thumb|300px|Símbolos de la resistencia eléctrica en un circuito. En electricidad, se le denomina resistencia a la oposición al flujo de corriente eléctrica a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega (Ω), en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.
Resistencia de un conductor Para un conductor de tipo cable, la resistencia está dada por la siguiente fórmula:
Donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material, es la longitud del cable y S el área de la sección transversal del mismo.
La resistencia de un conductor depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal).
Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual con la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición, en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un óhmetro. Además, su magnitud recíproca es la conductancia, medida en Siemens.
Por otro lado, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así:
Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.
También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a su resistencia".
Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.
Comportamientos ideales y reales
thumb|200px|Circuito con resistencia. Una resistencia ideal es un elemento pasivo que disipa energía en forma de calor según la ley de Joule. También establece una relación de proporcionalidad entre la intensidad de corriente que la atraviesa y la tensión medible entre sus extremos, relación conocida como ley de Ohm:
donde i(t) es la corriente eléctrica que atraviesa la resistencia de valor R y u(t) es la diferencia de potencial que se origina. En general, una resistencia real podrá tener diferente comportamiento en función del tipo de corriente que circule por ella.
Comportamiento en corriente continua
Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la misma forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en calor por efecto Joule. La ley de Ohm para corriente continua establece que:
donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.
Comportamiento en corriente alterna
thumb|200px|Diagrama fasorial, empleado en corriente alterna senoidal en estado estable.
Como se ha comentado anteriormente, una resistencia real muestra un comportamiento diferente del que se observaría en una resistencia ideal si la intensidad que la atraviesa no es continua. En el caso de que la señal aplicada sea senoidal, corriente alterna (CA), a bajas frecuencias se observa que una resistencia real se comportará de forma muy similar a como lo haría en CC, siendo despreciables las diferencias. En altas frecuencias el comportamiento es diferente, aumentando en la medida en la que aumenta la frecuencia aplicada, lo que se explica fundamentalmente por los efectos inductivos que producen los materiales que conforman la resistencia real.
Por ejemplo, en una resistencia de carbón los efectos inductivos solo provienen de los propios terminales de conexión del dispositivo mientras que en una resistencia de tipo bobinado estos efectos se incrementan por el devanado de hilo resistivo alrededor del soporte cerámico, además de aparecer una cierta componente capacitiva si la frecuencia es especialmente elevada. En estos casos, para analizar los circuitos, la resistencia real se sustituye por una asociación serie formada por una resistencia ideal y por una bobina también ideal, aunque a veces también se les puede añadir un pequeño condensador ideal en paralelo con dicha asociación serie. En los conductores, además, aparecen otros efectos entre los que cabe destacar el efecto pelicular.
Consideremos una resistencia R, como la de la figura2, a la que se aplica una tensión alterna de valor:
De acuerdo con la ley de Ohm circulará una corriente alterna de valor:
donde . Se obtiene así, para la corriente, una función senoidal que está en fase con la tensión aplicada (figura 3).
Si se representa el valor eficaz de la corriente obtenida en forma polar:
Y operando matemáticamente:
De donde se deduce que en los circuitos de CA la resistencia puede considerarse como una magnitud compleja con parte real y sin parte imaginaria o, lo que es lo mismo con argumento nulo, cuya representación binómica y polar serán:
Encapsulados y especificación del valor nominal Dependiendo del tipo de encapsulado de la resistencia existen unos estándares para marcarlas con su valor nominal y poder conocerlos a simple vista. Arduino Práctico. Edición 2022. Daniel Lozano Equisoain. Ed. Anaya 2022
Resistencias de montaje superficial Las Resistencias de montaje superficial o SMT (siglas del inglés Surface Mount Technology) están encapsuladas en pequeña piezas rectangulares de cerámica con contactos planos en forma de terminaciones metálicas en los bordes del componente, o en la parte inferior del encapsulado, que se sueldan directamente a la placa de circuito impresoResistencias y Circuitos Divisores de Tensión y de Corriente. Juan Pedro Duarte Martínez et ali. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. 2014Resistencias SMD (SMT): Cómo interpretar los valores. Raul Mora M. 4 de noviembre de 2018 Debido a su pequeño tamaño, el ensamblado manual de las piezas es muy difícil y están diseñados para sistemas automatizados. Actualmente las resistencias SMT son las más utilizadas.
