Resistencia eléctrica ejemplos
TODO (con una pequeña excepción, y realmente ni siquiera eso) tiene resistencia eléctrica. Cuando se aplica un voltaje (como el de una batería) a través de un objeto, se formará un circuito eléctrico y la corriente fluirá desde el terminal positivo al negativo. Si se divide el voltaje de la batería (en voltios) por la cantidad de corriente (en amperios), se determinará la resistencia de la trayectoria de conducción (en ohmios).
Algunos materiales (como el cobre) tienen una resistencia muy baja y harán que fluya mucha corriente. En algunos casos habrá tanta corriente que calentará la batería, o incluso hará que se rompa («explote»), así que no pongas solo un cable de cobre en los polos de una batería. A este tipo de materiales los llamamos «conductores».
Otros materiales como la cerámica o los plásticos tienen MUCHA resistencia, por lo que muy poca corriente fluirá.
En la electrónica a menudo se necesita un componente con una resistencia específica. Estas se denominan «resistores» y se miden en ohmios. 1 Ohm, 10 ohm, 10.000 Ohm, etc. Cada resistor está diseñada con la combinación correcta de las resistencias y conductores adecuados para crear el valor de resistencia adecuado.
Si quieres entender POR QUÉ algunos materiales tienen mucha resistencia y otros muy poco, bueno, es Química, pero básicamente se trata de cuán móviles son los electrones libres en el material. Si casi todos los electrones están bloqueados, entonces el material es una resistencia. Si hay muchos que son libres de moverse, entonces es un conductor. Eso es una simplificación excesiva, pero es suficiente para una respuesta rápida.
El efecto Joule
Cuando por un conductor con una determinada resistencia eléctrica circula una corriente, se desprende calor en una cantidad proporcional al valor de la resistencia. Pero en esa cantidad influye también de manera notable la intensidad de la corriente, de modo que a mayor intensidad, mayor desprendimiento de calor. James Prescott Joule demostró que el desprendimiento de calor era proporcional al cuadrado de la intensidad que circula por el conductor. Según esta observación, la potencia de la corriente eléctrica que se transforma en calor, al atravesar una resistencia eléctrica, puede representarse por la fórmula abajo indicada, que representa matemáticamente el efecto Joule o ley de Joule. La resistencia se expresa en ohmios y la intensidad en amperios.
Dónde:
P = Potencia (Vatio o watt)
R = Resistencia (Ohms)
I = Intensidad (Amperios)
Las pérdidas de potencia que se producen en un conductor por el que circula una corriente eléctrica, debido al efecto Joule, son directamente proporcionales al valor de esta (P = I² x R).
La potencia eléctrica transportada en una red es directamente proporcional al valor de su tensión y al de su intensidad (P = V x I).
Por tanto, cuanto mayor sea el valor de la tensión, menor deberá ser el de intensidad para transmitir la misma potencia y, en consecuencia, menores serán las pérdidas por efecto Joule.
Así pues, la potencia eléctrica es una indicación de la rapidez con la que se puede llevar a cabo un trabajo, es decir, de la velocidad a la que se produce o consume la energía eléctrica.
La unidad de medida de la potencia es el vatio, mientras que la energía se mide en vatios-hora o kilovatios-hora.
El efecto Joule se utiliza en incontable número de aparatos. La parte del aparato que convierte la energía eléctrica en calor es gracias al el efecto Joule.
Ejemplos:
Lámpara incandescente
Es un artefacto que produce luz mediante el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, mediante el paso de corriente eléctrica. Actualmente se considera poco eficiente, ya que el 85 % de la electricidad que consume la transforma en calor y solo el 15 % restante en luz.
El calefactor eléctrico
Un calefactor eléctrico es un dispositivo que proporciona un flujo rápido de aire caliente continuo mediante un radiador que genera una fuente de calor. Donde la generación del calor se debe al Efecto Joule.
Placa calefactora
Una placa calefactora es un pequeño aparato de sobremesa y portátil, que posee uno o más elementos de calefacción eléctrica, y que se emplea para calentar recipientes con líquidos, de forma controlada.
En el laboratorio, las placas calefactoras se utilizan para calentar el material de vidrio. Poseen un selector de potencia que permite ajustar la emisión térmica y el tiempo necesario para calentar.
Plancha de ropa
Una plancha es un electrodoméstico que sirve para alisar la ropa. Esto lo logra con calor, ya que funciona como una resistencia calentadora con peso.
