Cómo encontrar r física general. Cuando se conecta en paralelo, se utiliza una expresión. Resistividad y conductividad de materiales.

En la naturaleza, existen dos tipos principales de materiales, conductores y no conductores (dieléctricos). Estos materiales se diferencian por la presencia de condiciones para el movimiento de la corriente eléctrica (electrones) en ellos.

Los conductores eléctricos están hechos de materiales conductores (cobre, aluminio, grafito y muchos otros), en los que los electrones no están ligados y pueden moverse libremente.

En los dieléctricos, los electrones están estrechamente unidos a los átomos, por lo que la corriente no puede fluir por ellos. Se utilizan para aislar cables y piezas de aparatos eléctricos.

Para que los electrones comiencen a moverse en un conductor (la corriente fluye a través de una sección del circuito), necesitan crear condiciones. Para ello, debe haber un exceso de electrones al inicio del tramo de la cadena y un déficit al final. Para crear tales condiciones, se utilizan fuentes de voltaje: acumuladores, baterías, centrales eléctricas.

En 1827 Georg Simón Ohm descubrió la ley de la corriente eléctrica. La Ley y la unidad de medida de la resistencia recibieron su nombre. El significado de la ley es el siguiente.

Cuanto más gruesa sea la tubería y mayor sea la presión del agua en el suministro de agua (a medida que aumenta el diámetro de la tubería, la resistencia al agua disminuye), más agua fluirá. Si imaginamos que el agua son electrones (corriente eléctrica), entonces cuanto más grueso sea el cable y mayor sea el voltaje (a medida que aumenta la sección transversal del cable, la resistencia actual disminuye), mayor será la corriente que fluirá a través de la sección del circuito.

La corriente que fluye a través de un circuito eléctrico es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional al valor de la resistencia del circuito.

Dónde I– intensidad de corriente, medida en amperios e indicada por la letra A; Ud. EN; R– resistencia, medida en ohmios y designada Ohm.

Si se conoce la tensión de alimentación Ud. y resistencia del aparato eléctrico R, luego, usando la fórmula anterior, usando una calculadora en línea, es fácil determinar la intensidad de la corriente que fluye a través del circuito. I.

Utilizando la ley de Ohm, se calculan los parámetros eléctricos del cableado eléctrico, los elementos calefactores y todos los elementos de radio de los equipos electrónicos modernos, ya sea una computadora, un televisor o un teléfono celular.

Aplicación de la ley de Ohm en la práctica.

En la práctica, a menudo no es necesario determinar la fuerza actual I, y el valor de resistencia R. Transformando la fórmula de la ley de Ohm, puedes calcular el valor de la resistencia. R, conociendo la corriente que fluye I y valor de voltaje Ud..

Es posible que sea necesario calcular el valor de resistencia, por ejemplo, al realizar un bloque de carga para probar la fuente de alimentación de una computadora. Por lo general, hay una placa en la caja de la fuente de alimentación de la computadora que enumera la corriente de carga máxima para cada voltaje. Basta con ingresar los valores de voltaje dados y la corriente de carga máxima en los campos de la calculadora y como resultado del cálculo obtenemos el valor de la resistencia de carga para un voltaje dado. Por ejemplo, para un voltaje de +5 V con una corriente máxima de 20 A, la resistencia de carga será de 0,25 ohmios.

Fórmula de la ley de Joule-Lenz

Hemos calculado el valor de la resistencia para hacer un bloque de carga para la fuente de alimentación de la computadora, pero aún necesitamos determinar qué potencia debe tener la resistencia. Aquí ayudará otra ley de la física, que fue descubierta simultáneamente por dos físicos independientes uno del otro. En 1841 James Joule y en 1842 Emil Lenz. Esta ley lleva su nombre. Ley de Joule-Lenz.

La potencia consumida por la carga es directamente proporcional al voltaje aplicado y la corriente que fluye.

En otras palabras, cuando el voltaje y la corriente cambian, el consumo de energía cambiará proporcionalmente. Dónde PAG – potencia, medida en vatios y designada; Ud. W. EN; I– voltaje, medido en voltios y denotado por la letra A.

