Resistencia
La resistencia es una medida de cuánto se opone un material al flujo de corriente eléctrica, medida en ohmios; mayor resistencia significa menos corriente.
Definition
La resistencia es cuánto lucha un material contra la corriente eléctrica: los cables delgados, los cables largos y materiales como el caucho tienen alta resistencia mientras que los cables gruesos de cobre tienen baja resistencia, y la resistencia convierte la energía eléctrica en calor, por eso las tostadoras, las secadoras de pelo y las estufas eléctricas son solo resistencia cuidadosamente diseñada. Es la oposición que un material ofrece al flujo de corriente, medida en ohmios, y según la ley de Ohm $R = V/I$; la resistencia aumenta con la longitud de un conductor y disminuye con su grosor, depende del material, y para la mayoría de los metales aumenta con la temperatura. La resistencia es $R = \rho L/A$, donde la resistividad $\rho$ es una propiedad intrínseca del material que va de unos $10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}$ para los metales a $10^{16}$ para buenos aislantes, y en los metales $\rho(T) \approx \rho_0[1 + \alpha(T - T_0)]$ con $\alpha \approx 0.004\ \text{K}^{-1}$ para el cobre, porque las vibraciones de la red dispersan más a los electrones de conducción a mayor temperatura; las resistencias en serie se suman, $R_s = \sum R_i$, las resistencias en paralelo se combinan como $1/R_p = \sum 1/R_i$, y los superconductores tienen $\rho = 0$ por debajo de una temperatura crítica.
Example
El cable delgado dentro de un foco a la antigua tiene alta resistencia, y la corriente que se aprieta a través de él lo calienta lo suficiente como para brillar; un calentador que consume $10\ \text{A}$ de un tomacorriente de $120\ \text{V}$ tiene $R = 120/10 = 12\ \Omega$ y convierte $P = IV = 1{,}200\ \text{W}$ en calor, mientras que un cable de cargador de teléfono con $0.1\ \Omega$ que lleva $2\ \text{A}$ desperdicia solo $I^2R = 0.4\ \text{W}$. Un foco incandescente de $100\ \text{W}$ mide $9.6\ \Omega$ en frío a $20^\circ\text{C}$ pero $144\ \Omega$ ($120^2/100$) cuando está encendido, y usando el $\alpha = 0.0045\ \text{K}^{-1}$ del tungsteno se obtiene una temperatura del filamento cercana a $3{,}100^\circ\text{C}$, con la corriente de encendido $15$ veces la corriente de funcionamiento, por eso los focos suelen fallar en el instante en que se encienden.
Key Insight
Añadir resistores en serie es como añadir tramos de tubo angosto, la resistencia total crece, mientras que añadirlos en paralelo abre caminos adicionales, así que la resistencia total se reduce por debajo de la más pequeña. La resistencia no es un defecto de los conductores; es el mecanismo por el cual la energía eléctrica se convierte en calor y luz útiles y lo que evita que un corto circuito sea una explosión, y en un superconductor, resistencia cero significa que una corriente puede circular durante años sin ningún voltaje en absoluto.