Resistencia
15 Mar, 2013
Print 
PDFHumana
PRESENTACIÓN: A resistencia dun obxecto (oposición que presenta ao paso de corrente) depende da resistividade do material no que se fabrique, da súa lonxitude e da súa superficie.
- Teaching the Factors Affecting Resistance Using Pencil Leads, A Küçüközer, The Physics Teacher 53, 38 (2015)
INTRODUCIÓN: Desde a idade antiga coñecíanse fenómenos relacionados coa electricidade. Pero non foi ata o século XVIII, cos estudos do científico francés Coulomb, e a posterior unificación co electromagnetismo realizada por Maxwell, cando o estudo da natureza eléctrica da materia alcanza realmente a súa madurez. O estudo desta parte da ciencia, permitiu á humanidade coñecer a existencia da enerxía eléctrica e a súa posterior expansión e desenvolvemento fixérona completamente imprescindible na nosa sociedade. A corrente eléctrica é a manifestación máis clara desta forma de enerxía e débese ao movemento de electróns nun condutor. Esta corrente eléctrica queda fundamentalmente definida pola intensidade (número de electróns transportados por unidade de tempo), a resistencia (oposición ao paso da corrente eléctrica) e a diferenza de potencial (traballo exercido polo campo por unidade de carga eléctrica). A manipulación da electricidade leva consigo un certo risco, pero é o coñecemento das magnitudes anteriores (intensidade, voltaxe e resistencia) o que nos permite evitalo. A intensidade da corrente é o factor máis importante que se debe ter en conta ao manipular a enerxía eléctrica, e é a manifestación da diferenza de potencial no xerador. Non obstante, as intensidades deben ser moi elevadas para ocasionar danos severos no noso organismo e será a resistencia do medio no que estamos e mais a do noso corpo ao paso da corrente eléctrica, a que amplifique o efecto dese paso aínda circulando baixas intensidades. En particular, a presenza de auga cambia enormemente a resistencia do noso corpo. Outros factores, como o tempo e a traxectoria da corrente, tamén poden ser igualmente decisivos.
OBXECTIVO: Medir a resistencia do corpo humano coa axuda dun polímetro.
MATERIAL: polímetro, cables.
MONTAXE: Conéctanse os cables ás entradas correspondentes do polímetro no que estará seleccionado un rango apropiado de resistencias. Os extremos libres dos cables póñense en contacto un con cadansúa man. Mídese en primeiro lugar a resistencia coas mans secas, e logo coas mans molladas. O primeiro valor debe ser similar á resistencia humana media que se sitúa no rango 0.2-1 106 Ω. No segundo caso débense atopar resultados da orde de 80.000 Ω.
EXPLICACIÓN: O corpo humano é un sistema electroquímico, que xera numerosos potenciais e correntes no proceso do seu normal funcionamento. Na auga hai impurezas que se presentan como ións, reducíndose considerablemente a oposición á circulación da corrente eléctrica (resistencia), é dicir, permitindo unha mellor condución de esta.
CONCEPTOS: resistencia, resistividade, voltaxe, corrente, Ohm.
MÁIS INFORMACIÓN:
TEXTOS:
- R. Serway, Física, Mac Graw Hill, 2010.
- P. Tipler, Física para la Ciencia y la tecnología, Reverté, 2012.
- R. Ehrlich, Turning the World Inside Out and 174 Other Simple Physics Demonstrations, Princeton University Press, 1997.
ALUMNADO 2011-2012: André Bernal, Nerea Álvarez, Damián Baleato, Alejandro Andreu
ENLACE pdf ALUMNADO (en castelán):
5 responses to "Resistencia"
Conocer la resistividad del terreno es especialmente necesario para determinar el diseño de la conexión a tierra de instalaciones nuevas (aplicaciones en campo abierto) para poder satisfacer las necesidades de resistencia de tierra. Lo ideal sería que se encontrase un lugar con la menor resistencia posible. Pero las malas condiciones del terreno pueden superarse con sistemas de conexión a tierra más elaborados.
La composición, el contenido en humedad y la temperatura influyen en la resistividad del terreno. El terreno es rara vez homogéneo y, la resistividad del mismo varía geográficamente y a diversas profundidades
Configuración de la medición de resistividad del terreno con el Fluke 1623 ó 1625.
En el siguiente enlace, se muestra una clase teórica y su correspondiente práctica sobre las puestas a tierra para las comunicaciones. Sin duda, una buena forma de ver la aplicación práctica de lo enseñado previamente en clase.
Las resistencias son utilizadas en los calefactores resistivos. Estos generan calor proporcionalmente al cuadrado de la corriente eléctrica que fluye a través de ellos. Esta relación es conocida como Ley de Joule.
Esta experiencia es muy adecuada para demostrar que el cuerpo humano es conductor de la electricidad, y por ello debemos ser muy cuidadosos con tocar cualquier objeto que pueda estar cargado o por el que pase la corriente sin estar protegido, porque corremos el riesgo de electrocutarnos. Además, y aunque varíe según factores como la humedad, nuestra resistencia es muy pequeña. En el siguiente artículo de la revista Investigación y Ciencia nos hablan del límite de intensidad de corriente que el cuerpo humano aguanta sin sufrir daños, unos 5 mA, y cómo aplicar una corriente de 10 A puede revertir una parada cardíaca, lo que constituye el principio de funcionamiento de un desfibrilador.
O post permite demostrar de maneira moi práctica e visual que o corpo humano é capaz de conducir a electricidade. O noso corpo funciona como un condutor. Este feito, que é o mesmo que nos pon en risco de sufrir unha electrocución, tamén é a base da comunicación neuronal a través da transmisión do impulso eléctrico. As nosas células atópanse embebidas nun ambiente eléctrico debido á existencia dun gradiente electroquímico entre o interior e exterior celular. Este gradiente electroquímico está composto, por un lado, por un gradiente de concentración, existen compostos como os ións sodio que se atopan máis concentrados no medio extracelular que no interior celular, no caso do potasio ocorre á inversa. Por outro lado existe un gradiente eléctrico, o que quere dicir que existe unha diferencia entre a distribución de cargas a ambos lados da membrana celular, sendo o interior celular máis negativo que o exterior debido á presencia de anións como o cloruro. Segundo isto podemos falar da existencia de dúas forzas que provocan o movemento destes compostos entre ambos lados da membrana semipermeable, a forza de difusión que trata de compensar o desequilibrio na concentración dos ións, forzando a que os ións sodio pasen ao interior celular; xunto a esta unha segunda, a forza eléctrica que tende a mobilizar as cargas eléctricas positivas cara o interior celular, como cando o sodio é atraído polo interior celular.
A diferencia de potencial que existe entre ambos lados da membrana é denominado potencial de membrana e é a que permite a transmisión do impulso eléctrico. O impulso nervioso representa a capacidade que teñen as neuronas de cambiar a diferencia de potencial a ambos lados da membrana. Cando unha neurona sufre un impulso eléctrico suficiente para provocar unha despolarización superior a -55mV (lei do todo o nada) prodúcese a apertura dos canais de sodio, estes comezan a entrar ao interior celular en grandes cantidades aumentando a carga eléctrica no interior e diminuíndo o potencial de membrana. Esta despolarización percorre toda a célula ata o axón neuronal. Cando o potencial de membrana chega aos 40mV a célula comeza a restaurar a distribución de cargas mediante a apertura de canais potasio dependentes de voltaxe. Dende este momento se produce a repolarización da membrana, a saída de ións potasio permite diminuír a carga no interior. Fantástico vídeo que o explica. O fenómeno que acabamos de expoñer permite explicar o feito de que o corpo humano poida actuar como condutor.
Estos ejemplos ilustrativos pueden utilizarse en un aula como introducción a la seguridad y prevención de riesgos eléctricos, la importancia de la trayectoria y cómo evitar accidentes, ya que primero se muestra de manera práctica que el cuerpo humano conduce la corriente.