– intensidad de corriente, medida en amperios y denotada por la letra

Conociendo el voltaje de suministro y la corriente consumida por un aparato eléctrico, puede usar una fórmula para determinar cuánta energía consume. Simplemente ingrese los datos en los cuadros a continuación en la calculadora en línea.

La ley de Joule-Lenz también permite conocer la corriente consumida por un aparato eléctrico conociendo su potencia y tensión de alimentación. La cantidad de corriente consumida es necesaria, por ejemplo, para seleccionar la sección transversal del cable al tender cableado eléctrico o para calcular la clasificación.

Otro ejemplo: decides instalar un faro adicional o un amplificador de sonido en tu coche. Conociendo el consumo de energía del aparato eléctrico instalado, es fácil calcular el consumo de corriente y seleccionar la sección transversal de cable correcta para la conexión al cableado eléctrico del vehículo. Digamos que un faro adicional consume una potencia de 100 W (la potencia de la bombilla instalada en el faro), el voltaje de a bordo de la red del automóvil es de 12 V. Sustituimos los valores de potencia y voltaje en En la ventana de la calculadora, encontramos que la corriente consumida será de 8,33 A.

Habiendo entendido solo dos fórmulas simples, podrá calcular fácilmente las corrientes que fluyen a través de los cables, el consumo de energía de cualquier aparato eléctrico; prácticamente comenzará a comprender los conceptos básicos de la ingeniería eléctrica.

Fórmulas convertidas de la ley de Ohm y Joule-Lenz

Encontré en Internet una imagen en forma de tableta redonda, en la que están colocadas con éxito las fórmulas de la ley de Ohm y la ley de Joule-Lenz y las opciones para la transformación matemática de las fórmulas. La placa representa cuatro sectores no relacionados entre sí y es muy conveniente para el uso práctico.

Usando la tabla, es fácil seleccionar una fórmula para calcular el parámetro requerido del circuito eléctrico utilizando otros dos conocidos. Por ejemplo, es necesario determinar el consumo actual de un producto en función de la potencia y el voltaje conocidos de la red de suministro. Si observamos la tabla del sector actual, vemos que la fórmula I=P/U es adecuada para el cálculo.

Y si necesita determinar el voltaje de suministro U en función del consumo de energía P y la corriente I, entonces puede usar la fórmula del sector inferior izquierdo, la fórmula U=P/I será suficiente.

Las cantidades sustituidas en las fórmulas deben expresarse en amperios, voltios, vatios u ohmios.

- una cantidad eléctrica que caracteriza la propiedad de un material de impedir el flujo de corriente eléctrica. Dependiendo del tipo de material, la resistencia puede tender a cero: ser mínima (mil/micro ohmios: conductores, metales) o muy grande (giga ohmios: aislamiento, dieléctricos). El recíproco de la resistencia eléctrica es.

Unidad de medida resistencia eléctrica - ohmios. Se designa con la letra R. Se determina la dependencia de la resistencia de la corriente en un circuito cerrado.

Ohmetro- un dispositivo para la medición directa de la resistencia del circuito. Dependiendo del rango del valor medido, se dividen en gigaóhmetros (para resistencias grandes, cuando se mide el aislamiento) y micro/miliohmetros (para resistencias pequeñas, cuando se miden resistencias de transición de contactos, devanados de motores, etc.).

Existe una gran variedad de óhmetros por diseño de diferentes fabricantes, desde electromecánicos hasta microelectrónicos. Vale la pena señalar que un óhmetro clásico mide la parte activa de la resistencia (la llamada óhmica).

Cualquier resistencia (metal o semiconductor) en un circuito de corriente alterna tiene un componente activo y reactivo. La suma de la resistencia activa y reactiva es Impedancia del circuito de CA y se calcula mediante la fórmula:

donde, Z es la resistencia total del circuito de corriente alterna;

R es la resistencia activa del circuito de corriente alterna;

Xc es la reactancia capacitiva del circuito de corriente alterna;

(C - capacitancia, w - velocidad angular de la corriente alterna)

Xl es la reactancia inductiva del circuito de corriente alterna;

(L es inductancia, w es la velocidad angular de la corriente alterna).

