Unidades SI | ohm |
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Dimensión | M · L 2 · T -3 · I -2 |
Naturaleza | Tamaño escalar extenso |
Símbolo habitual | R |
Enlace a otros tamaños | U = R. I ( ley de Ohm ) |
En electricidad , el término resistencia designa:
La resistencia eléctrica refleja la propiedad de un componente de oponerse al paso de una corriente eléctrica (una de las causas de pérdida en la línea de electricidad ). A menudo se le conoce con la letra R y su unidad de medida es ohmios (símbolo: Ω ). Está vinculado a los conceptos de resistividad y conductividad eléctrica .
La resistencia se encarga de disipar la energía en forma de calor . Esta propiedad se llama efecto Joule . Esta producción de calor es a veces un efecto deseado (resistencias de calentamiento), a veces un efecto dañino (pérdidas de Joule) pero a menudo inevitable.
Uno de los principales problemas para los ingenieros es que la conductividad y su inversa, la resistividad , dependen en gran medida de la temperatura . Cuando una corriente eléctrica pasa por un dipolo, su resistencia provoca un calentamiento que modifica su temperatura, lo que modifica su resistencia. Por tanto, la resistencia de un dipolo depende en gran medida de las condiciones de uso.
La resistencia es única porque es una de las raras características físicas cuyo rango de valores puede ir desde 0 ( superconductores ) hasta + ∞ ( aislantes perfectos), incluso en la práctica.
Cuando se somete a un objeto una diferencia de potencial continua U (expresada en voltios , V), se provoca una circulación de cargas eléctricas cuantificada por la intensidad de la corriente I (expresada en amperios , A). Si esta intensidad no es cero, la resistencia R es entonces la relación entre la diferencia de potencial y la intensidad:
.La resistencia se expresa en ohmios , Ω. La ecuación dimensional es la siguiente:
[R] = L 2 ⋅M⋅T -3 ⋅I -2 1 Ω = 1 m 2 ⋅kg⋅s -3 ⋅A -2Sin embargo, si las cantidades no son continuas, se puede aplicar esta ley considerando los valores efectivos .
La Ley de Ohm postula que la resistencia es una característica del objeto y es independiente de la diferencia de potencial y la intensidad de la corriente, lo que solo es cierto en algunos casos.
Para un conductor filiforme homogéneo, a una temperatura dada, existe una relación que permite calcular su resistencia según el material que lo constituye y sus dimensiones:
Supuestos: Régimen permanente (RP) y campo magnético B desatendido (se puede utilizar la ley de Ohm local ).
Considere un cilindro de longitud L y superficie S provisto de una referencia cilíndrica con:
Invarianza del problema físico por rotación según uθ, efectos de borde desatendidos y estado estacionario (independencia del tiempo):
De acuerdo con la ecuación de conservación de carga en RP tenemos y, por lo tanto, por definición de div
Sin embargo j depende solo de la variable x por tanto y de donde y por integración
Finalmente
oro en RP por lo tanto
Según la ley local de Ohm obtenemos
Finalmente y
El cociente entonces nos da la resistencia
La corriente eléctrica es un desplazamiento de cargas. Estas cargas pueden ser iones o electrones . Por tanto, los portadores de carga son partículas de material. Su movimiento puede verse obstaculizado por otras partículas de material; Este es en particular el caso de los iones en una solución salina , el efecto Joule es entonces un fenómeno de fricción . Las cargas también pueden ralentizarse por variaciones locales en el campo electrostático, este es particularmente el caso de la conducción eléctrica en sólidos: si la diferencia de potencial impone un campo eléctrico global, la heterogeneidad del medio crea variaciones locales. En particular, en un cristal, los núcleos de átomos o iones son cargas positivas que pueden atraer o repeler cargas en movimiento y, por lo tanto, ralentizarlas. En inglés, a veces se usan resistor o resistor de anglicismo . Por el abuso del lenguaje, el dipolo también ha sido llamado por la práctica "resistencia". Este uso está permitido por los diccionarios.
Es un componente electrónico que aumenta voluntariamente la resistencia (propiedad física) de un circuito. Se caracteriza por la proporcionalidad entre la intensidad de la corriente que lo atraviesa y el voltaje entre sus terminales. En la práctica, esta propiedad solo se verifica aproximadamente debido a la variación de resistividad con la temperatura del dipolo.
Nos distinguimos :
Un conductor óhmico es un modelo físico de los componentes electrónicos antes mencionados (dipolos llamados "resistencias" o "resistencias"). Un conductor óhmico es un dipolo que cumple la ley de Ohm :
U = R⋅I,La curva que representa la característica de una resistencia es una línea recta que pasa por el origen de la marca de referencia.
A veces se utilizan los términos "resistencia pura" o "resistencia ideal".
Estrictamente hablando, ningún dipolo aplica exactamente la ley de Ohm: la curva U = ƒ (I) no es exactamente una línea recta, en particular para variaciones fuertes de U o I. El conductor óhmico es un modelo que permite describir los dipolos reales en condiciones fijas. .
Además, la resistencia de un conductor metálico no es constante. Depende en particular de la temperatura; esto está bien aproximado por la relación:
R = R 0 (1 + una θ + b θ 2 )con R 0 un comportamiento del conductor modelado conductor óhmico hipotético perfectamente termostato a la temperatura de 0 K y theta de la temperatura en K .
La resistencia es un caso especial de impedancia o, más precisamente, la resistencia R es la parte real de la impedancia compleja Z:
R = R e (Z)La potencia consumida por un conductor óhmico de resistencia R, que constituye el efecto Joule , se puede calcular a partir de la ley de potencia eléctrica .
P = U⋅Iy la ley de Ohm
U = R⋅I.Por tanto, tenemos dos casos:
Las llamadas leyes de asociación de resistencias se aplican estrictamente solo a conductores óhmicos:
Se puede hacer una rápida demostración de esta relación a partir de consideraciones enérgicas.
Considere dos resistencias: R 1 y R 2 , en paralelo y alimentadas por una fuente de voltaje. La potencia consumida por este conjunto es igual a la suma de las potencias consumidas por cada una de las resistencias, a saber:
con U el valor rms del voltaje a través de estas resistencias.
La resistencia equivalente debe consumir la misma potencia que este conjunto, por lo tanto:
Simplificando, encontramos la fórmula de asociación de resistencias en paralelo.