RESISTENCIA ELÉCTRICA

La resistencia eléctrica, que se designa con la letra R, se refiere a la oposición al flujo de electrones  a través de un conductor, en los circuitos se representa con el símbolo:

La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. Para un conductor de tipo cable, la resistencia está dada por la siguiente relación y los materiales que la cumplen se les llama óhmicos:

R = ρ ℓ S {\displaystyle R=\rho {\ell \over S}}  R = ρl/A

Donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad (tabla de resistividad) del material, ℓ {\displaystyle \ell } l es la longitud del cable y A el área de la sección transversal del conductor. La resistividad es la propiedad característica del material conductor.

 

La resistividad de un material y, por tanto, la resistencia depende de la temperatura, al elevar la temperatura de una conductor aumenta la rapidez del movimiento de las cargas. Cuando el cambio de temperatura, ΔT,  no es muy grande la resistencia de los metales aumenta casi linealmente, es decir:

ρ_T = ρ_o(1+ αΔT)

Donde ρ_o es la resistividad a determinada temperatura inicial, por lo general 20°C, ρ_T es la resistividad a una temperatura diferente a la normal y  α es el coeficiente térmico de resistividad

 

  SIMULADORES DE CÁLCULO DE RESISTENCIA ELÉCTRICA: 

a) Mediante este simulador podemois calcular el valor de una resistencia de un conductor eléctrico, conociendo el material, la resistividad y la longitud:

 

https://www.calculartodo.com/electricidad/resistencia-conductor-electrico.php

 

b) Con este simulador podemos hallar el valor de una resitencia usando el código de colores:

 

https://tuelectronica.es/calculadora-de-resistencias-y-sus-colores/

c) Simulación de la resistencia en un material: 

https://phet.colorado.edu/sims/html/resistance-in-a-wire/latest/resistance-in-a-wire_es.html

Ley de Ohm

El alemán Georg Simon Ohm, descubrió la relación que existe entre la resistencia R, el voltaje V y la corriente en un circuito, i, relación que cumplen ciertos materiales pero que se le ha llamado ley de Ohm:

R = V/i    o  también: V = iR

La gráfica de la relación entre la corriente y el voltaje es una línea recta, como se muestra:

PROBLEMAS RESUELTOS

1.- Calcula la intensidad de la corriente que alimenta a una lavadora de juguete que tiene una resistencia de 10 ohmios y funciona con una batería con una diferencia de potencial de 30 V

Solución: Para darle solución a este problema, basta con retomar los datos del problema que en este caso sería la resistencia de 10 Ohmios, y una tensión de 30 Volts, por lo que tendríamos.

R = 10Ω

V = 30V

I = ?

El problema nos pide la corriente, por lo que tendremos que aplicar la ley del ohm, para hallarla.

V = iR de donde, i = V/R

I = 30V/ 10Ω = 3 A

Por lo que necesitamos 3 Amperios, para alimentar a la lavadora de juguete.

2.- Calcula el voltaje, entre dos puntos del circuito de una plancha, por el que atraviesa una corriente de 4 amperios y presenta una resistencia de 10 ohmios

R = 10Ω

I = 4 A

V = ?

Aplicando la ley de Ohm, V = iR

V = 4A (10Ω) = 40 V

El voltaje es de 40 Voltios

3.- Calcula la resistencia atravesada por una corriente con una intensidad de 5 amperios y una diferencia de potencial de 11 voltios.

V = 11 V

I = 5 A

R = ?