Resistencia activa- forma parte de la resistencia total de un circuito eléctrico, cuya energía se convierte completamente en otros tipos de energía (mecánica, química, térmica). Una propiedad distintiva del componente activo es el consumo completo de toda la electricidad (la energía no regresa a la red), y la reactancia devuelve parte de la energía a la red (una propiedad negativa del componente reactivo).

El significado físico de la resistencia activa.

Cada entorno por donde pasan las cargas eléctricas crea obstáculos en su camino (se cree que son nodos de la red cristalina), en los que parecen chocar y perder su energía, que se libera en forma de calor.

Se produce así una caída (pérdida de energía eléctrica), parte de la cual se pierde debido a la resistencia interna del medio conductor.

El valor numérico que caracteriza la capacidad de un material para impedir el paso de cargas se llama resistencia. Se mide en Ohmios (Ohm) y es inversamente proporcional a la conductividad eléctrica.

Los diferentes elementos de la tabla periódica de Mendeleev tienen diferentes resistividades eléctricas (p), por ejemplo, la más pequeña. La plata (0,016 Ohm*mm2/m), el cobre (0,0175 Ohm*mm2/m), el oro (0,023) y el aluminio (0,029) tienen resistencia. Se utilizan en la industria como el principal material sobre el que se construye toda la ingeniería eléctrica y la energía. Los dieléctricos, por el contrario, tienen un alto valor de choque. resistencia y se utilizan como aislamiento.

La resistencia del medio conductor puede variar significativamente según la sección transversal, la temperatura, la magnitud y la frecuencia de la corriente. Además, los diferentes entornos tienen diferentes portadores de carga (electrones libres en los metales, iones en los electrolitos, “agujeros” en los semiconductores), que son los factores determinantes de la resistencia.

Significado físico de la reactancia

En bobinas y condensadores, cuando se aplica, la energía se acumula en forma de campos magnéticos y eléctricos, lo que lleva algún tiempo.

Los campos magnéticos en las redes de corriente alterna cambian según la dirección cambiante del movimiento de las cargas, al tiempo que proporcionan una resistencia adicional.

Además, se produce un cambio de fase y de corriente estable, lo que provoca pérdidas de electricidad adicionales.

Resistividad

¿Cómo podemos saber la resistencia de un material si no hay flujo a través de él y no tenemos un óhmetro? Esto tiene un valor especial: resistividad eléctrica del material V

(Estos son valores tabulares que se determinan empíricamente para la mayoría de los metales). Utilizando este valor y las cantidades físicas del material, podemos calcular la resistencia mediante la fórmula:

Dónde, pag— resistividad (unidades ohmios*m/mm2);

l—longitud del conductor (m);

S - sección transversal (mm 2).

¡Buenas tardes, queridos radioaficionados!
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Las fórmulas forman el esqueleto de la ciencia de la electrónica. En lugar de tirar un montón de elementos de radio sobre la mesa y luego volver a conectarlos, tratando de descubrir qué nacerá como resultado, especialistas experimentados construyen inmediatamente nuevos circuitos basados ​​​​en leyes matemáticas y físicas conocidas. Son las fórmulas las que ayudan a determinar los valores específicos de las clasificaciones de los componentes electrónicos y los parámetros operativos de los circuitos.

Es igualmente eficaz utilizar fórmulas para modernizar los circuitos ya preparados. Por ejemplo, para seleccionar la resistencia correcta en un circuito con una bombilla, puede aplicar la ley básica de Ohm para corriente continua (puede leer sobre esto en la sección "Relaciones de la ley de Ohm" inmediatamente después de nuestra introducción lírica). De este modo se puede hacer que la bombilla brille más o, por el contrario, atenuarse.

Este capítulo presentará muchas fórmulas físicas básicas que tarde o temprano encontrarás mientras trabajas en electrónica. Algunos de ellos se conocen desde hace siglos, pero seguimos utilizándolos con éxito, al igual que nuestros nietos.

relaciones de la ley de ohm

La Ley de Ohm es la relación entre voltaje, corriente, resistencia y potencia. Todas las fórmulas derivadas para calcular cada uno de estos valores se presentan en la tabla:

Esta tabla utiliza las siguientes designaciones generalmente aceptadas para cantidades físicas:

Ud.- voltaje (V),

I- corriente (A),

R- potencia (W),

R- resistencia (Ohmios),

Practiquemos usando el siguiente ejemplo: digamos que necesitamos encontrar la potencia del circuito. Se sabe que el voltaje en sus terminales es de 100 V y la corriente es de 10 A. Entonces la potencia según la ley de Ohm será igual a 100 x 10 = 1000 W. El valor obtenido se puede utilizar para calcular, por ejemplo, la clasificación del fusible que se debe ingresar en el dispositivo o, por ejemplo, para estimar la factura de electricidad que un electricista de la oficina de vivienda le entregará personalmente a fin de mes. .

Aquí hay otro ejemplo: digamos que necesitamos averiguar el valor de la resistencia en un circuito con una bombilla, si sabemos qué corriente queremos pasar a través de este circuito. Según la ley de Ohm, la corriente es igual a:

Yo=U/R

En la figura se muestra un circuito que consta de una bombilla, una resistencia y una fuente de alimentación (batería). Usando la fórmula anterior, incluso un escolar puede calcular la resistencia requerida.

¿Qué es qué en esta fórmula? Echemos un vistazo más de cerca a las variables.

> U pozo(a veces también escrito como V o E): tensión de alimentación. Debido al hecho de que cuando la corriente pasa a través de una bombilla, algo de voltaje cae a través de ella, la magnitud de esta caída (generalmente el voltaje de funcionamiento de la bombilla, en nuestro caso 3,5 V) debe restarse del voltaje de la fuente de alimentación. . Por ejemplo, si Upit = 12 V, entonces U = 8,5 V, siempre que caigan 3,5 V a través de la bombilla.

> I: La corriente (medida en amperios) que se prevé que fluya a través de la bombilla. En nuestro caso - 50 mA. Dado que la corriente en la fórmula se indica en amperios, 50 miliamperios es sólo una pequeña parte: 0,050 A.

> R: la resistencia deseada de la resistencia limitadora de corriente, en ohmios.

A continuación, puedes poner números reales en la fórmula para calcular la resistencia en lugar de U, I y R:

R = U/I = 8,5 V / 0,050 A = 170 ohmios

Cálculos de resistencia

Calcular la resistencia de una resistencia en un circuito simple es bastante sencillo. Sin embargo, a medida que se le agregan otras resistencias, ya sea en paralelo o en serie, la resistencia general del circuito también cambia. La resistencia total de varias resistencias conectadas en serie es igual a la suma de las resistencias individuales de cada una de ellas. Para una conexión paralela, todo es un poco más complicado.

¿Por qué es necesario prestar atención a la forma en que se conectan los componentes entre sí? Hay varias razones para esto.

> Las resistencias de resistencia son solo un cierto rango fijo de valores. En algunos circuitos, el valor de la resistencia debe calcularse con precisión, pero como es posible que no exista una resistencia de exactamente este valor, se deben conectar varios elementos en serie o en paralelo.

> Las resistencias no son los únicos componentes que tienen resistencia. Por ejemplo, las vueltas del devanado de un motor eléctrico también tienen cierta resistencia a la corriente. En muchos problemas prácticos, es necesario calcular la resistencia total de todo el circuito.

Cálculo de la resistencia de resistencias en serie.

La fórmula para calcular la resistencia total de resistencias conectadas en serie es indecentemente simple. Sólo necesitas sumar todas las resistencias:

Rtotal = Rl + R2 + R3 +… (tantas veces como elementos haya)

En este caso, los valores Rl, R2, R3, etc. son las resistencias de resistencias individuales u otros componentes del circuito, y Rtotal es el valor resultante.

Entonces, por ejemplo, si hay un circuito de dos resistencias conectadas en serie con valores de 1,2 y 2,2 kOhm, entonces la resistencia total de esta sección del circuito será igual a 3,4 kOhm.

Cálculo de la resistencia de resistencias en paralelo.

Las cosas se complican un poco más si necesitas calcular la resistencia de un circuito que consta de resistencias en paralelo. La fórmula toma la forma:

R total = R1 * R2 / (R1 + R2)

donde R1 y R2 son las resistencias de resistencias individuales u otros elementos del circuito, y Rtotal es el valor resultante. Entonces, si tomamos las mismas resistencias con valores de 1,2 y 2,2 kOhm, pero conectadas en paralelo, obtenemos

776,47 = 2640000 / 3400

Para calcular la resistencia resultante de un circuito eléctrico de tres o más resistencias, utilice la siguiente fórmula:

Cálculos de capacidad

Las fórmulas dadas anteriormente también son válidas para calcular capacidades, sólo que exactamente al revés. Al igual que las resistencias, se pueden ampliar para cubrir cualquier número de componentes de un circuito.

