01 · Punto de partida
Un resultado, tres caminos
A veces conocés V e I, a veces solo V y R, a veces I y R. La potencia es siempre la misma, pero la fórmula cómoda cambia. Este tema te deja eligiendo la forma correcta según los datos, como elegir el endpoint justo de una API.
Y con un aviso serio: la potencia crece con el cuadrado de I y de V. Duplicar la corriente cuadruplica el calor. Ese detalle mata resistores de quienes solo miran “un poco más”.
- ¿De dónde salen I²R y V²/R?
- ¿Cuál uso si solo tengo V y R?
- ¿Por qué duplicar I es tan peligroso?
- ¿Cómo verifico el margen contra el nominal?
02 · Tres formas
De dónde salen y cuándo usar cada una
Partiendo de P = V × I y reemplazando con Ohm (V = IR o I = V/R) salen las otras dos. No son leyes nuevas: son la misma con sustitución.
| Forma | Usala cuando tengas | Ejemplo (R 470 Ω) |
|---|---|---|
| P = V × I | Caída y corriente medidas | 7 V × 15 mA ≈ 0,105 W |
| P = I² × R | Corriente impuesta y R | 0,015² × 470 ≈ 0,106 W |
| P = V² / R | Tensión y R, sin medir I | 49 / 470 ≈ 0,104 W |
Las tres coinciden (diferencias de redondeo aparte): si discrepan, hay un dato mal tomado. Esa es tu verificación cruzada incorporada.
P = V × I
La madre: energía por carga (V) por cargas por segundo (I). Vale para cualquier componente, óhmico o no.
P = I² × R
La del diseñador serie: con I fija, el calor escala con R. El que más frena, más calienta.
P = V² / R
La del que mide tensión: con V fija, menos R = más calor. Un corto (R→0) tiende a infinito.
03 · El cuadrado manda
Por qué duplicar duele ×4
Si la corriente pasa de 15 a 30 mA con la misma R, la potencia no se duplica: se cuadruplica (I²). Lo mismo con tensión a R fija (V²). Tabla de respeto:
| Cambio en I o V | Factor de P | Ejemplo con 0,1 W base |
|---|---|---|
| ×1,5 | ×2,25 | 0,225 W: al límite de 1/4 W |
| ×2 | ×4 | 0,4 W: quemado seguro |
| ×0,5 | ×0,25 | 0,025 W: frío eterno |
04 · Margen
Del cálculo al tamaño del resistor
Regla profesional (curso 1, ahora con números): nominal ≥ 2 × P calculada. Tabla de decisión para resistores comunes:
| P calculada | Tamaño mínimo | Lectura |
|---|---|---|
| Hasta 0,125 W | 1/4 W | Zona cómoda (nuestro LED) |
| 0,125 – 0,25 W | 1/2 W | 1/4 W trabaja al 100 %: subir |
| 0,25 – 0,5 W | 1 W | Ya es potencia seria: revisar diseño |
| Más de 0,5 W | Rediseñar | Repartir, subir R o bajar fuente |
05 · Cálculo automático
Una función para las tres formas
Pasale dos datos cualesquiera y devuelve todo lo demás, con veredicto de margen incluido:
Python en tu navegador. Cambiá los valores y ejecutá: compara las tres formas entre sí.
def potencia(V=None, I=None, R=None, nominal=0.25):
# Con 2 datos calcula el tercero, P por las 3 vías y el margen
if V is None:
V = I * R
elif I is None:
I = V / R
elif R is None:
R = V / I
p1, p2, p3 = V * I, I**2 * R, V**2 / R
print(f"V={V:.2f} V I={I*1000:.1f} mA R={R:.0f} ohm")
print(f"P=VI: {p1*1000:.0f} mW | I2R: {p2*1000:.0f} mW | V2/R: {p3*1000:.0f} mW")
print(f"Margen vs {nominal} W: {p1/nominal*100:.0f}% ->",
"COMODO" if p1 < nominal/2 else "EXIGIDO" if p1 < nominal else "QUEMADO")
potencia(V=7, R=470)
potencia(V=7, I=0.03)
Probá potencia(V=9, R=100): ¿qué margen da un 1/4 W? ¿Y con nominal=0.5?
Barrer el peligro
El cuadrado en acción, barriendo corriente con R fija:
R = 470
for mA in [5, 10, 15, 20, 30]:
I = mA / 1000
print(f"{mA} mA -> P = {I**2 * R * 1000:.0f} mW")
06 · Analogía programador
Complejidad cuadrática del calor
- 1O(n²) térmico.
Duplicar I cuadruplica P, como un loop anidado. Los programadores respetan lo cuadrático: acá también.
- 2Tres overloads.
Misma función, distintas firmas según datos disponibles. El dispatcher (
potencia()) elige el camino. - 3Quota con headroom.
Nominal ≥ 2×P es capacidad con headroom del 50 %, como dimensionar servidores al doble del pico.
07 · Exploración
Laboratorio: las tres vías coinciden
Fijá caída y resistencia: el laboratorio calcula I y muestra P por las tres formas (deben coincidir), más el margen contra el nominal que elijas.
P por tres vías + margen
VI = I²R = V²/R
Con 7 V y 470 Ω: 14,9 mA y 0,10 W por las tres vías.
Preguntas para explorar
- Subí V a 12 con R 470. ¿Coinciden las tres vías? ¿Qué margen queda?
- ¿Qué R deja P justo en el 50 % del nominal con 7 V?
- Duplicá I manteniendo R: ¿qué factor sube P? Verificalo con dos posiciones.
Ver respuestas sugeridas
- Sí (0,31 W por las tres): 122 % del nominal → quemado con 1/4 W. Hay que subir a 1/2 W o rediseñar.
- P = 0,125 W → R = 49/0,125 ≈ 390 Ω. Debajo, exigido; el E12 manda a 390.
- ×4: pasar de 15 a 30 mA lleva 0,10 a 0,42 W. El cuadrado no perdona.
08 · Comprensión
Confusiones frecuentes
«Uso V²/R con la tensión de la pila»
Solo si toda la pila cae en ese R. Con LED en serie es 7 V, no 9 V: usar 9²/470 = 0,17 W sobrestima un 70 %. La V es la del componente.
«I²R vale para el LED»
La R del LED no es constante: I²R con “R LED” es ficción. Para no óhmicos solo vale P = V × I medidos (Tema 2).
«El nominal se puede usar al 100 %»
Al 100 % el resistor vive caliente y deriva con el tiempo. La mitad es diseño; el 100 % es apuesta con fecha.
«Tres formas dan tres resultados»
Dan el mismo (salvo redondeo). Si discrepan, un dato está mal: la discrepancia es el detector, no el problema.
09 · Práctica guiada
Ejercicios de potencia
Ejercicio 1: elegir la forma
Solo mediste 5 V en un R de 1 kΩ (sin medir I). ¿Qué forma usás? Calculá P y el margen en 1/4 W, a mano y con potencia(V=5, R=1000).
Ver solución razonada
V²/R = 25/1000 = 0,025 W (10 % del nominal): comodísimo. La forma se elige por datos, no por gusto.
Ejercicio 2: rediseñar al límite
Un R de 1/4 W disipa 0,3 W. Con la misma corriente, ¿a qué R habría que subir para quedar al 50 %? Planteá con I²R.
Ver solución
P ∝ R a I fija: para bajar de 0,3 a 0,125 W hay que bajar R a 0,125/0,3 ≈ 42 %… pero eso sube I si V es fija. Conclusión: no se arregla solo con R; hay que subir el nominal a 1/2 W o 1 W, o bajar la fuente. El ejercicio enseña a no forzar una variable.
Ejercicio 3: comparar dos diseños
LED con 9 V: diseño A R 330 Ω, diseño B R 1 kΩ (LED ~2 V). Calculá I y P de R en cada uno con código. ¿Cuál dura más la pila y cuál brilla más?
Ver solución
A: 21 mA, 0,15 W (brilla más, exige al 1/4 W al 60 %). B: 7 mA, 0,05 W (tenue, eterno, 20 % del nominal). Brillo vs. autonomía: el compromiso cuantificado del Tema 8 del curso 1.
10 · Síntesis
Ideas para recordar
- P = VI = I²R = V²/R: una cuenta, tres firmas según tus datos.
- El cuadrado castiga: ×2 en I o V es ×4 en calor.
- La V es la del componente, no la pila entera.
- Nominal ≥ 2×P; tres vías que coinciden = confianza.
- I²R y V²/R solo para óhmicos; LED solo con VI medidos.
Ya calculás el calor exacto. Ahora, a elegir el freno con criterio completo: en el próximo tema, dimensionar resistores con valor E12, watts y stock real.