Distingue la resistencia de la resistividad
La resistencia, R, representa el valor de un conductor o componente específico, y su unidad es Ω. La resistividad, ρ, indica la propiedad que posee un material a una temperatura determinada, y su unidad es Ω·m. Incluso con el mismo material, modificar la longitud o el diámetro de un componente resultará en una resistencia diferente.
En un cable uniforme, la resistencia es R = ρL/A. Es proporcional a la longitud, L, y es inversamente proporcional al área de sección transversal, A. Dado que el área de sección transversal de un cable circular es πr², si el radio se duplica, entonces para la misma resistencia, la resistencia se convierte en ¼. Es importante no confundir las multiplicaciones del diámetro y el área de sección transversal.
¿Cómo afecta una mayor resistencia a la corriente?
Cuando la temperatura y otras condiciones físicas son constantes, en un resistor ohmic, la resistencia es I = V/R. Si se duplica la resistencia manteniendo el mismo voltaje, la corriente se reduce a la mitad. Por otro lado, si se mantiene una corriente constante, se requiere un voltaje mayor a medida que aumenta la resistencia.
La potencia de un resistor es P = VI = I²R = V²/R. Si la corriente se mantiene constante, la potencia aumenta en un resistor grande, pero si el voltaje se mantiene constante, la potencia disminuye en un resistor grande. No podemos simplemente afirmar que un resistor grande siempre genera mucho calor, sin especificar las condiciones.
¿Por qué importan la temperatura y el material?
La resistencia de los metales generalmente aumenta con la temperatura. Los semiconductores y materiales especiales pueden presentar una dependencia diferente de la temperatura, por lo que esta tendencia no debe aplicarse a todos los materiales. Lea las tablas de resistividad junto con su temperatura de medición.
El experimento de la Ley de Ohm utiliza un resistor ideal, cuyo valor no varía con la temperatura. En componentes reales, como una bombilla que se calienta, la resistencia puede no producir una gráfica simple y proporcional con respecto al voltaje y la corriente. La resistencia en los cables de conexión y los dispositivos de medición también contribuye a errores en el circuito real.
Relaciones y símbolos clave
R = ρL/A · I = V/R · P = I²R = V²/R (resistencia óhmica)
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| R | Resistencia eléctrica | Ω |
| ρ | Resistividad | Ω·m |
| L | Longitud del conductor | m |
| A | Área de la sección del conductor | m² |
Ejemplo resuelto
¿Qué ocurre si se duplica la longitud transversal y el radio de un conductor fabricado con el mismo material?
Duplicar la longitud y cuadruplicar el área transversal reduce la resistencia a 2/4 = ½ de su valor original. Una resistencia inicial de 10 Ω pasa a 5 Ω, y con la misma tensión la corriente se duplica.
Errores frecuentes
- Una resistividad igual no significa que cables de diferentes tamaños tengan la misma resistencia.
- Cuando se cambia el voltaje, la relación V/I no siempre es constante. Es necesario verificar si existe una resistencia y la temperatura.
Explorar este concepto con experimentos
Compare la pendiente de las gráficas de corriente y voltaje al solo cambiar la resistencia a la misma tensión.
Circuitos en serie y en paraleloVerifique cómo la resistencia total cambia dependiendo de cómo estén conectados los resistores.
Longitud, sección y resistividad del conductorCon una longitud de 1 m, cambia solo la sección o el material.