Cálculo de la capacitancia de condensadores en paralelo.

Si necesita calcular la capacitancia de un circuito que consta de capacitores en paralelo, simplemente necesita sumar sus valores:

Común = CI + C2 + SZ + ...

En esta fórmula, CI, C2 y SZ son las capacitancias de los condensadores individuales y Ctotal es un valor sumatorio.

Cálculo de la capacitancia de condensadores en serie.

Para calcular la capacitancia total de un par de capacitores conectados en serie, se utiliza la siguiente fórmula:

Común = C1 * C2 / (C1 + C2)

donde C1 y C2 son los valores de capacitancia de cada capacitor y Ctot es la capacitancia total del circuito

Cálculo de la capacitancia de tres o más capacitores conectados en serie.

¿Hay condensadores en el circuito? ¿Muchos? No pasa nada: incluso si todos están conectados en serie, siempre puedes encontrar la capacitancia resultante de este circuito:

Entonces, ¿por qué conectar varios condensadores en serie a la vez cuando uno podría ser suficiente? Una de las explicaciones lógicas de este hecho es la necesidad de obtener un valor específico para la capacitancia del circuito, que no tiene análogo en la serie estándar de clasificaciones. A veces hay que recorrer un camino más espinoso, especialmente en circuitos sensibles como los receptores de radio.

Cálculo de ecuaciones de energía.

La unidad de medida de energía más utilizada en la práctica es el kilovatio-hora o, en el caso de la electrónica, el vatio-hora. Puedes calcular la energía consumida por el circuito conociendo el tiempo durante el cual el dispositivo está encendido. La fórmula para el cálculo es:

vatios hora = P x T

En esta fórmula, la letra P indica el consumo de energía expresado en vatios y T es el tiempo de funcionamiento en horas. En física, se acostumbra expresar la cantidad de energía gastada en vatios-segundo o julios. Para calcular la energía en estas unidades, los vatios-hora se dividen entre 3600.

Cálculo de capacitancia constante de un circuito RC.

Los circuitos electrónicos suelen utilizar circuitos RC para proporcionar retrasos de tiempo o alargar las señales de pulso. Los circuitos más simples constan sólo de una resistencia y un condensador (de ahí el origen del término circuito RC).

El principio de funcionamiento de un circuito RC es que un condensador cargado se descarga a través de una resistencia no instantáneamente, sino durante un cierto período de tiempo. Cuanto mayor sea la resistencia de la resistencia y/o condensador, más tardará la capacitancia en descargarse. Los diseñadores de circuitos suelen utilizar circuitos RC para crear temporizadores y osciladores simples o alterar formas de onda.

¿Cómo se puede calcular la constante de tiempo de un circuito RC? Dado que este circuito consta de una resistencia y un condensador, los valores de resistencia y capacitancia se utilizan en la ecuación. Los condensadores típicos tienen una capacitancia del orden de microfaradios o incluso menos, y las unidades del sistema son faradios, por lo que la fórmula opera en números fraccionarios.

T=CR

En esta ecuación, T representa el tiempo en segundos, R representa la resistencia en ohmios y C representa la capacitancia en faradios.

Por ejemplo, tengamos una resistencia de 2000 ohmios conectada a un condensador de 0,1 µF. La constante de tiempo de esta cadena será igual a 0,002 s o 2 ms.

Para que al principio le resulte más fácil convertir unidades ultrapequeñas de capacitancia a faradios, hemos elaborado una tabla:

Cálculos de frecuencia y longitud de onda.

La frecuencia de una señal es una cantidad inversamente proporcional a su longitud de onda, como se verá en las fórmulas siguientes. Estas fórmulas son especialmente útiles cuando se trabaja con radioelectrónica, por ejemplo, para estimar la longitud de un trozo de cable que se planea utilizar como antena. En todas las fórmulas siguientes, la longitud de onda se expresa en metros y la frecuencia en kilohercios.

