La resistència elèctrica és una mesura del grau d'oposició que presenta un objecte al pas del corrent elèctric. La unitat del Sistema Internacional d'Unitats per a la resistència elèctrica és l'ohm, que se simbolitza amb la lletra grega omega majúscula (Ω). La seva recíproca és la conductància elèctrica que es mesura en siemens.
La resistència d'un objecte depèn en gran part del material amb què estigui fet. Els objectes fets d'aïllants elèctrics com la goma solen tenir una resistència molt alta i una conductància baixa, mentre que els objectes fets de conductor elèctric com els metalls tendeixen a tenir una resistència molt baixa i una conductància alta. Aquesta relació es quantifica per resistivitat o conductivitat. La naturalesa d'un material no és l'únic factor de resistència i conductància, però; també depèn de la mida i la forma d'un objecte perquè aquestes propietats són extensives més que intensives. Per exemple, la resistència d'un cable és més gran si és llarg i prim, i menor si és curt i gruixut. Tots els objectes resisteixen el corrent elèctric, excepte els superconductors, que tenen una resistència de zero.
La resistència d'un objecte es defineix com la relació entre la tensió a través d'ell i el corrent a través d'ell , mentre que la conductància és la recíproca:
Per a una gran varietat de materials i condicions, i són directament proporcionals entre si i, per tant, i són constants (tot i que dependran de la mida i la forma de l'objecte, del material del qual està fet i d'altres factors com la temperatura o la deformació). Aquesta proporcionalitat s'anomena llei d'Ohm, i els materials que la compleixen s'anomenen materials ohmics.
En altres casos, com ara un transformador, díode o bateria, i no són directament proporcionals. La proporció de vegades encara és útil, i es coneix com a resistència cordal o resistència estàtica, ja que correspon al pendent invers d'una corda entre l'origen i una corba –. En altres situacions, la derivada pot ser més útil; això s'anomena resistència diferencial.
Definició Qualsevol objecte físic és una mena de resistència. La majoria dels metalls són conductors i tenen una baixa resistència al flux elèctric. El cos humà, un tros de plàstic, o fins i tot el buit, tenen una resistència que es pot mesurar. Els materials que tenen una gran resistència s'anomenen aïllants.
La quantitat de resistència que presenta un circuit elèctric determinarà la quantitat de corrent que passarà (fluirà) pel circuit per a un determinat voltatge aplicat als extrems del circuit, seguint la llei d'Ohm:
on R és la resistència de l'objecte, mesurada en ohms, equivalent a J·s/C² ΔV és la diferència de potencial entre els extrems de l'objecte, mesurada en volts (V). I és el corrent que passa a través de l'objecte, mesurat en amperes (A).
Per a una gran varietat de materials i condicions, la resistència elèctrica no depèn de la quantitat de corrent que passa o del voltatge aplicat. V també pot ser mesurat directament o calculat a partir d'una resta de voltatges relatius respecte a un punt de referència. En el cas del corrent altern pot haver problemes en utilitzar aquest mètode si les mesures respecte al punt de referència no estan en fase.
Pèrdues causades per la resistència elèctrica La resistència és responsable d'una dissipació d'energia en forma de calor, aquesta propietat es denomina efecte Joule. Quan un corrent I flueix a través d'un objecte amb una resistència R, l'energia elèctrica es converteix en calor en una proporció de potència igual a:
on P és la potència mesurada en watts
I és el corrent mesurat en amperes
R és la resistència mesurada en ohms
Aquest efecte és útil en algunes aplicacions com ara les bombetes elèctriques o els escalfadors elèctrics, però és un efecte no desitjat en altres casos com en la transmissió del corrent elèctric a través de la xarxa elèctrica.
Homonímia El substantiu "resistència" es fa servir per designar dos conceptes diferents: El de propietat física d'un material segons el grau d'oposició al pas d'un corrent elèctric, i el de component o transformador energètic que forma part d'un circuit elèctric.
Resistència en els conductors Resistència amb corrent continu En el cas del corrent continu, en tant que la densitat de corrent és totalment uniforme a tot el conductor, la resistència R d'un conductor de secció regular pot ser calculada com:
on l és la longitud del conductor, mesurada en metres A és l'àrea de la secció transversal del conductor, mesurada en metres quadrats ρ (lletra grega rho) és la resistivitat elèctrica del material, mesurada en ohm.metre. La resistivitat és una mesura de la capacitat del material d'oposar-se al flux del corrent elèctric. és la conductivitat elèctrica, mesurada en (Ω.m)-1. A la pràctica, la densitat de corrent no és uniforme a gairebé cap de les connexions de conductors reals, però tanmateix l'equació anterior dona una bona aproximació per als conductors llargs i prims com són els fils elèctrics.
Resistència amb corrent altern En el cas del corrent altern a altes freqüències a causa de l'efecte pel·licular es redueix l'àrea efectiva de la secció del fil elèctric (perquè hi ha més densitat de corrent a la superfície que al centre) i això fa que la resistència efectiva sigui més gran del que ho seria en el cas del corrent continu.
A més, si hi ha altres conductors pròxims, la resistència encara s'incrementarà per l'efecte de proximitat.
