de PhET Interactive Simulations (Universidad de Colorado Boulder), es un pequeño laboratorio de electrónica en tu pantalla: puedes armar circuitos con baterías, fuentes de corriente alterna, resistencias, bombillas, condensadores, inductores, fusibles e interruptores.

Lo mejor es que mide por ti. Con su amperímetro y su voltímetro realistas lees la corriente y el voltaje en cualquier punto, y con la gráfica integrada ves cómo cambian en función del tiempo. Además, puedes alternar entre la vista de esquema y la vista realista. Así comparas, en el mismo circuito, la corriente continua (constante) con la alterna (que cambia de sentido), justo lo que acabas de estudiar.

Cómo empezar: arrastra una batería, una bombilla o resistencia y cables hasta cerrar un circuito. Coloca un amperímetro en serie para medir la corriente y activa la gráfica para ver su evolución en el tiempo.

Predecir antes de ver

Antes de tocar nada, escribe tu hipótesis en una libreta. Después observa el resultado y compáralo con lo que habías pensado. Equivocarte aquí es útil: es cuando más se aprende.

1. Predice: si conectas una resistencia a una batería (corriente continua), ¿cómo será la gráfica de la corriente en el tiempo? Observa y verifica si es una línea horizontal.

2. Predice: si ahora cambias la batería por una fuente de corriente alterna, ¿qué forma tendrá la gráfica? ¿Pasará por cero y se hará negativa? Observa qué significa el valor negativo en términos del sentido de la corriente.

3. Predice: si duplicas el voltaje máximo de la fuente alterna con la misma resistencia, ¿qué pasará con la corriente máxima? Comprueba tu respuesta con I = V/R.

4. Predice: con solo una resistencia en el circuito, ¿cambiará la corriente máxima si aumentas la frecuencia de la fuente? Observa y razona por qué.

Para terminar, activa la visualización de las cargas y fíjate en cómo, en alterna, se mueven hacia un lado y hacia el otro, mientras que en continua avanzan siempre en el mismo sentido.

Simulador de corriente continua (CC)

Si quieres practicar solo con corriente continua (una pila, bombillas y mediciones en serie o en paralelo), usa la versión específica de PhET: Kit de construcción de circuitos CC – Laboratorio virtual.

Enlace al simulador de CC: https://phet.colorado.edu/es/simulations/circuit-construction-kit-dc

Reto rápido: arma una pila con dos bombillas, primero en serie y luego en paralelo. Mide la corriente con el amperímetro y comprueba qué ocurre con el brillo.

8 problemas resueltos de corriente eléctrica paso a paso

Están ordenados de menor a mayor dificultad. Intenta resolver cada uno antes de leer los pasos.

Problema 1 (Nivel básico): Calcular la intensidad

Por un conductor pasan 120 C de carga en 40 s. ¿Cuál es la intensidad de la corriente?

Datos:

Q = 120 C
t = 40 s
I = ?

Paso a paso:

Escribe la fórmula de la intensidad:

$$I=\frac{Q}{t}$$

Sustituye los datos y calcula:

$$I=\frac{120\ \text{C}}{40\ \text{s}}=3\ \text{A}$$

Respuesta: La intensidad es de 3 amperios.

Problema 2 (Nivel básico): Carga que circula por una linterna

Una linterna consume 0,5 A. ¿Qué carga circula por ella en 2 minutos?

Datos:

I = 0,5 A
t = 2 min
Q = ?

Paso a paso:

Convierte el tiempo a segundos: 2 min = 2 × 60 s = 120 s.

Despeja la carga:

$$Q=I\times t$$

Sustituye y calcula:

$$Q=0{,}5\ \text{A}\times120\ \text{s}=60\ \text{C}$$

Respuesta: Circulan 60 culombios.

Problema 3 (Nivel básico-intermedio): Contar electrones

Por un hilo pasa una carga de 3,2 C. ¿Cuántos electrones la forman? Usa e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C.

Datos:

Q = 3,2 C
e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C
N = ?

Paso a paso:

Usa la relación entre carga y número de electrones:

$$N=\frac{Q}{e}$$

Sustituye y calcula:

$$N=\frac{3{,}2\ \text{C}}{1{,}6\times10^{-19}\ \text{C}}=2\times10^{19}$$

Respuesta: Pasan 2 × 10¹⁹ electrones.

Problema 4 (Nivel intermedio): Ley de Ohm

Una resistencia de 48 Ω se conecta a una batería de 12 V. ¿Qué corriente circula? Exprésala también en miliamperios.

Datos:

V = 12 V
R = 48 Ω
I = ?

Paso a paso:

Aplica la ley de Ohm:

$$I=\frac{V}{R}$$

Sustituye y calcula:

$$I=\frac{12\ \text{V}}{48\ \Omega}=0{,}25\ \text{A}$$

Convierte a miliamperios: 0,25 A = 250 mA.

Respuesta: Circulan 0,25 A, es decir, 250 mA.

Problema 5 (Nivel intermedio): Resistencias en serie

Dos resistencias de 10 Ω y 20 Ω se conectan en serie a una pila de 9 V. Calcula la corriente y el voltaje en cada resistencia.

Datos:

R₁ = 10 Ω
R₂ = 20 Ω
V = 9 V

Paso a paso:

Calcula la resistencia equivalente:

$$R_{eq}=R_1+R_2=10\ \Omega+20\ \Omega=30\ \Omega$$

Calcula la corriente total (igual en ambas):

$$I=\frac{V}{R_{eq}}=\frac{9\ \text{V}}{30\ \Omega}=0{,}3\ \text{A}$$

Voltaje en la primera resistencia:

$$V_1=I\times R_1=0{,}3\ \text{A}\times10\ \Omega=3\ \text{V}$$

Voltaje en la segunda resistencia:

$$V_2=I\times R_2=0{,}3\ \text{A}\times20\ \Omega=6\ \text{V}$$

Comprueba que los voltajes suman el de la pila:

$$V=V_1+V_2=3\ \text{V}+6\ \text{V}=9\ \text{V}$$

Respuesta: La corriente es de 0,3 A; en R₁ hay 3 V y en R₂ hay 6 V.

Problema 6 (Nivel intermedio-avanzado): Resistencias en paralelo

Dos resistencias de 30 Ω y 60 Ω se conectan en paralelo a 12 V. Calcula la corriente en cada rama, la corriente total y la resistencia equivalente.

Datos:

R₁ = 30 Ω
R₂ = 60 Ω
V = 12 V

Paso a paso:

Corriente en la primera rama:

$$I_1=\frac{V}{R_1}=\frac{12\ \text{V}}{30\ \Omega}=0{,}4\ \text{A}$$

Corriente en la segunda rama:

$$I_2=\frac{V}{R_2}=\frac{12\ \text{V}}{60\ \Omega}=0{,}2\ \text{A}$$

Corriente total:

$$I=I_1+I_2=0{,}4\ \text{A}+0{,}2\ \text{A}=0{,}6\ \text{A}$$

Resistencia equivalente:

$$\frac{1}{R_{eq}}=\frac{1}{30\ \Omega}+\frac{1}{60\ \Omega}=\frac{3}{60\ \Omega}=\frac{1}{20\ \Omega}\quad\Rightarrow\quad R_{eq}=20\ \Omega$$

Comprueba con la ley de Ohm:

$$I=\frac{12\ \text{V}}{20\ \Omega}=0{,}6\ \text{A}$$

Respuesta: Las ramas llevan 0,4 A y 0,2 A; la corriente total es 0,6 A y la resistencia equivalente es 20 Ω.

Problema 7 (Nivel avanzado): Bombilla: corriente, resistencia y energía

Una bombilla de 60 W funciona a 120 V. Calcula la corriente que circula, su resistencia y la energía que consume en 5 horas, en kWh.

Datos:

P = 60 W
V = 120 V
t = 5 h

Paso a paso:

Despeja la corriente de la potencia:

$$I=\frac{P}{V}=\frac{60\ \text{W}}{120\ \text{V}}=0{,}5\ \text{A}$$

Calcula la resistencia con la ley de Ohm:

$$R=\frac{V}{I}=\frac{120\ \text{V}}{0{,}5\ \text{A}}=240\ \Omega$$

Calcula la energía en 5 horas:

$$E=P\times t=60\ \text{W}\times5\ \text{h}=300\ \text{Wh}=0{,}3\ \text{kWh}$$

Respuesta: Circulan 0,5 A, la resistencia de funcionamiento es de 240 Ω (con el filamento caliente; en frío es mucho menor) y se consumen 0,3 kWh.

Problema 8 (Nivel avanzado, universitario): Velocidad de deriva en un cable de cobre

Por un cable de cobre de 2,0 mm de diámetro circula una corriente de 10 A. Si el cobre tiene n = 8,5 × 10²⁸ electrones libres por m³, calcula la densidad de corriente y la velocidad de deriva de los electrones. Usa e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C.

Datos:

I = 10 A
Diámetro = 2,0 mm, es decir, radio r = 1,0 × 10⁻³ m
n = 8,5 × 10²⁸ m⁻³
e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C
J = ?
v = ?

Paso a paso:

Calcula el área de la sección del cable:

$$A=\pi\times r^2=\pi\times(1{,}0\times10^{-3}\ \text{m})^2=3{,}14\times10^{-6}\ \text{m}^2$$

Calcula la densidad de corriente (intensidad por unidad de área):

$$J=\frac{I}{A}=\frac{10\ \text{A}}{3{,}14\times10^{-6}\ \text{m}^2}=3{,}18\times10^{6}\ \text{A/m}^2$$

Despeja la velocidad de deriva de J = n × e × v:

$$v=\frac{J}{n\times e}$$

Sustituye los datos y calcula:

$$v=\frac{3{,}18\times10^{6}\ \text{A/m}^2}{8{,}5\times10^{28}\ \text{m}^{-3}\times1{,}6\times10^{-19}\ \text{C}}=\frac{3{,}18\times10^{6}}{1{,}36\times10^{10}}\ \text{m/s}\approx2{,}3\times10^{-4}\ \text{m/s}$$

Expresada en milímetros por segundo, la velocidad es de 0,23 mm/s.

Respuesta: J ≈ 3,18 × 10⁶ A/m² y v ≈ 0,23 mm/s: ¡los electrones tardarían cerca de 70 minutos en recorrer 1 metro de cable!

Mini-quiz de autoevaluación de la corriente eléctrica

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Preguntas frecuentes sobre la corriente eléctrica (errores comunes)

1. ¿La corriente eléctrica se «gasta» al pasar por una bombilla?

¿Lo has pensado alguna vez? Detente diez segundos antes de seguir leyendo. Respuesta corta: no. Lo que se transforma es la energía, no la corriente. Cada segundo entra en la bombilla la misma carga que sale de ella; lo que cambia es la energía que transporta cada carga, que se convierte en luz y calor.
Si la corriente se gastara, el amperímetro marcaría menos después de la bombilla que antes. En la práctica marca el mismo valor en ambos puntos de un circuito en serie. Pruébalo tú: en el simulador, coloca un amperímetro antes y otro después de la bombilla.

2. ¿Los electrones viajan por el cable a la velocidad de la luz?

Es una de las ideas más repetidas y, a la vez, de las más erróneas. Respuesta corta: no. Los electrones avanzan a décimas de milímetro por segundo (el problema 8 lo demuestra). Lo que se propaga a una velocidad comparable a la de la luz es el campo eléctrico, que pone en marcha a todos a la vez.
Reto: ¿por qué entonces la luz se enciende al instante? Piensa en la cadena de la bicicleta y compárala con tu respuesta.

3. Si la corriente va de + a −, ¿los electrones también?

Aquí tropieza mucha gente. Respuesta corta: no, es al revés. La flecha de la corriente sigue el sentido convencional (de + a −), pero los electrones, al ser negativos, se mueven del polo negativo al positivo. Las dos descripciones son válidas mientras uses la misma en todo el problema.
Mini-desafío: dibuja un circuito con una pila y una bombilla y traza con dos colores ambos sentidos. Compáralo con el diagrama del artículo.

Actividades: practica la corriente eléctrica

Diez ejercicios progresivos: reconocer, aplicar, justificar y corregir un error. Responde primero por tu cuenta y después consulta las soluciones.

Reconocer

Clasifica como conductor o aislante: cobre, plástico, grafito, vidrio, aluminio y madera seca.
Indica si cada fuente da corriente continua (CC) o alterna (CA): pila, enchufe de la pared, panel solar y batería de un automóvil.
En un circuito con una pila, una bombilla y un interruptor cerrado, indica hacia dónde va el sentido convencional y hacia dónde se mueven los electrones.

Aplicar

Por un cable pasan 45 C en 15 s. Calcula la intensidad.
Un cargador entrega 0,8 A durante 5 minutos. ¿Qué carga ha circulado?
Un calentador de 115 Ω se conecta a 230 V. ¿Qué corriente circula?
Dos resistencias de 5 Ω y 15 Ω están en serie con una fuente de 10 V. Calcula la corriente y el voltaje en cada una.
Un secador de 1200 W funciona a 120 V. Calcula la corriente que consume y la energía en kWh que gasta en 15 minutos.

Justificar

En una casa, las lámparas se conectan en paralelo. Explica por qué, si una se funde, las demás siguen encendidas.

Corregir un error

Un estudiante calcula la corriente que resulta de 6 C en 3 s así: I = Q × t = 6 × 3 = 18 A. Explica qué hizo mal y corrige el resultado.

Respuestas de las actividades

Ver soluciones

1. Conductores: cobre, grafito y aluminio. Aislantes: plástico, vidrio y madera seca.

2. CC: pila, panel solar y batería de un automóvil. CA: enchufe de la pared.

3. La corriente convencional va del polo positivo al negativo; los electrones circulan en sentido contrario, del negativo al positivo.

4. Se aplica I = Q/t: I = 45 C / 15 s = 3 A.

5. Primero pasa los minutos a segundos: t = 5 × 60 s = 300 s. Después calcula la carga: Q = I × t = 0,8 A × 300 s = 240 C.

6. Se aplica la ley de Ohm: I = V/R = 230 V / 115 Ω = 2 A.

7. Resistencia equivalente: 5 Ω + 15 Ω = 20 Ω. Corriente: I = 10 V / 20 Ω = 0,5 A. Voltajes: V₁ = 0,5 A × 5 Ω = 2,5 V y V₂ = 0,5 A × 15 Ω = 7,5 V (suman los 10 V de la fuente).

8. Corriente: I = P/V = 1200 W / 120 V = 10 A. Energía (15 min = 0,25 h): E = P × t = 1200 W × 0,25 h = 300 Wh = 0,3 kWh.

9. En paralelo, cada lámpara recibe el mismo voltaje y tiene su propio camino; si una se funde, las demás siguen encendidas. En serie, si una falla, se interrumpe todo el circuito.

10. El estudiante multiplicó en vez de dividir. La intensidad es carga entre tiempo, y las unidades lo delatan: C × s no da amperios. Corrección: I = Q/t = 6 C / 3 s = 2 A.

Reto STEAM: auditoría eléctrica de tu hogar

Convierte lo aprendido en un mini-proyecto de aprendizaje basado en proyectos (ABP). Puedes hacerlo solo o en equipo, durante una semana:

Investiga (ciencia): elige cuatro aparatos de tu casa y anota la potencia y el voltaje que indica su etiqueta.
Calcula (matemáticas): halla la corriente de cada aparato con I = P/V y la energía que consume en un día de uso típico, en kWh.
Diseña (ingeniería y tecnología): decide qué aparatos podrían compartir una misma regleta sin superar la corriente máxima que esta indica, y justifica tu elección.
Comunica (arte): crea una infografía o un cartel con tus resultados y tus consejos de seguridad eléctrica.

Evaluación: compara tu estimación mensual con el consumo que aparece en tu factura de electricidad y explica las diferencias. Seguridad: trabaja solo con los datos de las etiquetas; no abras aparatos ni midas corriente en la instalación de tu casa.

Potencial eléctrico: qué es y cómo se reconoce con ejemplos resueltos paso a paso

14 octubre, 2026 por Profesor Yohendy Guzmán

Carga positiva de 4 nC con circunferencias concéntricas que marcan 360 V, 180 V y 90 V a 10, 20 y 40 cm

¿Qué significa que una pila tenga 1.5 voltios? Esa cifra describe el potencial eléctrico. Aquí aprenderás qué es, cómo se calcula y en qué se diferencia del campo eléctrico.

Ilustración de una pila AA de 1.5 V que muestra los terminales positivo y negativo para explicar el voltaje y la diferencia de potencial eléctrico. — Representación gráfica de una pila AA de 1.5 voltios (1.5 V) con sus polos positivo (+) y negativo (-).

Potencial eléctrico

El potencial eléctrico (V) es la energía potencial eléctrica (U) de una carga en un punto, dividida entre el valor de esa carga:

$$V = \frac{U}{q}$$

Se mide en voltios (V); 1 V equivale a 1 J/C. Es escalar: tiene valor y signo, pero no dirección. Además, no depende de la carga de prueba que coloques: si la duplicas, se duplica su energía, pero el potencial sigue igual.

Para una carga puntual Q, a una distancia r (con V = 0 muy lejos de ella):

$$V = \frac{k \cdot Q}{r}$$

Aquí, k = 9×10⁹ N·m²/C². V tiene el signo de Q y disminuye en valor absoluto al alejarte. Con varias cargas, los potenciales se suman como números, cada uno con su signo.

No lo confundas con otras magnitudes

Magnitud	Símbolo	Unidad	Tipo
Energía potencial eléctrica	U	J	Escalar
Potencial eléctrico	V	J/C = V	Escalar
Campo eléctrico	E	N/C	Vectorial

Ejemplos claros

Carga puntual. ¿Cuál es el potencial a 20 cm de una carga de +4 nC?

Datos: Q = 4×10⁻⁹ C; r = 0.2 m.

