Resistencia eléctrica
Al circular corriente eléctrica por un conductor se producen diferentes efectos que son utilizados con determinados fines. De acuerdo con esto, si podemos controlar la corriente que circula por el conductor, podemos controlar los efectos que esta produce.
Para poder controlar la corriente que circula debemos estudiar conocer los factores de los que esta depende.
Conoces que para que se produzca una corriente eléctrica, debe existir un campo eléctrico que oriente y dirija las partículas cargadas a lo largo del conductor. Dicho campo eléctrico está caracterizado por el voltaje o tensión existente en los extremos del conductor. Para poder controlar la corriente que pasa por un conductor es necesario conocer de qué factores esta depende.
Estudiaste que para que exista corriente eléctrica, tiene que existir un campo eléctrico que dirija el movimiento de las partículas cargadas a lo largo del conductor, el cual está caracterizado por el voltaje que existe en los extremos del conductor por el cual circula , de modo que: mientras mayor sea el voltaje, mayor es la intensidad del campo eléctrico sobre las partículas cargadas.
Estudiemos entonces el comportamiento de la intensidad de la corriente al variar el voltaje en lo extremos del conductor.
Estudio de caso :
¿Qué le ocurrirá a la intensidad de la corriente eléctrica si se varía el voltaje en los extremos del conductor?
Analicemos el siguiente experimento.
Al circuito donde el receptor es un bombillo, se han aplicado diferentes valores de voltaje, tal como indica la fuente de corriente empleada.
Responde las siguientes preguntas.
a) ¿En cuál de los circuitos el efecto luminoso de la corriente eléctrica es más intenso?
b) ¿Por cual de los circuitos pasará mayor cantidad de corriente eléctrica (intensidad)?
c) ¿Cómo será el valor de intensidad de la corriente que indicará el amperímetro A, si lo comparamos con el que indicará el amperímetro B?
El voltaje influye en intensidad de la corriente. Esto se pone de manifiesto en el circuito ilustrado anteriormente. Al elevar el voltaje de la fuente, mayor es la iluminación del bombillo, lo cual indica que mayor es la intensidad de corriente que pasa por el circuito.
¿De qué factores depende la intensidad de la corriente en los receptores eléctricos?
Anteriormente estudiaste que la intensidad de la corriente depende del voltaje en sus terminales. También depende de las características de los receptores. Esto es algo común en nuestra vida cotidiana, por ejemplo, una hornilla eléctrica conectada a la red de electrificación funciona con un voltaje de 110 V y puede tener una intensidad de hasta 9 A, mientras que un bobillo conectado a esa misma red, o sea con un voltaje de 110 V su intensidad es de 0,5 A.
Fundamental :
La intensidad de la corriente en los receptores de corriente eléctricos depende de:
el voltaje aplicado a sus terminales
ciertas características eléctricas que estos poseen, en particular, en los elementos que los componen y el modo en que están conectados en el circuito.
No todos los conductores dejan pasar la corriente eléctrica con la misma facilidad. Esta característica de los conductores recibe el nombre de resistencia eléctrica (R).
El término de resistencia en electricidad se emplea de forma similar al de rozamiento en mecánica. Producto del rozamiento entre superficies en contacto, los cuerpos en movimiento pierden velocidad, los frena. En los conductores metálicos, la interacción entre los electrones con la red cristalina "frena" el movimiento de los electrones libres, que son lo que constituyen la corriente eléctrica, que por la acción del campo eléctrico, se dirigen de forma ordenada en determinada dirección. Esta interacción le ofrece resistencia al paso de la corriente eléctrica.
Una de las características de los conductores de corriente eléctrica, que influye en la intensidad de la corriente que pasa por él es la resistencia (R).
Saber más :
Factores de los que depende la resistencia en los conductores
| La naturaleza del conductor determinada por la resistencia específica o resistividad (por ejemplo, el cobre conduce mejor la electricidad que el acero). |
| La longitud del conductor: si el conductor es de la misma sustancia y de igual grosor, mientras mayor la longitud, mayor será la resistencia que ofrece al paso de la corriente. |
| El área de la sección transversal: si el conductor es de la misma sustancia y de igual longitud, mientras menor sea área de la sección transversal, mayor será la resistencia que ofrece al paso de la corriente. |
¿Cómo se relacionan la intensidad del la corriente, el voltaje y la resistencia eléctrica en un circuito?
Estudio de caso : Estudio de la ley de Ohm
En el recurso se muestra un circuito donde puedes seleccionar la resistencia que ofrece el hilo conductor, así como el voltaje de la fuente. Una vez seleccionado los datos anteriores, el voltímetro y el amperímetro indicarán los valores de intensidad y de voltaje respectivamente.
Utilizando el recurso realiza las siguientes actividades.
1. Completa la tabla
2. ¿Qué le sucede a la intensidad de la corriente que pasa por cada hilo conductor al aumentar el voltaje?
3. En cada uno de los hilos conductores ¿cómo es el valor de la razón voltaje entre intensidad V/I?
Al completar la tabla anterior pudiste apreciar que para iguales valores de voltaje aplicados a ambos hilos conductores, la intensidad de la corriente a través de estos son diferentes. Además podemos analizar que la intensidad de la corriente en el hilo conductor B es menor que la circula por el hilo conductor A.
Del completamiento de la tabla también pudiste observar que el cociente U/I ha sido un valor constante (R) pero diferente para cada hilo conductor. Para el conductor A la razón es 2 y en el hilo conductor B es 2,5.
La constante obtenida de dividir el voltaje aplicado entre la intensidad de la corriente en cada conductor, caracteriza a una la magnitud física denominada Resistencia eléctrica[1] (R).
Comparando los datos obtenidos en los dos conductores. En el conductor B. por donde el la intensidad de la corriente aumentó menos al aumentar el valor del voltaje, la resistencia es mayor que en el conductor A.
: Ley de Ohm
En un conductor metálico donde la temperatura sea aproximadamente constante, la intensidad de la corriente es directamente proporcional al voltaje aplicado a sus terminales e inversamente proporcional a la resistencia.
La ley de Ohm permite determinar la resistencia de un conductor:
En esta ecuación, si el voltaje se expresa en volt y la intensidad de corriente en ampere, la resistencia se expresa en ohm. Esta unidad se representa con la letra griega omega (Ω).
El término de resistencia en electricidad se emplea de forma similar al de rozamiento en mecánica. Producto del rozamiento entre superficies en contacto, los cuerpos en movimiento pierden velocidad, los frena. En los conductores metálicos, la interacción entre los electrones con la red cristalina "frena" el movimiento de los electrones libres, que son lo que constituyen la corriente eléctrica, que por la acción del campo eléctrico, se dirigen de forma ordenada en determinada dirección. Esta interacción le ofrece resistencia al paso de la corriente eléctrica.
Modificando la resistencia de los conductores de electricidad en algunos dispositivos, es posible regular y controlar tanto su potencia, como la intensidad de corriente que pasa por ellos.
Por ejemplo, la potencia de un bombillo incandescente depende de la resistencia del filamento. En la imagen se muestran bombillos incandescentes con diferente iluminación, en ellos la intensidad y su potencia han variado al variar la resistencia del filamento.
Con la intensión de regular la intensidad de la corriente y el voltaje, en diferentes partes de los circuitos, se utilizan conductores que poseen características especiales, denominado resistores.
Un resistor es un componente eléctrico que tiene dos polos o terminales que permiten su incorporación en un circuito para restringir la corriente eléctrica a medida que fluye por él.