La resistencia eléctrica es la oposición que presenta un material o un componente al paso de la corriente.
Hasta ahora hemos visto que una diferencia de potencial puede producir corriente. Sin embargo, no todos los materiales dejan pasar la carga con la misma facilidad.
Los electrones, en su viaje a través del conductor, no tienen un camino despejado. Se van chocando constantemente contra los átomos de la estructura del material. Estos choques frenan el flujo.
A esta oposición natural la llamamos Resistencia Eléctrica.
Resistencia (R) y conductancia (G)
La Resistencia (R) es la medida de cuánto se opone un objeto al paso de la corriente eléctrica.
- Su unidad en el Sistema Internacional es el ohmio (representado por la letra griega
). - 1Ω se define como la resistencia que permite el paso de 1A cuando aplicamos 1V.
La otra cara de la moneda: la conductancia
A veces, en ingeniería (especialmente al analizar circuitos en paralelo), nos interesa lo contrario: medir “cuánto facilita” un objeto el paso de la corriente.
A esto lo llamamos Conductancia (G), y es simplemente la inversa de la resistencia.
Su unidad es el siemens (S).
Aunque usaremos casi siempre ohmios, conviene recordar que si algo tiene mucha resistencia, tiene poca conductancia, y viceversa.
La resistividad (ρ): una propiedad del material
Aquí es donde mucha gente se confunde.
- La Resistencia (R) es propiedad de un objeto concreto (por ejemplo, “este trozo de cable de 3 metros”).
- La Resistividad (ρ) es una propiedad intrínseca del material (por ejemplo, “el cobre”).
No podemos decir “¿cuánta resistencia tiene el cobre?”. La pregunta correcta es “¿cuánta resistividad tiene el cobre?”. La resistencia dependerá de cuánto cobre usemos y qué forma le demos.
La resistividad (ρ) se mide en Ω / m (o más comúnmente en ingeniería
- Cobre:
(Muy baja, conduce genial). - Vidrio:
(Altísima, es aislante).
La geometría de la resistencia
Ahora podemos calcular la resistencia de cualquier cable u objeto si conocemos sus dimensiones y su material. La fórmula fundamental es:
Analicemos esta fórmula, porque es pura lógica física:
- ρ (Resistividad): Es la “rugosidad” del camino. Más rugoso → Más Resistencia.
- L (Longitud): Es lo largo que es el camino. Cuanto más largo sea el cable, más choques sufrirán los electrones → Más Resistencia.
- S (Sección o Área): Es la anchura del camino. Cuanto más grueso sea el cable, más “carriles” tienen los electrones para pasar cómodamente → Menos Resistencia.
Ejemplo práctico: Si tenéis un cable muy largo que alimenta una bomba de piscina y os llega poca tensión, el problema es que la Resistencia (R) del cable es alta debido a la gran Longitud (L).
¿Solución? Aumentar la Sección (S) poniendo un cable más gordo. Al dividir por un número más grande, la Resistencia total baja.
El efecto de la temperatura
Hasta ahora hemos supuesto que la resistencia es constante. Pero en el mundo real, la temperatura lo cambia todo.
Recordad que la temperatura, a nivel atómico, es vibración. Los átomos del material no están quietos; vibran.
- Si calentamos un metal, sus átomos vibran más fuerte y con más amplitud.
- Para un electrón que intenta cruzar, esto es como intentar cruzar una pista de baile llena de gente saltando a lo loco. Es mucho más probable que choque.
Por tanto, en los metales conductores y dentro de su rango habitual: a mayor temperatura, mayor resistencia.
El coeficiente de temperatura (
Podemos calcular cuánto cambia la resistencia usando esta aproximación lineal:
Donde:
- Rf: Resistencia final (en caliente).
- R0: Resistencia inicial (a temperatura ambiente, habitualmente 20ºC).
- α: Coeficiente de temperatura del material.
- ΔT: Aumento de temperatura.
Para el cobre,
Curiosidad: Esta propiedad es la base de los sensores de temperatura tipo RTD o PT100. Medimos la resistencia de un hilo de platino y, sabiendo su α, calculamos la temperatura exacta.
