Resistividad eléctrica
Resistividad, conductividad, coeficiente de temperatura y valores típicos para materiales conductores a 20°C.
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La resistividad eléctrica (ρ, rho) es una propiedad fundamental que cuantifica con qué fuerza se opone un material al flujo de corriente eléctrica.
Una resistividad baja indica un excelente conductor eléctrico, mientras que una resistividad alta caracteriza un material aislante o resistivo.
Referencia rápida
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Símbolo | ρ (ro) |
| Unidad SI | Ω·m |
| Propiedad inversa | Conductividad (σ) |
| Temperatura de referencia | 20ºC |
| Fórmula principal | R = ρL / A |
Propiedades eléctricas típicas de materiales conductores
| Material | SIGC (%) | Resistividad (Ω·m @20°C) | Conductividad (MS/m) | Temperatura. Coeficiente α (1/°C) |
|---|---|---|---|---|
| Plata | 106 | 1.59 × 10⁻⁸ | 62.9 | 0.00380 |
| Cobre (recocido) | 100 | 1.724 × 10⁻⁸ | 58.0 | 0.00393 |
| Cobre (OFHC) | 101 | 1.71 × 10⁻⁸ | 58.5 | 0.00390 |
| Oro | 70 | 2.44 × 10⁻⁸ | 41.0 | 0.00340 |
| Aluminio | 61 | 2.82 × 10⁻⁸ | 35.5 | 0.00429 |
| Tungsteno | 31 | 5.60 × 10⁻⁸ | 17.9 | 0.00450 |
| Zinc | 29 | 5.90 × 10⁻⁸ | 16.9 | 0.00370 |
| Níquel | 25 | 6.99 × 10⁻⁸ | 14.3 | 0.00600 |
| Latón* | 23–28 | (6–8) × 10⁻⁸ | 15–17 | 0.00150 |
| Bronce* | 12–18 | (9–14) × 10⁻⁸ | 7–11 | 0.00180 |
| Hierro | 17 | 9.71 × 10⁻⁸ | 10.3 | 0.00500 |
| Estaño | 15 | 1.09 × 10⁻⁷ | 9.2 | 0.00450 |
| Platino | 16 | 1.06 × 10⁻⁷ | 9.4 | 0.00392 |
| Dirigir | 8 | 2.20 × 10⁻⁷ | 4.8 | 0.00400 |
| Acero inoxidable (304) | 2.5 | 7.20 × 10⁻⁷ | 1.39 | 0.00094 |
Notas
- IACS = Norma Internacional de Cobre Recocido.
- Todos los valores son valores típicos medidos a 20°C.
Fórmula de resistividad
La resistencia de un conductor depende de su geometría y de la resistividad del material.
ρ × L
R = ─────────────────
A
Dónde:
| Símbolo | Descripción | Unidad |
|---|---|---|
| R | Resistencia electrica | Ω |
| ρ | resistividad eléctrica | Ω·m |
| L | Longitud del conductor | m |
| A | Área transversal | m² |
Conductividad
La conductividad eléctrica es la inversa de la resistividad.
σ = 1 / ρ
| Símbolo | Descripción | Unidad |
|---|---|---|
| σ | Conductividad eléctrica | S/m |
| ρ | resistividad eléctrica | Ω·m |
Dependencia de la temperatura
Para la mayoría de los conductores metálicos, la resistividad aumenta casi linealmente con la temperatura.
ρ(T)=ρ₀[1+α(T−T₀)]
Dónde:
| Símbolo | Descripción |
|---|---|
| ρ(T) | Resistividad a temperatura T |
| ρ₀ | Resistividad a temperatura de referencia |
| α | Coeficiente de temperatura |
| T | Temperatura de funcionamiento |
| T₀ | Temperatura de referencia |
Ejemplo práctico
Considere un conductor de cobre con:
- Longitud: 10 m
- Área de sección transversal: 1 mm²
- Resistividad: 1.724 × 10⁻⁸ Ω·m
Usando:
ρ × L
R = ─────────────────
A
La resistencia calculada es aproximadamente:
R ≈ 0.172 Ω
¿Por qué se prefiere el cobre a la plata?
Aunque la plata tiene la conductividad eléctrica más alta de todos los metales, su costo significativamente mayor limita su uso a aplicaciones especializadas como conectores de RF, componentes de microondas y contactos eléctricos de alto rendimiento. El cobre proporciona casi el mismo rendimiento eléctrico a una fracción del costo, lo que lo convierte en el estándar de la industria.
Bibliografía
- IEC 60287 — Cables eléctricos
- IPC-2152 — Estándar para determinar la capacidad de transporte de corriente en el diseño de tableros impresos
- ASTM B193 — Resistividad eléctrica de conductores
- Base de datos de propiedades eléctricas del NIST