1.- Conductores y aislantes.
2.- Resistencia eléctrica.
3.- Medida de la resistencia eléctrica.
4.- La ley de Ohm
5.- Resistencia de un conductor.
6.- Influencia de la temperatura sobre la resistividad.
7.- Resistencia de los aislantes.
8.- Rigidez dieléctrica.
3.- Medida de la resistencia eléctrica.
4.- La ley de Ohm
5.- Resistencia de un conductor.
6.- Influencia de la temperatura sobre la resistividad.
7.- Resistencia de los aislantes.
8.- Rigidez dieléctrica.
9.- Ejercicios.
CONDUCTORES Y AISLANTES
Para el buen funcionamiento de un circuito eléctrico existen dos elementos básicos, los conductores y los aislantes. Unos tienen tanta importancia como los otros, mientras que
los primeros permiten el paso de la corriente con una relativa facilidad (conductores), los segundos la bloquean (Aislantes).
Así, por ejemplo, un cable eléctrico está formado por un alambre metálico de cobre (el conductor) y por un recubrimiento de plástico (el aislante) que impide que la corriente se fugue hacia otros lugares no deseados, al tiempo que evita fallos y descargas eléctricas indeseables.
AISLANTES
Los cuerpos aislantes de la electricidad se caracterizan por impedir el paso de la corriente eléctrica a través de ellos. Este fenómeno se debe a que los electrones se encuentran ligados
fuertemente a sus átomos y para arrancarlos es necesario aplicar mucha energía (someter al cuerpo a una elevada tensión). Los cuerpos aislantes tienen tanta importancia como los
conductores en el mundo de la industria de materiales eléctricos, ya que gracias a ellos podemos aislar de la electricidad unos cuerpos de otros.
- Son buenos aislantes: el exafloruro de azufre (SF6), las cámaras de vacío, porcelana, aceite mineral, caucho, barniz, vidrio, algodón, seda, papel, plástico, aire seco, etc.
No todos los aislantes poseen el mismo poder de aislamiento; así por ejemplo, son buenos aislantes el exafloruro de azufre, el vacío, los materiales plásticos, el vidrio y el aire seco, mientras que los textiles vegetales son poco aislantes.
En la actualidad la tecnología de los aislantes es quizás más importante que la de los conductores, sobre todo si hablarnos de los materiales que se utilizan para las redes de alta y media tensión. No hay que olvidar que con tensiones elevadas, del orden de 440 KV, 220 KV, etc., la electricidad se puede abrir paso con facilidad hasta por un aislante, pudiendo provocar accidentes, o simplemente hacer inviable el transporte a tensiones elevadas.
En este campo se ha avanzado mucho en la fabricación de materiales con una alta capacidad de aislamiento. Los plásticos elaborados en diferentes formas son los grandes protagonistas de los aislantes, tanto en baja, como en media tensión (PVC, politileno, etc.)
- El exafloruro de azufre es un gas que posee una altísima capacidad de aislamiento, lo que permite aproximar las partes activas de una instalación sin que haya peligro.
- Las cámaras de vacío resultan un aislante fabuloso en interruptores de media tensión.
- La porcelana no es tan buen aislante, pero al soportar altas temperaturas es ideal para algunas aplicaciones (portalámparas, etc).
"Cintas aislantes, aislador de transformador y aisladores de baja tensión"
Nota: "Una mala aislacion puede provocar cortocircuitos, estos a su vez elevan la corriente, por ende se eleva la temperatura, producto de ello se generan incendios, son factores de estos la falta de mantención, la sobrecarga de circuitos, la mala elección del tipo de aislante y sección del conductor para el propósito, entre algunas causas comunes."
CONDUCTORES
A diferencia de los aislantes, los conductores permiten con facilidad el movimiento de electrones por su estructura molecular. Prácticamente, todos los metales son buenos conductores, pero unos lo son mejores que otros.
A continuación se expone una lista en la que aparecen clasificados algunos materiales conductores. Comenzamos por los mejores y terminamos por los peores:
1.- Platino
2.- Plata
3.- Cobre
4.- Oro
5.- Aluminio
6.- Cinc
7.- Estaño
8.- Hierro
9.- Plomo
10.- Maillechort
11.- Mercurio
12.- Nicrón
13.- Carbón.
