En esta ocasión voy a hablarte sobre la resistencia y la famosísima Ley de Ohm.
Es de las pocas fórmulas matemáticas que veremos aquí.
(Espero que hayas visto los anteriores artículos: 1 – La corriente eléctrica y 2 – Corriente continua)
Me consta que a algunas personas les parece una locura no enseñar electrónica a partir de las matemáticas.
Pero yo creo que primero hay que entender los conceptos, y para ello no es necesario tanto cálculo.
Además, precisamente el exceso de matemáticas fue lo que me hizo abandonar los estudios reglados, y no quiero provocar el mismo efecto.
Esto no quiere decir que las fórmulas y las matemáticas no sean importantes, simplemente creo que primero hay que entender para qué sirven.
Así que vamos al grano.
Qué es la resistencia
Básicamente, la resistencia es la fuerza con la que un material se opone al paso de la corriente.
Al aplicar una tensión, se crea una fuerza que “empuja” a los electrones a pasar de un átomo a otro.
Cuanto mayor es la tensión, más fuerza se ejercerá.
Pero no todos los átomos tienen la misma facilidad para soltar o admitir electrones.
Comenté anteriormente que todos los materiales pueden conducir la corriente, aunque depende de la tensión aplicada.
Por ejemplo, el oro permite el paso de una corriente eléctrica con mucha facilidad, porque es un gran conductor.
La madera se considera un aislante, porque se opone al paso de la corriente.
Sin embargo, si aplicas alta tensión (miles de voltios) llegará un momento en el que los electrones se desplacen, creando una corriente eléctrica.
Incluso el aire permite el paso de la corriente, también en tensiones muy altas, como sucede cuando cae un rayo, o se crea un pequeño arco entre los contactos de un relé.
Teóricamente, la única forma de que no haya una corriente eléctrica por mucha tensión que apliquemos, es usando el vacío absoluto como aislante.
La resistencia se representa con la letra R y se mide en ohmios, unidad abreviada con la letra omega (Ω).
En electricidad y electrónica, se usan componentes que tengan una resistencia concreta para frenar el paso de los electrones, con varios objetivos:
- Limitar la corriente de un circuito
- Convertir la corriente eléctrica en calor (resistencia de caldeo o calentamiento)
- Medir la corriente indirectamente
- …
Habrá que conocer la resistividad
No hay que confundir la resistencia con la resistividad.
Llamamos resistividad a un valor fijo para cada material, en relación a su resistencia eléctrica.
La resistividad es fija para cada material, independientemente de su forma o tamaño.
Es decir, lo que expresa es la dificultad que tienen los átomos de dicho elemento para intercambiar electrones.
Por lo tanto, es una referencia que no depende de sus dimensiones o de otros factores externos.
Se representa con la letra rho minúscula (ρ), y su unidad de medida es el ohmio por metro (Ω·m)
Sin necesidad de entrar en fórmulas, si tenemos estos valores de resistividad:
- Oro ρ = 2,35 x 10-8 Ω·m
- Grafeno ρ = 1,00 x 10-8 Ω·m
- Estaño ρ = 11,50 x 10-8 Ω·m
Automáticamente sabremos que el grafeno es mucho mejor conductor que el estaño, porque su resistividad es menor, por lo que se opone menos al paso de la corriente.
La resistividad sirve para comparar la resistencia según los materiales utilizados, como acabamos de hacer, y también para calcular la resistencia efectiva de un material.
Me voy a saltar mi norma y te voy a poner otra fórmula matemática:
R=ρ·l/s
Donde l es la longitud del material en metros y s la sección en m2.
Esta fórmula indica que la resistencia de un trozo de material:
- dependerá de su resistividad
- será mayor cuanto mayor sea su longitud
- será menor cuanto mayor sea su sección transversal
Así, un hilo de cobre tendrá más resistencia cuanto más largo sea.
A la vez, tendrá menor resistencia cuanto más grueso sea.
Si tuviésemos dos hilos con las mismas medidas pero de distintos materiales, su resistencia dependería únicamente de su resistividad.
Y ahora toca presentar a la conductancia
Aunque no quiero complicarlo demasiado, hay ocasiones en las que te encontrarás términos que debes conocer.
Para algunas aplicaciones, resulta más práctico hablar de conductancia que de resistencia, por ejemplo.
La conductancia es la inversa de la resistencia, es decir 1/R.
Si la resistencia era la dificultad al paso de la corriente, la conductancia es la facilidad para el paso de la corriente.
La conductancia se representa con la letra G y su unidad es el siemens (S).
Como G=1/R, siempre que conozcamos la resistencia podemos calcular la conductancia fácilmente.
Es el turno de la conductividad
La conductividad es la inversa de la resistividad.
Se representa con la letra griega sigma (σ) y su unidad es el siemens por metro (S/m).
Igual que ocurría con la conductancia, conociendo la resistividad podemos calcular la conductividad con la fórmula σ=1/ρ
Ya está, no te quiero agobiar con más términos.
Simplemente, quiero que sepas que te encontrarás estas palabras en algún momento, y al menos quiero que te suenen de algo.
Resistencias comerciales
En electrónica, se usan resistencias para limitar la corriente, entre otras aplicaciones.