Por la ley de Ohm, V = IR, despejando R:

R = V/I.   R = 11V/ 5A = 2,2Ω

La resistencia en el circuito tiene un valor de 2,2 Ω

Si quieres saber más sobre la resistencia eléctrica y el código de colores:

http://www.areatecnologia.com/electricidad/resistencia-electrica.html

Simulaciones:

https://phet.colorado.edu/sims/html/ohms-law/latest/ohms-law_es.html

https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/battery-resistor-circuit

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_resistencia/ke_resistencia_1.htm

MEDIDAS DE RESISTENCIAS

Para medir el valor de una resistencia en un circuito, se utiliza el multímetro, se soloca en paralelo con la resistencia que se va a medir, siempre antes de hacer una medición de una resistencia en el circuito no debe haber corriente.

https://www.fluke.com/es-co/informacion/mejores-practicas/aspectos-basicos-de-las-herramientas-de-prueba/multimetros-digitales/como-medir-la-resistencia

Existe también otra forma de medir el valor de una resistencia usando el código de colores, una resistencia presenta una serie de colores que la caracterizan, cada uno de estos colores y su posición tiene un valor determinado por una tabla, llamada código de colores.

https://www.areatecnologia.com/electricidad/codigo-de-colores-de-resistencias.html

https://multimetrodigital.online/como-usar-un-multimetro-digital/medir-resistencia/

ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS

RESISTENCIAS EN SERIE

Varias resistencias están en serie cuando van una seguida de otra, tienen la particularidad que por ellas circula la misma corriente.

Estas resistencias en serie, se pueden reemplazar por una resistencia equivalente, lo cual implicaría que no afecta a la corriente en el circuito, viene dada por:

R = R₁ + R₂ + R₃ + ……+ R_n

Es importante señalar que cuando varias resistencias en un circuito se conectan en serie, la resistencia equivalente es mayor que las resistencias individuales y el voltaje de la fuente se divide en las resistencias de acuerdo a la ley de Ohm.

EQUIVALENTE 

EJEMPLO

Si en el circuito de la figura, el voltaje es de 20 V, ¿cuál es el voltaje en cada resistencia?

Como las resistencias están en serie, tenemos:

V = V₁ + V₂ + V₃

Hallemos la resistencia equivalente es: R = R₁ + R₂ + R₃ = 300Ω + 500 Ω + 1200 Ω = 2000 Ω

R = 2000 Ω

La corriente en el circuito es aplicando la ley de Ohm: V = IR   de donde I = V/R = 20V/2000 Ω

I = 0,01 A

Como la corriente es la misma en un circuito en serie, por la ley de Ohm:

 V₁ = I R₁ = 0,01A (300Ω) = 3 V

V₂ = I R₂ = 0,01ª (500Ω) = 5 V

V₃ = I R₃ = 0,01ª (1200Ω) = 12 V

Vemos que se cumple: V = V₁ + V₂ + V₃ ;  20 V = 3V + 5V + 12V

En estos enlaces se profundiza este concepto:

https://es.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/ee-resistor-circuits/a/ee-series-resistors

https://www.fisicalab.com/apartado/asociacion-de-resistencias#contenidos

http://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/CALCULO%20CIRCUITOS%20ELECTRICOS.htm

RESISTENCIAS EN PARALELO

Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas las resistencias tienen la misma diferencia de potencial.

Cuando las resistencias están en paralelo, la corriente inicial, i, se divide en cada resistencia, los puntos donde se divide la corriente se le llama Nodo o nudo. Se puede encontrar la resistencia equivalente de un conjunto de resistencias en paralelo, que es igual a:

1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃  + ….+ 1/R_n

La resistencia equivalente es menor que las resistencias individuales

En este enlace se profundiza este concepto:

https://es.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/ee-resistor-circuits/a/ee-parallel-resistors

EJERCICIOS DE APLICACIÓN

1.- Calcula la resistencia atravesada por una corriente con una intensidad de 10 amperios y una diferencia de potencial de 110 voltios.

2.-  Hallar la resistencia equivalente de este circuito, si R₁ = 100 Ω = R₃  ; R₂ = 150 Ω; R₄ = 250 Ω

3.-  Para el circuito que se muestra encuentre la resistencia equivalente, si R₁ = 100 Ω ; R₂ = 200 Ω; R₃ = 400 Ω