Fórmula:

$$V = \frac{k \cdot Q}{r}$$

Sustitución:

$$V = \frac{9 \times 10^{9} \cdot 4 \times 10^{-9}}{0.2}$$

Resultado: V = 180 V.

Pila. Entre los terminales de una pila de 1.5 V hay 1.5 V de diferencia de potencial: cada culombio intercambia 1.5 J.

Pájaro en un cable. Un pájaro posado en un solo cable de alta tensión toca dos puntos casi al mismo potencial. Sin diferencia de potencial entre sus patas, casi no circula corriente por él.

Error frecuente

Muchos piensan que, si V vale cero en un punto, allí no hay campo eléctrico. Es falso: el potencial se suma como número y puede cancelarse; el campo se suma como vector. Entre +q y −q iguales, en el punto medio, V = 0, pero ambos campos apuntan hacia la carga negativa y se refuerzan.

Comprueba lo aprendido

Clasifica como escalar o vectorial: potencial eléctrico, campo eléctrico y fuerza eléctrica.

Una carga de +6 nC crea un potencial en dos puntos, a 30 cm y a 60 cm. Calcula ambos valores y compáralos.

Colocas primero una carga de prueba de 1 nC y luego una de 2 nC en el mismo punto. ¿Qué cambia: el potencial, la energía potencial o ambos?

Ver respuestas

Escalar: potencial eléctrico. Vectoriales: campo eléctrico y fuerza eléctrica.

A 30 cm y a 60 cm, respectivamente:

$$V = \frac{9 \times 10^{9} \cdot 6 \times 10^{-9}}{0.3} = 180$$

$$V = \frac{9 \times 10^{9} \cdot 6 \times 10^{-9}}{0.6} = 90$$

Valen 180 V y 90 V. Al duplicar la distancia, el potencial se reduce a la mitad.

Cambia solo la energía potencial, que se duplica. El potencial del punto sigue igual, porque lo crea la carga fuente y no la carga de prueba.

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¿Qué pregunta fue la más difícil?

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Simulador: Mueve las cargas y mira el potencial en acción

Charges and Fields (Cargas y campos), de PhET, te permite colocar cargas positivas y negativas en el espacio y ver el campo eléctrico y el potencial electrostático que generan.

También puedes trazar líneas equipotenciales y descubrir cómo se relacionan con el campo eléctrico, o crear modelos de dipolos y condensadores.

Hipótesis previa

Antes de explorar, predice: si colocas una carga positiva y miras el potencial en puntos cada vez más lejanos, ¿qué pasará con su valor? Después, compruébalo.

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¿Qué observaste en el simulador?

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Resumen final

El potencial eléctrico es la energía potencial por unidad de carga; se mide en voltios y es escalar.

Para una carga puntual, V = kQ/r: su signo es el de la carga y su valor disminuye con la distancia.

Que V valga cero en un punto no implica que el campo eléctrico sea nulo allí.

Preguntas frecuentes

1. ¿El potencial eléctrico y el voltaje son lo mismo?

No exactamente. Mientras que el potencial eléctrico representa el valor de V en un punto determinado respecto a una referencia, el voltaje corresponde a la diferencia de potencial entre dos puntos, la cual es medida por un voltímetro. Por esta razón, en muchos circuitos se utiliza la palabra voltaje para referirse a dicha diferencia.

2. ¿Por qué se toma el potencial cero en el infinito?

Dado que el potencial siempre se define respecto a una referencia, lo que realmente importa físicamente son las diferencias entre puntos. A una distancia muy lejana de una carga puntual, su efecto resulta despreciable; por lo tanto, ese lugar se convierte en una referencia cómoda para escribir V = kQ/r. No obstante, en el análisis de circuitos suele elegirse la tierra como referencia.

3. ¿Cómo se relacionan el potencial y el campo eléctrico?

Esta relación se observa en la dirección del campo eléctrico, el cual apunta hacia donde el potencial disminuye con mayor rapidez. Por ejemplo, en un campo uniforme, su valor se calcula como E = ΔV/d, donde d es la distancia entre dos puntos medida en la dirección del campo. Por eso, esta magnitud también se expresa comúnmente en voltios por metro (V/m).

Actividades

Reconocer

Clasifica cada afirmación como propia del potencial eléctrico (V), de la energía potencial eléctrica (U) o del campo eléctrico (E): se mide en: N/C, J o J/C.
Alrededor de una carga puntual hay cuatro puntos: A y B a 2 m, C a 3 m y D a 1 m. ¿Cuáles tienen el mismo potencial?

Aplicar

Calcula el potencial a 0.9 m de una carga de +2 nC.
Halla a qué distancia de una carga de +5 nC el potencial vale 45 V.
Determina el potencial a 0.6 m de una carga de −4 nC.
Una batería de 9 V hace circular 2 C por un circuito. ¿Cuánta energía se intercambia?
Dos cargas de +3 nC están, cada una, a 1 m de un mismo punto. Calcula el potencial total en ese punto.

Justificar

Explica con tus palabras por qué el potencial eléctrico y la energía potencial eléctrica no son la misma magnitud.

Corregir un error

Un estudiante calcula el potencial a 0.5 m de una carga de +2 nC así: V = k · Q · r = 9×10⁹ · 2×10⁻⁹ · 0.5 = 9 V. Encuentra el error y corrige el resultado.
Corrige la afirmación «si el potencial vale 0 V en un punto, allí no hay campo eléctrico» y da un ejemplo.

Respuestas

Ver

Se mide en:
N/C: campo eléctrico (E)
J: energía potencial (U).
J/C: potencial eléctrico(V).
A y B. En una carga puntual, V = kQ/r solo depende de la distancia, y ambos están a 2 m. C y D tienen potenciales distintos.
Se sustituye en la fórmula:

V = (9 × 10⁹ × 2 × 10⁻⁹) / 0,9 = 20 V.

Se despeja la distancia:

r = (k × Q) / V = (9 × 10⁹ × 5 × 10⁻⁹) / 45 = 1 m.

Se mantiene el signo de la carga:

V = (9 × 10⁹ × (−4 × 10⁻⁹)) / 0,6

V = -60 V.

Cada culombio intercambia 9 J. Para 2 C: 9 J/C × 2 C = 18 J.

Cada carga crea 27 V a 1 m, y los potenciales se suman como números: 27 V + 27 V = 54 V.

Respuesta de ejemplo: la energía potencial (en julios) depende de la carga que coloques en el punto; el potencial (en J/C) es esa energía por unidad de carga y solo depende de la carga fuente y de la posición. Si duplicas la carga colocada, la energía se duplica y el potencial no cambia.

El error: multiplicó por r en lugar de dividir. Lo correcto es:

V = (9 × 10⁹ × 2 × 10⁻⁹) / 0,5

V = 36 V.

Es falsa. Ejemplo de respuesta: entre una carga +q y una −q iguales, en el punto medio, los potenciales se cancelan (V = 0), pero los dos campos apuntan hacia la carga negativa y se suman, así que el campo no es nulo.

Campo eléctrico: qué es, cómo se calcula y ejercicios resueltos paso a paso

13 octubre, 2026 por Profesor Yohendy Guzmán

Líneas de campo eléctrico que salen de una carga positiva roja y llegan a una carga negativa azul

¿Qué es el campo eléctrico y por qué un globo frotado atrae trocitos de papel sin tocarlos? Es la influencia que toda carga crea en el espacio que la rodea. Aprenderás a reconocerlo, calcular su intensidad y dibujar sus líneas.

Qué es el campo eléctrico

El campo eléctrico es la región del espacio donde una carga eléctrica sufre una fuerza debida a otras cargas. Para detectarlo, colocas en un punto una carga de prueba, pequeña y positiva: si aparece una fuerza sobre ella, allí hay campo.

Su característica más importante es la intensidad del campo eléctrico (E): la fuerza que recibe cada culombio de carga de prueba.

$$E=\frac{F}{q}$$

F es la fuerza en newtons (N), q es la carga de prueba en culombios (C) y E se mide en N/C. Despejando, F = E · q.

La dirección del campo es la de la fuerza sobre una carga positiva: sale de las cargas positivas y entra en las negativas.

Líneas de campo eléctrico

Las líneas de campo dibujan esa dirección: salen de las cargas positivas, llegan a las negativas y nunca se cruzan, porque en cada punto el campo tiene una sola dirección. Donde están más juntas, el campo es más intenso.

Campo eléctrico y fuerza eléctrica

No son lo mismo:

	Campo eléctrico	Fuerza eléctrica
Qué describe	El espacio alrededor de las cargas	Lo que siente una carga concreta
Depende de la carga de prueba	No	Sí
Unidad	N/C	N

Ejemplos claros

Carga positiva aislada: las líneas salen en todas direcciones, como radios. Cerca de la carga están más juntas: allí el campo es más intenso.

Una carga positiva y otra negativa: las líneas curvas van de la positiva a la negativa, y el campo apunta en ese sentido.

Dos placas paralelas con cargas opuestas: entre ellas las líneas son rectas y paralelas: el campo es casi igual en los puntos centrales.

Ejemplo resuelto. Una carga de prueba de 2·10⁻⁶ C sufre una fuerza de 0,004 N. ¿Cuánto vale el campo?

Paso 1. Datos: F = 0,004 N y q = 2·10⁻⁶ C.

Paso 2. Fórmula y sustitución:

$$E=\frac{F}{q}=\frac{0{,}004\ \text{N}}{2\cdot 10^{-6}\ \text{C}}=2000\ \frac{\text{N}}{\text{C}}$$

Resultado: 2000 N/C.

Error frecuente

Error: creer que el campo cambia al cambiar la carga de prueba. Si duplicas q, la fuerza también se duplica y F/q no varía. La carga de prueba solo detecta un campo que ya existía.

¿Tienes dudas con campo eléctrico?

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Comprueba lo aprendido

Una carga de prueba de 3·10⁻⁶ C recibe una fuerza de 0,012 N en un punto. Calcula la intensidad del campo eléctrico en ese punto.

Clasifica cada descripción como «campo eléctrico» o «fuerza eléctrica»: a) 3000 N/C en un punto del espacio. b) 0,02 N sobre una carga concreta. c) La región alrededor de un globo cargado donde otras cargas sufren fuerzas.

Dibuja las líneas de campo eléctrico de una carga negativa aislada e indica hacia dónde apuntan.

Ver respuestas

Se aplica E = F/q:

E = F / q = 0,012 N / (3 × 10⁻⁶ C) = 4000 N/C

a) Campo eléctrico (se mide en N/C).

b) Fuerza eléctrica (se mide en N).

c) Campo eléctrico (describe la región, no una carga concreta).

Las líneas llegan desde todas las direcciones hacia la carga, como radios que convergen en ella, porque el campo entra en las cargas negativas.

Resultado: 4000 N/C.

Predice antes de explorar: pon a prueba tu intuición sobre el campo eléctrico

Antes de colocar tu primera carga en el simulador, detente un momento y haz una predicción:

¿Hacia dónde apuntarán los vectores del campo alrededor de una carga positiva?

¿Y si la carga es negativa?

Si pones dos cargas iguales y opuestas:

¿En qué zona crees que el campo será más intenso?

¿Existirá algún punto donde el campo se anule?

Anota tus respuestas, o dibuja un boceto rápido de las líneas de campo, y solo después ingresa al simulador para comprobarlas.

Compara lo que imaginaste con lo que ves: los vectores, las líneas de campo y el mapa de calor del potencial te mostrarán de inmediato si tu intuición acertó o si hay algo por ajustar. Ese desajuste entre lo que esperabas y lo que ocurre es justo donde ocurre el aprendizaje, porque te obliga a revisar tus ideas y a entender el porqué detrás de cada resultado.

Para ir más allá, usa el medidor de voltaje y la captura de datos: predice el valor del potencial en un punto, mídelo y calcula tu margen de error.

A continuación, el simulador de AulaQuest, pensado para ti. Aquí no hay respuestas equivocadas, solo preguntas que te llevan más lejos. Cada carga que coloques cambia el universo que tienes en pantalla, y cada error te acerca a entender cómo funciona la naturaleza. Hoy no vas a memorizar una fórmula: vas a ver el campo eléctrico nacer, curvarse y cobrar sentido bajo tus propias manos. ¿Listo para explorar?

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Resumen final

El campo eléctrico es la región donde una carga nota una fuerza; su intensidad es E = F/q, en N/C.

Las líneas de campo salen de las positivas, entran en las negativas y, cuanto más juntas, más intenso es el campo.

La carga de prueba detecta el campo, pero no determina su valor.

📚 ¡Sigue aprendiendo!

Te invito a explorar la ley de Coulomb, donde descubrirás de dónde nace realmente el campo: de la fuerza entre dos cargas. Encontrarás explicaciones claras, 20 problemas resueltos paso a paso con simulador para reforzar tus conocimientos de física.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué diferencia hay entre campo eléctrico y campo gravitatorio?

Ambos describen cómo un objeto influye en el espacio que lo rodea. El campo eléctrico actúa sobre cargas eléctricas y puede atraer o repeler, mientras que el campo gravitatorio actúa sobre masas y solo atrae. Además, las cargas pueden ser positivas o negativas, pero la masa siempre es positiva.

2. ¿Se puede ver el campo eléctrico?

No se ve directamente, porque el campo no es un objeto. Lo detectas por sus efectos, como la fuerza sobre una carga de prueba. Las líneas de campo son un dibujo para representarlo, y en un simulador puedes observar cómo cambian al mover las cargas.

3. ¿Qué fuerza siente una carga negativa dentro de un campo eléctrico?

La fuerza sobre una carga negativa tiene sentido contrario al campo. Si el campo apunta hacia la derecha, una carga negativa es empujada hacia la izquierda. Una carga positiva, en cambio, siente una fuerza en el mismo sentido que el campo.

Actividades

Escribe qué es una carga de prueba y para qué sirve.
Indica verdadero o falso y corrige las falsas: a) las líneas de campo pueden cruzarse; b) las líneas salen de las cargas positivas; c) entre dos cargas opuestas las líneas van de la positiva a la negativa.
Dibuja las líneas de campo entre una carga positiva y una negativa y señala dónde crees que el campo es más intenso.
Calcula la intensidad del campo si una carga de prueba de 5·10⁻⁶ C recibe una fuerza de 0,015 N.
En un punto el campo vale 500 N/C. ¿Qué fuerza recibe allí una carga de prueba de 4·10⁻⁶ C?
Ordena de menor a mayor intensidad de campo tres puntos donde una carga de prueba de 1·10⁻⁶ C recibe 0,004 N, 0,001 N y 0,002 N, respectivamente.
Justifica por qué la carga de prueba debe ser pequeña y positiva.
Razona por qué las líneas de campo eléctrico nunca se cruzan.
Describe cómo explica el campo eléctrico que un globo frotado atraiga trocitos de papel.
Corrige el error: Marta calcula la intensidad de un campo con F = 0,006 N y q = 3·10⁻⁶ C y obtiene E = 0,006 · 3·10⁻⁶ = 1,8·10⁻⁸ N/C.

Respuestas

Clica

Es una carga pequeña y positiva que detecta el campo: si sobre ella aparece una fuerza, en ese punto hay campo.
a) Falso: nunca se cruzan, porque en cada punto el campo tiene una sola dirección. b) Verdadero. c) Verdadero.
Las líneas salen de la positiva y llegan a la negativa. El campo es más intenso donde están más juntas, cerca de las cargas.
E = F / q = 0,015 N / (5 × 10⁻⁶ C) = 3000 N/C
F = E × q = 500 N/C × 4 × 10⁻⁶ C = 0,002 N
Con E = F / q resultan 4000, 1000 y 2000 N/C. De menor a mayor: el segundo punto (1000 N/C), el tercero (2000 N/C) y el primero (4000 N/C).
Positiva, para que la fuerza indique la dirección del campo por convenio. Pequeña, para no alterar el campo que se quiere medir.
En el punto de cruce el campo tendría dos direcciones a la vez, y en cada punto solo hay una posible.
El globo cargado crea un campo eléctrico que actúa sobre las cargas del papel y produce una fuerza que lo acerca.
Marta multiplicó, pero la intensidad es fuerza entre carga:
E = F / q = 0,006 N / (3 × 10⁻⁶ C) = 2000 N/C

20 problemas resueltos paso a paso de: Ley de Coulomb

24 septiembre, 202618 septiembre, 2026 por Profesor Yohendy Guzmán

Al frotar un globo en el cabello estás aplicando la ley de coulomb

¿Por qué dos globos frotados con lana se repelen entre sí sin siquiera tocarse? Seguramente alguna vez frotaste un globo contra tu cabello y lo viste «pegarse» a la pared, o notaste cómo tu ropa recién salida de la secadora se te adhiere al cuerpo. Ese fenómeno, que parece magia, tiene una explicación física precisa: la fuerza eléctrica que existe entre partículas cargadas. Charles-Augustin de Coulomb fue quien, en 1785, logró medir y describir matemáticamente esa fuerza, dando origen a la Ley de Coulomb, uno de los pilares de la electrostática y de toda la física moderna.

Esta ley no solo explica los globos y la ropa: es la razón por la que los átomos se mantienen unidos, por la que funcionan los circuitos electrónicos de tu teléfono y por la que existen enlaces químicos. Entender la Ley de Coulomb es el primer paso para comprender la electricidad, el magnetismo y buena parte de la química.

2. Terminología clave

Carga eléctrica (q): propiedad fundamental de la materia que determina cómo interactúa con los campos eléctricos y magnéticos. Ejemplo: un electrón tiene carga negativa.

Fuerza electrostática (F): interacción de atracción o repulsión entre cargas en reposo. Ejemplo: la atracción entre un protón y un electrón en un átomo de hidrógeno.

Constante de Coulomb (k): constante de proporcionalidad de la ley, con valor aproximado de 8.99 × 10⁹ N·m²/C². Ejemplo: aparece en toda fórmula de fuerza entre cargas puntuales.

