¿Qué es la resistencia eléctrica?

La corriente eléctrica I en cualquier sustancia es creada por el movimiento de partículas cargadas en cierta dirección debido a la aplicación de energía externa (diferencia de potencial U). Cada sustancia tiene propiedades individuales que afectan el flujo de corriente en ella de diferentes maneras. Estas propiedades son evaluadas por la resistencia eléctrica R.

Georg Ohm determinó empíricamente los factores que afectan la magnitud de la resistencia eléctrica de una sustancia dada fórmula de su dependencia de tensión y corriente que lleva su nombre. La unidad SI de resistencia lleva su nombre. 1 ohm es el valor de resistencia medido a 0°C para una columna homogénea de mercurio de 106,3 cm de largo con un área de sección transversal de 1 mm2.

Definición

Con el fin de evaluar y aplicar en la práctica materiales para la producción de dispositivos eléctricos, se introdujo el término «Resistencia del conductor»... El adjetivo agregado "específico" indica el coeficiente de uso del valor de referencia de volumen aceptado para la sustancia en cuestión. Esto hace posible evaluar los parámetros eléctricos de diferentes materiales.

En este caso, se tiene en cuenta que la resistencia del cable aumenta con el aumento de su longitud y la disminución de su sección transversal. El sistema SI usa el volumen de un cable homogéneo de 1 metro de largo y 1 m2 de sección transversal... En los cálculos técnicos, se usa una unidad de volumen fuera del sistema obsoleta pero conveniente, que consiste en una longitud de 1 metro y un área de 1 mm.2... La fórmula para la resistencia ρ se muestra en la figura.

Para determinar las propiedades eléctricas de las sustancias, se introduce otra característica: la conductividad específica b. Es inversamente proporcional al valor de la resistencia, determina la capacidad del material para conducir corriente eléctrica: b = 1 / p.

Cómo la resistencia depende de la temperatura

La conductividad de un material se ve afectada por su temperatura. Los diferentes grupos de sustancias no se comportan igual cuando se calientan o enfrían. Esta propiedad se tiene en cuenta para los cables eléctricos que funcionan al aire libre en climas cálidos y fríos.

El material y la resistencia específica del conductor se seleccionan teniendo en cuenta las condiciones de su funcionamiento.

El aumento en la resistencia de los cables al paso de la corriente durante el calentamiento se explica por el hecho de que a medida que aumenta la temperatura del metal en él, aumenta la intensidad del movimiento de los átomos y los portadores de cargas eléctricas en todas las direcciones, lo que crea obstáculos innecesarios. al movimiento de partículas cargadas en una dirección y reduce el valor de su flujo.

Si la temperatura del metal disminuye, entonces mejoran las condiciones para el paso de la corriente.Cuando se enfría a una temperatura crítica, el fenómeno de la superconductividad aparece en muchos metales, cuando su resistencia eléctrica es prácticamente nula. Esta propiedad es muy utilizada en electroimanes de alta potencia.

La industria eléctrica utiliza el efecto de la temperatura sobre la conductividad de los metales en la fabricación de lámparas incandescentes ordinarias. Suyo hilo de nicrom cuando pasa la corriente, se calienta a tal estado que emite un flujo luminoso. En condiciones normales, la resistencia del nicromo es de aproximadamente 1,05 ÷ 1,4 (ohm ∙ mm2) / m.

Cuando la bombilla se enciende bajo tensión, por el filamento pasa una gran corriente que calienta muy rápidamente el metal, al mismo tiempo que aumenta la resistencia del circuito eléctrico, limitando la corriente de arranque al valor nominal necesario para obtener la iluminación. . De esta forma se realiza una sencilla regulación de la intensidad de corriente mediante una espiral de nicromo, no siendo necesario el uso de complejos balastos utilizados en fuentes LED y fluorescentes.

¿Cómo es la resistencia de los materiales utilizados en ingeniería?

