Uno puede pensar en muchos dispositivos que son responsables de crear corriente en cualquier circuito dado. Los generadores, baterías, enchufes de pared, etc. son necesarios para mantener una corriente eléctrica particular en el circuito. Todos estos dispositivos son esenciales para mantener una diferencia de potencial en el circuito y se conocen como fuentes de voltaje. Cuando una fuente de voltaje se conecta a través de un conductor, crea un campo eléctrico que hace que las cargas se muevan y esto genera corriente. Los valores de la corriente que se genera dependen estrictamente de las características del material. Cualquier material se opone al flujo de carga eléctrica que se llama resistencia. Se desarrolla debido a la resistividad, que es una propiedad del material. Veamos en detalle los conceptos de resistencia y resistividad.
Resistencia
El agua que fluye a través de una tubería encuentra resistencia a su flujo si la corriente se considera agua y la tubería se considera el conductor a través del cual fluye la corriente. La misma analogía se puede utilizar para deducir la obstrucción del flujo también en el caso de la corriente. Esta obstrucción del flujo contra la corriente se denomina Resistencia . La resistencia en un alambre que experimenta una corriente I y un voltaje V se define como,
R = V/I
Aquí, R denota la resistencia del cable. Su unidad es «ohmios» que se denota por Ω
Observe en la relación que la resistencia depende inversamente de la corriente que fluye a través del cable. Por lo tanto, cuanto mayor es la resistencia del cable, menor es la corriente que fluye a través de él, lo que también se puede deducir de la definición intuitiva de la resistencia.
Resistencia de un alambre
Tomando el ejemplo anterior del agua que fluye, uno puede dibujar las similitudes entre estos dos procesos físicos muy diferentes. La resistencia ofrecida al agua que circula por la tubería depende en gran medida de la longitud de la tubería y de sus secciones transversales. De manera similar, la resistencia que ofrece un conductor depende del tamaño, la forma y el material del conductor. La siguiente figura muestra un conductor de longitud l, área de sección transversal A y resistividad (rho).
La resistencia del conductor está dada por,
R = ρl/A
Observe que la resistencia es proporcional a la longitud del conductor pero inversamente proporcional al área de la sección transversal del conductor.
Resistividad
Cuando se aplica un voltaje a un conductor, se crea un campo eléctrico E en su interior que empuja a las cargas a moverse. La densidad de corriente que se desarrolla depende del material y del campo eléctrico que se crea. Esta densidad puede ser muy compleja, pero bajo suposiciones razonables, incluida la suposición de metales a temperatura ambiente. Esta relación se puede modelar usando,
J = σE
Aquí, σ es la conductividad eléctrica.
La conductividad eléctrica es la medida del material para conducir la electricidad. Los conductores tienen más conductividad eléctrica que los aisladores. La conductividad es una propiedad intrínseca del material, otra propiedad intrínseca del material es la resistividad de la resistividad eléctrica. Es una medida de la fuerza con la que un material se opone al flujo de cargas. Se denota con la letra griega minúscula rho. La resistividad eléctrica es recíproca de la conductividad eléctrica.
La unidad de resistividad viene dada por el ohmímetro (Ω-m).
Problemas de muestra
Pregunta 1: Una batería de 5 Volts conectada a un conductor induce una corriente de 10mA en el conductor. Encuentre la resistencia del conductor.
Responder:
La resistencia del conductor está dada por la relación,
R = V/I
Dado:
V = 5V
Yo = 10 mA = 0,01 A
Introduciendo los valores dentro de la relación,
R = V/I
⇒ R = (5)/(0,01)
⇒ R= 500 Ohmios.
Pregunta 2: Una batería de 20 Volts conectada a un conductor induce una corriente de 50mA en el conductor. Encuentre la resistencia del conductor.
Responder:
La resistencia del conductor está dada por la relación,
R = V/I
Dado:
V = 20V
Yo = 50mA = 0.05A
Introduciendo los valores dentro de la relación,
R = V/I
⇒ R = (20)/(0,05)
⇒ R= 400 Ohmios.
Pregunta 3: Una batería de 100 Volts conectada a un material induce una corriente de 0mA en el conductor. Encuentre la resistencia del conductor.
Responder:
La resistencia del conductor está dada por la relación,
R = V/I
Dado:
V = 20V
Yo = 0 mA = 0 A
Introduciendo los valores dentro de la relación,
R = V/I
⇒ R = (20)/(0)
La resistencia se acerca al infinito, lo que significa que el material es un aislante.
Pregunta 4: Un conductor cilíndrico de 0,5 m de longitud y área de sección transversal de 0,01 m 2 . La resistividad del material es 2 x 10 -8 ohm-m. Encuentre la resistencia del material.
Responder:
La resistencia de un conductor está dada por,
R =
Dado
l = 0,5 m
A = 0,01 m 2
r = 2 x 10 -8
Reemplazando los valores en la relación dada arriba,
R =
⇒ R =
⇒ R = 10 -6
Pregunta 5: Un conductor cilíndrico de 2 m de longitud y área de sección transversal de 0,05 m 2 . La resistividad del material es 4 x 10 -8 ohm-m. Encuentre la resistencia del material.
Responder:
La resistencia de un conductor está dada por,
R =
Dado
l = 2m
A = 0,05 m 2
ρ = 4 × 10 -8
Reemplazando los valores en la relación dada arriba,
R =
⇒ R =
⇒ R = 1,6 × 10 -6
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por anjalishukla1859 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA