La resistividad eléctrica es una propiedad fundamental de los materiales que juega un papel crucial en el diseño y funcionamiento de dispositivos eléctricos y electrónicos. ¿Pero qué es exactamente la resistividad y por qué debería importarte? En este artículo, exploraremos la definición de resistividad eléctrica, desglosaremos su fórmula, y discutiremos el símbolo y las unidades utilizadas para medirla. Si alguna vez te has preguntado cómo la resistividad influye en el comportamiento de los conductores y semiconductores, sigue leyendo y sumérgete en el fascinante mundo de la electricidad. ¡Te garantizamos que te sorprenderás con lo que descubrirás!
La resistividad eléctrica es un concepto fundamental en el estudio de los materiales conductores. Comprender qué es y cómo se calcula es crucial para entender cómo fluye la corriente a través de ellos. En este artículo, te explicaremos la definición de resistividad eléctrica, su fórmula, símbolo y unidades utilizadas, para que puedas adentrarte en el apasionante mundo de la electricidad. ¡Sigue leyendo y descubre todo lo que necesitas saber sobre este tema!
¿Qué es la resistividad eléctrica?
La resistividad eléctrica es la resistencia eléctrica de una muestra específica del material de unidad de longitud y unidad de área de sección transversal. La resistividad eléctrica muestra la propiedad opuesta actual de un conductor.
Si la resistencia del espécimen de material de 1 metro de largo y 1 metro cuadrado de área de sección transversal es de 1 ohm. Significa que la resistividad del material es 1 ohmio-metro.
>Cuanto más fuerte es la oposición, mayor es la resistividad y menor la corriente que lo atraviesa. Por lo tanto, la resistividad del material tiene una importancia primordial en la ingeniería eléctrica.
Es fácil comparar varios usos de materiales sobre la base de la resistividad de los materiales.
La resistividad de varios materiales se indica en la siguiente tabla.
Material
Resistividad (Ω-m) a 20°C
Plata
1.59×10−8
Cobre
1.68×10−8
Oro
2.44×10−8
Aluminio
2.82×10−8
Tungsteno
5.60×10−8
Zinc
5.90×10−8
níquel
6.99×10−8
La plata tiene la menor resistividad entre todos los metales. El cobre tiene menos resistividad en comparación con el aluminio. Por lo tanto, el cobre es el mejor conductor de la electricidad.
La resistividad de los aisladores está en el rango de 1012 a 1020 ohm-metros. Por lo tanto, los aisladores tienen una excelente propiedad de bloqueo de corriente,
La resistividad del materiales conductores aumenta con el aumento de la temperatura. Los electrones chocan y dificultan el camino de la corriente eléctrica a temperaturas más altas. Como resultado, la resistividad del conductor aumenta con el aumento de la temperatura.
Contrariamente a esto, la resistividad de los aisladores y semiconductores disminuye con el aumento de la temperatura. Como resultado, estos materiales comienzan a pasar fácilmente la corriente eléctrica a través de ellos. Si el aumento de temperatura supera el límite de temperatura máximo permitido, el aislador falla.
De manera similar, la resistividad de los semiconductores disminuye con el aumento de la temperatura. Por lo tanto, los aisladores y semiconductores funcionan de manera confiable si la temperatura permanece muy por debajo del rango de temperatura máximo permitido.
Símbolo de resistividad
El símbolo de resistividad eléctricasimbolizado con una letra griega ρ(ro), es numéricamente igual a la resistencia R de la pieza de muestra del material tal como barra colectora, multiplicada por su área de sección transversal A, y dividida por su longitud L; (ρ=RA/L).
Fórmula/ecuación de resistividad eléctrica
La resistencia del conductor depende de los siguientes parámetros.
- resistividad del material
- área de la sección transversal
- Longitud
Derivación de la ecuación de resistividad eléctrica/ Fórmula
R ∝ ρ ——-(1) R ∝ L ——-(2) R ∝ 1/ A ——-(3)
De este modo,
R = ρ L/ A ——-(4)
ρ = RA/L ——-(5)
Aquí, R es la resistencia en ohmios (Ω)
A = Área de la sección transversal en cm2 o m2
L = Longitud del conductor en centímetros (cm) o metros (m)
ρ = Resistividad del material(Ω-cm) o (Ω-metro)
Unidad de resistividad
La resistividad eléctrica del material es directamente proporcional al área de la sección transversal e inversamente proporcional a la longitud.
ρ ∝ RA, también ρ ∝ L
Por lo tanto,
ρ ∝ D (A/I)
Desde arriba la unidad de resistividad es
ρ ∝ R(A/B)
ρ ∝ ohmios (cm2/Cm) ∝ Ohm-Centímetros
La unidad de resistencia es Ohm. En el mks (metro-kilogramo-segundo), la relación de área y longitud se simplifica a solo metros. Así, en el sistema MKS, la unidad de resistividad es el ohmímetro. Si la longitud y el área de la sección transversal están en centímetros y centímetros cuadrados respectivamente, entonces la unidad de resistividad es ohm-centímetro.
El recíproco de la resistividad es la conductividad. La conductividad eléctrica muestra la capacidad del material para hacer pasar la corriente eléctrica a través de él.