Estos componentes están fabricados para que tengan un valor de resistencia conocido.
Hay muchos tipos, dependiendo de dónde se vayan a utilizar.
Se construyen en distintos materiales, con distintas formas, tamaños, conexiones…
Básicamente, las características más importantes para seleccionarlas son:
- Material (película de carbón, película metálica, bobinada…)
- Valor de la resistencia en ohmios
- Tolerancia (en qué porcentaje puede variar el valor real respecto al marcado)
- Potencia máxima admisible
- Encapsulado (dependiendo de su forma, tamaño y conexiones)
Para facilitar el marcado de las resistencias, su valor en ohmios y su tolerancia suelen representarse con franjas de colores.
Estos colores están estandarizados según unas normas, de modo que es fácil leer el valor conociendo el significado de cada color.
En este enlace puedes ver una tabla para leer las resistencias más comunes:
Código de colores para resistencias
Relación entre resistencia, tensión y corriente
Según las condiciones eléctricas, las resistencias limitarán el paso de la corriente.
Pero la tensión también empujará a más o menos electrones a través de la resistencia.
Por lo tanto, hay una relación entre las tres magnitudes.
Cuanto mayor sea la tensión, más electrones pasarán por la resistencia (mayor corriente).
Cuanto mayor sea la resistencia, menos electrones pasarán (menor corriente).
Además, estas relaciones son proporcionales.
Es decir, que con el doble de resistencia, la corriente será la mitad.
Con el doble de tensión, la corriente será el doble.
Ley de Ohm
El tal Ohm (bueno, por respeto diremos que fue Georg Simon Ohm) fue el primero que estudió estas relaciones.
A partir de ellas, formuló la archiconocida Ley de Ohm.
De esta ley se desprenden varias fórmulas matemáticas, gracias a las cuales podemos conocer una de las tres magnitudes si conocemos las otras dos.
Para facilitar la memorización de todas las fórmulas, hay una figura muy sencilla:
Para usarla, simplemente debes recordar que si una letra está encima de otra, se trata de una fracción, y si está al lado es una multiplicación.
También debes recordar que la V siempre está arriba.
Por ejemplo, si quieres calcular la tensión, la fórmula es V=I·R
Si quieres calcular la corriente, la fórmula es I=V/R
Para calcular la resistencia, la fórmula es R=V/I
Vamos a ver un ejemplo del uso de la Ley de Ohm:
En este esquema, podemos calcular la corriente que circula si conocemos la tensión de la pila y el valor de la resistencia.
Por ejemplo, si la tensión es de 5V y la resistencia es 10Ω, la corriente será:
I=V/R
I=5/10
I=0,5A
Si modificamos la resistencia sustituyéndola por otra de 100Ω, la corriente será:
I=5/100
I=0,05A=50mA
Te toca a ti
¿Qué te ha parecido?
Conocías la Ley de Ohm ¿verdad?
¿Te ha quedado alguna duda?
Cuéntamelo en los comentarios.
Recuerda que si ha sido útil para ti, también lo será para otros, así que comparte.
Nos seguimos leyendo en el blog:
Angel dice
he buscado y leído muchos cursos básicos y este es el que más me ha gustado…por favor haz más capítulos!!
Gracias de cualquier forma
Martin M. Rivas E. dice
Espero que todo esté muy bien para usted, saludos desde Jalisco México, estoy tratando y le agradezco su voluntad.
Eugenio Nieto dice
Muchas gracias Martin
Arturo Vasquez dice
Gracias por la explicacion de los terminos de conductancias, resistencias , conductividad
Eugenio Nieto dice
Me alegra que te hayan servido.
Saludos Arturo
Fran dice
No conocia el truquillo de la piramide la verdad, siempre partía de V=iR y a partir de ahi ,despejaba.
Muchas gracias.
Eugenio Nieto dice
Yo tuve la suerte de aprender la pirámide antes incluso de empezar la FP, y me ahorró muchas horas, porque soy bastante negado para memorizar fórmulas 🙂
Roger Lopez dice
Excelente articulo, muy bueno y muy bien explicado. Muy didactico.
Se entiende y como tu dices hay que entender primero los conceptos para despues ir a la práctica y aplicarlos.
Saludos
Eugenio Nieto dice
Muchas gracias Roger.
Saludos
Fernando dice
Buen aporte a modo de repaso. Cuatro conceptos básicos de magnitudes que se asimilan bien con las exposiciones .buen trabajo. Gracias.
Eugenio Nieto dice
Gracias por tus palabras, Fernando.
Saludos
Jairo Parrales dice
Muy instructivo e interesante el artículo, muchas gracias!!
Eugenio Nieto dice
Muchas gracias Jairo.
Saludos
Diego dice
Amigo te deseo antes que nada un feliz 2017, te felicito por el artículo está muy bién explicado, yo ya se la ley de img y sobre la resistencia pero nunca está de más un repaso. Te agradezco la lección de hoy y te mando un abrazo ha sido útil! !!!!
Eugenio Nieto dice
Gracias, e igualmente.
Saludos
roberto dice
muy bueno y claro gracias
Eugenio Nieto dice
Gracias Roberto
simon dice
Todo muy claro como siempre.Gracias por estos articulos tan buenos.
Eugenio Nieto dice
Gracias Simon