3. RESISTENCIA Y LEY DE OHM.

3.1. Resistencia eléctrica

La resistencia eléctrica es una propiedad que tienen los materiales de oponerse al paso de la corriente. Los conductores tienen baja resistencia eléctrica, mientras que en los aisladores este valor es alto. La resistencia eléctrica se mide en Ohm (Ω). El elemento circuital llamado resistencia se utiliza para ofrecer un determinado valor de resistencia dentro de un circuito.

3.2. Resistividad

La resistividad es la resistencia eléctrica específica de un determinado material. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohm-metro (Ω•m).Aunque también podemos medir en ohmios por mm²/m de manera de simplificar los cálculos y las conversiones de unidades. La resistividad describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor.Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.

R=ρ LA

En esta ecuación:R = Es la resistencia del materialρ = Resistividad eléctricaL= Largo A= Es la sección trasversal

3.3. Código de colores de las resistencias

Las dos primeras franjas desde la izquierda, indican las primeras cifras del valor del componente, mientras que una tercera indica por cuanto debe multiplicarse el valor de la cifra leída. La última franja, más separada del resto, y típicamente de color dorado o plata, indica la tolerancia, es decir, el margen de error que garantiza el fabricante. En el caso de las resistencias de precisión, se cuenta con seis bandas de colores: las tres primeras indican cifras, la cuarta el multiplicador, la quinta la tolerancia y la sexta, el coeficiente de temperatura. El resto de franjas indica la mantisa (cifras significativas) y el exponente del valor nominal. De esta manera, una resistencia de las series E12 o E24, que están normalizadas con 2 cifras significativas, llevan cuatro franjas: las dos cifras, el exponente o factor potencia de 10, y la tolerancia:

Tabla3.1. Código de colores de las resistencias.

3.4. Aparatos de medición

3.4.1. Amperímetro

Un amperímetro es un dispositivo que permite realizar la medición de los amperios que tiene la corriente eléctrica. La corriente eléctrica se produce por el movimiento de cargas eléctricas en un material. Se trata de una magnitud que refleja la electricidad que, en una unidad de tiempo, fluye por el material conductor. El amperio, en este marco, es la unidad que permite cuantificar la intensidad de la corriente. En conclusión el amperímetro mide la intensidad de corriente que circula en un circuito eléctrico.

3.4.2 Voltímetro

Se llama voltímetro al dispositivo que permite realizar la medición de la diferencia de potencial o tensión que existe entre dos puntos pertenecientes a un circuito eléctrico. El voltímetro, por lo tanto, revela el voltaje (la cantidad de voltios).Los voltímetros tienen que contar con una resistencia eléctrica elevada para que, al ser conectados al circuito para realizar la medición, no generen un consumo que lleve a medir la tensión de manera errónea.

3.4.3 Ohmímetro

El aparato destinado a medir la resistencia de un conductor o de otro elemento, como una resistencia, al paso de la corriente se denomina Ohmímetro (mide ohmios). Para que el polímetro pueda funcionar como ohmímetro debe tener las pilas internas en buen estado (para medir amperios o voltios no hace falta que tenga las pilas, para medir ohmios sí).

3.5 Ley de Ohm

El ohmio (también ohm) es la unidad de medida de la resistencia que oponen los materiales al paso de la corriente eléctrica y se representa con el símbolo o letra griega Ω (omega).

El ohmio se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente eléctrica una columna de mercurio (Hg) de 106,3 cm de alto, con una sección transversal de 1 mm2, a una temperatura de 0º Celsius.

Está ley relaciona los tres componentes que influyen en una corriente eléctrica, como son la intensidad (I), la diferencia de potencial o tensión (V) y la resistencia (R) que ofrecen los materiales o conductores.

La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuación:

I=VR

Donde, empleando unidades del Sistema internacional de Medidas, tenemos que:

I = Intensidad en amperios (A)V = Diferencia de potencial en voltios (V)R = Resistencia en ohmios (Ω).

También se presenta la ecuación de esta forma:

3.6 Sentido de la corriente eléctrica

La corriente eléctrica se produce a través de un medio que permite su paso, llamado conductor. Si este recorrido se realiza de tal forma que las cargas pueden volver al punto de partida, se dice que se ha establecido un circuito eléctrico.

Cuando se describió por primera vez la corriente eléctrica no se conocían los electrones, y se consideró, hoy se sabe que erróneamente, que estaba formada por partículas de carga positiva. El sentido de la corriente se definió como dirigida del polo positivo al negativo, ya que la carga positiva del polo positivo repelía a las cargas positivas de la corriente eléctrica.

Hoy en día se sabe que al asociar la electricidad con el movimiento de electrones, de carga negativa, el sentido real de la corriente eléctrica en un circuito es del polo negativo al positivo, pues los electrones salen del polo negativo y se mueven por atracción eléctrica hacia el polo positivo, por lo que el sentido de la corriente es el contrario al del desplazamiento de los electrones.

En la siguiente animación puedes observar cómo se produce el movimiento de electrones que da lugar a la corriente eléctrica. Para que la corriente comience a circular, primero tienes que cerrar el interruptor, pulsando sobre el tramo de circuito abierto marcado como "Fermez l'interrupteur".

3.7 Potencia en resistencias eléctricas

Potencia sea eléctrica o mecánica significa la rapidez con la que se realiza un trabajo. Siempre se realiza trabajo cuando una fuerza provoca movimiento. Si se emplea una fuerza mecánica para levantar o mover una pesa, se hace trabajo. Sin embargo, la fuerza ejercida sin causar movimiento como la fuerza de un resorte en tensión entre dos objetos inmóviles no es trabajo

Anteriormente se ha aprendido que la fuerza eléctrica ejercida es tensión o voltaje y que esa tensión o voltaje produce el flujo de corriente, o sea el movimiento de electrones. Una tensión entre dos puntos que no causa flujo de corriente es similar al resorte tenso que no se mueve y, por lo tanto, no produce trabajo. Siempre que la tensión provoca movimiento de electrones, se realiza un trabajo al desplazar a los electrones de un punto a otro. La rapidez con que este trabajo se realiza se denomina como POTENCIA ELÉCTRICA.

Para realizar la misma cantidad total de trabajo puede emplearse distinto tiempo. Por ejemplo, se puede mover de un punto a otro un número dado de electrones en un segundo o en una hora, dependiendo de la velocidad con que se los mueva; el trabajo total realizado será el mismo en ambos casos. Si se hace todo el trabajo total realizado será el mismo en ambos casos. Si se hace todo el trabajo en un segundo, más energía eléctrica se transformara por segundo en calor o luz si esa cantidad total de trabajo se hiciese en una hora.

Potencia en corriente continua:

Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Por esta razón la potencia es proporcional a la corriente y a la tensión. Esto es,

Donde I es el valor instantáneo de la intensidad de corriente y V es el valor instantáneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estará expresada en watts (vatios). Igual definición se aplica cuando se consideran valores promedio para I, V y P.Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la resistencia equivalente del dispositivo, la potencia también puede calcularse como,

recordando que a mayor resistencia, menor corriente.