Las unidades de medida en electrónica son la forma de cuantificar la tensión, la corriente, la resistencia y la potencia de un circuito. Las cuatro que vas a encontrar constantemente son el voltio, el amperio, el ohmio y el vatio.
En el curso de electricidad vimos la física que hay detrás de estas magnitudes. Aquí vamos a centrarnos en cómo se usan al diseñar un circuito: qué resistencia evita que se queme un LED, cuánta corriente debe entregar una fuente o qué potencia tiene que soportar un componente.
Si necesitas repasar la base, puedes volver al Curso de electricidad.
Voltios: la tensión de trabajo
El voltio (V) es la unidad con la que medimos la tensión o diferencia de potencial entre dos puntos. En electrónica, la tensión determina tanto la alimentación de un circuito como los niveles con los que intercambia señales.
Es habitual encontrar varios valores:
- 5 V: aparece en muchas placas Arduino y dispositivos USB.
- 3,3 V: es frecuente en microcontroladores y sensores modernos, como el ESP32.
- 12 V o 24 V: se utiliza en motores, iluminación y automatización industrial.
Que dos circuitos funcionen no significa que puedan conectarse directamente. Aplicar una señal de 5 V a una entrada que solo admite 3,3 V puede dañarla.
La tensión siempre se mide entre dos puntos. Decir que un nodo está a 5 V solo tiene sentido si sabemos respecto a qué referencia, normalmente GND.
Amperios: corriente y consumo
El amperio (A) mide la intensidad de corriente, es decir, la carga que atraviesa un punto del circuito por unidad de tiempo.
En circuitos electrónicos solemos trabajar con cantidades pequeñas, por lo que usamos con frecuencia el miliamperio:
Una fuente no obliga a circular toda la corriente indicada en su etiqueta. Ese valor señala la corriente máxima que puede suministrar dentro de sus condiciones de funcionamiento; la carga demanda la corriente que resulta de su propio comportamiento y de la tensión aplicada.
Una fuente de 5 V y 3 A puede alimentar un circuito que consume 200 mA. Lo importante es que entregue la tensión correcta y tenga capacidad suficiente.
Eso tampoco significa que podamos conectar un LED directamente a una fuente potente. Un LED necesita un elemento que limite su corriente porque su comportamiento no es el de una carga resistiva fija.
Ohmios: oposición al paso de corriente
El ohmio (Ω) es la unidad de resistencia eléctrica. Las resistencias nos permiten limitar corriente, dividir tensiones, fijar niveles lógicos y establecer puntos de funcionamiento.
Como los valores habituales cubren un rango enorme, usamos prefijos:
1 kΩequivale a1000 Ω.1 MΩequivale a1 000 000 Ω.
La relación entre tensión, corriente y resistencia viene dada por la ley de Ohm:
Podemos despejar cualquiera de las tres magnitudes:
Por ejemplo, si aplicamos 5 V a una resistencia de 1 kΩ, circularán 5 mA:
Vatios: potencia y calor
El vatio (W) es la unidad de potencia, es decir, la velocidad a la que un componente entrega o transforma energía.
En un circuito de corriente continua podemos calcularla como:
Al combinar esta expresión con la ley de Ohm obtenemos otras dos formas útiles:
La potencia no es un detalle teórico. Parte de ella suele convertirse en calor, por lo que determina el tamaño y la capacidad de disipación del componente.
Si una resistencia disipa 0,5 W y montamos un modelo de 0,25 W, superaremos su potencia nominal. Se calentará en exceso y puede dañarse.
Conviene dejar margen entre la potencia calculada y la nominal. Cuánto margen necesitamos depende de la temperatura ambiente, la ventilación, el encapsulado y las recomendaciones del fabricante.
Ejemplo: resistencia para un LED
Vamos a usar las cuatro magnitudes en un circuito sencillo. Tenemos una fuente regulada de 12 V, un LED rojo con una caída aproximada de 2 V y queremos que circule una corriente de 20 mA.
La resistencia debe absorber la tensión restante:
Calculamos su valor con la ley de Ohm:
Como 500 Ω no es un valor habitual de muchas series comerciales, podemos escoger 510 Ω. La corriente real quedará ligeramente por debajo de 20 mA.
Ahora calculamos la potencia que disipará la resistencia:
Una resistencia de 1/4 W quedaría demasiado cerca de su límite. Una de 1/2 W ofrece un margen más razonable y trabajará a menor temperatura.
Este cálculo parte de valores nominales. En un diseño real también comprobaremos la tolerancia de la fuente, la variación de la caída del LED y la temperatura, porque los componentes físicos rara vez han leído nuestros apuntes.
