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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