¿Qué Es La Resistencia Eléctrica? Tipos, Fórmulas y Aplicaciones

Definición de resistencia electrica

La resistencia eléctrica es una propiedad de los materiales que se opone al flujo de corriente eléctrica a través de ellos. Es decir, cuando una corriente eléctrica intenta fluir a través de un material, parte de esa corriente se convierte en calor y se disipa en el medio. Este proceso lo podemos definir como «resistencia eléctrica».

Entonces, el concepto de resistencia eléctrica puede quedar de la siguiente manera: Es la oposición total que un material de longitud «L» y sección transversal «A» presenta al paso  de los electrones o corriente eléctrica.

Resistencia eléctrica y su unidad de medida

La resistencia eléctrica se mide en Ohms (Ω), y se calcula dividiendo la diferencia de potencial (volts) entre dos puntos de un conductor por la corriente (ampers) que fluye a través de ese conductor. Esta relación se conoce como la Ley de Ohm, y se expresa matemáticamente como:

Donde R es la resistencia en Ohms, V es la diferencia de potencial en volts e I es la corriente en ampers.

Para qué sirve la resistencia eléctrica

La resistencia eléctrica tiene varias aplicaciones importantes en los circuitos eléctricos y electrónicos:

1. Controlar la corriente: Las resistencias se usan para limitar la cantidad de corriente que fluye a través de un circuito. Esto es esencial para proteger componentes sensibles que podrían dañarse si la corriente es demasiado alta.
2. División de voltaje: Las resistencias pueden formar divisores de voltaje, permitiendo que se obtengan diferentes voltajes en diferentes partes de un circuito a partir de una fuente de voltaje única.
3. Generar calor: En algunos dispositivos, como calentadores eléctricos y bombillas incandescentes, las resistencias se utilizan para convertir la energía eléctrica en calor.
4. Polarización de componentes: En los circuitos electrónicos, las resistencias se utilizan para establecer las condiciones de operación de componentes como transistores y diodos.
5. Filtrado de señales: Las resistencias, junto con condensadores e inductores, se utilizan en filtros para eliminar o atenuar ciertas frecuencias de señales eléctricas.
6. Adaptación de impedancias: En sistemas de comunicaciones y audio, las resistencias se utilizan para igualar las impedancias de diferentes etapas del sistema para maximizar la transferencia de energía y minimizar la reflexión de señales.

Tipos de resistencia eléctrica

Existen varios tipos de resistencias eléctricas, cada una con características y aplicaciones específicas. Aquí hay una lista de los tipos más comunes:

1. Resistencias fijas

   • De carbón: Hechas de una mezcla de polvo de carbón y aglutinante. Son económicas y tienen una tolerancia relativamente alta.
   • De película de carbón: Consisten en una película fina de carbón sobre un sustrato cerámico. Tienen mejor precisión y estabilidad que las resistencias de carbón.
   • De película metálica: Hechas de una película metálica depositada sobre un sustrato cerámico. Ofrecen alta precisión y estabilidad.
   • De hilo bobinado: Hechas de un alambre metálico enrollado alrededor de un núcleo no conductor. Se utilizan para aplicaciones de alta potencia y baja resistencia.
   • De película de óxido metálico: Utilizan una película de óxido metálico como material resistivo. Son más estables y resistentes a altas temperaturas que las de carbón.

2. Resistencias variables

   • Potenciómetros: Son resistencias ajustables manualmente. Se utilizan para ajustar voltajes y corrientes en un circuito.
   • Reóstatos: Similares a los potenciómetros, pero generalmente se usan para manejar corrientes más altas y ajustar la resistencia en un circuito de manera más robusta.
   • Trimpots: Son pequeños potenciómetros ajustables usados principalmente para ajustes precisos en circuitos electrónicos.

