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
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
R(T)= resistencia resultante a Tf
Ro=Resistencia inicial a To
α= Coeficiente térmico
ΔT= Variación de temperatura
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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.
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
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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RESISTENCIA INTERNA
Las fuentes de tensión, sean estas baterías, generadores, etc. no son ideales (perfectas). Una fuente de tensión real está compuesta de una fuente de tensión ideal en serie con una resistencia (llamada resistencia interna). Esta resistencia interna, no existe en la realidad de manera de que nosotros la podamos ver. Es una resistencia deducida por el comportamiento de las fuentes de tensión reales. Diagramas de fuente de tensión ideal y de fuente de tensión real.
El objetivo de esta práctica es determinar la resistencia interna de un voltímetro.
Para ello se utilizan varias resistencias de valor conocido. El voltímetro es un aparato que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito. Los voltímetros de aguja se basan en el mismo principio que el amperímetro de aguja, pues ambos se pueden construir mediante un galvanómetro de cuadro móvil, pero en el caso del voltímetro se monta en serie con el galvanómetro una resistencia generalmente alta. El conjunto, para medir voltajes, se monta en paralelo en el circuito. Para medir la resistencia interna del voltímetro se diseña un circuito simple con una pila, un voltímetro y una resistencia en serie con el voltímetro. Mediante la ley de Ohm se puede establecer una relación sencilla entre la diferencia de potencial medida por el voltímetro, la resistencia interna de éste y la resistencia que se ha colocado en serie. El alumno debe representar gráficamente el inverso de la diferencia de potencial en función de la resistencia de valor conocido y obtener una recta cuya pendiente está relacionada con la resistencia interna del voltímetro. Realizando un ajuste por el método de mínimos cuadrados se puede estimar el valor de la resistencia interna con su error.
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