Cálculo de la frecuencia de la señal.

Supongamos que desea estudiar electrónica para poder construir su propio transceptor y charlar con entusiastas similares de otra parte del mundo en una red de radioaficionados. Las frecuencias de las ondas de radio y su longitud están una al lado de la otra en las fórmulas. En las redes de radioaficionados a menudo se pueden escuchar declaraciones de que el operador trabaja en tal o cual longitud de onda. A continuación se explica cómo calcular la frecuencia de una señal de radio dada la longitud de onda:

Frecuencia = 300000 / longitud de onda

La longitud de onda en esta fórmula se expresa en milímetros y no en pies, arshines o loros. La frecuencia está dada en megahercios.

Cálculo de la longitud de onda de la señal.

Se puede utilizar la misma fórmula para calcular la longitud de onda de una señal de radio si se conoce su frecuencia:

Longitud de onda = 300000 / Frecuencia

El resultado se expresará en milímetros y la frecuencia de la señal se indicará en megahercios.

Pongamos un ejemplo de cálculo. Dejemos que un radioaficionado se comunique con su amigo en una frecuencia de 50 MHz (50 millones de ciclos por segundo). Sustituyendo estos números en la fórmula anterior, obtenemos:

6000 milímetros = 300000/ 50MHz

Sin embargo, más a menudo utilizan unidades del sistema de longitud: metros, por lo que para completar el cálculo solo tenemos que convertir la longitud de onda a un valor más comprensible. Como en 1 metro hay 1000 milímetros, el resultado es 6 m. Resulta que el radioaficionado sintonizó su estación de radio a una longitud de onda de 6 metros. ¡Fresco!

Concepto de resistencia eléctrica y conductividad.

Cualquier cuerpo a través del cual fluye corriente eléctrica presenta cierta resistencia a ella. La propiedad de un material conductor de impedir que la corriente eléctrica lo atraviese se llama resistencia eléctrica.

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

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 son los electrones, sino las partículas cargadas de moléculas las que encuentran resistencia durante su movimiento.

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

La unidad de resistencia eléctrica es el ohmio.

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 de un conductor es de 4 ohmios, entonces se escribe así: R = 4 ohmios o r = 4 ohmios.

Para medir resistencias grandes se utiliza una unidad llamada megaohmio.

Un megaohmio equivale a un millón de ohmios.

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

En consecuencia, para caracterizar un conductor (desde el punto de vista del paso de la corriente eléctrica a través de él), se puede considerar no solo su resistencia, sino también el recíproco de la resistencia y llamado conductividad.

Conductividad eléctrica Es la capacidad de un material de pasar corriente eléctrica a través de sí mismo.

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

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

La resistencia de varios conductores depende del material del que están hechos. Para caracterizar la resistencia eléctrica de diversos materiales, se ha introducido el concepto de resistividad.

Resistividad es la resistencia de un conductor con una longitud de 1 my un área de sección transversal de 1 mm2. La resistividad se denota con la letra p del alfabeto griego. Cada material del que está hecho un conductor tiene su propia resistividad.

Por ejemplo, la resistividad del cobre es 0,017, es decir, un conductor de cobre de 1 m de longitud y 1 mm2 de sección tiene una resistencia de 0,017 ohmios. La resistividad del aluminio es 0,03, la resistividad del hierro es 0,12, la resistividad del constanten es 0,48 y la resistividad del nicrom es 1-1,1.

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

La resistencia de un conductor es inversamente proporcional a su sección transversal, es decir, cuanto más grueso es el conductor, menor es su resistencia y, por el contrario, cuanto más delgado es el conductor, mayor es su resistencia.

Para comprender mejor esta relación, imagine dos pares de vasos comunicantes, uno de los cuales tiene un tubo conector delgado y el otro uno grueso. Está claro que cuando uno de los vasos (cada par) se llena de agua, su transferencia al otro vaso a través de un tubo grueso se producirá mucho más rápido que a través de un tubo delgado, es decir, un tubo grueso tendrá menos resistencia al flujo. de agua. Del mismo modo, es más fácil que la corriente eléctrica pase por un conductor grueso que por uno fino, es decir, el primero le ofrece menos resistencia que el segundo.