Cautín
Un soldador eléctrico (cautín) es una herramienta eléctrica usada para soldar. Funciona convirtiendo la energía eléctrica en calor.
Secador de pelo
El secador de pelo es un dispositivo diseñado para expulsar aire caliente sobre el pelo húmedo.
Fusible
Se denomina fusible a un dispositivo con una lámina de un metal de bajo punto de fusión que se coloca en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda (por efecto Joule) cuando la intensidad de corriente supere (por un cortocircuito o un exceso de carga) un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.
Resistor
Se denomina resistor al componente electrónico diseñado para causar una caída de tensión al flujo de electricidad en un circuito eléctrico (permite reducir tensiones que no nos interesen para que no lleguen a un determinado punto de un circuito, evitando el daño de los componentes que no soportan cierta cantidad de voltios). Cuando la electricidad pasa a través del resistor parte de ella se convierte en calor, este calor simplemente es energía desaprovechada. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule.
El resistor convierte la energía eléctrica en energía térmica, es decir calor, la unidad de medida del resistor es el ohm (Ω).
Flujo de Corriente y Ley de Ohm
La ley de Ohm es la ley básica más importante de la electricidad. Define la relación entre las tres magnitudes eléctricas fundamentales: corriente, voltaje y resistencia. Cuando se aplica un voltaje a un circuito que contiene solo elementos resistivos (es decir, sin bobinas), la corriente fluye de acuerdo con la Ley de Ohm, que se muestra a continuación.
Dónde:
I = Intensidad (Amperios)
V = Voltaje (Voltios)
R = Resistencia (Ohms)
La ley de Ohm establece que la intensidad de corriente eléctrica (I) que fluye en un circuito es proporcional al voltaje (V) e inversamente proporcional a la resistencia (R). Por lo tanto, si la tensión aumenta, la corriente aumentará siempre que la resistencia del circuito no cambie. Del mismo modo, aumentar la resistencia del circuito disminuirá el flujo de corriente si no se cambia el voltaje. La fórmula se puede reorganizar para que la relación se pueda ver fácilmente para las tres variables.
Conductores y aislantes de electricidad
Conductores
Los conductores de electricidad son materiales que ofrecen poca resistencia al movimiento de las cargas de electricidad (son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja). Sus átomos se caracterizan por tener pocos electrones en su cubierta exterior, por lo que no se necesita mucha energía para que estos salten de un átomo a otro.
Los mejores conductores eléctricos son metales, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad.
Ejemplos de conductores de electricidad:
- Estaño
- Peltre
- Magnalio
- Tungsteno
- Hierro
- Galio
- Bismuto
- Plata
- Cobre
- Plomo
- Amalgama
- Oro
- Acero
- Duraluminio
- Nicromo
- Molibdeno
- Bronce
- Níquel
- Oro blanco
- Mercurio
- Cobalto
- Latón
- Alambre
- Wolframio
- Cromo
- Aluminio
- Cadmio
- Platino
- Acero inoxidable
- Germanio
- Oro rosado
Ejemplos de conductores no metálicos:
- Agua turbia
- Tierra
- Cuerpo humano
- Agua de mar
- Agua con sal
- Vapor de agua
- Agua con bicarbonato de sodio
- Soluciones ácidas
- Grafito
Aislantes
En contraposición, los materiales que disponen de muy pocos electrones libres y que, por tanto, no permiten el paso de la corriente eléctrica, se denominan aislantes.
La diferencia que hay entre los distintos materiales que existen es que los aislantes son materiales que presentan gran resistencia a que las cargas que lo forman se desplacen y los conductores tienen cargas libres y que pueden moverse con facilidad.
Ejemplos de aislantes de electricidad:
- Seda
- Diamante
- Látex
- Madera seca
- Plástico
- Neopreno
- Madera
- Nitruro cúbico de boro
- Alcohol isopropílico
- Teflón
- Silicona
- Parafina
- Agua destilada
- Algodón seco
- Agua pura
- Papel seco
- Arcilla
- Papel
- Lana
- Borazón
- Aire
- Asfalto
- Goma
- Porcelana
- Hule
- Caucho
- PET
- Petróleo
- Cinta aislante
- Cuarzo
- Cerámica
- Fibra de vidrio
- Cera
- Cristal
- Cera pura de parafina