La plata es un excelente conductor de la electricidad, pero debido a su alto coste, se emplea solamente cuando sus propiedades sean particularmente interesantes, como en los contactos de apertura y cierre de circuitos.
El material más empleado es el cobre, que conduce casi tan bien como la plata, siendo su coste muy inferior.
El aluminio se utiliza en las líneas de transporte, ya que su peso es menor que el del cobre.
Por otro lado, se fabrican materiales a base de aleaciones como el nicrón (níquel-cromo), el constantán (cobre-níquel), el ferroníquel (hien-o-níquel), el maillechort (cobre-cincníquel) y otras muchas más, que poseen la característica de ser mucho peor conductores que el cobre, lo que les hace útiles como materiales resistivos para la fabricación de resistencias (reostatos, elementos calefactores, etc).
El carbón es bastante mal conductor lo que le hace ideal para la fabricación de pequeñas resistencias para circuitos electrónicos.
RESISTENCIA ELÉCTRICA
La resistencia eléctrica como unidad de medida nos va a ayudar a diferenciar los cuerpos que son mejores conductores de los que son peores, de tal manera que podremos decir que un mal conductor posee mucha resistencia eléctrica, mientras que uno bueno tiene poca, De esta manera podemos decir que:
"La resistencia eléctrica es la mayor o menor oposición que ofrecen los cuerpos conductores al paso de la corriente eléctrica".
Este fenómeno se podría explicar así: cuando los electrones circulan por un conductor, éstos tienen que moverse a través de todos los átomos, produciéndose una especie de rozamiento
(resistencia al movimiento de electrones) que se transforma en calor. Estos choques son menores en los buenos conductores que en los malos.
Unidad
La unidad de medida de la resistencia eléctrica (símbolo R) es el ohmio y se representa por la letra griega omega "
1 miliohmio = 1 mΩ =0,001 Ω
1 Kilohmio = 1 KΩ =1.000 Ω
1 Megaohmio = 1 MΩ =1000.000 Ω
Los símbolos más utilizados para la resistencia son los representados son:
MEDIDA DE LA RESISTENCIA ELÉCTRICA
El aparato que se utiliza para medir la resistencia eléctrica es el óhmetro. Para medir el valor de una resistencia, bastará con conectar los extremos de ésta a las puntas del óhmetro.
"Medida de la resistencia con un ohmetro"
"El multimetro o polimetro tiene la capacidad de medir las magnitudes de resistencia, voltaje y intensidad de corriente entre las mas fundamentales"
Existen muchos tipos de 6hmetros, pero uno de los más conocidos y más utilizado para medir resistencias de una forma aproximada es el que incorpora el polímetro. El puente de Wheatstone es otro aparato de medida para medir resistencias que se utiliza cuando se quiere dar una mayor precisión en la medida.
LA LEY DE OHM
Es una fórmula que nos relaciona las tres magnitudes eléctricas conocidas: La intensidad de corriente, tensión y resistencia.
El físico Ohm, basándose en un experimento, determinó que la intensidad de la corriente que recorre un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión aplicada (a más tensión, más intensidad), e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica (a más resistencia, menos intensidad).
Al conectar una resistencia a los bornes de una pila, aparece una corriente eléctrica que circula desde el polo negativo de la pila atravesando dicha resistencia, hasta el positivo. Si existe corriente eléctrica es gracias a que el generador traslada las cargas del polo positivo al negativo. creando asi una diferencia de cargas, que nosotros llamamos tensión eléctrica.
Cuanto mayor es la tensión eléctrica, con mayor fuerza atraerá el polo positivo de la pila a los electrones que salen del negativo y atraviesan la resistencia, y por lo tanto, será mayor también la intensidad de la corriente por el circuito. Cuanto mayor sea el valor óhmico de la resistencia que se opone al paso de la corriente eléctrica, menor será la intensidad de la misma.
EJERCICIOS
1.- Calcular la intensidad que circula por el filamento de una lámpara incandescente de 10 ohmios de resistencia, cuando está sometida a una tensión de 12 voltios.
La ley de Ohm se puede ampliar despejando. en la fórmula, los valores de V y de R, obteniéndose entonces las siguientes expresiones:
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