Cuando se aplica una diferencia de potencial a través de un objeto (conductor), los electrones comienzan a moverse, lo que produce una corriente en el objeto. Durante este movimiento de electrones, también chocan con otros electrones, lo que provoca cierta oposición al flujo de electrones, este fenómeno de oposición al flujo de electrones se conoce como Resistencia (R). Su unidad SI es el ohmio (Ω)
Factores que afectan la resistencia.
- La resistencia R de un conductor es directamente proporcional a la longitud del conductor
R ∝ l ⇢ (1)
- La resistencia de un conductor es inversamente proporcional al área de la sección transversal cuando el conductor tiene una forma uniforme.
R ∝ 1/A ⇢ (2)
- La resistencia de un conductor también depende de la naturaleza del conductor, así como de la temperatura del conductor. Entonces, al combinar las ecuaciones (1) y (2),
R ∝ l/A
R = ρl/A
ρ(rho) es constante, lo que se denomina resistividad.
Fórmula de resistividad
La resistividad de un material se define como la resistencia de un conductor de material por unidad de longitud y por unidad de área de sección transversal a una temperatura particular.
O
Es la propiedad de un material que demuestra qué tan fuerte resiste o conduce la corriente eléctrica. Se denota por ρ que se llama rho. La fórmula para la resistividad se da como,
- ρ = (RA)/l ⇢ (donde ‘R’ es la resistencia, ‘A’ es el área de la sección transversal, ‘l’ es la longitud)
- ρ = 1/σ ⇢ (σ es la conductividad)
Derivación de la resistividad
Dado: R = ρl/a
Donde, R – Resistencia,
ρ – Resistividad
l – longitud del material
A – Área de la sección transversal
Reordenando la ecuación anterior,
RA = ρl
ρl = RA
ρ = (RA)/l
unidad SI de resistividad
unidad SI de R = ohm
Unidad SI de A = m 2
unidad SI de l = m
Unidad SI de ρ = (ohm × m 2 )/m
ρ = ohmio m
La unidad SI de resistividad es ‘ohmímetro (Ωm)’
Factores que afectan la resistividad
- La resistividad de un conductor es directamente proporcional a su resistencia [ρ ∝ R].
- La resistividad de un conductor es directamente proporcional a su área transversal uniforme. [ρ ∝ A]
- La resistividad de un conductor es inversamente proporcional a su longitud. [ρ ∝ 1/l]
- La resistividad también depende de la naturaleza del material y de la temperatura.
Ejemplos de problemas
Pregunta 1: Calcula la resistividad de un alambre cuya longitud es de 30 cm y el área es de 0,9 m 2 . ¿La resistencia de ese cable es de 5Ω?
Solución:
R = 5Ω
l = 30 cm = 0,3 m
A = 0,9 m 2
ρ = RA / l
ρ = (5 × 0,9)/0,3 Ωm
ρ = 15 Ωm
Por lo tanto, la resistividad será de 15 Ωm
Pregunta 2: Dado que la conducción del material es de 4 ohm -1 m -1 . ¿Calcular la resistividad?
Solución:
Conductividad (σ ) = 4 ohm -1 m -1
ρ = 1/ σ
ρ = 1/4 ohmio·m
ρ = 0,25 ohmios·m
Entonces, la resistividad será de 0.25 ohm m
Pregunta 3: ¿Por qué se utilizan aleaciones para fabricar resistencias estándar?
Solución:
Las aleaciones tienen un alto valor de resistividad y tienen un coeficiente de resistencia a baja temperatura.
Pregunta 4: Nombre el elemento que tiene la resistividad más alta y el metal que tiene la resistividad más baja.
Solución:
El nicromo tiene la resistividad más alta (1,50 × 10 -6 Ωm)
Pregunta 5: Identifique cuál tiene la mejor conductividad dado que la resistividad del cobre, el constantán y la plata son 1,74 × 10 -8 Ωm, 39,1 × 10 -8 Ωm y 1,6 × 10 -8 Ωm respectivamente.
Solución:
Conductividad = 1/ resistividad
La plata tiene la mejor conductividad ya que tiene la resistividad más baja.
Pregunta 6: ¿Calcula la resistencia de un alambre metálico de 3m de largo y 0.6 de diámetro que tiene una resistencia de 60 Ω?
Solución :
R = 60
Diámetro = 0,6 m
Radio (r) = 0,3 m
Área de la sección transversal = πr 2
A = 3,14 × (0,3 × 0,3) m 2
A = 0,2826
Longitud (l) = 3m
ρ = RA / l
r = (60 × 0,2826)/3
ρ = 5,652 Ωm
Pregunta 7: Trazar el gráfico de resistividad versus temperatura para cobre, nicromo, diodo semiconductor.
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Artículo escrito por 69406930ravi y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA