Resistencia eléctrica de los cables.

El concepto de resistencia eléctrica y conductividad.

Cualquier cuerpo a través del cual fluye una corriente eléctrica tiene una cierta resistencia a ella. La propiedad de un material conductor de impedir el paso de una corriente eléctrica a través de él se denomina resistencia eléctrica.

La teoría electrónica explica de esta manera la naturaleza de la resistencia eléctrica de los conductores metálicos. Los electrones libres, cuando se mueven a lo largo de un cable, se encuentran con átomos y otros electrones en su camino innumerables veces y, al interactuar con ellos, inevitablemente pierden parte de su energía. Los electrones experimentan resistencia a su movimiento de todos modos. Diferentes conductores metálicos con diferentes estructuras atómicas tienen diferente resistencia a la corriente eléctrica.

Exactamente lo mismo explica la resistencia de los conductores líquidos y gases al paso de la corriente eléctrica. Sin embargo, no debemos olvidar que en estas sustancias, no los electrones, sino las partículas cargadas de las moléculas encuentran resistencia durante su movimiento.

La resistencia se denota con las letras latinas R o r.

El ohm se toma como unidad de resistencia eléctrica.

Ohm es la resistencia de una columna de mercurio de 106,3 cm de altura con una sección transversal de 1 mm2 a una temperatura de 0 °C.

Si, por ejemplo, la resistencia eléctrica del cable es de 4 ohmios, entonces se escribe así: R = 4 ohmios o r = 4 th.

Para medir resistencias de gran valor, se adopta una unidad llamada megaohmio.

Un megaohmio equivale a un millón de ohmios.

Cuanto mayor es la resistencia del cable, peor conduce la corriente eléctrica y, a la inversa, cuanto menor es la resistencia del cable, más fácil es que la corriente eléctrica pase a través de este cable.

Por tanto, para las características de un conductor (desde el punto de vista del paso de una corriente eléctrica por él), se puede tener en cuenta no sólo su resistencia, sino también el valor inverso de la resistencia y llamado conductividad.

Se denomina conductividad eléctrica a la capacidad de un material para hacer pasar una corriente eléctrica a través de sí mismo.

Dado que la conductancia es el recíproco de la resistencia, se expresa como 1/R, la conductancia se denota con la letra latina g.

Influencia del material del conductor, sus dimensiones y la temperatura ambiente sobre el valor de la resistencia eléctrica

La resistencia de los diferentes cables depende del material del que están hechos. Para caracterizar la resistencia eléctrica de varios materiales, el concepto de los llamados Resistencia.

Resistencia llamada la resistencia de un cable con una longitud de 1 m y un área de sección transversal de 1 mm2. La resistencia se denota con la letra griega R. Cada material del que está hecho un conductor tiene su propia resistencia específica.

Por ejemplo, la resistencia del cobre es 0,017, es decir, un hilo de cobre de 1 m de longitud y 1 mm2 de sección transversal tiene una resistencia de 0,017 ohmios. La resistencia del aluminio es 0,03, la resistencia del hierro es 0,12, la resistencia del constantán es 0,48 y la resistencia del nicromo es 1-1,1.

Lea más sobre esto aquí: ¿Qué es la resistencia eléctrica?

La resistencia de un cable es directamente proporcional a su longitud, es decir, cuanto más largo es el cable, mayor es su resistencia eléctrica.

La resistencia de un alambre es inversamente proporcional al área de su sección transversal, es decir, cuanto más grueso es el alambre, menor es su resistencia y, a la inversa, cuanto más delgado es el alambre, mayor es su resistencia.

Para comprender mejor esta relación, imagine dos pares de vasos comunicantes, un par de vasos con un tubo de conexión delgado y el otro con uno grueso. Está claro que cuando uno de los recipientes (cada par) se llena de agua, su transferencia a otro recipiente a través de una tubería gruesa se realizará mucho más rápido que a través de una delgada, es decir. una tubería gruesa tendrá menos resistencia al flujo de agua. Del mismo modo, es más fácil que una corriente eléctrica pase por un alambre grueso que por uno delgado, es decir, el primero tiene menos resistencia que el segundo.

La resistencia eléctrica de un conductor es igual a la resistencia específica del material del que está hecho este conductor, multiplicada por la longitud del conductor y dividida por el área de la sección transversal del conductor:

R = pag l / S,

donde — R — resistencia del cable, ohm, l — longitud del cable en m, C — área de la sección transversal del cable, mm2.

Área de la sección transversal de un alambre redondo calculado por la fórmula:

S = Pixd2 / 4

donde Pi es un valor constante igual a 3,14; d - diámetro del alambre.

Y así es como se determina la longitud del cable:

l = S R / pag,

Esta fórmula permite determinar la longitud del cable, su sección transversal y su resistencia, si se conocen las demás cantidades incluidas en la fórmula.

Si es necesario determinar el área de la sección transversal del cable, la fórmula conduce a la siguiente forma:

S = pag l / R

Transformando la misma fórmula y resolviendo la igualdad en términos de p, encontramos la resistencia del alambre:

R = R S / l

Esta última fórmula debe usarse en los casos en que se conocen la resistencia y las dimensiones del conductor, pero se desconoce su material y, además, es difícil determinarlo por su apariencia. Para hacer esto, es necesario determinar la resistencia del cable y, usando la tabla, encontrar un material con tal resistencia.

Otro factor que afecta la resistencia de los cables es la temperatura.

Se ha establecido que con un aumento de temperatura, la resistencia de los alambres metálicos aumenta y con una disminución, disminuye. Este aumento o disminución de la resistencia para los conductores de metal puro es casi el mismo y tiene un promedio de 0,4 % por 1 °C... La resistencia de los conductores líquidos y el carbón disminuye con el aumento de la temperatura.

La teoría electrónica de la estructura de la materia da la siguiente explicación para el aumento de la resistencia de los conductores metálicos al aumentar la temperatura.Cuando se calienta, el conductor recibe energía térmica, que inevitablemente se transmite a todos los átomos de la sustancia, como resultado de lo cual aumenta la intensidad de su movimiento. El mayor movimiento de los átomos crea una mayor resistencia al movimiento dirigido de los electrones libres, razón por la cual aumenta la resistencia del conductor. A medida que disminuye la temperatura, se crean mejores condiciones para el movimiento direccional de los electrones y disminuye la resistencia del conductor. Esto explica un fenómeno interesante: la superconductividad de los metales.

SuperconductividadLa reducción de la resistencia de los metales a cero ocurre a una temperatura negativa enorme -273° ° El llamado cero absoluto. A una temperatura de cero absoluto, los átomos de metal parecen congelarse en su lugar, completamente imperturbados por el movimiento de los electrones.