lunes, 1 de agosto de 2011

1. Tabla de resistividades de materiales, tabla de conductores y tabla de clasificación de aislantes.


Resistividad


La resistividad es una característica propia de un material y tiene unidades de ohmios–metro. La resistividad indica que tanto se opone el material al paso de la corriente.
La resistividad [ρ] (rho) se define como:
ρ = R *A / L
donde:
- ρ es la resistividad medida en ohmios-metro
- R es el valor de la resistencia eléctrica en Ohmios
- L es la longitud del material medida en metros
- A es el área transversal medida en metros2
De la anterior fórmula se puede deducir que el valor de un resistor, utilizado normalmente en electricidad y electrónica, depende en su construcción, de la resistividad (material con el que fue fabricado), su longitud, y su área transversal.
R = ρ * L / A
Resistividad - Electrónica Unicrom

- A mayor longitud y menor área transversal del elemento, más resistencia
- A menor ongitud y mayor área transversal del elemento, menos resistencia
Los valores típicos de resistividad de varios materiales a 23 °C son:
Valores típicos de resistividad de varios materiales a 23 °C - Electrónica Unicrom

La resistividad depende de la temperatura

La resistividad de los metales aumenta al aumentar la temperatura al contrario de los semiconductores en donde este valor decrece.
El inverso de la resistividad se llama conductividad (σ) [sigma]
σ = 1 / ρ



Conductividad eléctrica


MetalesConductividad Eléctrica
(S·m-1)
Temperatura(°C)Apuntes
Plata6,30 × 10720La conductividad eléctrica más alta de cualquier metal
Cobre5,96 × 10720
Cobre Recocido5,80 × 10720Se refiere a 100% IACS (Standard Internacional de Cobre Recocido, de sus siglas en inglés: International Annealed Copper Standard). Esta es la unidad más comun usada para medir la conductividad de materiales no magnéticos usando el metodo de las corrientes de Foucault (corrientes parasitas)
Oro4,55 × 10720-25
Aluminio3,78 × 10720
Tungsteno1,82 × 107
Hierro1,53 × 107
SemiconductoresConductividad Eléctrica
(S·m-1)
Temperatura(°C)Apuntes
Carbono2,80 × 104
Germanio2,20 × 10-2
Silicio1,60 × 10-5
AislantesConductividad Eléctrica
(S·m-1)
Temperatura(°C)Apuntes
Vidrio10-10 a 10-14
Lucita< 10-13
Mica10-11 a 10-15
Teflón< 10-13
Cuarzo1,33 × 10-18Solo si está fundido, en estado sólido es un semiconductor.
Parafina3,37 × 10-17
LíquidosConductividad Eléctrica
(S·m-1)
Temperatura(°C)Apuntes
Agua de mar523Ver http://www.kayelaby.npl.co.uk/general_physics/2_7/2_7_9.html para más detalles sobre las distintas clases del agua marina.
5(S·m-1) para una salinidad promedio de 35 g/kg alrededor de 23(°C) Los derechos de autor del material enlazado se pueden consultar en http://www.kayelaby.npl.co.uk/copyright/
Agua potable0,0005 a 0,05Este rango de valores es típico del agua potable de alta calidad mas no es un indicador de la calidad del agua.
Agua desionizada5,5 × 10-61,2 × 10-4 en agua sin gas; ver J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1231-1238

TABLA MATERIALES AISLANTES




                                  Otras tablas mas.....


TABLA UNIDADES DE MEDIDA




TABLA CONDUCTIVIDAD Y RESISTIVIDAD
PERMEABILIDAD MAGNETICA





TABLA DE RESISTENCIA SEGUN COLORES

Conductores, aislantes y semiconductores en función del estado de los electrones en los cuerpos materiales

LOS CONDUCTORES

Son materiales que conducen la corriente eléctrica con facilidad. Generalmente son metales como el cobre y el aluminio, éstos metales son sólidos constituidos por un bloque inferior muy compacto formando núcleos atómicos rodeados por una especie de nube en forma de electrones que se encuentran desligados de sus átomos.
Tienen facilidad de movimiento por ésta razón los metales son buenos conductores de corriente eléctrica puesto que se pueden desplazar facilmente a través de ellos.





LOS AISLANTES
Son materiales que no conducen corriente eléctrica, por este motivo los electrones no se desplazan a través de ellos sino que se encuentran fuertemente ligados a sus átomos ya que forman parte de enlaces químicos que configuran su estructura interna. En conclusión los electrones son libres.