3. Resistencias especiales

   • Termistores: Resistencias que cambian con la temperatura. Pueden ser PTC (coeficiente de temperatura positivo) o NTC (coeficiente de temperatura negativo).
   • Varistores: Resistencias dependientes de la tensión que se usan para proteger circuitos contra sobretensiones.
   • LDR (Light Dependent Resistors): Resistencias que cambian con la luz. Se utilizan en aplicaciones como sensores de luz.

Cada tipo de resistencia tiene propiedades únicas que las hacen adecuadas para diferentes aplicaciones, permitiendo un control preciso de las características eléctricas en una amplia variedad de dispositivos y sistemas.

Factores de la resistencia eléctrica

Todos los componentes que se usan en los circuitos eléctricos tienen alguna resistencia, siendo de particular interés en las instalaciones eléctricas la resistencia de los conductores.

Hay cuatro factores que afectan la resistencia de los conductores:

1. Su longitud.
2. El área o sección transversal.
3. El tipo de material del conductor.
4. La temperatura,

La resistencia de un conductor es directamente proporcional a su longitud, es decir, que a mayor longitud del conductor el valor de la resistencia es mayor.

La resistencia es inversamente proporcional al área o sección (grueso) del conductor; es decir, a medida que un conductor es más grueso su resistencia disminuye.

¿Cómo se mide la resistencia?

Para la medición de la resistencia se usan aparatos llamados óhmetros, los cuales tienen su propia fuente de voltaje, que normalmente es una batería. Los óhmetros se conectan al circuito al que se va a medir la resistencia, cuando el circuito está desenergizado. También se puede medir con un multímetro.

Resistencia eléctrica cómo se representa

La resistencia eléctrica se representa de varias maneras dependiendo del contexto, ya sea en diagramas de circuitos, fórmulas matemáticas o especificaciones técnicas. Aquí te explicamos cómo se representa en cada caso:

Símbolo en diagramas de circuitos:

• Estándar internacional (IEC): Un rectángulo.
• Estándar americano (ANSI): Una línea en zigzag.

Ambos símbolos son aceptados globalmente, pero el uso de uno u otro puede depender de las normas o preferencias regionales.

Símbolo en fórmulas matemáticas:

• La resistencia se simboliza con la letra R.

Unidades:

• La resistencia se mide en ohmios, que se simbolizan con la letra griega omega (Ω).

Código de colores:

• En resistencias físicas, especialmente en resistencias de carbono y película metálica, el valor de la resistencia se indica mediante un código de colores en el cuerpo de la resistencia. Cada color representa un número y, dependiendo de la posición de las bandas de color, se puede determinar el valor de la resistencia y su tolerancia.

Ejemplo de código de colores:

• Rojo, Violeta, Naranja, Oro
  • Rojo = 2
  • Violeta = 7
  • Naranja = ×1,000
  • Oro = ±5% de tolerancia

  Esto indica una resistencia de 27,000 Ω o 27 kΩ con una tolerancia del 5%.

Estos métodos de representación ayudan a identificar y utilizar correctamente las resistencias en el diseño y análisis de circuitos eléctricos y electrónicos.

Resistencia eléctrica fórmula

Con esta fórmula, podemos darnos cuenta que, a mayor longitud mayor resistencia y que, a mayor área transversal, menor resistencia.

Las siguientes fórmulas son las más usadas para calcular la resistencia eléctrica con la ley de ohm:

Donde:
P = Potencia (watts)
I = Corriente (Amperes)
R = Resistencia (Ohms)
V = Voltaje (volts)

Qué resistencia eléctrica tiene el cuerpo humano

La resistencia eléctrica del cuerpo humano varía considerablemente dependiendo de varios factores, como la condición de la piel (seca o mojada), el camino que toma la corriente a través del cuerpo, la presión del contacto, y otros factores individuales. Aquí te explico algunas de las resistencias típicas en diferentes condiciones:

1. Piel seca:
   • La resistencia de la piel seca puede ser bastante alta, generalmente en el rango de 10,000 a 100,000 ohms ($\Omega$).
2. Piel mojada:
   • Cuando la piel está mojada o sudada, la resistencia puede disminuir significativamente, bajando a un rango de 1,000 a 10,000 ohms ($\Omega$). El agua, especialmente si contiene sales (sudor), mejora la conductividad.
3. Interior del cuerpo:
   • Una vez que la corriente atraviesa la piel, la resistencia interna del cuerpo es mucho menor, generalmente alrededor de 300 a 1,000 ohms ($\Omega$). Los tejidos internos, los músculos y la sangre son mucho más conductores que la piel.