Los metales preciosos no ferrosos tienen las mejores propiedades de conductividad eléctrica. Por lo tanto, los contactos críticos en los dispositivos eléctricos están hechos de plata. Pero esto aumenta el precio final de todo el producto. La opción más aceptable es utilizar metales más baratos. Por ejemplo, la resistencia del cobre igual a 0,0175 (ohm ∙ mm2) / m es bastante adecuada para tales fines.

Metales nobles: oro, plata, platino, paladio, iridio, rodio, rutenio y osmio, llamados principalmente por su alta resistencia química y su hermosa apariencia en joyería.Además, el oro, la plata y el platino tienen una gran plasticidad, y los metales del grupo del platino son refractarios y, como el oro, son químicamente inertes. Estas ventajas de los metales preciosos se combinan.

Las aleaciones de cobre con buena conductividad se usan para hacer derivaciones que limitan el flujo de grandes corrientes a través del cabezal de medición de amperímetros potentes.

La resistencia del aluminio 0,026 ÷ 0,029 (ohm ∙ mm2)/m es ligeramente superior a la del cobre, pero la producción y precio de este metal es inferior. También es más ligero. Esto explica su amplio uso en electricidad para la producción de alambres externos y núcleos de cables.

La resistencia del hierro 0,13 (ohm ∙ mm2)/m también permite su uso para transmitir corriente eléctrica, pero esto conlleva mayores pérdidas de potencia. Las aleaciones de acero tienen mayor resistencia. Por lo tanto, los hilos de acero se entretejen en los conductores aéreos de aluminio de las líneas eléctricas de alta tensión que están diseñadas para soportar cargas de rotura.

Esto es especialmente cierto cuando se forma hielo en los cables o en fuertes ráfagas de viento.

Algunas aleaciones, por ejemplo, la constantina y la niquelina, tienen características resistivas térmicamente estables dentro de un cierto rango. La resistencia eléctrica de Nickeline prácticamente no cambia de 0 a 100 grados centígrados. Por lo tanto, las bobinas del reóstato están hechas de níquel.

En los instrumentos de medición, se utiliza ampliamente la propiedad de un cambio estricto en los valores de resistencia del platino con respecto a su temperatura. Si una corriente eléctrica de una fuente de voltaje estabilizado pasa a través de un alambre de platino y se calcula el valor de la resistencia, indicará la temperatura del platino.Esto permite graduar la escala en grados correspondientes a valores de ohmios. Este método le permite medir la temperatura con una precisión de fracciones de grado.

A veces, para resolver problemas prácticos, es necesario conocer la resistencia general o específica del cable... Para ello, los directorios de productos de cable proporcionan los valores de la resistencia inductiva y activa de un solo núcleo para cada valor de la sección transversal. Se utilizan para calcular las cargas admisibles, el calor generado, determinar las condiciones de funcionamiento admisibles y elegir una protección eficaz.

La conductividad específica de los metales se ve afectada por la forma en que se procesan. El uso de presión para la deformación plástica altera la estructura de la red cristalina, aumenta el número de defectos y aumenta la resistencia. Para reducirlo, se utiliza el recocido de recristalización.

Estirar o comprimir los metales provoca una deformación elástica en ellos, a partir de la cual disminuyen las amplitudes de las vibraciones térmicas de los electrones y la resistencia disminuye un poco.

Al diseñar los sistemas de puesta a tierra, es necesario tener en cuenta resistencia del suelo… Difiere por definición del método anterior y se mide en unidades SI: ohmios. Metro. Con su ayuda, se evalúa la calidad de distribución de la corriente eléctrica dentro del suelo.
Dependencia de la resistencia del suelo en la humedad y la temperatura del suelo:

La conductividad del suelo se ve afectada por muchos factores, incluida la humedad del suelo, la densidad, el tamaño de las partículas, la temperatura, la concentración de sales, ácidos y bases.