El valor nominal de estas resistencias está marcado con 3 caracteres, de los cuales uno puede ser una letra, según el siguiente criterio: Si los 3 caracteres son dígitos los primeros dos caracteres representan los dos primeros dígitos significativos y el tercer dígito representa una potencia de diez. Por ejemplo, 332 representa 3200 Ohmios. Si el segundo carácter es una R, el primero indica la cifra del valor nominal, la R el punto decimal y la tercera la primera cifra decimal. Por ejemplo, 2R4 representa 2,4 Ohmios. Si el primer carácter es una R significa que los dos siguientes son decimales. Por ejemplo, R15 representa 0,15 Ohmios. Existen resistencias SMT con 4 caracteres en lugar de 3 y todos son dígitos. En este caso el valor nominal viene dado por los tres dígitos significativos y el cuarto representa una potencia de 10. Por ejemplo, 4462 representa 44 600 Ohmios.
Resistencias a través de orificio Las resistencias a través de orificio (en inglés through hole) se llaman así porque es necesario atravesar un agujero para su montaje en una placa. Tienen cuerpo cilíndrico con dos terminales (patas) que salen en línea recta desde los extremos opuestos del cilindro, diseñados para insertarse en agujeros de una placa.
Para hayar el valor nominal de este tipo de resistencias se usan bandas de colores con distinto significado según la posición, siguiendo un código internacional que asigna un valor numérico a cada color. Además existen bandas que corresponden al multiplicador, tolerancia (precisión de la resistencia en tanto por ciento) y coeficiente de temperatura (cuanto varía el valor de esa resistencia dependiendo de la temperatura ambiente medida en ppm/°C donde 10 000 ppm = 1 %Arduino. Curso práctico de formación. Oscar Torrente Artero. RC Libros. 2013), pero no tienen que estar todas informadas.
Resistencias solo en línea Las resistencias solo en línea o SIL (del inglés Single in line) son resistencias similares a las resistencias a través de orificio salvo que vienen varias empaquetadas en el mismo elemento. Cada uno de los componentes tiene un terminal que es común a todas las resistencias y el resto de terminales permiten conectar cada una de las resistencias con el común. Los terminales no conectados no se usan y no afectan al funcionamiento. El terminal común suele diferenciarse del resto con una marca, típicamente un punto o un triángulo sobre él.
Los valores nominales suelen venir dados por tres dígitos, siendo los dos primeros números significativos del valor nominal y el tercero la potencia de 10 por la que multiplicar. Por ejemplo, un SIL con la marca 101 serían 100 Ohmios.
Asociación de resistencias
Resistencia equivalente
thumb|350px|Asociaciones generales de resistencias: a) Serie y b) Paralelo. c) Resistencia equivalente.
Se denomina resistencia equivalente a la asociación respecto de dos puntos A y B, a aquella que conectada a la misma diferencia de potencial, UAB, demanda la misma intensidad, I (ver figura 4). Esto significa que ante las mismas condiciones, la asociación y su resistencia equivalente disipan la misma potencia.
Asociación en serie
Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma corriente.
Para determinar la resistencia equivalente de una asociación serie imaginaremos que ambas, figuras 4a) y 4c), están conectadas a la misma diferencia de potencial, UAB. Si aplicamos la segunda ley de Kirchhoff a la asociación en serie tendremos:
Aplicando la ley de Ohm:
En la resistencia equivalente:
Finalmente, igualando ambas ecuaciones se obtiene que:
Y eliminando la intensidad:
Por lo tanto, la resistencia equivalente a n resistencias montadas en serie es igual a la suma de dichas resistencias.
Asociación en paralelo
Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, UAB, todas las resistencias tienen la misma caída de tensión, UAB.
Para determinar la resistencia equivalente de una asociación en paralelo imaginaremos que ambas, figuras 4b) y 4c), están conectadas a la misma diferencia de potencial mencionada, UAB, lo que originará una misma demanda de corriente eléctrica, I. Esta corriente se repartirá en la asociación por cada una de sus resistencias de acuerdo con la primera ley de Kirchhoff:
Aplicando la ley de Ohm:
En la resistencia equivalente se cumple:
Igualando ambas ecuaciones y eliminando la tensión UAB:
De donde:
Por lo que la resistencia equivalente de una asociación en paralelo es igual a la inversa de la suma de las inversas de cada una de las resistencias.
Existen dos casos particulares que suelen darse en una asociación en paralelo: 1. Dos resistencias: en este caso se puede comprobar que la resistencia equivalente es igual al producto dividido por la suma de sus valores, esto es:
2. k resistencias iguales: su equivalente resulta ser:
Circuitos mixtos
thumb|350px|Asociaciones mixtas de cuatro resistencias: a) Serie de paralelos, b) Paralelo de series y c) Ejemplo de una de las otras posibles conexiones. En una asociación mixta se encuentran conjuntos de resistencias en serie con conjuntos de resistencias en paralelo. En la figura pueden observarse tres ejemplos de asociaciones mixtas con cuatro resistencias.