Resistividad y Resistencia

• Resistividad y Resistencia

Iniciando la investigación en el libro física universitaria con física moderna, volumen 2 decimosegunda edición por Sears Zemansky, encontramos que la resistividad de un material es definida como “la razón de las magnitudes del campo eléctrico y la densidad de la corriente” ( esto quiere decir que cuanto mayor sea la resistividad, mayor será el campo necesario para causar una densidad de corriente dada, o que será menor la densidad de corriente ocasionada por un campo dado. Podemos encontrar también que de la ecuación inicial se desprende que las unidades de ρ (V/m)/(A/m₂)=V.m/A en la siguiente sección del texto nos dice que 1V/A = 1ohm. La siguiente tabla muestra algunos de los valores de la resistividad[pic 1]

[pic 2]

Con esta tabla el autor nos muestra que un conductor perfecto tendrá una resistividad igual a cero y que un aislante perfecto tendría una resistividad infinita. Los metales y sus aleaciones tienen la menores resistividades por ello son buenos conductores

Posterior a esto el texto nos indica que la conductividad es el reciproco de la resistividad, y así como algunos materiales son buenos conductores de electricidad, también actúan como conductores térmicos, por ejemplo en un metal, los electrones libres transportan la carga en la conducción eléctrica también son el mecanismo principal conductor de calor, con esto se crea una correlación entra la conducción eléctrica y la térmica, en cuanto a la variación de resistividad que se crea al incrementar la temperatura de un material.

 La analogía con el flujo de fluidos es utilizada para intuir con respecto a la corriente y los circuitos eléctricos, ya que el comportamiento de estos es semejante al descrito en la ley de Ohm.

• Resistividad y temperatura

En este fragmento del texto nos habla que al aumentar la temperatura de un conductor metálico casis siempre se incrementa la resistividad como nos muestra la ilustración del libro

 [pic 3]a). Variación de la resistividad ρ con la temperatura absoluta T para un metal normal

En esta imagen nos muestra como a medida que incrementa la temperatura, los iones del conductor vibran a una mayor amplitud y esto provoca que los electrones en movimiento colisionen con un ion como muestra la siguiente imagen:

Esto dificulta la deriva de los electrones a través del conductor y con ello reduce la corriente. En un pequeño intervalo de temperatura la resistividad de un metal es representada de forma adecuada por la ecuación  de dependencia de la resistividad con respecto a la temperatura:  en donde es la resistividad de una temperatura de referencia y ρ es la resistividad a la temperatura T, esta puesde3 ser mayor o menor que . El factor   es llamado coeficiente de temperatura de la resistividad y en la siguiente tabla se muestran algunos valores representativos [pic 9][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

[pic 10]

• Resistencia

En el texto referente a la resistencia, inicia mencionando que para un conductor con resistividad ρ y con densidad de corriente  en un punto, el campo eléctrico  esta dado por la siguiente ecuación:[pic 11][pic 12]

[pic 13]

Quien estructurara el texto del libro incluyo la siguiente imagen:[pic 14] 

En ella se muestra una sección transversal de un conductor, con ella hace referencia a la uniformidad de la densidad de corriente y como el campo eléctrico es constante en la longitud de la sección.

Es mencionado también que cuando se cumple la ley de ohm, ρ es constante e independiente de la magnitud del campo eléctrico por lo que es proporcional a   nos habla también de es muy frecuente que se fije el interz mas en el total de corriente en un conductor que en . [pic 15][pic 16][pic 17]

El siguiente punto que aborda el texto es la dirección de la corriente, la cual siempre va al extremo de mayor potencial al de menor potencial, esto se debe a que en un conductor la corriente fluye en dirección de   sin importar el signo de las cargas en movimiento. [pic 18]

En el texto también menciona que a medida que la corriente  fluye a través de la diferencia de potencial, la energía potencial eléctrica se pierde ya que se transfiere a los iones del material durante las colisiones.

También nos menciona que se puede relacionar el valor de la corriente I con la diferencia de potencial entre los extremos del conductor.

• Interpretación de la resistencia

Con esta ecuación  se muestra que la resistencia de un alambre de sección transversal uniforme es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional al área de su sección transversal, esta también es proporcional a la resistividad del material del que está hecho el conductor. [pic 19]

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