Resistencia
La resistencia es un dispositivo eléctrico que tiene la particularidad de oponerse al flujo de la corriente. Para medir el valor de las resistencias se usa un instrumento llamado ohmetro y las unidades en el S.I es el Ohm.
En general todo material presenta una resistencia natural, la cual depende de su estructura interna, las impurezas y composición atómica.
Resistividad
La resistividad también conocida como resistencia específica de un material, describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor, mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor. Generalmente se designa por la letra griega minúscula rho (ρ) y se mide en ohmios por metro (Ω m).
Aunque también podemos medir en ohmios por mm²/m de manera de simplificar los cálculos y las conversión de unidades. Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.
En esta ecuación:
R = es la resistencia del material
ρ =Resistividad eléctrica
L= largo
A= es la sección Trasversal
La resistividad podemos entenderla como una medida de la oposición que presenta un material al flujo de una corriente. Esta resistencia interna esta directamente relacionada con la vibraciones de las partículas internas, la composición atómica, en otras variables microscópicas. Cuando elevamos la temperatura de un material los átomos ganan energía interna (energía cinética) lo que produce una mayor probabilidad de choques entre ellas. Este fenómeno se traduce en el macro mundo como un aumento en la resistencia.
Resistencia y temperatura
Como la resistencia en un material depende de la resistividad, tenemos:
Valores del coeficiente térmico a una temperatura de 20° y en unidades de K⁻¹
| Acero | 5,0 x 10-3 |
| Aluminio | 3,9 x 10-3 |
| Carbón | -0,5 x 10-3 |
| Cobre | 3,9 x 10-3 |
| Germanio | -4,8 x 10-2 |
| Mercurio | 0,9 x 10-3 |
| Plata | 3,8 x 10-3 |
| Tungsteno | 4,5 x 10-3 |
El coeficiente de temperatura, habitualmente simbolizado como α, es una propiedad intensiva de los materiales que cuantifica la relación entre la variación de la propiedad física de un material y el cambio de temperatura. Por tanto, es el cambio relativo de una propiedad física cuando la temperatura se cambia un 1 K. Este coeficiente se expresa según el Sistema Internacional de Unidades en 1/K. Su expresión matemática toma la forma:
En esta ecuación
R(T)= resistencia resultante a Tf
Ro=Resistencia inicial a To
α= Coeficiente térmico
ΔT= Variación de temperatura
Animación Phet
Análisis gráfico
Una forma básica de estudiar los cambios de la resistencia en funciòn de la temperatura es a través de un modelo lineal, que en temperaturas entre -10 y 100 ªC funciona bastante bien. En ella se aprecia que el coeficiente de posición es la resistencia inicial y la pendiente es la resistencia inicial multiplicada por el coeficiente de temperatura.
Aplicación
Determine la longitud alambre circular de cobre que posee una resistencia de 0.172 ohm y un diámetro de 11.2 mm.
Animación Flash sobre la resistencia
Ley de Ohm
Esta ley relaciona los tres variables màs importante de la electrónica, como lo son la intensidad de corriente, el voltaje y la resistencia. Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. .
Donde:
V= es el potencial o diferencia de potencial
I= es la intensidad de corriente
R= la resistencia
La resistencia de un material no depende de la diferencia de potencial, ni tampoco de la intensidad de corriente, sino de aspectos geométricos como el largo y la sección trasversal, y de las características microscópicas del material, la cual esta dada por la resistividad.
Hay materiales en los que la razón entre V/I no es una constante, a estos se le denomina materiales no ohmicos. En cambio en los que si se cumple, se dice que son materiales ohmicos.
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Súper conductividad
Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sinresistencia ni pérdida de energía en determinadas condiciones.
La resistividad eléctrica de un conductor metálico disminuye gradualmente a medida que la temperatura se reduce. Sin embargo, en los conductores ordinarios, como el cobre y la plata, las impurezas y otros defectos producen un valor límite. Incluso cerca decero absoluto una muestra de cobre muestra una resistencia no nula. La resistencia de un superconductor, en cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material se enfría por debajo de su temperatura crítica. Una corriente eléctrica que fluye en una espiral de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin fuente de alimentación. Al igual que el ferromagnetismo y laslíneas espectrales atómicas, la superconductividad es un fenómeno de la mecánica cuántica.
La superconductividad ocurre en una gran variedad de materiales, incluyendo elementos simples como el estaño y el aluminio, diversas aleaciones metálicas y algunos semiconductores fuertemente dopados. La superconductividad, normalmente, no ocurre en metales nobles como el cobre y la plata, ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos. Pero en ciertos casos, el oro se clasifica como superconductor; por sus funciones y los mecanismos aplicados.
(Tomado de Wikipedia)