Page 561 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

542 Capítulo 27 Corriente y resistencia
rimentos han mostrado que el aumento en la resistencia AR es proporcional a la resistencia
inicial R y al cambio en la temperatura At. Podemos escribir

A R = aR0At (27.10)
La constante a es una característica del material y se conoce como coeficiente de temperatura de
la resistencia. La ecuación para definir a se puede determinar al resolver la ecuación (27.10):

A R
a = — — (27.11)
i?0Ar

El coeficiente de temperatura de la resistencia es el cambio en la resistencia,
por unidad de resistencia, por cada grado de cambio en la temperatura.
Puesto que las unidades de AR y R0 son las mismas, la unidad del coeficiente a es grados inver­
sos (1/°C). Los coeficientes de varios materiales comunes se proporcionan en la tabla 27.1.

Un alambre de hierro tiene una resistencia de 200 Í1 a 20°C. ¿Cuál será su resistencia si
se calienta a 80°C?

Plan: Primero se calcula el cambio en la resistencia tomando de la tabla 27.1 el cambio de
temperatura y el coeficiente de temperatura para el hierro.
Solución: El cambio en la resistencia AR se determina a partir de la ecuación (27.10).
A R = aR0At
= (0.005/C°)(200 Ü)(80°C - 20°C)
= 60 fl
Por tanto, la resistencia a 80°C es
R = R0 + A.R = 200 Í2 + 60 íl = 172 fl

El incremento en la resistencia de un conductor a causa de la temperatura es lo suficientemente
grande como para medirlo con facilidad. Este hecho se aprovecha en los termómetros de resistencia
para medir temperaturas con bastante exactitud. Debido al alto punto de fusión de algunos metales,
los termómetros de resistencia se pueden usar para medir temperaturas extremadamente altas.

Superconductividad
En 1911, el físico holandés Heike Kamerlingh-Onnes realizaba experimentos con la resistividad
de metales a bajas temperaturas. Usando helio líquido como medio de enfriamiento, fue capaz de
enfriar metales por debajo de 4.2 K (—269°C). Mientras que algunos metales, como el platino y
el oro, mantenían una resistividad constante a bajas temperaturas, otros metales, como el mercu­
rio, mostraban una resistencia nula cuando estaban por debajo de la temperatura crítica o de tran­
sición, como muestra la figura 27.8. Este fenómeno de resistencia cero o conductividad infinita se
conoce como superconductividad. Al cabo de muchos años de estudio, se habían clasificado ya
en la categoría de superconductores más de veintiséis elementos y gran variedad de aleaciones,
compuestos y semiconductores, cada uno con una temperatura de transición característica (Tc).
Además de sus propiedades eléctricas, los superconductores también presentan propie­
dades magnéticas extraordinarias cuando están por debajo de su temperatura de transición.
Cuando los superconductores están sometidos a un campo magnético, expulsan todo el flujo
magnético de su interior, es decir, tienen un diamagnetismo perfecto. Una consecuencia de
este fenómeno, que se conoce como el efecto Meissner-Ochsenfeld, se muestra en la figura
27.9. Cuando se acerca el imán al superconductor, el diamagnetismo perfecto (véase el capí­
tulo 29) rechaza al imán y éste se eleva por encima del superconductor.