Resistencia eléctrica: Qué é?

Electrical4u

Campo: Electrónica Básica

China

Que é a resistencia eléctrica?

A resistencia (tamén coñecida como resistencia ohmica ou resistencia eléctrica) é unha medida da oposición ao corrente no fluído nun circuito eléctrico. A resistencia mídese en ohms, simbolizada polo carácter grega omega (Ω).

Canto maior é a resistencia, maior é a barreira contra o fluído da corrente.

Cando se aplica a diferenza de potencial a un conductor, a corrente comeza a fluir, ou os electróns libres comezan a moverse. Mentres se moven, os electróns libres coliden cos átomos e moléculas do conductor.

Debido ás colisións ou obstrucións, a taxa de fluído dos electróns ou a corrente eléctrica está restrinxida. Polo tanto, podemos dicir que hai algúnha oposición ao fluído dos electróns ou corrente. Así, esta oposición ofrecida por unha substancia ao fluído da corrente eléctrica chámase resistencia.

A resistencia dun material conductor descubríuse que é—

proporcional directamente coa lonxitude do material
proporcional inversamente coa área da sección transversal do material
depende da natureza do material
Depende da temperatura

Matematicamente, a resistencia dun material conductor pode expresarse como,

$\begin{align*} R \propto \frac{l}{a} \end{align*}$

$\begin{align*} R = \rho \frac{l}{a} \,\, \Omega \end{align*}$

Onde R = resistencia do condutor

$l$ = lonxitude do condutor

a = área da sección transversal do condutor

$\rho$ = constante de proporcionalidade do material coñecida como resistencia específica ou resistividade do material

Definición de 1 Ohm de Resistencia

Se un potencial de 1 volt se aplica a través de dúas terminais dun condutor e se unha corrente de 1 ampere flúe a través del, a resistencia desse condutor dicirase que é un ohmio.

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \end{align*}$

$\begin{align*} 1 \,\, Ohm = \frac{1 \,\, Volt}{1 \,\, Ampere} \end{align*}$

En que unidades se mide a resistencia eléctrica?

A resistencia eléctrica mide-se en (a unidade SI para un resistor) ohmios, e Ω representa. A unidade de ohmio (Ω) recibe o seu nome en honor ao gran físico e matemático alemán Georg Simon Ohm.

No sistema SI, un ohmio é igual a 1 voltio por amperio. Polo tanto,

$\begin{align*} 1 \,\, Ohm = \frac{1 \,\, Volt}{1 \,\, Ampere} \end{align*}$

Polo tanto, a resistencia tamén se mide en voltios por amperio.

Os resistores fabricáronse e especificáronse nunha ampla gama de valores. A unidade ohm empregase normalmente para valores moderados de resistencia, pero as resistencias moi grandes e pequenas poden expresarse en miliohm, kiloohm, megaohm, etc.

Por tanto, as unidades derivadas dos resistores fíxanse segundo os seus valores, como se mostra na táboa a seguir.

Unit Name	Abbreviation	Values in Ohm $(\Omega)$
Milli Ohm	$m\,\,\Omega$	$10^-^3\,\,\Omega$
Micro Ohm	$\micro\,\,\Omega$	$10^-^6\,\,\Omega$
Nano Ohm	$n\,\,\Omega$	$10^-^9\,\,\Omega$
Kilo Ohm	$K\,\,\Omega$	$10^3\,\,\Omega$
Mega Ohm	$M\,\,\Omega$	$10^6\,\,\Omega$
Giga Ohm	$G\,\,\Omega$	$10^9\,\,\Omega$

Unidade derivada dos resistores

Símbolo de resistencia eléctrica

Existen dous símbolos de circuito principais utilizados para a resistencia eléctrica.

O símbolo máis común para un resistor é unha liña en zig-zag que se usa amplamente en América do Norte. O outro símbolo de circuito para un resistor é un rectángulo pequeno amplamente utilizado en Europa e Asia, denominado o símbolo internacional do resistor.

O símbolo de circuito para resistores amóstrase na imaxe abaixo.

企业微信截图_17099630627029.png 企业微信截图_17099630544755.png

Fórmula da resistencia eléctrica

A fórmula básica para a resistencia é:

A relación entre Resistencia, Voltaxe e Corrente (Lei de Ohm)
A relación entre Resistencia,Potenciae Voltaxe
A relación entre Resistencia, Potencia e Corrente

Estas relacións resúmanse na imaxe abaixo.

Fórmula da resistencia 1 (Lei de Ohm)

Segundo a lei de Ohm

$\begin{align*} V = I * R \end{align*}$

Así, a resistencia é a razón entre o voltaxe de alimentación e a corrente.

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \,\,\Omega \end{align*}$

Fórmula da Resistencia 2 (Potencia e Voltaxe)

A potencia transferida é o produto do voltaxe de alimentación e a corrente eléctrica.

$\begin{align*} P = V * I \end{align*}$

Agora, substituíndo $I = \frac{V}{R}$ na ecuación anterior obtemos,

$\begin{align*} P = \frac{V^2}{R} \end{align*}$

Así, obtemos que a resistencia é a razón do cadrado da tensión de alimentación e a potencia. Matematicamente,

$\begin{align*} R = \frac{V^2}{P} \,\,\Omega \end{align*}$

Fórmula de Resistencia 3 (Potencia e Corrente)

Sabemos que, $P = V * I$

Colocando $V = I *R$ na ecuación anterior obtemos,

$\begin{align*} P = I^2 * R \end{align*}$

Así, obtemos que a resistencia é a relación entre a potencia e o cadrado da corrente. Matematicamente,

$\begin{align*} R = \frac{P}{I^2} \,\, \Omega \end{align*}$

Diferenza Entre Resistencia AC e DC

Hai unha diferenza entre a resistencia AC e a resistencia DC. Vamos discutilo brevemente.

Resistencia AC

A resistencia global (incluíndo resistencia, reactancia inductiva, e reactancia capacitiva) nos circuitos AC chámase impedancia. Polo tanto, a resistencia AC tamén chámase impedancia.

Resistencia = Impedancia, isto é,

$\begin{align*} R = Z \end{align*}$

A seguinte fórmula dá o valor da resistencia AC ou impedancia de circuitos AC,

$\begin{align*} R_A_C = \sqrt{R^2 + (X_L-X_C)^2} \,\, \Omega \end{align*}$

Resistencia DC

A magnitude da corrente continua é constante, isto é, non hai frecuencia en circuitos DC; polo tanto, a reactancia capacitiva e a reactancia inductiva en circuitos DC son cero.

Por tanto, só o valor da resistencia do condutor ou cable entra en xogo cando se aplica unha alimentación DC.

Así, segundo a lei de Ohm, podemos calcular o valor da resistencia DC.

$\begin{align*} R_D_C = \frac{V}{I} \,\, \Omega \end{align*}$

Cal é maior, a resistencia AC ou a resistencia DC?

Non existe o efeito de pele nas circuitos de CC porque a frecuencia na alimentación de CC é cero. Polo tanto, a resistencia AC é maior comparada coa resistencia de CC debido ao efeito de pele.

$\begin{align*} R_A_C = R_D_C \end{align*}$

Xeralmente, o valor da resistencia AC é 1,6 veces o valor da resistencia de CC.

$\begin{align*} R_A_C = 1.6 * R_D_C \end{align*}$

Resistencia Eléctrica, Calor e Temperatura

Resistencia Eléctrica e Calor

Cando a corrente eléctrica (é dicir, o fluxo de electróns libres) pasa por un conductor, hai algunha 'fricción' entre os electróns en movemento e as moléculas do conductor. Esta fricción denomínase resistencia eléctrica.

Así, a enerxía eléctrica suministrada ao conductor convértese en calor debido á fricción ou resistencia eléctrica. Isto coñécese como o efecto térmico dunha corrente eléctrica producida pola resistencia eléctrica.

Por exemplo, se I amperios están a circular por un condutor de resistencia R ohms durante t segundos, a enerxía eléctrica suministrada é I2Rt xoules. Esta enerxía convértese na forma de calor.

Así,

$\begin{align*} Heat \,\, produced \,\,(H) = I^2 * R * t \,\, joules \end{align*}$

$\begin{align*} = \frac{I^2 * R * t}{4.186} \,\, calories \end{align*}$

Este efecto térmico utilízase para fabricar moitos electrodomésticos de calefacción como un calorifugador eléctrico, tostadora eléctrica, hervidor eléctrico, plancha eléctrica, ferro de soldar, etc. O principio básico destes electrodomésticos é o mesmo, é dicir, cando a corrente eléctrica circula por unha alta resistencia (chamada elemento de calefacción), produce o calor necesario.

Unha liga comúnmente utilizada de níquel e cromo chamada nichrom ten unha resistencia máis de 50 veces superior ao cobre.

Efecto da Temperatura na Resistencia Eléctrica

A resistencia de todos os materiais aféctase polo cambio de temperatura. O efecto do cambio de temperatura é diferente dependendo do material.

Metais

A resistencia eléctrica dos metais puros (por exemplo, cobre, aluminio, prata, etc.) aumenta co aumento da temperatura. Este aumento na resistencia é grande no rango normal de temperaturas. Así, os metais teñen un coeficiente de temperatura de resistencia positivo.

Ligas

A resistencia eléctrica das ligas (por exemplo, nichrom, manganin, etc.) tamén aumenta cun aumento da temperatura. Este aumento na resistencia é irregular e relativamente pequeno. Así, as ligas teñen un valor baixo de coeficiente de temperatura de resistencia positivo.

Semi-Conductores, Aislantes e Electrolitos

A resistencia eléctrica dos semiconductores, aislantes e electrolitos diminúe cun aumento da temperatura. Cando a temperatura aumenta, creanse moitos electróns libres. Polo tanto, hai unha diminución no valor da resistencia eléctrica. Así, tales materiais teñen un coeficiente de temperatura de resistencia negativo.

Preguntas Comúns Sobre Resistencia

Resistencia Eléctrica do Corpo Humano

A resistencia da pel da persoas é alta, pero a resistencia interna do corpo é baixa. Cando o corpo humano está seco, a súa resistencia efectiva media é alta, e cando está humedecido, a resistencia reducise substancialmente.

En condicións secas, a resistencia efectiva ofrecida polo corpo humano é de 100.000 ohms, e en condicións húmidas ou con a pel rota, a resistencia reduce a 1000 ohms.

Se a enerxía eléctrica de alta tensión entra na pel humana, esta rompe rapidamente a pel, e a resistencia ofrecida polo corpo redúcese a 500 ohms.

Resistencia eléctrica do aire

Sabemos que a resistencia eléctrica de calquera material depende da resistividade ou resistencia específica desse material. A resistividade ou resistencia específica do aire é arredor de $10^6$ a $10^1^5$ $\Omega-m$ a 200 C.

A resistencia eléctrica do aire é a medida da capacidade do aire para resistir a unha corrente eléctrica. A resistencia do aire é o resultado das colisións entre a superficie principal do obxecto e as moléculas de aire. Os dous factores principais que afectan a cantidade de resistencia do aire son a velocidade do obxecto e a área seccional transversal do obxecto.

A ruptura ou resistencia dieléctrica do aire é de 21.1 kV/cm (RMS) ou 30 kV/cm (pico), o que significa que o aire proporciona resistencia eléctrica ata 21.1 kV/cm (RMS) ou 30 kV/cm (pico). Se o estrés electrostático no aire supera os 21.1 kV/cm (RMS), ocorre unha ruptura do aire; así, podemos dicir que a resistencia do aire tornase cero.

Resistencia eléctrica da auga

A resistencia específica ou resistividade da auga é a medida da capacidade da auga para resistir a unha corrente eléctrica, que depende da concentración de sales disoltas na auga.

A auga pura ten un valor maior de resistencia específica ou resistividade xa que non contén ningún ion. Cando as sales se disollen na auga pura, prodúcense ions libres. Estes ions poden conducir unha corrente eléctrica; polo tanto, a resistencia diminúe.

A auga con alta concentración de sales disoltas terá unha baixa resistencia específica ou resistividade e viceversa. A táboa a continuación mostra o valor da resistividade para diferentes tipos de auga.

Tipos de auga	Resistividade en Ohms-m $(\Omega-m)$
Auga pura	20.000.000
Auga do mar	20-25
Auga destilada	500.000
Auga da chuva	20.000
Auga do río	200
Auga potábel	2 a 200
Auga desionizada	180.000

Resistencia eléctrica do cobre

O cobre é un buen conductor, polo que ten un valor baixo de resistencia. A resistencia natural ofrecida polo cobre coñécese como a resistencia específica ou resistividade do cobre.

O valor da resistencia específica ou resistividade do cobre é $1.68 * 10^-^8\,\,\Omega-m$ .

Como se chama o fenómeno cando a resistencia eléctrica é cero?

Cando a resistencia eléctrica é cero, este fenómeno chámase superconductividade.

Segundo a lei de Ohm,

$\begin{align*} I = \frac{V}{R} \end{align*}$

Se a resistencia eléctrica, isto é, R = 0, entón,

$\begin{align*} I = \frac{V}{0} = \infty \end{align*}$

Por tanto, a corrente infinita fluye a través do condutor se a resistencia desse condutor é cero; este fenómeno coñécese como superconductividade.

Também podemos dicir que se a resistencia eléctrica é cero, ten conductancia infinita.

$\begin{align*} G = \frac{1}{R} = \frac{1}{0} = \infty \end{align*}$

Como afecta a resistividade á resistencia?

Como sabemos, a resistencia dun material conductor pode expresarse como,

$\begin{align*} R \propto \frac{l}{a} \end{align*}$

$\begin{align*} R = \rho \frac{l}{a} \,\, \Omega \end{align*}$

Onde R = resistencia do condutor

$l$ = lonxitude do condutor

a = área da sección transversal do condutor

$\rho$ = constante de proporcionalidade do material coñecida como resistividade específica ou resistencia específica do material

Agora, se $l = 1\,\,m , a = 1\,\,m^2$ entón

$\begin{align*} R = \rho \end{align*}$

Así, a resistencia específica ou resistividade dun material é a resistencia ofrecida pola lonxitude unitaria e a área da sección transversal unitaria do material.

Sabemos que cada material conductor ten un valor diferente de resistencia específica ou resistividade; así, o valor de resistencia depende da lonxitude e área do material conductor utilizado.

Fonte: Electrical4u

Declaración: Respetar o original, artigos bóns merécen ser compartidos, se hai infracción por favor contacta para eliminar.