La resistencia eléctrica es la oposición que ofrece un material al paso de los electrones (la corriente eléctrica). Cuando el material tiene muchos electrones libres, como es el caso de los metales, permite el paso de los electrones con facilidad y se le llama conductor. Ejemplo: cobre, aluminio, plata, oro, etc.
Si, por el contrario, el material tiene pocos electrones libres, este no permitirá el paso de la corriente y se le llama aislante o dieléctrico. Ejemplos: cerámica, baquelita, madera (papel), plástico, etc. Los factores principales que determinan la resistencia eléctrica de un material son:
- tipo de material
- longitud del material
- sección transversal del material
- temperatura
Conductores, aislantes, dieléctricos
Un material puede ser aislante o conductor dependiendo de su configuración atómica, y podrá ser mejor o peor conductor o aislante dependiendo de ello.
Nota: No hay confundir este concepto de resistencia eléctrica con el nombre del componente, resistencia o resistor que todos conocemos, aunque están estrechamente relacionados.
Características físicas de un material que definen su resistencia eléctrica
Resistencia de un material debido a sus dimensiones físicas
- Un material de mayor longitud ofrece más resistencia al paso de la corriente eléctrica que un material de menor longitud.
- Un material con mayor sección transversal tiene menor resistencia al paso de la corriente eléctrica que un cable de menor sección.
Resistencia eléctrica de un material debido a su longitud
La resistencia de un material cambia con la sección tranversal.
En un cable conductor cortado transversalmente, la dirección de la corriente (la flecha de la corriente) se puede representar como una flecha que entra o sale de la página. El material de menor sección transversal (círculo amarillo más pequeño) ofrece mayor resistencia, al paso de la misma cantidad de corriente, que el de mayor sección.
Resistencia eléctrica de un material debido a su sección transversal
El valor de la resistencia eléctrica de un material es función tanto de su geometría como de su resistividad. Para encontrar la resistencia de un material conductor se utiliza la siguiente fórmula:
R = l · (ρ/A), donde:
- R: valor de la resistencia eléctrica
- l: longitud del material (metros)
- ρ: resistividad del material (ohmios · metro), y…
- A: sección transversal (área tranversal) del material (mm2)
Ejemplo:
¿Cuál será el valor de la resistencia eléctrica de un alambre de cobre 100 m de largo y 1.6 mm de diámetro?
Entonces:
- l = 100 metros
- ρ del cobre a temperatura ambiente = 1.724 x 10-8 ohmios · metro
- D = 1.6 mm
- r = D/2 = 1.6/2 = 0.8 mm
- A = πr2 = π · o.82 = 2 mm2
Reemplazamos los valores anteriores en la fórmula R = l · (ρ/A)
R = 100 m (1.724 x 10-8 ohmio-metro/ 2 mm2)
Convirtiendo los metros en milímetros …
R = 100 (1000) mm (1.724 x 10-8 ohmio-1000 mm / 2 mm2) = (1.724/2) ohmios = 0.862 ohmios
Variación de la resistencia de un material debido a cambios de temperatura
Cuando un material pasa de temperatura ambiente a una temperatura mayor, tiene una resistencia mayor que antes. El valor que cambia con la temperatura, en la fórmula de resistencia anterior, es la resistividad ρ.
El valor de la resistividad para un material a cualquier temperatura es: ρ = ρo (1 + α · ΔT)
Donde:
- ρ: resistividad del material a cualquier temperatura (ohmios · metro)
- ρo: resistividad del material a temperatura ambiente (20 °C)
- α: coeficiente de temperatura del material
- ΔT: (Tf – Ti). Temperatura final – Temperatura inicial ó Cambio de temperatura que sufre el material. “Ti” es el valor de temperatura ambiente o 20 °C.
Ver: Variación de la resistencia de un material con la temperatura, teoría y ejemplos
La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el Ohmio, se representa por la letra griega omega (Ω).