Permitividad del vacío (ε₀): magnitud que describe qué tan fácil es que un campo eléctrico se establezca en el vacío. Ejemplo: relacionada con k mediante k = 1/(4πε₀).

Distancia de separación (r): distancia entre los centros de las dos cargas puntuales. Ejemplo: al duplicar r, la fuerza se reduce a la cuarta parte.

Carga puntual: modelo idealizado de un objeto cargado cuyas dimensiones son despreciables frente a la distancia de interacción. Ejemplo: un electrón se trata casi siempre como carga puntual.

Vector unitario (r̂): vector de magnitud 1 que indica la dirección de la línea que une dos cargas. Ejemplo: se usa para escribir la Ley de Coulomb en forma vectorial.

Principio de superposición: cuando varias cargas actúan sobre una carga de prueba, la fuerza neta es la suma vectorial de las fuerzas individuales. Ejemplo: calcular la fuerza total sobre un ion rodeado de varias cargas.

Coulomb (C): unidad del Sistema Internacional para la carga eléctrica. Ejemplo: la carga de un electrón es de −1.6 × 10^-19 C.

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3. La ley de Coulomb

3.1 ¿Qué es la Ley de Coulomb?

La Ley de Coulomb describe la fuerza de atracción o repulsión que existe entre dos cargas eléctricas puntuales en reposo. Charles-Augustin de Coulomb la formuló tras experimentar con una balanza de torsión, un instrumento tan sensible que le permitió medir fuerzas eléctricas extremadamente pequeñas.

La ley establece que:

La fuerza es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las dos cargas.

La fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

La fuerza actúa a lo largo de la línea recta que une ambas cargas.

Si las cargas tienen el mismo signo, se repelen; si tienen signos opuestos, se atraen.

$$F = k\dfrac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2}$$

Donde:

F es la magnitud de la fuerza eléctrica, medida en newtons (N).

k es la constante de Coulomb, aproximadamente 8.99 × 10⁹ N · m²/C².

q₁ y q₂ son las magnitudes de las cargas, medidas en coulombs (C).

r es la distancia entre los centros de las cargas, medida en metros (m).

Gráfica de la fuerza eléctrica en función de la distancia, mostrando una curva de decrecimiento tipo inverso al cuadrado — Figura 1. La fuerza eléctrica disminuye rápidamente al aumentar la distancia, siguiendo una relación inversa al cuadrado (1/r2).

3.2 Forma vectorial de la Ley de Coulomb

En muchos problemas no basta con la magnitud de la fuerza: también se necesita conocer su dirección. Para ello se usa la forma vectorial:

$$\vec{F}_{12} = k\dfrac{q_1 q_2}{r^2}\hat{r}_{12}$$

Aquí, r̂₁₂ es el vector unitario dirigido de la carga 1 hacia la carga 2. El signo del producto q₁ q₂ determina si el vector fuerza apunta en la dirección de r̂₁₂ (repulsión, cargas de igual signo) o en la dirección contraria (atracción, cargas de signo opuesto).

Además, la tercera ley de Newton se cumple siempre: la fuerza que la carga 1 ejerce sobre la carga 2 es igual en magnitud y opuesta en dirección a la que la carga 2 ejerce sobre la carga 1.

$$\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21}$$

3.3 La constante de Coulomb y la permitividad del vacío

La constante k no es un número arbitrario: está relacionada con una propiedad del espacio llamada permitividad del vacío, representada como ε₀ (letra griega épsilon, con subíndice cero):

$$k = \dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}$$

con ε₀ ≈ 8.85 × 10^-12 C²/(N·m²). Esta forma es especialmente útil en cursos universitarios porque conecta la Ley de Coulomb con el electromagnetismo de Maxwell y con el concepto de campo eléctrico. En medios diferentes al vacío (como el agua o el aire), la constante cambia y se introduce la permitividad relativa del material, lo que reduce la fuerza entre las cargas.

3.4 Principio de superposición: más de dos cargas

Cuando actúan varias cargas sobre una carga de referencia, la fuerza neta se obtiene sumando vectorialmente cada una de las fuerzas individuales, como si las demás cargas no existieran entre sí:

$$\vec{F}_{neta} = \vec{F}_1 + \vec{F}_2 + \vec{F}_3 + \dots + \vec{F}_n$$

Este principio es clave en química (para modelar redes cristalinas de sales, por ejemplo) y en ingeniería electrónica (para calcular fuerzas en sistemas con múltiples cargas, como en dispositivos MEMS).

3.5 Relación entre la Ley de Coulomb y el campo eléctrico

La Ley de Coulomb es la base para definir el campo eléctrico E⃗, que representa la fuerza por unidad de carga que experimentaría una carga de prueba positiva colocada en un punto del espacio:

$$\vec{E} = \dfrac{\vec{F}}{q_0}$$

Combinando esta definición con la Ley de Coulomb se obtiene el campo eléctrico generado por una carga puntual q a una distancia r:

$$E = k\dfrac{|q|}{r^2}$$

Este vínculo permite pasar de pensar en «fuerzas entre objetos» a pensar en «campos que llenan el espacio», una idea que será central en cursos posteriores de electromagnetismo.

3.6 Aplicaciones reales de la Ley de Coulomb

Impresoras láser y fotocopiadoras: usan fuerzas electrostáticas para adherir el tóner al papel.

Precipitadores electrostáticos: eliminan partículas contaminantes del aire en chimeneas industriales cargándolas y atrayéndolas hacia placas colectoras.

Pintura electrostática: las gotas de pintura se cargan eléctricamente para adherirse de forma uniforme a superficies metálicas.

Biología molecular: las fuerzas de Coulomb estabilizan la doble hélice del ADN y determinan cómo se pliegan las proteínas.

Pantallas táctiles capacitivas: detectan cambios en el campo eléctrico producidos por la fuerza de atracción entre tu dedo y la pantalla.

Aceleradores de partículas: controlan haces de partículas cargadas mediante campos eléctricos derivados de esta ley.

Investigación reciente: estudios en nanotecnología emplean simulaciones basadas en la Ley de Coulomb para diseñar nanomateriales autoensamblados, donde las fuerzas electrostáticas entre moléculas determinan la estructura final del material a escala nanométrica.

3.7 Errores comunes al estudiar la Ley de Coulomb

Confundir masa con carga: la Ley de Coulomb y la Ley de Gravitación Universal tienen forma matemática similar, pero la carga puede ser positiva o negativa (permitiendo repulsión), mientras que la masa siempre es positiva (la gravedad siempre atrae).

Olvidar el valor absoluto en la magnitud: al calcular la magnitud de la fuerza se usa |q₁ · q₂|; el signo del producto solo indica si es atracción o repulsión, no un valor negativo de fuerza.

Sumar fuerzas como si fueran escalares: cuando hay más de dos cargas, es un error común sumar solo magnitudes en lugar de vectores.

Pensar que la fuerza depende del medio de forma despreciable: el medio (aire, agua, vacío) sí afecta el valor efectivo de la constante.

Creer que las cargas deben tocarse para interactuar: la fuerza eléctrica actúa a distancia, sin contacto directo, igual que la gravedad.

4. Simulador interactivo

Para explorar la Ley de Coulomb de forma visual, te recomendamos dos simuladores uno de ellos es el de PhET Interactive Simulations y el de AulaQuest

🔗 https://phet.colorado.edu/es/simulations/coulombs-law

¿De qué se trata? El simulador muestra dos cargas puntuales sobre una línea. Puedes modificar el valor de cada carga y la distancia entre ellas, mientras observas en tiempo real el vector de fuerza y su magnitud.

Cómo explorarlo (predice antes de ver):

Antes de mover nada, anota tu hipótesis: si duplicas la distancia entre las cargas, ¿la fuerza se reducirá a la mitad o a la cuarta parte?

Ajusta la distancia al doble del valor inicial y observa el valor de la fuerza mostrado en pantalla.

Compara el resultado con tu hipótesis. ¿Acertaste?

Ahora cambia el signo de una de las cargas y observa cómo el vector de fuerza invierte su sentido (de repulsión a atracción).

Repite el proceso variando la magnitud de las cargas para comprobar la proporcionalidad directa con el producto de las cargas.

Esta metodología de «predecir antes de ver» activa el aprendizaje por descubrimiento guiado: primero formulas una hipótesis basada en la fórmula, y después la contrastas con la simulación, reforzando la comprensión conceptual más allá de la memorización.

A continuación el simulador de Phet:

Ahora practica con el simulador de AulaQuest

5. Problemas resueltos (20)

1 — Dos cargas puntuales en el vacío

Calcula la fuerza entre dos cargas de q₁ = 2 μC y q₂ = 3 μC separadas por una distancia de 0.5 m.

$$F = k\dfrac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} = (8.99\times 10^9)\dfrac{(2\times 10^{-6})(3\times 10^{-6})}{(0.5)^2}$$

$$F \approx 0.2158\ \text{N}$$

Como ambas cargas son positivas, la fuerza es de repulsión.

