¿Qué es una resistencia?

¿Qué es una resistencia?

Las resistencias son los componentes básicos utilizados en todos los circuitos electrónicos. Es un elemento pasivo que resiste el flujo de electrones. Por lo tanto, solo una cierta cantidad de corriente puede pasar a través de él. La corriente restante se convierte en calor.

El principio de funcionamiento de la bombilla es conducir la electricidad a través de un filamento, que es una resistencia, generalmente de tungsteno. La energía se convierte en luz y calor y luego se libera.

Símbolo de resistencia

En general, hay dos estándares que se utilizan para representar el símbolo de una resistencia. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) y la Comisión Electrotécnica Internacional (Certificaciones IEC).

El símbolo IEEE en la resistencia es una línea en zigzag, como se muestra en la siguiente figura.

Símbolos IEC

¿Por qué se utilizan resistencias en los circuitos?

Pongamos un ejemplo para responder a esta pregunta.

• Considere un LED conectado a una batería de 9 V. Supongamos que la corriente directa del LED es de 3 mA.
• Si se conecta una resistencia entre el LED y la batería, el LED se iluminará.
• Si no hay resistencia entre el LED y la batería, el LED se iluminará, pero después de un tiempo se calentará mucho. Esto se debe a la alta corriente (>30 mA) que pasa a través de los LED.
• Por lo tanto, se necesita una resistencia para controlar el flujo de corriente.
• Las resistencias utilizadas en circuitos se pueden usar en una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, ajustar los niveles de voltaje, polarizar los componentes activos y dividir los niveles de voltaje.

¿De qué están hechas las resistencias?

• Las resistencias están hechas de varillas de cerámica recubiertas con metal u óxidos metálicos.
• Este recubrimiento determina el valor de resistencia de la resistencia.
• Cuanto más grueso sea el recubrimiento, menor será el valor de resistencia de la resistencia.

¿Qué es la resistencia?

• La resistencia es la propiedad de una resistencia contra una corriente eléctrica. Entendámoslo claramente.
• En general, los materiales se dividen en conductores y aislantes.
• Los conductores tienen electrones libres, lo que les permite transportar corriente eléctrica.
• El aislante no tiene electrones, lo que se opone al libre movimiento de los electrones en el aislante. Esta fuerza opuesta es la resistencia.
• Dependiendo del tipo de resistencia, la composición es diferente.

Por lo tanto, la resistencia se puede definir como la fuerza opuesta proporcionada por un material al flujo de corriente.

¿Cómo se calcula la resistencia?

El mecanismo del flujo de energía a través de un conductor se puede describir de la siguiente manera

En presencia de una fuente de alimentación activa, los componentes pasivos, como las resistencias, absorben energía constantemente, y la corriente que fluye a través de ellos siempre fluye de potenciales altos a bajos.

Se producen diferentes corrientes cuando se aplica la misma diferencia de potencial a ambos extremos de dos conductores diferentes pero geométricamente similares, como varillas de cobre y varillas de vidrio. Esta propiedad de un conductor que proporciona diferentes corrientes es su resistencia eléctrica.

La definición de resistencia se puede derivar de la ley de Ohm en la forma teórica electromagnética o en la forma continua

J = σ E —-1

Aquí el σ es la conductividad del material, es decir, del conductor.

E es un campo eléctrico que se produce a lo largo de la longitud del conductor debido al flujo de energía eléctrica a través de él.
Si “V” es la caída de voltaje a través del conductor y “L” es la longitud física del conductor, entonces

E = V/L —-2

La densidad de corriente J se produce en el conductor debido al flujo de energía eléctrica a través del conductor.
Si “I” es la corriente que fluye a través del conductor y “A” es el área de la sección transversal del conductor, entonces, por la definición de densidad de corriente,

J = I/A —-3

Ahora combina las ecuaciones 1, 2 y 3

I/A = σ V/L

V = (L/Aσ) I —-4

Los términos entre paréntesis son constantes y se denotan con “R”.

∴V = R I

Esta es la forma de la ley de Ohm en el análisis de circuitos.

De acuerdo con la definición de la ley de Ohm, la corriente que fluye a través de un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada.

I ∝ V

La constante de proporcionalidad se denomina parámetro de resistencia del conductor R.