Ejercicios resueltos de Resistividad Eléctrica
Problema 1:
Calcule la resistividad del material dado cuya resistencia, área de sección transversal y longitud son 4 Ω , 50cm2 y 30 cm respectivamente?
datos dados,
R = 4 Ω
largo = 30 cm = 0,3 m
A = 50cm2 = 0,25 metros2
La fórmula de resistividad es
ρ = AR/L
=( 4×0,25)/0,3
= 3,33 Ωm
Problema 2:
El alambre conductor tiene longitud, área y resistencia de 0,4 m, 1,5 m2 & 2 Ω respectivamente. ¿Calcular la resistividad?
Dado
R = 2 Ω
l = 0,4 m y
A = 1,5 m2
La fórmula de resistividad es
ρ = AR/L
=( 2×1,5)/0,4
= 7,5 Ωm
Problema 3:
Calcule la resistencia de 100 m de longitud de un alambre que tiene un área de sección transversal uniforme de 0,2 mm2si el alambre está hecho de manganina con una resistividad de 50 × 10−8 Ω-m.
ℓ = 100 metros
A = 0,2 mm2 = 0,2 × 10-6 metro2
ρ = 50 × 10 -8 Ω-m.
>Problema 4
La resistencia de un conductor de 1 mm2 de sección transversal y 40 m de longitud es de 0,692 Ω. Determine la resistencia específica del material conductor.
ℓ = 10 metros
A = 1 mm2 = 1 X 10-6 metro
R = 0,692 Ω
ρ = ?
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Resistividad Eléctrica
La resistividad eléctrica es una propiedad fundamental de los materiales que juega un papel crucial en el diseño y funcionamiento de dispositivos eléctricos y electrónicos.
¿Qué es la resistividad eléctrica?
La resistividad eléctrica es la resistencia específica de un material para un segmento de unidad de longitud y unidad de área de sección transversal. Se define como la resistencia (R) de un conductor multiplicada por su área de sección transversal (A) y dividida por su longitud (L).
Matemáticamente, se expresa como:
ρ = R * (A / L)
Si la resistencia de un espécimen de material de 1 metro de largo y 1 metro cuadrado de área de sección transversal es de 1 ohmio, entonces su resistividad es de 1 ohmio-metro.
Fórmula de la resistividad eléctrica
La ecuación que relaciona la resistividad es la siguiente:
ρ = R * (A / L)
Donde:
- ρ = Resistividad (Ω·m)
- R = Resistencia (Ω)
- A = Área de la sección transversal (m²)
- L = Longitud del conductor (m)
Así, la resistividad está directamente relacionada con el área de la sección transversal e inversamente relacionada con la longitud del conductor.
Símbolo y unidades de medida
El símbolo de la resistividad es la letra griega ρ (rho). En el Sistema Internacional de Unidades, la resistividad se mide en ohmios por metro (Ω·m) [[2]].
Importancia de la resistividad
La resistividad determina cómo se comportan los materiales en presencia de corrientes eléctricas. Por ejemplo, materiales como la plata y el cobre son excelentes conductores debido a su baja resistividad, mientras que los aisladores presentan altas resistividades (>10^12 Ω·m).
Ejemplo de resistividades
| Material | Resistividad (Ω·m) a 20°C |
|---|---|
| Plata | 1.59 × 10-8 |
| Cobre | 1.68 × 10-8 |
| Oro | 2.44 × 10-8 |
| Aluminio | 2.82 × 10-8 |
| Tungsteno | 5.60 × 10-8 |
Como se observa, la plata tiene la menor resistividad entre los metales, lo que la convierte en el mejor conductor de electricidad.
FAQs sobre la resistividad eléctrica
¿Cuál es la diferencia entre resistividad y resistencia?
La resistencia es una medida de la dificultad que presenta un material al paso de una corriente eléctrica, mientras que la resistividad es una propiedad intrínseca del material que caracteriza cómo se comporta en función de su geometría y dimensiones.
¿Cómo afecta la temperatura a la resistividad?
En general, la resistividad de los conductores aumenta con la temperatura, ya que los electrones chocan más a menudo. En contraste, la resistividad de los semiconductores puede disminuir a altas temperaturas, permitiendo un mayor flujo de corriente eléctrica.
¿Por qué es importante la resistividad en ingeniería eléctrica?
La resistividad es crucial para seleccionar los materiales adecuados en aplicaciones eléctricas. Permite a los ingenieros diseñar circuitos eficientes y elegir materiales para cables, componentes y dispositivos eléctricos.
Francesco maria: ¡Totalmente de acuerdo! La resistividad eléctrica es un tema que me pareció complicado al principio, pero este artículo lo explica de una manera que hace que todo sea más claro. Una vez, en un taller de electrónica, tuvimos que elegir materiales con diferentes resistividades y fue interesante ver cómo afectaba el rendimiento del circuito. ¡Gracias por compartirlo, me ayudó un montón!
GlodalenP: ¡Estoy en la misma sintonía! Este artículo me ha aclarado tanto sobre la resistividad eléctrica. Recuerdo que una vez estaba armando un proyecto de robótica y no tenía idea de qué material usar para los cables. Al final, gracias a la información que encontré, pude elegir un material con la resistividad adecuada y mi robot funcionó muchísimo mejor. ¡Es increíble cómo una buena comprensión de este tema puede cambiar las cosas!
¡Me encantó el artículo sobre la resistividad eléctrica! Es un concepto que siempre me costó entender, pero ahora todo hace más sentido. Recuerdo cuando traté de calcular la resistividad de un material para un proyecto en la uni, fue todo un desafío, pero gracias a las fórmulas que comparten aquí, pude avanzar. ¡Definitivamente un tema que vale la pena entender!