Encapsulats i especificació del valor nominal Depenent del tipus d'encapsulat de la resistència existeixen uns estàndards per a marcar-les amb el seu valor nominal i poder conèixer-los a simple vista. Arduino Práctico. Edició 2022. Daniel Lozano Equisoain. Ed. Anaya 2022
Resistències de muntatge superficial Les Resistències de muntatge superficial o SMT (sigles de l'anglès Surface Mount Technology) estan encapsulades en petita peces rectangulars de ceràmica amb contactes plans en forma de terminacions metàl·liques en les vores del component, o en la part inferior de l'encapsulat, que es sueldan directament a la placa de circuit imprèsResistencias 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 novembre de 2018 A causa de la seva petita grandària, l'acoblat manual de les peces és molt difícil i estan dissenyats per a sistemes automatitzats. Actualment les resistències SMT són les més utilitzades.
El valor nominal d'aquestes resistències està marcat amb 3 caràcters, dels quals un pot ser una lletra, segons el següent criteri: Si els 3 caràcters són dígits els primers dos caràcters representen els dos primers dígits significatius i el tercer dígit representa una potència de deu. Per exemple, 332 representa 3300 Ohms. Si el segon caràcter és una R, el primer indica la xifra del valor nominal, la R el punt decimal i la tercera la primera xifra decimal. Per exemple, 2R4 representa 2,4 Ohms. Si el primer caràcter és una R significa que els dos següents són decimals. Per exemple, R15 representa 0,15 Ohms. Existeixen resistències SMT amb 4 caràcters en lloc de 3 i tots són dígits. En aquest cas el valor nominal és causat pels tres dígits significatius i el quart representa una potència de 10. Per exemple, 4462 representa 44600 Ohms.
Resistències a través d'orifici Les resistències a través d'orifici (en anglès through hole) es diuen així perquè és necessari travessar un forat per al seu muntatge en una placa. Tenen cos cilíndric amb dues terminals (potes) que salin en línia recta des dels extrems oposats del cilindre, dissenyats per a inserir-se en forats d'una placa.
Per en trobar el valor nominal d'aquesta mena de resistències s'usen bandes de colors amb distint significat segons la posició, seguint un codi internacional que assigna un valor numèric a cada color.A més existeixen bandes que corresponen al multiplicador, tolerància (precisió de la resistència en tant per cent) i coeficient de temperatura (quant varia el valor d'aquesta resistència depenent de la temperatura ambient mesurada en ppm/°C on 10000ppm=1%Arduino. Curso práctico de formación. Oscar Torrente Artero. RC Libros. 2013), però no han d'estar totes informades.
Resistències només en línia Les resistències només en línia o SIL (de l'anglès Single in line) són resistències similars a les resistències a través d'orifici tret que venen diverses empaquetades en el mateix element. Cadascun dels components té un terminal que és comuna a totes les resistències i la resta de terminals permeten connectar cadascuna de les resistències amb el comú. Els terminals no connectats no s'usen i no afecten el funcionament. El terminal comú sol diferenciar-se de la resta amb una marca, típicament un punt o un triangle sobre ell.
Els valors nominals solen venir donats per tres dígits, sent els dos primers números significatius del valor nominal i el tercer la potència de 10 per la qual multiplicar. Per exemple, un SIL amb la marca 101 serien 100 Ohms.
Associació de resistències Resistència equivalent miniatura|350px|Associacions generals de resistències: a) Sèrie i b) Paral·lel. c) Resistència equivalent.
Es denomina resistència equivalent a l'associació respecte de dos punts A i B, a aquella que connectada a la mateixa diferència de potencial, OAB, demanda la mateixa intensitat, I (vegeu figura 4). Això significa que davant les mateixes condicions, l'associació i la seva resistència equivalent dissipen la mateixa potència.
Associació en sèrie Dues o més resistències es troben connectades en sèrie quan en aplicar al conjunt una diferència de potencial, totes elles són recorregudes pel mateix corrent.
Per a determinar la resistència equivalent d'una associació sèrie imaginarem que ambdues, figures 4a) i 4c), estan connectades a la mateixa diferència de potencial, UAB. Si apliquem la segona llei de Kirchhoff a l'associació en sèrie tindrem:
Aplicant la llei d'Ohm:
En la resistència equivalent:
Finalment, igualant totes dues equacions s'obté que:
I eliminant la intensitat:
Per tant, la resistència equivalent a n resistències muntades en sèrie és igual a la suma d'aquestes resistències.
Associació en paral·lel Dues o més resistències es troben en paral·lel quan tenen dues terminals comunes de manera que en aplicar al conjunt una diferència de potencial, UAB, totes les resistències tenen la mateixa caiguda de tensió, UAB.
Per a determinar la resistència equivalent d'una associació en paral·lel imaginarem que ambdues, figures 4b) i 4c), estan connectades a la mateixa diferència de potencial esmentada, UAB, la qual cosa originarà una mateixa demanda de corrent elèctric, I. Aquest corrent es repartirà en l'associació per cadascuna de les seves resistències d'acord amb la primera llei de Kirchhoff:
Aplicant la llei d'Ohm:
En la resistència equivalent es compleix:
Igualant totes dues equacions i eliminant la tensió UAB:
D'on:
Pel que la resistència equivalent d'una associació en paral·lel és igual al revés de la suma de les inverses de cadascuna de les resistències.
Existeixen dos casos particulars que solen donar-se en una associació en paral·lel: 1. Dues resistències: en aquest cas es pot comprovar que la resistència equivalent és igual al producte dividit per la suma dels seus valors, això és:
2. k resistències iguals: la seva equivalent resulta ser:
Circuits mixtos miniatura|350px|Associacions mixtes de quatre resistències: a) Sèrie de paral·lels, b) Paral·lel de sèries i c) Exemple d'una de les altres possibles connexions. En una associació mixta es troben conjunts de resistències en sèrie amb conjunts de resistències en paral·lel. En la figura poden observar-se tres exemples d'associacions mixtes amb quatre resistències.