Resistencia electrica

¿Qué es resistencia eléctrica?

La resistencia eléctrica es una propiedad que tienen los materiales de oponerse al paso de la corriente. Los conductores tienen baja resistencia eléctrica, mientras que en los aisladores este valor es alto. La resistencia eléctrica se mide en Ohm (Ω).

El elemento circuital llamado resistencia se utiliza para ofrecer un determinado valor de resistencia dentro de un circuito.




Resistencia de un conductor

La resistencia de un material es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional a su sección. Se calcula multiplicando un valor llamado coeficiente de resistividad (diferente en cada tipo de material) por la longitud del mismo y dividiéndolo por su sección (área).
ρ = Coeficiente de reistividad del material
l = Longitud del conductor
s = Sección del conductor

Además de los conductores y los aisladores encontramos otros dos tipos de elementos: los semiconductores y los superconductores. En los semiconductores el valor de la resistencia es alto o bajo dependiendo de las condiciones en las que se encuentre el material, mientras que los superconductores no tienen resistencia. 



Acoplamiento de resistencias

La dos formas más comunes de acoplar resistencias son en serie y en paralelo. Acopladas  se puede obtener una resistencia equivalente. Además existen otras configuraciones como estrella, triángulo, puente de Wheatstone

Ejercicio:

Tenemos un cable que tiene una resistencia eléctrica de 40 Ohmios  calcula:
a.- Intensidad de la corriente eléctrica con una tensión de 1,5 V
b.- Intensidad de corriente si la tensión es de 220 V

c.- Longitud del cable si tiene una sección transversal de 1 mm de diámetro sabiendo que su resistividad es de 1,8 · 10-5 Ohmios · metro.

Electrodinámica

¿Qué es la electrodinámica?

La electrodinámica consiste en el movimiento de un flujo de cargas eléctricas que pasan de una molécula a otra, utilizando como medio de desplazamiento un material conductor como, por ejemplo, un metal.

Para poner en movimiento las cargas eléctricas o de electrones, podemos utilizar cualquier fuente de fuerza electromotriz (FEM), ya sea de naturaleza química (como una batería) o magnética (como la producida por un generador de corriente eléctrica), aunque existen otras formas de poner en movimiento las cargas eléctricas.

Cuando aplicamos a cualquier circuito eléctrico una diferencia de potencial, tensión o voltaje, suministrado por una fuente de fuerza electromotriz, las cargas eléctricas o electrones comienzan a moverse a través del circuito eléctrico debido a la presión que ejerce la tensión o voltaje sobre esas cargas, estableciéndose así la circulación de una corriente eléctrica cuya intensidad de flujo se mide en amper (A).

¿Qué estudia?

Electrodinámica es una parte de la electricidad que se encarga de estudiar las cargas eléctricas en movimiento.

Movimiento de las cargas

Es el movimiento o flujo libre de electrones a través de un conductor, debido a la presencia de un
campo eléctrico que a su vez es originado por una diferencia de potencial.

Intensidad de corriente eléctrica:

La intensidad de corriente es la cantidad de carga eléctrica que pasa a través del conductor por unidad de tiempo (por segundo), por lo tanto el valor de la intensidad instantánea, I, será:

Si la intensidad permanece constante, utilizando incrementos finitos de tiempo, podemos definirla como:

TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA

A) Corriente Contínua:

  Se realiza cuando las cargas eléctricas se desplazan en un solo sentido, debido a que elcampo eléctrico permanece constante ya que su diferencia de potencial es invariable, ejemplo: en la pila, en la batería, etc.

B) Corriente Alterna:

Se realiza cuando las cargas eléctricas se desplazancambiando periódicamente de sentido,esto se debe a que el campo eléctrico cambia de sentido con cierta frecuencia, producto del cambio frecuente de la diferencia de potencial; ejemplo: la corriente que generalmente usamos en casa.

Ejercicios:

a) Calcular la f.e.m. que debe ser aplicada a una resistencia de 25 ohmios para causar una corriente de electrones de 3,5 amperios.
 1.  R = 25 ohmios; I = 3,5 amp; E = ?
2.  E = I x R
3.  E = 3,5 x 25
4.  . . E = 87,5 v

b) Determine la cantidad de resistencia que permite pasar una corriente de electrones de 4,8 amperios, si se aplica una f.e.m. de 12 voltios.
 1.  I = 4,8 amperios; E = 12 v;  R = ?
2.  R = E
            I
3.  R = 12
           4,8
4.  R = 2,5 ohmios

Ley de ohm

Principios.

Voltaje = Corriente multiplicada por la resistencia que también se puede representar alternativamente como:

Fuerza Electromotriz = Corriente multiplicada por la resistencia aunque los significados son los mismos, la diferencia de nomenclatura existe.

Historia.


Basada en el trabajo de Georg Simon Ohm, la Ley de Ohm es una de las tres leyes fundamentales del estudio de la electricidad, en compañía de las leyes de Kirchhoff del voltaje y de la corriente. Estas tres leyes conforman el marco dentro del cual el resto de la electronica se establece. Es importante notar que estas leyes no se aplican en todas las condiciones, pero definitivamente se aplican con gran precision en alambres los cuales son usados para conectar entre sí la mayor parte de las partes electrónicas dentro de un circuito. Aunque las partes individuales pueden o no ser analizadas por la ley de Ohm, sus relaciones con el circuito pueden serlo.

Ley.

La corriente que fluye a traves de un conductor es proporcional a la fuerza electromotriz aplicada entre sus extremos, teniendo en cuenta que las temperatura y demás condiciones se mantengan constantes.

Hay que tener en cuenta que no se menciona la resistencia, sino que simplemente éste es el nombre dado a la (constante de) proporcionalidad involucrada.

Algo importante que se obtiene de esta definición es:

1.-En un circuito pasivo, la corriente es el resultado del voltaje aplicado; y

2.-Existen efectos térmicos definitivos en la resistencia (o la resistencia efectiva) en los conductores.

La ley de Ohm es lineal y por lo tanto asume su linealidad en la parte electrónica. Es fácil pensar en términos de una ecuación de línea  y = mx  considerando la resistencia como la constante m, la corriente como la variable x, y el voltaje como la variable dependiente y. De esta manera se establece una relación de proporcionalidad entre el voltaje y la corriente.

Por supuesto, la Ley de Ohm puede ser reorganizada de tres maneras válidas y equivalentes.

Ejercicios:

Encuentra la resistencia:

Solución: El voltaje de la resistencia R₁ se encuentra directamente encontrando la resistencia total del circuito:

por lo tanto la resistencia R₂ tiene un voltaje de 6V, como podemos ver:

  también debemos considerar que la corriente en un circuito en serie, como lo es esté,  por lo que la

corriente en la resistencia R1 es la misma que la de R2 y por tanto:

Por último la resistencia total de las resistencias del circuito son: