Hay tres medidas básicas que se pueden hacer en un circuito eléctrico. El voltaje y la corriente son los dos primeros, y el tercero es la resistencia.
Cuando una corriente eléctrica fluye a través de una bombilla o cualquier conductor, el conductor ofrece cierta obstrucción a la corriente y esta obstrucción se conoce como resistencia eléctrica y se denota por R. Cada material tiene una resistencia eléctrica y esta es la razón por la que los conductores emiten calor cuando la corriente pasa a través de ellos.
Como la resistencia eléctrica es un concepto tan básico en los circuitos eléctricos y electrónicos, es necesario responder a algunas preguntas: qué es la resistencia, qué son los resistores y cómo afecta la resistencia a los circuitos.
¿Qué es la Resistencia Eléctrica?
Cuando una corriente eléctrica de un amperio pasa por un componente a través del cual existe una diferencia de potencial (tensión) de un voltio, entonces la resistencia de ese componente es de un ohmio. (Para más información sobre la relación entre corriente, resistencia y tensión, véase la Ley de Ohm).
En general, cuando el voltaje aplicado se mantiene constante, la corriente en un circuito eléctrico de corriente continua (CC) es inversamente proporcional a la resistencia. Si se duplica la resistencia, la corriente se reduce a la mitad; si la resistencia se reduce a la mitad, la corriente se duplica. Esta regla también es válida para la mayoría de los sistemas de corriente alterna (CA) de baja frecuencia, como los circuitos de servicios públicos domésticos. En algunos circuitos de CA, especialmente a altas frecuencias, la situación es más compleja porque algunos componentes de estos sistemas pueden almacenar y liberar energía, además de disiparla o convertirla.
La oposición a la CA, pero no a la CC, es una propiedad conocida como reactancia. En un circuito de CA, la resistencia y la reactancia se combinan vectorialmente para producir impedancia.
La resistencia contrasta con la conductancia, que es una medida de la facilidad con la que la corriente eléctrica fluye a través de un material.
La resistencia del material conductor se encuentra:
- directamente proporcional a la longitud del material
- inversamente proporcional al área de la sección transversal del material
- depende de la naturaleza del material
- depende de la temperatura
Matemáticamente, la resistencia de un material conductor puede expresarse como:
R ∞ (l / a)
R = p (l / a) Ω
Donde:
- R = resistencia del conductor
- l = longitud del conductor
- a = área de la sección transversal del conductor
- p = constante de proporcionalidad del material conocida como resistencia específica o resistividad del material
Resistencia Eléctrica Específica (Resistividad)
La resistencia eléctrica específica o resistividad es una propiedad fundamental de un material que mide la fuerza con la que resiste la corriente eléctrica. Una resistividad baja indica un material que permite fácilmente la corriente eléctrica. La resistividad se define como la resistencia que ofrece el material por unidad de longitud para una unidad de sección transversal y es inversamente proporcional a la resistencia.
- La resistividad se suele representar con la letra griega ρ (rho).
- La unidad SI de la resistividad eléctrica es el ohmímetro (Ω-m) o mho.
Matemáticamente, la resistividad se define como,
ρ = (R×A)/L
o
R = (ρ×L)/A
donde
- R es la Resistencia,
- L es la Longitud y
- A es el área de la sección transversal del conductor.
Factores que Afectan la Resistencia Eléctrica
De la relación anterior se desprende que la resistencia de un conductor depende de los siguientes factores:
- El área de la sección transversal del conductor
- La longitud del conductor
- El material del conductor
- La temperatura del material conductor
Los materiales con un valor bajo de resistividad conducen muy bien la electricidad, nos referimos a los conductores, y los aislantes tendrán un valor de resistividad mayor que el de los conductores. Algunos materiales y su resistencia específica estándar (Resistividad) a 20° C son:
| Material | Resistividad (en Ω-m) |
| Aluminio | 2.8 × 10-8 |
| Cobre | 1.7 × 10-8 |
| Oro | 2.4 × 10-8 |
| Carbono (grafito) | 1 × 10-5 |
| Germanio | 4.6 × 10-1 |
| Hierro | 1.0 × 10-7 |
| Plomo | 1.9 × 10-7 |
| Nicromo | 1.1 × 10-6 |
| Plata | 1.6 × 10-8 |
Por lo tanto, las dos fórmulas importantes para la Resistencia Eléctrica son las siguientes:
- R = V/I
- R = (ρ×L)/A
donde, R es la Resistencia, V es la Tensión, I es la corriente, ρ es la resistividad, L es la Longitud y A es el área de la sección transversal del conductor.
Resistencia Eléctrica Unidad de Medida
La resistencia eléctrica se mide en ohm, y Ω la representa. La unidad ohmio (Ω) lleva el nombre del gran físico y matemático alemán Georg Simon Ohm.
En el Sistema Internacional, un ohmio equivale a 1 voltio por amperio. Así pues,
1 Ohm = 1 Voltio / 1 Amperio
Por lo tanto, la resistencia también se mide en voltios por amperios.
Los resistores se fabrican y especifican en una amplia gama de valores. La unidad ohmio se utiliza normalmente para valores de resistencia moderados, pero los valores de resistencias enormes y pequeñas pueden expresarse en miliohmios, kiloohmios, megaohmios, etc.
De ahí que las unidades derivadas de los resistores se realicen en función de sus valores, como se muestra en la siguiente tabla.
| Nombre de la Unidad | Abreviatura | Valor en Ω |
| Miliohmios | m Ω | 10-3 Ω |
| Microohmios | µ Ω | 10-6 Ω |
| Nano Ohmios | n Ω | 10-9 Ω |
| kiloohmios | K Ω | 103 Ω |
| Megaohmios | M Ω | 106 Ω |
| Gigaohmios | G Ω | 109 Ω |
Símbolo de Resistencia Eléctrica
Hay dos símbolos de circuito principales utilizados para la resistencia eléctrica.
