domingo, 27 de abril de 2008

RESISTENCIA ELECTRICA

Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para circular a través de dicha sustancia. Su valor viene dado en ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω), y se mide con el Óhmetro.
Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.
Los factores principales que determinan la resistencia eléctrica de un material son:

- tipo de material
- longitud
- sección transversal
- temperatura

Un material puede ser aislante o conductor dependiendo de su configuración atómica, y podrá ser mejor o peor conductor o aislante dependiendo de ello.

Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.
Características
Un material de mayor longitud tiene mayor resistencia eléctrica. Ver información adicional en: La resistividad
El material de mayor longitud ofrece mas resistencia al paso de la corriente que el de menor longitud





Un material con mayor sección transversal tiene menor resistencia. (Imaginarse un cable conductor cortado transversalmente). La dirección de la corriente (la flecha de la corriente) en este caso entra o sale de la página.


El material de menor sección (gráfico inferior) ofrece mayor resistencia al paso de la corriente que el de mayor sección
Los materiales que se encuentran a mayor temperatura tienen mayor resistencia.
La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el Ohmio y se representa por la letra griega omega (Ω) y se expresa con la letra "R".

COMPORTAMIENTOS IDEAL Y REAL






Una resistencia ideal es un elemento pasivo que disipa energía en forma de calor según la Ley de Joule. También establece una relación de proporcionalidad entre la intensidad de corriente que la atraviesa y la tensión medible entre sus extremos, relación conocida como Ley de Ohm:





donde i(t) es la Corriente eléctrica que atraviesa la resistencia de valor R y u(t) es la diferencia de potencial que se origina. En general, una resistencia real podrá tener diferente comportamiento en función del tipo de corriente que circule por ella.
Comportamiento en corriente continua
Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la misma forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en calor. Su ecuación pasa a ser:




que es la conocida ley de Ohm para CC.
donde
= Voltaje.
= Corriente.
Comportamiento en corriente alterna


Como se ha comentado, una resistencia real muestra un comportamiento diferente del que se observaría en una resistencia ideal si la intensidad que la atraviesa no es continua. En el caso de que la señal aplicada sea senoidal, corriente alterna (CA), a bajas frecuencias se observa que una resistencia real se comportará de forma muy similar a como lo haría en CC, siendo despreciables las diferencias. En altas frecuencias el comportamiento es diferente, aumentando en la medida en la que aumenta la frecuencia aplicada, lo que se explica fundamentalmente por los efectos inductivos que producen los materiales que conforman la resistencia real. Por ejemplo, en una resistencia de carbón los efectos inductivos sólo provienen de los propios terminales de conexión del dispositivo mientras que en una resistencia de tipo bobinado estos efectos se incrementan por el devanado de hilo resistivo alrededor del soporte cerámico, además de aparecer una cierta componente capacitiva si la frecuencia es especialmente elevada. En estos casos, para analizar los circuitos, la resistencia real se sustituye por una asociación serie formada por una resistencia ideal y por una bobina también ideal, aunque a veces también se les puede añadir un pequeño condensador ideal en paralelo con dicha asociación serie. En los conductores, además, aparecen otros efectos entre los que cabe destacar el efecto pelicular.
Consideremos una resistencia R, como la de la figura 2, a la que se aplica una tensión alterna de valor:


De acuerdo con la ley de Ohm circulará una corriente alterna de valor:





donde . Se obtiene así, para la corriente, una función senoidal que está en fase con la tensión aplicada


Resistencias en serie
Para implementar un circuito en serie se colocan las resistencias (resistores) conectados uno después del otro.




El valor de la resistencia equivalente a las resistencias conectadas en serie es igual a la suma de los valores de cada un a de ellas.
En este caso la corriente que fluye por las resistencias es la misma en todas. Entonces:
Rts (resistencia total serie) = R1 + R2 + R3
El valor de la corriente en el circuito equivalente es el mismo que en el circuito original y se calcula con la ley de Ohm.
Una vez que se tiene el valor de la corriente por el circuito, se pueden obtener las caídas de tension a través de cada uno de los resistores utilizando la ley de Ohm.
- En R1 la caída de tensión es V1 = I x R1- En R2 la caída de tensión es V2 = I x R2- En R3 la caída de tensión es V3 = I x R3
Resistencias en paralelo
En el circuito de resistencias en serie la corriente tiene un sólo camino para circular, en el circuito de resistencias en paralelo la corriente se divide y circula por varios caminos. En este caso se tienen 2 o más resistencias. Estas resistencias están unidas por sus dos extremos como se muestra en la siguiente figura.

La corriente que suministra la fuente de tensión V es la misma en el circuito original (con R1, R2 y R3) y en el equivalente. En el circuito original la corriente se divide y pasa por cada una de las resistencias, pero el total de la suma de las corrientes de cada resistencia es siempre igual.
La resistencia equivalente de un circuito de resistencias en paralelo es igual al recíproco de la suma de las resistencias individuales, así, la fórmula para un caso de 3 resistencia es:
Rtp (resistencia total en paralelo) = 1 / ( 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 )
Presentando esta fórmula de manera ligeramente diferente: 1 / Rtp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 y utilizando la conductancia (G). (La conductancia es el inverso de la resistencia (G = 1 / R) y su unidad es el Mho o Siemens). Ver definición de unidades comunes.

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