Resistencias electricas

Resistencias Electrónicas

Un electrón que viaja a través de los cables y cargas del circuito externo encuentra resistencia. La resistencia es el obstáculo para el flujo de carga. Para un electrón, el viaje de la terminal a la terminal no es una ruta directa. Más bien, es un camino en zigzag que resulta de innumerables colisiones con átomos fijos dentro del material conductor. Los electrones encuentran resistencia, un obstáculo para su movimiento. Si bien la diferencia de potencial eléctrico establecida entre las dos terminales fomenta el movimiento de la carga, es la resistencia lo que la desalienta. La velocidad a la que la carga fluye de un terminal a otro es el resultado del efecto combinado de estas dos cantidades.

Variables que afectan la resistencia eléctrica

El flujo de carga a través de los cables a menudo se compara con el flujo de agua a través de las tuberías. La resistencia al flujo de carga en un circuito eléctrico es análoga a los efectos de fricción entre el agua y las superficies de la tubería, así como a la resistencia ofrecida por los obstáculos que están presentes en su camino. Es esta resistencia la que obstaculiza el flujo de agua y reduce tanto su caudal como su velocidad de deriva. Al igual que la resistencia al flujo de agua, la cantidad total de resistencia al flujo de carga dentro de un cable de un circuito eléctrico se ve afectada por algunas variables claramente identificables.

Primero, la longitud total de los cables afectará la cantidad de resistencia. Cuanto más largo sea el cable, más resistencia habrá. Existe una relación directa entre la cantidad de resistencia encontrada por la carga y la longitud del cable que debe atravesar. Después de todo, si se produce resistencia como resultado de las colisiones entre los portadores de carga y los átomos del cable, es probable que haya más colisiones en un cable más largo. Más colisiones significan más resistencia.

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En segundo lugar, el área de sección transversal de los cables afectará la cantidad de resistencia. Los cables más anchos tienen un área de sección transversal mayor. El agua fluirá a través de una tubería más ancha a una velocidad mayor que la que fluirá a través de una tubería estrecha. Esto se puede atribuir a la menor cantidad de resistencia que está presente en la tubería más ancha. De la misma manera, cuanto más ancho sea el cable, menos resistencia habrá al flujo de carga eléctrica. Cuando todas las demás variables son iguales, la carga fluirá a tasas más altas a través de cables más anchos con áreas de sección transversal mayores que a través de cables más delgados.

Una tercera variable que se sabe que afecta la resistencia al flujo de carga es el material del que está hecho un alambre. No todos los materiales son creados iguales en términos de su capacidad conductiva. Algunos materiales son mejores conductores que otros y ofrecen menos resistencia al flujo de carga. La plata es uno de los mejores conductores, pero nunca se usa en los cables de los circuitos domésticos debido a su costo. El cobre y el aluminio se encuentran entre los materiales menos costosos con la capacidad de conducción adecuada para permitir su uso en alambres de circuitos domésticos. La capacidad de conducción de un material a menudo se indica por su resistividad. La resistividad de un material depende de la estructura electrónica del material y su temperatura. Para la mayoría de los materiales (pero no todos), la resistividad aumenta al aumentar la temperatura. La siguiente tabla enumera los valores de resistividad para varios materiales a temperaturas de 20 grados Celsius.

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Naturaleza matemática de la resistencia

La resistencia es una cantidad numérica que se puede medir y expresar matemáticamente. La unidad métrica estándar para la resistencia es el ohmio, representado por la letra griega omega -. Un dispositivo eléctrico que tenga una resistencia de 5 ohmios se representaría como R = 5. La ecuación que representa la dependencia de la resistencia (R) de un conductor de forma cilíndrica (por ejemplo, un cable) sobre las variables que la afectan es donde L representa la longitud del cable (en metros), A representa el área de la sección transversal del cable (en metros2) y representa la resistividad del material (en ohmiosmetro). De acuerdo con la discusión anterior, esta ecuación muestra que la resistencia de un cable es directamente proporcional a la longitud del cable e inversamente proporcional al área de sección transversal del cable. Como se muestra en la ecuación, conocer la longitud, el área de la sección transversal y el material del que está hecho un cable (y por lo tanto, su resistividad) permite determinar la resistencia del cable.

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