2 — Globo frotado (vida cotidiana)

Un globo adquiere una carga de -4 μC al frotarlo con lana, y queda a 3 cm de un trozo de papel con carga inducida de +0.1 μC. Calcula la fuerza de atracción.

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(4\times 10^{-6})(0.1\times 10^{-6})}{(0.03)^2} \approx 3.996\ \text{N}$$

3 — Pantalla táctil capacitiva (tecnología moderna)

Estima, de forma simplificada, la fuerza de atracción entre una carga inducida de 1 × 10^-9 C en la punta de un dedo y una carga de 1 × 10^-9 C en el panel, separadas 1 mm.

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(10^{-9})(10^{-9})}{(0.001)^2} = 8.99\times 10^{-3}\ \text{N}$$

4 — Ion de sodio y cloro (química)

Calcula la fuerza de atracción entre un ion Na⁺ (carga +1.6 × 10^-19 C) y un ion Cl^– (carga -1.6 × 10^-19 C) separados 2.8 × 10^-10 m, distancia típica en la red cristalina de la sal común.

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(1.6\times 10^{-19})^2}{(2.8\times 10^{-10})^2} \approx 2.94\times 10^{-9}\ \text{N}$$

5 — Comparación con la gravedad (átomo de hidrógeno)

En un átomo de hidrógeno, un electrón orbita a 5.3 × 10^-11 m del protón. Calcula la fuerza eléctrica entre ambos.

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(1.6\times 10^{-19})^2}{(5.3\times 10^{-11})^2} \approx 8.2\times 10^{-8}\ \text{N}$$

Esta fuerza es unas 10³⁹ veces mayor que la fuerza gravitacional entre las mismas dos partículas, lo que explica por qué la gravedad es despreciable a escala atómica.

6 — Precipitador electrostático (caso de estudio industrial)

Una partícula de hollín con carga de -5 × 10^-14 C se encuentra a 0.2 m de una placa colectora con carga superficial equivalente de +2 × 10^-8 C. Calcula la fuerza de atracción aproximada tratando la placa como carga puntual equivalente.

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(5\times 10^{-14})(2\times 10^{-8})}{(0.2)^2} \approx 2.25\times 10^{-10}\ \text{N}$$

7 — Dos esferas cargadas en un péndulo eléctrico

Dos pequeñas esferas de 1 μC cada una cuelgan de hilos y se repelen quedando separadas 0.1 m. Calcula la fuerza eléctrica entre ellas.

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(10^{-6})^2}{(0.1)^2} = 0.899\ \text{N}$$

8 — Efecto de cambiar el medio

Si las cargas del Ejemplo 7 se sumergen en un aceite con permitividad relativa 4 (lo que reduce k en un factor de 4), calcula la nueva fuerza.

$$F’ = \dfrac{F}{4} = \dfrac{0.899}{4} \approx 0.225\ \text{N}$$

9 — Tres cargas colineales (superposición)

Tres cargas puntuales de +2 μC, +3 μC y +2 μC están alineadas, con separación de 0.2 m entre cargas vecinas. Calcula la fuerza neta sobre la carga central debida a las otras dos.

Por simetría, las fuerzas de las cargas laterales sobre la central son iguales en magnitud pero de sentidos opuestos, por lo que la fuerza neta es:

$$F_{neta} = 0\ \text{N}$$

10 — Fuerza en un semiconductor dopado (estudio de caso tecnológico)

Un ion dopante con carga +1.6 × 10^-19 C interactúa con un electrón libre de carga -1.6 × 10^-19 C a una distancia de 1 × 10^-9 m dentro de un cristal de silicio. Calcula la fuerza de atracción (sin considerar el efecto de apantallamiento del medio).

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(1.6\times 10^{-19})^2}{(10^{-9})^2} \approx 2.3\times 10^{-10}\ \text{N}$$

11 (básico)

Dos cargas de +1 μC y +1 μC están separadas 1 m. Calcula la fuerza entre ellas.

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(10^{-6})(10^{-6})}{1^2} = 8.99\times 10^{-3}\ \text{N}$$

12 (básico)

Si la distancia del problema 1 se reduce a 0.5 m, ¿cuál es la nueva fuerza?

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(10^{-6})^2}{(0.5)^2} = 3.596\times 10^{-2}\ \text{N}$$

Nota que la fuerza se cuadruplicó al reducir la distancia a la mitad, confirmando la relación inversa al cuadrado.

13 (intermedio)

Dos cargas desconocidas pero iguales en magnitud generan una fuerza de 0.9 N cuando están separadas 0.3 m. Encuentra el valor de cada carga (supón q₁ = q₂ = q).

$$q = \sqrt{\dfrac{F r^2}{k}} = \sqrt{\dfrac{(0.9)(0.3)^2}{8.99\times 10^9}}$$

$$q \approx 3\times 10^{-6}\ \text{C} = 3\ \mu C$$

14 (intermedio)

Encuentra la distancia a la que dos cargas de 5 μC y 5 μC deben colocarse para que la fuerza entre ellas sea de 5 N.

$$r = \sqrt{\dfrac{k\, q_1 q_2}{F}} = \sqrt{\dfrac{(8.99\times 10^9)(5\times 10^{-6})^2}{5}}$$

$$r \approx 0.212\ \text{m}$$

15 (intermedio)

Tres cargas están alineadas: q₁ = +4 μC en x=0, q₂ = -2 μC en x=0.2 m y q₃ = +3 μC en x=0.5 m. Calcula la fuerza neta sobre q₂.

Fuerza de q₁ sobre q₂ (atracción, hacia q₁, es decir en dirección -x):

$$F_{12} = (8.99\times 10^9)\dfrac{(4\times 10^{-6})(2\times 10^{-6})}{(0.2)^2} \approx 1.798\ \text{N}$$

Fuerza de q₃ sobre q₂ (atracción, hacia q₃, en dirección +x), con distancia 0.3 m:

$$F_{32} = (8.99\times 10^9)\dfrac{(3\times 10^{-6})(2\times 10^{-6})}{(0.3)^2} \approx 0.599\ \text{N}$$

Fuerza neta (tomando +x como positivo):

$$F_{neta} = -1.798 + 0.599 = -1.199\ \text{N}$$

La fuerza neta sobre q₂ es de 1.199 N dirigida hacia q₁ (dirección -x).

16 (avanzado)

Dos cargas de +6 μC están ubicadas en los puntos (0,0) y (0.4, 0) metros. Calcula la fuerza sobre una tercera carga de -2 μC ubicada en (0.2, 0.3).

Distancia de cada carga a la tercera:

$$r = \sqrt{(0.2)^2 + (0.3)^2} \approx 0.360\ \text{m}$$

Magnitud de cada fuerza (atracción, por signos opuestos):

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(6\times 10^{-6})(2\times 10^{-6})}{(0.360)^2} \approx 0.832\ \text{N}$$

Por simetría respecto al eje vertical que pasa por (0.2, 0), las componentes horizontales de ambas fuerzas se cancelan y las verticales se suman. El ángulo respecto a la horizontal cumple sintheta = 0.3/0.360 = 0.833, por lo que la fuerza neta vertical es:

$$F_{neta} = 2(0.832)(0.833) \approx 1.386\ \text{N}$$

dirigida hacia abajo (hacia el punto medio entre las dos cargas positivas), ya que la carga central es negativa.

17 (avanzado)

Un electrón se libera desde el reposo a 1 × 10^-10 m de un protón fijo. Calcula la aceleración inicial del electrón (masa del electrón m_e = 9.11 × 10^-31 kg).

$$F = (8.99\times 10^9)\dfrac{(1.6\times 10^{-19})^2}{(10^{-10})^2} \approx 2.3\times 10^{-8}\ \text{N}$$

$$a = \dfrac{F}{m_e} = \dfrac{2.3\times 10^{-8}}{9.11\times 10^{-31}} \approx 2.52\times 10^{22}\ \text{m/s}^2$$

18 (avanzado)

Dos cargas iguales de valor q están separadas por r y ejercen una fuerza F. Si ambas cargas se duplican y la distancia se reduce a la mitad, ¿en qué factor cambia la fuerza? Resuélvelo de forma simbólica.

$$F’ = k\dfrac{(2q)(2q)}{(r/2)^2} = 16\, k\dfrac{q^2}{r^2} = 16F$$

La fuerza aumenta 16 veces.

19 (avanzado)

Una gota de aceite cargada con -3.2 × 10^-19 C está suspendida en equilibrio entre dos placas paralelas separadas por un campo eléctrico uniforme. Si el peso de la gota es 5 × 10^-15 N, calcula el campo eléctrico necesario para el equilibrio (usa F = qE, consecuencia directa de la Ley de Coulomb aplicada al campo).

$$E = \dfrac{F}{q} = \dfrac{5\times 10^{-15}}{3.2\times 10^{-19}} \approx 1.56\times 10^{4}\ \text{N/C}$$

20 (nivel universitario)

Deduce, a partir de la Ley de Coulomb, la expresión de la energía potencial eléctrica U de dos cargas puntuales separadas una distancia r, sabiendo que U = -int F dr tomando el infinito como referencia de energía cero.

$$U(r) = -\int_{\infty}^{r} k\dfrac{q_1 q_2}{r^2}\, dr = k\dfrac{q_1 q_2}{r}$$

Este resultado es la base para el estudio del potencial eléctrico en electromagnetismo.

