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Resistencia Eléctrica


Sólo hasta que se pudieron establecer corrientes estables en un circuito, fue que se pudo estudiar la influencia de un material determinado sobre la magnitud de la corriente que se puede establecer en él. Se debe a los físicos alemanes, Jorge Simón Ohm y R. Kohirausch los aportes necesarios para conocer esta influencia.


¿Qué es la Resistencia eléctrica?
Cuando un cuerpo material es sometido a una diferencia de potencial entre dos de sus puntos, se establece una Corriente Eléctrica de una determinada magnitud. La intensidad de esta corriente, depende de diversos factores, algunos de ellos propios del material en cuestión y otros más bien externos.

La resistencia de un material determina el valor de esta corriente y engloba características del material y factores externos a los que puede estar sometido un material como son: temperatura, campo magnético, radiación electromagnética, presión y otros factores relacionados con la capacidad de conducir la corriente eléctrica.

Definición de resistencia.
La resistencia se define como el cociente entre la diferencia de potencial entre dos puntos de un objeto material y la corriente establecida como consecuencia de esa diferencia de potencial. En términos matemáticos la resistencia es:

Unidad de medida de la resistencia.
En el pasado se tomó como unidad de resistencia, la de una columna de mercurio de 106,3cm, de longitud y una sección de , a 0 ° C. Hoy día prácticamente cualquier material podría servir como unidad, basta con escoger un material de dimensiones específicas que al establecer una diferencia de potencial en él, circule por él una corriente de 1 Ampere. A esta unidad se llama Ohmio en el sistema internacional de medidas. En lugar de la palabra ohmio, a veces se escribe W (la letra griega omega). A una resistencia de un millón de ohmios se llama megohmio y se representa por MW .

Factores que determinan la Resistencia Eléctrica.
Resistividad: Entre los factores que determinan la resistencia eléctrica, cuando se establece una diferencia de potencial entre dos puntos de un material, está su constitución, es decir, el elemento o compuesto de que está hecho el material influye de manera importante en su comportamiento. Por ejemplo: Dos barras idénticas en dimensiones y forma, una de Cobre y otra de Hierro, si se someten a la misma diferencia de potencial entre puntos equivalentes, tienen resistencias diferentes, siendo la del Cobre menor que la del Hierro.


Este factor relacionado con la constitución del material se caracteriza a través de una magnitud física llamada resistividad; valores altos de ella en una sustancia nos indican que es poco conductora de la electricidad y valores bajos nos señalan lo contrario. En la tabla siguiente tienes los valores de la resistividad para algunos materiales.

Resistividad de algunas sustancias (en ohmios para 1m de longitud y de sección)

Plata

0,016
Cobre 0,017
Aluminio 0,029
Hierro 0,120
Niquelina (aleación) 0,44
Mercurio 0,940
Nicrome (aleación) 1,11
Carbón de un bombillo incandescente 40


Dimensiones geométricas
. El tamaño y la forma del objeto material influyen en su resistencia. Por ejemplo: A) La Separación entre los puntos donde se aplica la diferencia de potencial determina la corriente que ha de circular por él. Por ejemplo: La resistencia de una barra de cobre es mayor en la medida que estos puntos estén más separados. De manera similar si se tienen dos barras de igual material e idéntica sección transversal, tendrán resistencias diferentes si son de largos diferentes.

Sección transversal. El grueso del material medido a través del área de la sección transversal de un material influye en la corriente que se establece en él. Ejemplo: Varillas de Platino de largos iguales y diferente espesor tienen resistencias diferentes cuando se someten a la misma diferencia de potencial entre puntos equivalentes. La de mayor grosor tendrá la menor resistencia.

Temperatura. La influencia de la temperatura en la resistencia de un material varía según el material. En los metales, la resistencia crece al aumentar la temperatura, mientras que en los materiales llamados semiconductores ocurre lo contrario. Las razones de ello dependen de la estructura atómica de las sustancias en consideración y su explicación escapa del alcance de este trabajo.

Campo Magnético. Un campo magnético ejerce un efecto sobre las cargas eléctricas en movimiento, desviándolas hacia un lado en una dirección perpendicular a su movimiento. Una corriente eléctrica es un flujo de cargas eléctricas, por consiguiente si un material, en el que hay una corriente eléctrica, se somete a un campo magnético ella experimentará la mencionada desviación, haciendo recorrer a las cargas un camino más largo, dando como resultado un incremento de la resistencia del material. Las variaciones dependen del material, de las dimensiones del material y del campo magnético.

Radiación Electromagnética. Existen algunas sustancias denominadas fotoresistivas cuya resistencia decrece cuando se les ilumina con Luz (Radiación electromagnética visible) o con Radiación electromagnética no visible, debido a la liberación de cargas eléctricas por parte de la Radiación, aumentando las propiedades conductoras del material o de manera equivalente, disminuyendo su resistencia. Las fotorresistencias se emplean para fabricar células fotoeléctricas y fotómetros.


Presión
. La presión que se ejerce sobre un material sólido, líquido o gaseoso puede producir alteraciones en su resistencia. Por ejemplo, las llamadas galgas extensiométricas son, en algunos casos, alambres de cualquier material que al ser sometidos a presión, experimentan cambios en su resistencia debido al cambio de densidad que produce el incremento de presión.


Líquidos y Gases.
Prescindiendo de los metales líquidos y de las sales fundidas, la mayoría de líquidos químicamente puros son muy malos conductores, y la mayor parte son excelentes aisladores. El agua químicamente pura es también extraordinariamente poco conductora por consiguiente su resistencia es muy alta, pero si se le agrega sal de cocina o un ácido, el agua permite la circulación de la carga eléctrica.

Algo análogo ocurre con los gases que en estado neutro son no conductores y por consiguiente tienen una resistencia muy alta, pero si se les agrega carga eléctrica la resistencia disminuye al aumentar la carga eléctrica circulante.


Estos dos casos ponen de manifiesto, que la presencia de carga eléctrica libre de moverse, constituye una condición necesaria para la conducción eléctrica, en vez de ser un factor determinante de la resistencia; ésta última depende más bien de la interacción de la carga eléctrica con el resto del material donde ella se está moviendo.


Aplicaciones :

Cuando se habla de resistencia en Física, puede referirse bien a la propiedad de un material o también a un componente con aplicaciones prácticas. Los componentes resistivos son productos fabricados especialmente con una resistencia determinada, de acuerdo a las necesidades de diseño de un equipo con un propósito determinado.


1) Calefacción. Existen resistencias para calefacción, construidas con materiales especiales cuyo punto de fusión es bastante alto, de tal manera que pueden ser utilizadas a alta temperatura por tiempos muy largos sin que se fundan o rompan; tal es el caso de las resistencias para calentadores, cocinas y planchas eléctricas; Por ejemplo, entre el cobre y el tungsteno, aunque el cobre es mejor conductor de la electricidad que el tungsteno, se utiliza este último para construir filamentos de bombillo y resistencias de calefacción debido a que su temperatura de fusión es de 3422 °C, mientras que el cobre por fundir a 1080°C no es tomado en cuenta para esta aplicación. La característica importante de una resistencia para calefacción es la energía térmica que pueden suministrar por unidad de tiempo, la cual es medida en vatios. Es normal, encontrar en las ferreterías resistencias para calefacción de 100, 200, 400, 600, 800 o 1000 vatios o más.


2) Resistencias con un valor nominal: Quienes diseñan equipos electrónicos de cualquier tipo, necesitan a veces resistencias de un valor fijo, la cual tendrían que fabricar para completar su diseño, sino fuera por que existen fabricas que se han ocupado de resolver ese problema. En este caso es necesario, poder obtener resistencias con un valor especifico llamado valor nominal. Este valor normalmente es indicado en la superficie de la resistencia ya sea con un código de letras o con un código de colores como se muestra en la figura.

El significado de este código se explica en la tabla siguiente:

Por ejemplo, una resistencia cuyos colores sea marrón, negro, rojo es una resistencia: de un valor igual a: 1(marrón) , 0 (negro), 100 (rojo), es decir de 1000 ohmios.

Existen otro código para indicar el valor de una resistencia el cual utiliza letras pero que no mencionaremos aquí por estar fuera del propósito de este trabajo.


3) Resistencias Variables. A veces es necesario ejercer control sobre la intensidad de la corriente establecida en un circuito, ello puede lograrse con una resistencia variable diseñada par tal fin. Existen diversas formas de presentación de las resistencias variables según la necesidad del diseño.

a) Cajas decádicas. Estas son cajas que contienen resistencias fijas de diferente valor, conectadas de tal manera que puedan ser usadas en combinación para obtener algún valor especifico.


b) Reóstatos. Este aparato, debido al Sr. Wheatstone , sirve para modificar la intensidad de la corriente. Consiste en un alambre enrollado sobre material aislante, con las espiras y un cursor que se desliza por un eje paralelo al núcleo. Con este instrumento es posible variar la resistencia de un circuito y de esta manera, es posible aumentar ó disminuir según se desee, la intensidad de la corriente en dicho circuito. Conclusión


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