∴I = V/R

R = V/I

La resistencia entre dos puntos del conductor se determina aplicando la diferencia de potencial V entre esos dos puntos y midiendo la corriente I.

La unidad de resistencia es voltios / amperios, que se denomina ohm (Ω).

∴ 1 Ω = 1 voltio por amperio = 1 V/A.

A partir de cálculos anteriores

V = (L/Aσ) I

∴ R = L/(A σ) I

σ es la conductividad de un conductor, una medida de la capacidad de un conductor para conducir la corriente eléctrica.

1/σ es el recíproco de la conductividad eléctrica, llamada resistividad eléctrica, denotada por el símbolo ρ (RHO).

La resistividad es una medida de la capacidad de un conductor para resistir el flujo de corriente.

∴ La resistividad del material∝ la resistividad del material.

R = ρL/A Ω

La resistencia de un conductor se puede definir como la resistencia de un conductor al flujo de corriente a través de él.

La resistencia es una propiedad de un objeto como un conductor. La resistividad es una propiedad del material del que está hecho un objeto.

El valor de resistencia de una resistencia en particular se puede leer en el código de color de la resistencia que se muestra en esa resistencia.

¿Cuál es la potencia nominal de una resistencia?

La potencia nominal de una resistencia es el valor máximo de la potencia (combinación de voltaje y corriente) que la resistencia puede manejar. Si la potencia de entrada de la resistencia es mayor que este valor, la resistencia puede dañarse. La potencia nominal de una resistencia también se denomina potencia.

Las resistencias vienen en una amplia gama de potencias nominales de 1/8 a 1 vatio. Las resistencias que superan 1 vatio se denominan resistencias de potencia.

Características V-I de las resistencias

La característica de una resistencia V-I es la relación entre el voltaje aplicado y la corriente que fluye a través de él.

La ley de Ohm nos dice que a medida que aumenta el voltaje aplicado a la resistencia, también aumenta la corriente que fluye a través de la resistencia, es decir, el voltaje aplicado es directamente proporcional a la corriente.
Las especificaciones anteriores son válidas en el caso de resistencia pura, es decir, resistencia ideal, y la temperatura es constante.
En condiciones reales, estos valores variarán según el entorno de uso y las características pueden diferir de los valores lineales ideales.

Cambio en el valor de resistencia con la temperatura

• A medida que aumenta la temperatura ambiente, cambia la resistencia del material.
• La razón de este cambio no se debe a un cambio en las dimensiones del material, sino a un cambio en la resistividad del material.
• A medida que aumenta la temperatura, el calor crea vibraciones atómicas, y estas oscilaciones hacen que los electrones libres choquen con los electrones en la capa interna del átomo.
• Estas colisiones utilizan la energía de los electrones libres. Cuando se producen más colisiones, se utiliza la energía de más electrones libres y aumenta la resistencia al flujo de corriente. Este es el caso de los conductores.
• En el caso de los aisladores, la resistencia disminuye con el aumento de la temperatura.
• La razón es que el número de electrones libres emitidos desde su etapa de captura está disponible.
• Matemáticamente, un pequeño cambio en la resistencia es directamente proporcional al cambio en la temperatura.

Matemáticamente, un pequeño cambio en la resistencia es directamente proporcional al cambio en la temperatura.

∆R/R₀∝∆ T

donde ∆R es un pequeño cambio en la resistencia

∆R = R – R₀

R es la resistencia a la temperatura T

R₀ es la resistencia a la temperatura T.₀

∆T es el cambio de temperatura.

∆T = T – T₀

Si expresamos la constante de proporcionalidad de la ecuación anterior como alfa (α),

A continuación, ∆ R/R₀ = α∆T

donde α es el coeficiente de resistencia a la temperatura.

El coeficiente de resistencia de temperatura se utiliza para describir el cambio relativo de la resistencia en relación con el cambio de temperatura.

Si el cambio de temperatura es pequeño, entonces la ecuación anterior se puede escribir de la siguiente manera:

R = R₀ [1+α (T-T₀)]

Si la resistencia aumenta con el aumento de la temperatura, se dice que el material tiene un coeficiente de temperatura positivo. Estos materiales son conductores.

Si la resistencia disminuye con el aumento de la temperatura, se dice que el material tiene un coeficiente de temperatura negativo. Estos materiales son aislantes.