6. Resumen

la Ley de Coulomb te permite predecir con precisión la fuerza entre cargas eléctricas a partir de dos datos:

La magnitud de cada carga y

La distancia que las separa.

Es una ley simple en su forma, pero profunda en sus consecuencias: sin ella no se entenderían los enlaces químicos, el funcionamiento de los dispositivos electrónicos ni la estructura misma de la materia.

7. Actividades prácticas propuestas

PARTE I

1. Dos cargas de +2 μC separadas 0.4 m. Calcula la fuerza entre ellas.

$$F \approx 0.225\ \text{N}$$

2. Una carga de +5 μC y otra de -5 μC separadas 1 m. Calcula la fuerza.

$$F \approx 0.225\ \text{N (atracción)}$$

3. Si la distancia entre dos cargas se triplica, ¿en qué factor cambia la fuerza?

$$F’ = \dfrac{F}{9}$$

4. Dos cargas de +3 μC y +6 μC separadas 0.6 m. Calcula la fuerza.

$$F \approx 0.449\ \text{N}$$

5. Calcula la distancia necesaria para que dos cargas de 1 μC cada una generen una fuerza de 1 × 10^-2 N.

$$r \approx 0.948\ \text{m}$$

6. Encuentra el valor de una carga q que, junto con otra de 4 μC a 0.25 m, produce una fuerza de 2 N.

$$q \approx 3.47\ \mu C$$

7. Dos protones están separados 1 × 10^-15 m (escala nuclear). Calcula la fuerza eléctrica entre ellos.

$$F \approx 230.14\ \text{N}$$

8. Calcula el campo eléctrico generado por una carga de +8 μC a 0.1 m de distancia.

$$E \approx 7.19\times 10^{6}\ \text{N/C}$$

9. Tres cargas iguales de +1 μC están en los vértices de un triángulo equilátero de lado 0.1 m. Calcula la magnitud de la fuerza entre un par de ellas.

$$F \approx 0.899\ \text{N}$$

10. Si k se relaciona con ε₀ mediante k = 1/(4πε₀), calcula el valor de ε₀ dado k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C².

$$\varepsilon_0 \approx 8.85\times 10^{-12}\ \text{C}^2/(\text{N}\cdot\text{m}^2)$$

PARTE II

Individuales

Resuelve un cuestionario de 5 preguntas de opción múltiple sobre la Ley de Coulomb (puedes usar las preguntas de los mini-checks de este artículo como base).
Elabora tu propio resumen de una página con la fórmula, sus variables y dos ejemplos de aplicación real.

Colaborativas (trabajo en equipo)

En grupos de tres, cada integrante calcula la fuerza entre un par de cargas distinto usando el simulador de PhET, y luego comparan cómo cambia la fuerza al variar carga y distancia, elaborando una tabla conjunta de resultados.
Debate grupal: «¿Por qué la fuerza eléctrica es tan importante en la química, si en la vida cotidiana no la vemos directamente?»

De aplicación real (proyecto corto)

Diseña un experimento casero: frota un globo con un paño de lana y acércalo a pequeños trozos de papel. Mide (con una regla) la distancia máxima a la que el globo aún atrae el papel, y relaciona tu observación cualitativamente con la Ley de Coulomb. Presenta tus resultados en un informe breve de media página, incluyendo una hipótesis inicial y tu conclusión final.

Preguntas frecuentes

1. ¿La Ley de Coulomb funciona igual que la Ley de Gravitación Universal?

Son matemáticamente parecidas (ambas dependen del inverso del cuadrado de la distancia), pero la gravedad siempre atrae, mientras que la fuerza eléctrica puede atraer o repeler según el signo de las cargas. ¿Sabías por qué la gravedad nunca repele? Piénsalo y coméntalo.

2. ¿Por qué mi cabello se «eriza» al frotarlo con un globo?

Al frotar el globo, los electrones se transfieren de tu cabello al globo, dejando tu cabello cargado positivamente. Como todos los cabellos quedan con el mismo signo, se repelen entre sí y se separan.

3. ¿La fuerza de Coulomb se puede anular por completo?

Sí, cuando la suma vectorial de todas las fuerzas sobre una carga es cero, como en el problema 9 de este artículo (tres cargas colineales simétricas).

4. ¿Es correcto decir que «la carga negativa tiene menos fuerza» que la positiva?

No, es un error común. El signo indica dirección de la interacción (atracción o repulsión), no una «cantidad menor» de fuerza. Dos cargas de igual magnitud, una positiva y otra negativa, generan la misma magnitud de fuerza.

5. ¿Qué pasa con la Ley de Coulomb a distancias extremadamente pequeñas, como dentro del núcleo atómico?

A esas escalas, otras fuerzas (como la fuerza nuclear fuerte) dominan y superan ampliamente a la fuerza eléctrica de repulsión entre protones, manteniendo unido al núcleo.

6. ¿La Ley de Coulomb aplica solo a cargas puntuales?

En su forma original, sí. Para objetos extensos con distribución de carga, se necesita integrar la contribución de cada elemento de carga, un tema que se profundiza en cursos de electromagnetismo avanzado.

7. ¿Por qué en algunos libros aparece k y en otros 1/(4πε₀)?

Son la misma constante expresada de dos formas distintas; la segunda es más común en electromagnetismo porque se conecta naturalmente con las ecuaciones de Maxwell.

8. Encuesta rápida: ¿cuál crees que es el error más común entre tus compañeros al resolver problemas de Coulomb?

a) Olvidar el valor absoluto b) Sumar fuerzas como escalares c) Confundir masa y carga d) Errores de unidades — Comenta tu respuesta.

9. ¿La fuerza eléctrica depende de la masa de las cargas?

No. La Ley de Coulomb solo depende de la magnitud de las cargas y de la distancia; la masa es irrelevante para el cálculo de la fuerza (aunque sí determina la aceleración resultante, según la segunda ley de Newton).

10. ¿Cómo puedo saber si dos cargas se atraen o se repelen sin hacer el cálculo completo?

Basta con observar los signos: si son iguales (++ o –), se repelen; si son opuestos (+-), se atraen. El cálculo numérico solo te da la magnitud de esa fuerza.

La ley de Ohm: El vínculo entre el voltaje, corriente y resistencia

24 septiembre, 202626 marzo, 2025 por Profesor Yohendy Guzmán

¿Quieres profundizar más acerca de la ley de Ohm?¿Sabías que la resistencia eléctrica está presente en muchos dispositivos de tu vida diaria? Aquí te mencionaré algunos de ellos y comenzamos cuando cargas tu celular, el adaptador regula la corriente para proteger la vida de la batería, esta situación es la misma cuando cargas tu portátil o laptop.

Pasa lo mismo con los electrodomésticos, cada componente regula el flujo de corriente para garantizar un funcionamiento eficiente, evitando sobrecargas y asegurando que cada parte reciba la energía necesaria.

¿En algún momento te has preguntado cómo funciona la electricidad en los dispositivos que usamos a diario?

La respuesta a esta pregunta es la Ley de Ohm, esta ley es la regla fundamental qué expresa cómo se relaciona el voltaje (V), la corriente (I) y la resistencia (R) en un circuito eléctrico.

Qué es la ley de ohm

La Ley de Ohm expresa que el voltaje es el producto entre la intensidad de la corriente y la resistencia. Su fórmula matemática es:

Esto quiere decir, que el voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente y a la resistencia.

Símbolos y unidades

Es fundamental conocer los símbolos, unidades, nombre de los instrumentos encargados de medir cada magnitud y sus respectivos símbolos utilizados en las representaciones de los diagramas esquemáticos.

Magnitud	Símbolo	Unidad	Instrumento de medición	Representación en diagramas
Tensión	E	Voltio (V)	Voltímetro
Corriente	I	Amperio (A)	Amperímetro
Resistencia	R	Ohmio (Ω)	Óhmetro

Términos utilizados en la Ley de Ohm

Para comprender la ley de Ohm, es fundamental conocer ciertos términos, como, voltaje, intensidad de corriente, resistencia, aislantes y conductores.

Voltaje

Llamado también diferencia de potencial eléctrico o tensión, es el encargado de impulsar los electrones a través de un circuito.

Ejemplo: En una pila de 9V, el voltaje impulsa los electrones en circuito para movilizar una plataforma de juguete.

El término tensión se usa con mayor frecuencia en España, mientras que en América Latina es más común el uso de voltaje.

Por la Ley de Ohm:

Ley de Ohm: Intensidad de corriente

También conocida como corriente eléctrica o flujo de carga eléctrica, es la cantidad de carga que circula a través de un conductor en un tiempo determinado.

Donde:

Q = carga eléctrica en Coulomb (C).

t = tiempo.

