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Resistencias

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Las resistencias son elementos que permiten generar corrientes definidas evitando las descargas directas.

>Modelo

ID:(1585, 'ky')


Ley de Ohm

Descripción

None

ID:(3214, 'gm')


Mecanismo de Resistencia

Descripción

Cuando existe un campo eléctrico, los electrones libres del material experimentan una fuerza que los impulsa en dirección opuesta al campo debido a su carga negativa.

Microscópicamente, los electrones no avanzan libremente en línea recta. Mientras se desplazan, interactúan continuamente con la estructura interna del material átomos de la red cristalina, vibraciones térmicas, defectos, impurezas, límites microscópicos entre regiones del material.

Estas interacciones producen colisiones y desviaciones constantes en la trayectoria de los electrones. Como consecuencia, el movimiento global resulta una combinación entre aceleración causada por el campo eléctrico y frenado producido por la estructura material.



El resultado final es un movimiento promedio lento y ordenado denominado velocidad de deriva. Aunque cada electrón individual puede moverse rápidamente de manera caótica debido a su agitación térmica, el campo eléctrico introduce una pequeña tendencia colectiva de desplazamiento en una dirección preferente.

$\vec{J} = \sigma \cdot \vec{E}$

$\vec{E}$
Campo eléctrico
$V/m$
$\vec{J}$
Densidad de corriente de conducción
$C/m^2s$
$\sigma$
Conductividad eléctrica
$C^2s/m^3kg$



La Densidad de corriente de conducción ($\vec{J}$) representa precisamente ese flujo macroscópico neto de carga a través del material. Cuanto mayor es el Campo eléctrico ($E$) aplicado, mayor es la fuerza promedio sobre los electrones y mayor es el flujo de corriente generado.

La constante de proporcionalidad corresponde a la Conductividad eléctrica ($\sigma$) del material, que mide qué tan fácilmente pueden desplazarse las cargas dentro de la estructura. Un material con alta conductividad posee electrones capaces de recorrer distancias relativamente grandes entre colisiones, mientras que un material de baja conductividad dificulta fuertemente el transporte de carga.

Durante las colisiones, parte de la energía adquirida por los electrones desde el campo eléctrico se transfiere a la red atómica del material. Esa energía se transforma principalmente en vibraciones microscópicas de los átomos, aumentando la energía térmica interna del cuerpo. Macroscópicamente esto se observa como calentamiento resistivo o efecto Joule.

Por ello, la conducción eléctrica en materiales reales no corresponde a un movimiento libre sin pérdidas, sino a un proceso dinámico donde el campo eléctrico entrega continuamente energía a las cargas y estas la disipan progresivamente en la estructura microscópica del material.

ID:(11763, 'gm')


Resistencias

Descripción

La resistencia eléctrica de un cuerpo depende tanto del material del que está construido como de su geometría. Incluso si dos objetos están hechos del mismo material, pueden presentar resistencias distintas dependiendo de su longitud y área transversal.

La propiedad intrínseca del material que caracteriza qué tan fácilmente permite el movimiento de cargas eléctricas se denomina resistividad.

Para un conductor aproximadamente uniforme, la Resistencia ($R$) se calcula mediante:

$R = \rho_e \displaystyle\frac{ L }{ S }$



con Resistividad ($\rho_e$), Sección del Conductor ($S$) y Largo del conductor ($L$).

ID:(11762, 'gm')


Resistencias

Descripción

Cálculos


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Símbolo
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Cálculos

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Variables

Símbolo
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Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$I$
I
Corriente
A
$\Delta\varphi$
Dphi
Diferencia de potencial
V
$\vec{E}$
&E
Campo eléctrico
V/m
$R$
R
Resistencia
Ohm
$\vec{J}$
&J
Densidad de corriente de conducción
C/m^2s
$\sigma$
sigma
Conductividad eléctrica
C^2s/m^3kg

ID:(1585, 0)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile