Resistividad o Coeficiente de Resistencia
La resistividad o coeficiente de resistencia es una propiedad de la sustancia, debido a la cual la sustancia ofrece oposición al flujo de corriente a través de ella. La resistividad o coeficiente de resistencia de cualquier sustancia se puede calcular fácilmente a partir de la fórmula derivada de las Leyes de la Resistencia.
Leyes de la Resistencia
La resistencia de cualquier sustancia depende de los siguientes factores,
Longitud de la sustancia.
Área de sección transversal de la sustancia.
La naturaleza del material de la sustancia.
Temperatura de la sustancia.
Existen principalmente cuatro (4) leyes de la resistencia a partir de las cuales se puede determinar fácilmente la resistividad o resistencia específica de cualquier sustancia.
Primera Ley de la Resistividad
La resistencia de una sustancia es directamente proporcional a la longitud de la sustancia. La resistencia eléctrica R de una sustancia es
Donde L es la longitud de la sustancia.
Si la longitud de una sustancia se incrementa, el camino recorrido por los electrones también se incrementa. Si los electrones viajan más, colisionan más y, en consecuencia, el número de electrones que pasan a través de la sustancia se reduce; por lo tanto, la corriente a través de la sustancia disminuye. En otras palabras, la resistencia de la sustancia aumenta con el aumento de la longitud de la sustancia. Esta relación es también lineal.
Segunda Ley de la Resistividad
La resistencia de una sustancia es inversamente proporcional al área de sección transversal de la sustancia. La resistencia eléctrica R de una sustancia es
Donde A es el área de sección transversal de la sustancia.
La corriente a través de cualquier sustancia depende del número de electrones que pasan a través de una sección transversal de la sustancia por unidad de tiempo. Por lo tanto, si la sección transversal de cualquier sustancia es mayor, más electrones pueden cruzar la sección transversal. El paso de más electrones a través de una sección transversal por unidad de tiempo causa más corriente a través de la sustancia. Para un voltaje fijo, más corriente significa menos resistencia eléctrica y esta relación es lineal.
Resistividad
Combinando estas dos leyes obtenemos,
Donde, ρ (rho) es la constante de proporcionalidad y se conoce como resistividad o resistencia específica del material del conductor. Ahora, si ponemos, L = 1 y A = 1 en la ecuación, obtenemos, R = ρ. Eso significa que la resistencia de un material de longitud unitaria con área de sección transversal unitaria es igual a su resistividad o resistencia específica. La resistividad de un material se puede definir alternativamente como la resistencia eléctrica entre caras opuestas de un cubo de volumen unitario de ese material.
Tercera Ley de la Resistividad
La resistencia de una sustancia es directamente proporcional a la resistividad de los materiales con los que está hecha la sustancia. La resistividad de todos los materiales no es la misma. Depende del número de electrones libres, del tamaño de los átomos de los materiales, de los tipos de enlace en los materiales y de muchos otros factores de las estructuras de los materiales. Si la resistividad de un material es alta, la resistencia ofrecida por la sustancia hecha con este material es alta y viceversa. Esta relación también es lineal.
Cuarta Ley de la Resistividad
La temperatura de la sustancia también afecta la resistencia ofrecida por la sustancia. Esto se debe a que la energía térmica causa más vibración interatómica en el metal, y por lo tanto, los electrones encuentran más obstáculos durante su desplazamiento desde el extremo de menor potencial al de mayor potencial. Por lo tanto, en sustancias metálicas, la resistencia aumenta con el aumento de la temperatura. Si la sustancia es no metálica, con el aumento de la temperatura, se rompen más enlaces covalentes, lo que causa más electrones libres en el material. Por lo tanto, la resistencia disminuye con el aumento de la temperatura.
Por eso, mencionar la resistencia de cualquier sustancia sin mencionar su temperatura es inútil.
Unidad de Resistividad
La unidad de resistividad se puede determinar fácilmente a partir de su ecuación
La unidad de resistividad es Ω – m en el sistema MKS y Ω – cm en el sistema CGS, y 1 Ω – m = 100 Ω – cm.
Lista de Resistividad de Diferentes Materiales Comúnmente Utilizados