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

R = ð l/S,

Dónde - R es la resistencia del conductor, ohmios, l es la longitud del conductor en m, S es el área de la sección transversal del conductor, mm 2.

Área de la sección transversal de un conductor redondo. calculado por la fórmula:

S = π re 2 / 4

donde π - valor constante igual a 3,14; d es el diámetro del conductor.

Y así se determina la longitud del conductor:

l = S R / p,

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

Si es necesario determinar el área de la sección transversal del conductor, la fórmula toma la siguiente forma:

S = ð l / R

Transformando la misma fórmula y resolviendo la igualdad con respecto a p, encontramos la resistividad del conductor:

r = R S / l

La última fórmula debe utilizarse en los casos en que se conocen la resistencia y las dimensiones del conductor, pero se desconoce su material y, además, es difícil de determinar por su apariencia. Para hacer esto, es necesario determinar la resistividad del conductor y, utilizando la tabla, encontrar un material que tenga dicha resistividad.

Otro motivo que afecta la resistencia de los conductores es la temperatura.

Se ha establecido que al aumentar la temperatura la resistencia de los conductores metálicos aumenta y al disminuir la temperatura disminuye. Este aumento o disminución de la resistencia para conductores de metal puro es casi el mismo y promedia 0,4% por 1°C. La resistencia de los conductores líquidos y del carbono disminuye al aumentar 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 transfiere 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 direccional 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 la resistencia del conductor disminuye. Esto explica un fenómeno interesante: superconductividad de los metales.

Superconductividad, es decir, una disminución en la resistencia de los metales a cero, se produce a una temperatura negativa enorme: 273 ° C, llamada cero absoluto. A una temperatura del cero absoluto, los átomos metálicos parecen congelarse en su lugar, sin interferir en absoluto con el movimiento de los electrones.

Los elementos de un circuito eléctrico se pueden conectar de dos maneras. Una conexión en serie implica conectar elementos entre sí, y en una conexión en paralelo, los elementos forman parte de ramas paralelas. La forma en que se conectan las resistencias determina el método para calcular la resistencia total del circuito.

Pasos

Conexión en serie

Determina si el circuito está en serie. Una conexión en serie es un circuito único sin derivaciones. Las resistencias u otros elementos se encuentran uno detrás del otro.

Sume las resistencias de los elementos individuales. La resistencia de un circuito en serie es igual a la suma de las resistencias de todos los elementos incluidos en este circuito. La intensidad de la corriente en cualquier parte del circuito en serie es la misma, por lo que las resistencias simplemente se suman.

• Por ejemplo, un circuito en serie consta de tres resistencias con resistencias de 2 ohmios, 5 ohmios y 7 ohmios. Resistencia total del circuito: 2 + 5 + 7 = 14 ohmios.

1. Si no se conoce la resistencia de cada elemento del circuito, utilice la ley de Ohm: V = IR, donde V es el voltaje, I es la corriente y R es la resistencia. Primero encuentre la corriente y el voltaje total.

   Sustituya los valores conocidos en la fórmula que describe la ley de Ohm. Reescribe la fórmula V = IR para aislar la resistencia: R = V/I. Inserte los valores conocidos en esta fórmula para calcular la resistencia total.

   • Por ejemplo, el voltaje de la fuente de corriente es de 12 V y la corriente es de 8 A. La resistencia total del circuito en serie es: R O = 12 V / 8 A = 1,5 ohmios.

   Conexión paralela

   1. Determine si el circuito es paralelo. Una cadena paralela se bifurca en algún punto en varias ramas, que luego se vuelven a conectar. La corriente fluye a través de cada rama del circuito.

      Calcula la resistencia total en base a la resistencia de cada rama. Cada resistencia reduce la corriente que fluye a través de un tramo, por lo que tiene poco efecto sobre la resistencia general del circuito. Fórmula para calcular la resistencia total: donde R 1 es la resistencia de la primera rama, R 2 es la resistencia de la segunda rama y así sucesivamente hasta la última rama R n.

