¿Qué Es La Resistencia Eléctrica?

Definición de resistencia eléctrica

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.

En algunos aisladores, como la cerámica y los plásticos, los electrones están fuertemente amarrados a sus átomos. Mientras el voltaje que se le aplique no sea muy alto, generalmente miles de voltios, no se mueve ningún electrón.

En todo conductor, el más mínimo voltaje mueve electrones, sin embargo, en aquellos materiales con una gran resistencia, se moverán muy pocos. En materiales con muy poca resistencia se moverán muchos electrones con muy poco voltaje.

Cómo se produce la resistencia

La fricción (resistencia al movimiento) de un objeto depende del tipo de superficie sobre la que se mueve. De manera parecida, los diferentes metales ofrecen distinta cantidad de oposición al flujo de electrones.

Gran parte de la resistencia se debe a los choques entre electrones que fluyen y los átomos estacionarios. Los electrones pierden energía cinética (de movimiento) al fluir a través de una resistencia.

Esta energía es convertida en calor. Las vibraciones mecánicas de los átomos de metal (originados por los choques entre electrones y átomos) son percibidas por nuestros sentidos como calor.

Siempre que el flujo de electrones encuentra resistencia, su energía cinética (de movimiento) se convierte en energía calorífica (calor).

En conclusión: Corriente o flujo de electrones a través de una resistencia = calor.

Factores que afectan la resistencia

La cantidad de oposición o resistencia que encuentra el flujo de electrones dentro de un metal (u otro material) depende de los siguientes factores:

El tipo de metal

Algunos metales tienen una bajísima resistencia interna debido al arreglo de sus átomos (y otros factores). Los cuatro metales con resistencia mínima entre todos los elementos son: plata, cobre, oro y aluminio. De los cuatro, la plata tiene menor resistencia, seguida por el cobre, luego el oro y después el aluminio.

La longitud del alambre

La resistencia de un alambre de metal aumenta con su longitud. A mayor longitud de un alambre de metal habrá más colisiones entre átomos y electrones, con lo que se convierte en calor una mayor cantidad de energía de los electrones.

El área de sección transversal de un conductor

A mayor amplitud del camino por el que se mueven los electrones, estos se moverán fácilmente a través del conductor. Es decir, a mayor área de la sección transversal del alambre, menor resistencia.

La temperatura del metal

A una temperatura normal, la energía calorífica presente en todas las sustancias origina una suave vibración o agitación de sus átomos, sin que éstos pierdan su posición en el cristal de metal. Si se aumenta la temperatura, los átomos se agitan más y habrá mayor número de choques entre los electrones que fluyen y los átomos.

Entonces, si la temperatura de los metales aumenta, su resistencia también aumenta.

Unidad de medida de la resistencia eléctrica

La resistencia eléctrica se mide en Ohms (Ω). 1 ohm es la es la cantidad de resistencia que causa una caída de voltaje de 1 volt a una corriente constante de 1 ampere.

Llamado así por Georg S. Ohm, científico alemán del siglo XIX.

¿Cómo se mide la resistencia?

El aparato para medir la resistencia es el óhmetro.

El óhmetro se conecta en los extremos de la resistencia por medir cuando el circuito está desenergizado.

¿Cómo se representa la resistencia en planos o diagramas?

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.

Fórmula de la resistencia eléctrica

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)

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 = R x I = 0.5 x 20 = 10 volts

Bibliografía

1. Condumex, novena edición. (noviembre 2016). Manual técnico de instalaciones eléctricas en baja tensión.