Ejemplo de intensidad de corriente: Al encender un ventilador, la corriente eléctrica fluye desde la toma de corriente hasta el motor, generando el movimiento de los álabes.

Aplicando la Ley de Ohm, la intensidad de corriente se determina de la siguiente manera:

La intensidad es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia.

Resistencia

Es la propiedad del material o componente que se opone al paso de la corriente eléctrica, lo cual trae como consecuencia la disipación de calor.

Ejemplo: El filamento de una bombilla es un conductor que posee alta resistencia, cuando la corriente pasa por él este se calienta y emite luz.

Aplicando la Ley de Ohm, el cálculo de la resistencia se expresa así:

La resistencia es directamente proporcional a la tensión pero es inversamente proporcional a la intensidad.

Conductores

Es un material que permite el flujo de electrones con facilidad, facilitando la conducción de electricidad. Metales como el cobre, la plata y el aluminio son excelentes conductores eléctricos y se utilizan ampliamente en cables y circuitos debido a su baja resistencia.

¿Sabías que algunos gases pueden conducir electricidad?

Bajo condiciones especiales, ciertos gases pueden comportarse como conductores de electricidad. Este principio se aprovecha en la iluminación: el neón y el argón dan vida a los llamativos letreros luminosos, mientras que el vapor de mercurio y el vapor de sodio se utilizan en lámparas de alumbrado público, produciendo una luz brillante y eficiente.

Aislantes

Son materiales que dificultan o impiden el paso de la corriente eléctrica. Por ejemplo: el plástico, vidrio, goma, cerámica, baquelita, madera seca.

Visualizando la Ley de Ohm a través de circuitos eléctricos

Para comprender la Ley de Ohm, se presentarán tres circuitos, cada uno con su diagrama pictórico y su correspondiente diagrama esquemático.

Es importante destacar que en los diagramas esquemáticos de este post:

La corriente eléctrica seguirá el sentido convencional, desplazándose del polo positivo al negativo.
Las resistencias se representarán mediante rectángulos.

Los materiales que se utilizaran son los siguientes:

Dos pilas AA de 1,5V.
Dos bombillas modelo E10 de 3,5V.
Resistencia del filamento 13,17Ω.
Un switch SPST.

Dado que se conocen el valor de la fuente y la resistencia del filamento de la bombilla, se calculará manualmente la intensidad de la corriente aplicando la Ley de Ohm. Además, en el diagrama esquemático se incluye un amperímetro que muestra el valor de la intensidad medida.

Circuito # 1: Los componentes para este primer circuito son una pila de 1,5V, una bombilla y un switch.

Calculo de la intensidad:

Conclusión: Con una fuente de 1,5V la iluminación de la bombilla es baja.

Circuito # 2: Los componentes para este circuito son dos pilas conectadas en serie, un switch y una bombilla.

Aplicando la fórmula:

Conclusión: Al duplicar el voltaje, la intensidad de corriente también se duplicó, lo que resultó en un aumento en la iluminación de la bombilla.

Circuito # 3: Los componentes para este circuito son dos bombillas conectadas en serie, un switch y una pila.

Se determina la intensidad de la corriente:

Conclusión: Al aumentar la cantidad de bombillas, también aumenta la resistencia total del circuito. Como están conectadas en serie, sus resistencias se suman, duplicando el valor original. Como resultado, la intensidad de la corriente disminuye, lo que provoca una menor iluminación en las bombillas.

Juega con la electricidad

Con los conocimientos que ya tienes sobre circuitos, voltaje, corriente y resistencia, ahora podrás experimentar de manera interactiva. Usa la simulación diviértete explorando y aprende jugando con la Ley de Ohm.

<br /> Laboratorio Virtual: Fortalece tus conocimientos

Ahora es tu turno. Pon a prueba lo que has aprendido y responde estas 5 preguntas. Usa la simulación para experimentar y descubrir las respuestas. ¡Atrévete a resolver el reto eléctrico!

1) Ajusta el voltaje a 9V y la resistencia a 10 Ω. ¿Cuánto marca el amperímetro?

a) 500 mA.
b) 200 mA.
c) 9 A.
d) 900 mA

2) ¿Qué pasa con la corriente? si duplicas el voltaje, ¿qué le sucede a la corriente?

a) Se mantiene igual.
b) Se duplica.
c) Se reduce a la mitad.
d) Desaparece.

3) Resistencia al límite. Ajusta la resistencia al máximo valor posible. ¿Cómo afecta esto a la corriente en el circuito?

a) Aumenta.
b) Disminuye.
c) Se mantiene igual.
d) Se vuelve infinita.

4)Jugando con la Ley de Ohm. Si tienes una resistencia de 20Ω y una corriente de 3A, ¿Cuál debe ser el voltaje de la fuente para cumplir con la Ley de Ohm?

a) 60V
b) 17V
c) 23V
d) 40V

5)Prueba de alto voltaje. ¿Cuál de estas combinaciones generará una corriente más alta?

a) 15V y 5Ω
b) 20V y 10Ω
c) 30V y 30Ω
d) 40V y 80Ω

Nota: Las respuestas están al final de la sección de Actividades. Te sugiero anotar tus respuestas y compararlas después para evaluar tu conocimiento.

¿Quién demostró esta relación?

La relación entre el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito eléctrico fue demostrada en 1827 por el físico matemático alemán Georg Simon Ohm (1787-1854).

Problemas con soluciones: Ley de Ohm

En esta sección se presentarán ejercicios resueltos de la Ley de Ohm, explicados paso a paso para facilitar su comprensión. Además, cada problema incluirá su correspondiente diagrama esquemático para visualizar mejor la situación.

Problema # 1

Se tiene un circuito eléctrico con una fuente de 10V y una sola resistencia de 5Ω. Determina: Intensidad de la corriente y el voltaje que pasa por la resistencia R1.

Solución

Datos:

E = 10V
R = 5 Ω
I = ?

Operación:

Problema # 2

David está instalando un calentador eléctrico en su casa y quiere asegurarse que funciona correctamente. El calentador está conectado a una toma de corriente de 120V, y el medidor de corriente indica que está consumiendo 2A.

Solución

Para verificar si el calentador está operando dentro de los parámetros esperados, él necesita determinar la resistencia del calentador.

Datos:

E = 120V
I = 2A
R1 = ?

Operación:

Problema # 3

El circuito de la imagen cuenta con una fuente de 150V y dos resistencias: R1 de 10Ω y R2 de 5Ω. Se requiere determinar:

La resistencia total (Rt).
La corriente en el circuito.
El voltaje en cada resistencia.

Solución

Datos:

E = 150V
R1 = 10Ω
R2 = 5Ω
RT = ?
I = ?
ER1 = ?
ER2 = ?

Operación:

Problema # 4

La corriente del circuito es de 4A y cuenta con dos resistencias: R1 de 2Ω y R2 de 3Ω. Se requiere determinar:

La resistencia total.
El voltaje total del circuito.
El voltaje en cada resistencia individual (R1 y R2).

Solución

Datos:

I = 4A
R1 = 2Ω
R2 = 3Ω
RT = ?
ET = ?
ER1 = ?
ER2 = ?

Operación:

Problema # 5

María quiere iluminar su jardín con una serie de luces decorativas incandescentes. Ha conectado 5 bombillos a una fuente de voltaje y desea conocer cómo funciona el circuito antes de encenderlo. Para ello, necesita calcular:

La resistencia total del sistema de bombillos.
La corriente que circulará por el circuito.
El voltaje que recibe cada bombillo.

Ayuda a María a determinar estos valores para asegurarse de que las luces funcionarán correctamente sin sobrecargar el sistema.

Solución

Datos:

E = 120V
R1 = 4840Ω
R2 = 2880Ω
R3 = 1440Ω
R4 = 6914Ω
R5 = 2057Ω
RT = ?
I = ?
ER1 = ?
ER2 = ?
ER3 = ?
ER4 = ?
ER5 = ?

Operación:

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Actividades: Ley de Ohm

Parte I

1.Una linterna utiliza una batería de 10V y una resistencia interna de 5Ω en su circuito. Determina:

La corriente que fluye por el circuito.
El voltaje en la resistencia interna de la linterna.

Respuesta: I = 2A y V = 10V

2.Un calentador eléctrico de 150V utiliza dos resistencias internas de 10Ω y 5Ω conectadas en serie. Determina:

La resistencia total.
La corriente en el circuito.
El voltaje en cada resistencia.

Respuesta: Rt = 15Ω; I = 10A; E1 = 100V; E2 = 50V

3.Un electricista instala dos lámparas en serie en una casa, cada una con una resistencia de 2Ω y 3Ω. La corriente que fluye en el circuito es de 4A. Determina:

La resistencia total.
El voltaje de la fuente.
El voltaje en cada lámpara.

Respuesta: Rt = 5Ω; V = 20V; V1 = 8V; V2 = 12V

Parte II: Ley de Ohm

Respuestas del Laboratorio Online

1.b)
2.b)
3.b)
4.a)
5.a)