      • Por ejemplo, un circuito en paralelo consta de tres ramas cuyas resistencias son 10 ohmios, 2 ohmios y 1 ohmio.
        Usa la fórmula 1 R O = 1 10 + 1 2 + 1 1 (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1)(10))+(\frac (1)(2))+ (\frac (1)(1))) para calcular R O
        Reducir fracciones a un denominador común: 1 R O = 1 10 + 5 10 + 10 10 (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1)(10))+(\frac (5)(10))+ (\frac (10)(10)))
        1 R O = 1 + 5 + 10 10 = 16 10 = 1 , 6 (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1+5+10)(10))=(\ fracción (16)(10))=1,6)
        Multiplica ambos lados por R O: 1 = 1,6R O
        R O = 1 / 1,6 = 0,625 Ohm.

   2. Calcule la resistencia a partir de la corriente y el voltaje conocidos. Haga esto si no conoce la resistencia de cada elemento del circuito.

      Sustituya los valores conocidos en la fórmula de la ley de Ohm. Si se conocen la corriente y el voltaje totales en el circuito, la resistencia total se calcula usando la ley de Ohm: R = V/I.

      • Por ejemplo, el voltaje en un circuito paralelo es de 9 V y la corriente total es de 3 A. Resistencia total: R O = 9 V / 3 A = 3 ohmios.

   3. Busque ramas con resistencia cero. Si una rama de un circuito paralelo no tiene ninguna resistencia, entonces toda la corriente fluirá a través de esa rama. En este caso, la resistencia total del circuito es 0 ohmios.

   Conexión combinada

   1. Divida el circuito combinado en serie y paralelo. Un circuito combinado incluye elementos que están conectados tanto en serie como en paralelo. Mira el diagrama del circuito y piensa en cómo dividirlo en secciones con elementos conectados en serie y en paralelo. Traza cada sección para que sea más fácil calcular la resistencia total.

      • Por ejemplo, un circuito incluye una resistencia cuya resistencia es de 1 ohmio y una resistencia cuya resistencia es de 1,5 ohmios. Detrás de la segunda resistencia, el circuito se bifurca en dos ramas paralelas: una rama incluye una resistencia con una resistencia de 5 ohmios y la segunda con una resistencia de 3 ohmios. Traza dos ramas paralelas para resaltarlas en el diagrama del circuito.

   2. Encuentre la resistencia del circuito paralelo. Para hacer esto, use la fórmula para calcular la resistencia total de un circuito en paralelo: 1 R O = 1 R 1 + 1 R 2 + 1 R 3 + . . . 1 R n (\displaystyle (\frac (1)(R_(O)))=(\frac (1)(R_(1)))+(\frac (1)(R_(2)))+(\ frac (1)(R_(3)))+...(\frac (1)(R_(n)))).

      • En nuestro ejemplo, el circuito paralelo incluye dos ramas cuyas resistencias son R 1 = 5 ohmios y R 2 = 3 ohmios.
        1 R p a r = 1 5 + 1 3 (\displaystyle (\frac (1)(R_(par)))=(\frac (1)(5))+(\frac (1)(3)))
        1 R p a r = 3 15 + 5 15 = 3 + 5 15 = 8 15 (\displaystyle (\frac (1)(R_(par)))=(\frac (3)(15))+(\frac (5 )(15))=(\frac (3+5)(15))=(\frac (8)(15)))
        R p a r = 15 8 = 1 , 875 (\displaystyle R_(par)=(\frac (15)(8))=1.875) Ohm.

   3. Simplifica la cadena. Una vez que haya encontrado la resistencia total del circuito paralelo, puede reemplazarlo con un elemento cuya resistencia sea igual al valor calculado.

      • En nuestro ejemplo, elimine las dos patas paralelas y reemplácelas con una única resistencia de 1,875 ohmios.

   4. Sume las resistencias de los resistores conectados en serie. Al reemplazar el circuito en paralelo con un elemento, se obtiene un circuito en serie. La resistencia total de un circuito en serie es igual a la suma de las resistencias de todos los elementos que están incluidos en este circuito.

      • Después de simplificar el circuito, consta de tres resistencias con las siguientes resistencias: 1 ohm, 1,5 ohm y 1,875 ohm. Las tres resistencias están conectadas en serie: R O = 1 + 1, 5 + 1, 875 = 4, 375 (\displaystyle R_(O)=1+1,5+1,875=4,375) Ohm.