El símbolo más común para una resistencia es una línea en zig-zag que se utiliza ampliamente en Norteamérica. El otro símbolo de circuito para una resistencia es un pequeño rectángulo muy utilizado en Europa y Asia, denominado símbolo internacional de la resistencia.
El símbolo para las resistencias se muestra en la siguiente imagen.
Resistencia Eléctrica Formula
La fórmula básica de la resistencia es:
- La relación entre Resistencia, Tensión y Corriente (Ley de Ohm)
- La relación entre Resistencia, Potencia y Voltaje
- La relación entre Resistencia, Potencia y Corriente
Estas relaciones se resumen en la siguiente imagen.
¿Cómo Calcular la Resistencia Eléctrica usando la Ley de Ohm?
Según la Ley de Ohm:
V = I * R
Así, la resistencia es la relación entre el voltaje y la corriente de alimentación.
R = (V / I) Ω
Calculando la Resistencia Eléctrica (Potencia y Tensión)
La potencia transferida es el producto de la tensión de alimentación y la corriente eléctrica.
P = V * I
Ahora, poniendo I = V / R en la ecuación anterior obtenemos,
P = V2 / R
Así, obtenemos que la resistencia es el cociente del cuadrado de la tensión y la potencia. Matemáticamente,
R = (V2 / P) Ω
Fórmula para Calcular la Resistencia (Potencia y Corriente)
Sabemos que, P = V * I
Poniendo V = I * R en la ecuación anterior obtenemos,
P = I2 * R
Así, obtenemos que la resistencia es la relación entre la potencia y el cuadrado de la corriente. Matemáticamente,
R = (P / I2) Ω
Preguntas Frecuentes Sobre la Resistencia
Resistencia Eléctrica del Cuerpo Humano
La resistencia de la piel del cuerpo humano es alta, pero la resistencia interna del cuerpo es baja. Cuando el cuerpo humano está seco, su resistencia efectiva media es alta, y cuando está mojado, la resistencia se reduce sustancialmente.
En condiciones de sequedad, la resistencia efectiva que ofrece el cuerpo humano es de 100.000 ohmios, y en condiciones de humedad o de piel rota, la resistencia se reduce a 1.000 ohmios.
Si la energía eléctrica de alto voltaje penetra en la piel humana, ésta se rompe rápidamente y la resistencia que ofrece el cuerpo se reduce a 500 ohmios.
Resistencia Eléctrica del Aire
Sabemos que la resistencia eléctrica de cualquier material depende de la resistividad o de la resistencia específica de ese material. La resistividad o resistencia específica del aire es de alrededor de 106 a 1015 Ω-m a 20° C.
La resistencia eléctrica del aire es la medida de la capacidad del aire para resistir una corriente eléctrica. La resistencia del aire es el resultado de las colisiones entre la superficie principal del objeto y las moléculas de aire. Los dos factores principales que afectan a la cantidad de resistencia del aire son la velocidad del objeto y el área de la sección transversal del objeto.
La ruptura o rigidez dieléctrica del aire es de 21,1 kV/cm (RMS) o 30 kV/cm (pico), lo que significa que el aire ofrece resistencia eléctrica hasta 21,1 kV/cm (RMS) o 30 kV/cm (pico). Si la tensión electrostática en el aire va más allá de 21,1 kV/cm (RMS), se produce una ruptura del aire; por lo tanto, podemos decir que la resistencia del aire se convierte en cero.
Resistencia Eléctrica del Agua
La resistencia específica o resistividad del agua es la medida de la capacidad del agua para resistir una corriente eléctrica, que depende de la concentración de sales disueltas en el agua.
El agua pura tiene un valor más alto de resistencia específica o resistividad, ya que no contiene iones. Cuando las sales se disuelven en el agua pura, se producen iones libres. Estos iones pueden conducir la corriente eléctrica, por lo que la resistencia disminuye.
El agua con una alta concentración de sales disueltas tendrá una baja resistencia específica o resistividad y viceversa. La siguiente tabla muestra el valor de la resistividad para diferentes tipos de agua.
| Tipos de Agua | Resistividad en Ohms-m |
| Agua pura | 20.000.000 |
| Agua de mar | 20-25 |
| Agua destilada | 500.000 |
| Agua de lluvia | 20.000 |
| Agua de río | 200 |
| Agua potable | 2 a 200 |
| Agua desionizada | 180.000 |
Resistencia Eléctrica del Cobre
El cobre es un buen conductor, por lo que tiene un bajo valor de resistencia. La resistencia natural que ofrece el cobre se conoce como resistencia específica o resistividad del cobre.
El valor de resistencia específica o resistividad del cobre es de 1.68 * 10-8 Ω-m.
¿Cómo se llama el fenómeno en el que la Resistencia Eléctrica es Nula?
Cuando la resistencia eléctrica es nula, este fenómeno se denomina superconductividad.
Según la ley de ohm,
I = V / R
Si la resistencia eléctrica, es decir, R = 0 entonces,
I = V / 0 = ∞
Por lo tanto, la corriente que fluye a través del conductor es infinita si la resistencia de ese conductor es cero; este fenómeno se conoce como superconductividad.
También podemos decir que si la resistencia eléctrica es cero, tiene una conductancia infinita.
G = 1 / R = 1 / 0 = ∞