LOS SEMICONDUCTORES
  
Los semi conductores poseen características intermedias ya que entre los dos cuerpos  poseen características intermedias por lo tanto no se consideran ni una cosa ni la otra. Sin embargo estos mismos elementos permiten la circulación de la corriente eléctrica. Se utiliza para rectificar corriente alterna detectar señales de radio interruptores o compuertas.
Pueden ser intrínsecos o extrínsecos.

Intrínsecos:

Son elementos simples como si silicio y el germanio. Tienen cuatro electrones de valencia, y forman enlaces covalentes en los que comparten estos electrones con los átomos vecinos.

Extrínsecos:

Presentan una conductividad muy baja. Se logra introduciendo impurezas en el material, mediante un proceso denominado dopado.



Conductividad, Resistividad, Resistencia y Conductancia, modelo matemático, unidades en el sistema internacional y unidades dimensionales.

Resistividad



La resistividad es la resistencia eléctrica específica de un material. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohmios por metro (Ω•m).[1]
Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor.
Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.



Tabla de resistividades de algunos materiales: 


Material   Resistividad (en 20 °C-25 °C) (Ω·m)
Plata[2] 1,55 x 10-8
Cobre[3]  1,71 x 10-8
Oro[4]  2,22 x 10-8
Aluminio[5]  2,82 x 10-8
Wolframio[6]   5,65 x 10-8
Níquel[7]  6,40 x 10-8
Hierro[8]  9,71 x 10-8
Platino[9]  10,60 x 10-8
Estaño[10]  11,50 x 10-8
Acero inoxidable 301[11] 72,00 x 10-8
Grafito[12]  60,00 x 10-8


CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA






Se define como la capacidad que tienen las sales inorgánicas en solución ( electrolitos ) para conducir la corriente eléctrica.
El agua pura, prácticamente no conduce la corriente, sin embargo el agua con sales disueltas conduce la corriente eléctrica. Los iones cargados positiva y negativamente son los que conducen la corriente, y la cantidad conducida dependerá del número de iones presentes y de su movilidad.
En la mayoría de las soluciones acuosas, entre mayor sea la cantidad de sales disueltas, mayor será la conductividad, este efecto continúa hasta que la solución está tan llena de iones que se restringe la libertad de movimiento y la conductividad puede disminuir en lugar de aumentas, dándose casos de dos diferentes concentraciones con la misma conductividad. Todos los valores de conductividad están referidos a una temperatura de referencia de 25 ° C
Algunas sustancias se ionizan en forma más completa que otras y por lo mismo conducen mejor la corriente. Cada ácido, base o sal tienen su curva característica de concentración contra conductividad.
Son buenos conductores : los ácidos, bases y sales inorgánicas: HCl, NaOH, NaCl, Na2CO3 ....etc.
Son malos conductores : Las moléculas de sustancias orgánicas que por la naturaleza de sus enlaces son no iónicas: como la sacarosa, el benceno, los hidrocarburos, los carbohidratos.... etc, estas sustancias, no se ionizan en el agua y por lo tanto no conducen la corriente eléctrica.
Un aumento en la temperarura, disminuye la viscosidad del agua y permite que los iones se muevan más rapidamente, conduciendo más electricidad. Este efecto de la temperatura es diferente para cada ion, pero tipicamente para soluciones acuosas diluidas, la conductividad varía de 1 a 4 % por cada ° C.
Conociendo estos factores, la medición de la conductividad nos permite tener una idea muy aproximada de la cantidad de sales disueltas.

RESISTENCIA ELÉCTRICA



Sabemos que una bateria o un acumulador de algun tipo es el  impulsor, primer movil y fuente de voltaje de un circuito electrico. La corriente que se maneje no solo depende de su voltaje, sino tambien de la resistencia electrica que ofrece el conductor al paso de la carga. eso se parece a la tasa de flujo de agua en un tubo, que depende no solo de la diferencia de presion entre los extremos del tubo, sino tambien de la resistencia que presenta el tubo mismo. Un tubo corto presenta menos resistencia al flujo de agua que uno largo: cuando mayor sea el diametro del tubo, su resistencia sera menor. Es igual con las resistencias de los conductores por los que luye la corriente. la resistencia de un alambre depende de su grosor y su longitud, asi como de su conductividad. Los alambres gruesos tienen menos resistencia que los delgados. Los alambres mas largos tienen mas resistencias que los cortos.La resistencia electrica tambien depende de la temperatura. cuando mayor sea la agitacion de los atomos dentro del conductor, sera mayor la resistencia que presente al flujo de carga. Para la mayoria de los conductores, mayor temperatura equivale a mayor resistencia. La resistencia de algunos materiales llega a ser cero a muy bajas temperaturas. 
La resistencia electrica se expresa en unidades llamadas ohms. 
El nombre de la unidad es en honor del fisico aleman Georg simon Ohm, quien descubrio en 1826 una relacion sencilla, pero muy importante, entre el voltaje, la corriente y la resistencia.