Factores que afectan la resistencia del cuerpo humano:

1. Condición de la piel: La piel seca tiene una resistencia mayor comparada con la piel mojada o húmeda.
2. Área de contacto: Una mayor área de contacto reduce la resistencia.
3. Presión de contacto: A mayor presión en el punto de contacto, menor es la resistencia debido a una mejor conexión eléctrica.
4. Trayectoria de la corriente: La resistencia varía según el camino que tome la corriente a través del cuerpo, afectando órganos críticos como el corazón.
5. Tiempo de exposición: Prolongar el tiempo de exposición a la corriente puede afectar la resistencia debido a cambios en la condición de la piel y otros factores fisiológicos.

Seguridad eléctrica:

La corriente eléctrica que pasa a través del cuerpo es lo que realmente determina el peligro, y no tanto el voltaje, aunque ambos están relacionados por la ley de Ohm I=V/R. Aquí algunos niveles de corriente y sus posibles efectos en el cuerpo humano:

• Menos de 1 mA: Generalmente imperceptible.
• 1-10 mA: Sensación de hormigueo, umbral de percepción.
• 10-20 mA: Contracciones musculares involuntarias, puede ser doloroso.
• 20-50 mA: Dolor severo, dificultad para respirar, posibles contracciones musculares.
• 50-100 mA: Fibrilación ventricular, daño cardíaco, puede ser fatal.
• Más de 100 mA: Daño severo a los tejidos, fibrilación ventricular, probablemente fatal.

Es importante tener precaución al trabajar con electricidad y tomar medidas de seguridad adecuadas para evitar el riesgo de electrocución.

Ejercicios de resistencia eléctrica

1. Un resistor de 5 $\Omega \; produce\; una\; caída\; de\; potencial\; de\; 30\; volts.\; ¿Qué\; valor\; tiene\; su\; corriente?$

I = V/R = 30/5 = 6 A

2. ¿Qué voltaje debe aplicarse en las terminales de una plancha eléctrica para que permita una corriente de 1.5 A, si su resistencia es de 60 $\Omega ?$

V = R x I = 60 x 1.5 = 90 volts.

3. Una lámpara eléctrica toma 1.8 amperes cuando trabaja con 120 volts. Calcular su resistencia:

R = V/I = 120/1.8 = 66.66 $\Omega$

4. La resistencia interna de un voltímetro es de 2$\Omega ,\; calcular\; la\; corriente\; que\; admite\; cuando\; mide\; 100\; volts.$

I = V/R = 100/2 = 50 A

5. La resistencia interna de un amperímetro es de 0.5 $\Omega .\; Si\; accidentalmente\; se\; conectara\; a\; los\; bornes\; de\; una\; fuente\; de\; 120\; volts,\; ¿qué\; corriente\; circularía\; por\; el\; amperímetro?$

I = V/R = 120/0.5 = 240 A

6. La resistencia interna de un generador de CD es de 0.5 $\Omega ,\; cuando\; entrega\; 20\; amperes,\; ¿qué\; caída\; de\; potencial\; produce\; su\; propia\; resistencia?$

V = RI = 0.5 x 20 = 10 volts

Conclusión

En conclusión, la resistencia eléctrica es una propiedad importante de los materiales que se opone al flujo de corriente eléctrica a través de ellos. Se mide en Ohmios y depende de varios factores, como la longitud, el área transversal, la temperatura y la composición química del material. Entender la resistencia eléctrica es esencial para diseñar circuitos eléctricos eficientes y seguros.