La resistencia como componente de un circuito

Todos los componentes eléctricos y electrónicos presentan en mayor o menor medida una cierta resistencia al paso de la corriente, si bien ésta suele ser pequeña. Hay sin embargo componentes eléctricos denominados resistencias que se introducen en los circuitos para dificultar el paso de la corriente, bien sea para disminuir la intensidad, protegiendo así los demás componentes, bien para obtener calor por efecto Joule en la propia resistencia, como es el caso de las cocinas y las calefacciones eléctricas domésticas, cafeteras, hornos de secado industriales, etc.

Codificación

La corriente máxima de una resistencia viene condicionada por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más corrientes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.
Los otros datos se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La última raya indica la tolerancia (precisión). De las restantes la última es el multiplicador y las otras las cifras significativas.
El valor se obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos o tres cifras y, después, multiplicando el resultado por el multiplicador, obteniéndose el resultado en ohmios (Ω); en ocasiones puede aparecer una banda adicional indicando el efecto de la temperatura en la variación de la resistencia. En aquellos casos en los que no hay espacio para dibujar las bandas de colores, se emplean dígitos, con igual significado que en el caso de la codificación con cuatro bandas: los primeros serán las cifra significativas y el último el multiplicador; por ejemplo una resistencia 123, será de 12.000 W.
La nomenclatura normalizada emplea las letras R (1), K (kilo = 1.000) y M (mega = 1.000.000) como multiplicadores, en la posición que ocuparía el punto en la escritura del número. La segunda letra hace referencia a la tolerancia M=±20%, K=±10%, J=±5%, G=±2%, F=±1%. En los ejemplos se indica, entre paréntesis, la codificación de las resistencias con esta nomenclatura.

CONDUCTANCIA ELÉCTRICA.

La conductancia esta directamente relacionada con la facilidad que ofrece un material cualquiera al paso de la corriente electrica. La conductancia es lo opuesto a la resistencia. A mayor conductancia la resistencia disminuye y viceversa, a mayor resistencia, menos conductancia, por lo que ambas son inversamente proporcionales.
Existen algunos materiales que conducen mejor la corriente que otros. Los mejores conductores son,   los metales, principalmente el oro (Au) y la plata (Ag), pero por su alto costo en el mercado se prefiere utilizar en primer lugar, el cobre (Cu) y en segundo el aluminio (Al), por ser ambos metales buenos conductores de la electricidad y tener un cosot mucho mas bajo que el oro y la plata.    

Otros tipos de materiales como el alambre nocromo (Ni-Cr, aleacion de niquel y cromo), la manganina, el carbon, etc. no son buenos conductores y ofrecen mayor resistencia al paso de la corriente electrica, por lo que son utilizados como resistencias electricas, para producir calor fundamentalmente o controlar el paso de la corriente por los circuitos electronicos.  




       Calentador eléctrico que emplea resistencia de alambre nicromo como elemento de calefacción.





Ademas de los conductores y las resistencias, existen otros materiales llamados semiconductores como por ejemplo el germanio y el silicio que permiten el paso de corriente eléctrica en un solo sentido. El silicio se emplea en la fabricación de diodos, transistores, circuitos integrados y microprocesadores.

Por otro lado, podemos encontrar materiales no conductores, que ofrecen total resistencia al flujo de corriente eléctrica, se encuentra el vidrio, el plástico, el pvc, la porcelana, la goma, etc. que se emplean como materiales aislantes el los circuitos eléctricos.

si hacemos una comparación entre diferentes materiales como el cobre, nicromo, silicio, porcelana, buscamos en una tabla sus coeficientes de resistividad a 20º veremos que el cobre tiene 0,0172, el nicromo 1,5 y el silicio 1,000 ohm* mm/ m, mientras el coeficiente de la porcelana es infinito.
De acuerdo con la ley de ohm, el valor de la resistencia R se obtiene dividiendo el voltaje o tensión en volt E del circuito, por el valor de la intensidad I en ampere como se muestra en el ejemplo.

Si  representamos la conductancia eléctrica con la letra G (sabiendo que es lo opuesto a la resistencia y que podemos representarla como 1/R )  es posible hallar su valor invirtiendo los valores de la tensión y la intensidad en la formula anterior, tal como se muestra a continuación :                                                                                                                                      






Por tanto, sustituyedo por G tendremos: 




O tambien:





El valor de la conductancia G de un material se indica en siemens y se identifica con la letra S. Un siemens equivale a: