Cómo jugar a Probador de materiales
- Elige una prueba y lee el tamaño de la muestra en la tarjeta y su resistividad en la pregunta.
- Usa R = ρ·L ÷ A con L en m y A en m² (1 mm² = 10⁻⁶ m²), e I = V ÷ R.
- Escribe tu predicción y pulsa Iniciar. El interruptor se cierra al medio segundo.
- Lee el amperímetro y mira dónde cae tu respuesta en la escala de resistividad.
Conductores, aislantes y resistividad
Que un material conduzca depende de lo libremente que se muevan sus electrones. La resistividad ρ mide lo difícil que es hacer pasar una corriente por un cubo de 1 m de ese material. Los metales tienen electrones libres y resistividades diminutas, unos 10⁻⁸ Ω·m para el cobre; el vidrio y la goma sujetan sus electrones y llegan a 10¹² Ω·m o más. Ninguna otra propiedad cotidiana abarca tantas potencias de diez, y por eso conductores y aislantes se comportan de forma tan distinta. La resistencia de una pieza concreta depende también de su forma: R = ρ·L ÷ A, así que un hilo largo y fino resiste más que uno corto y grueso. El nicrom, con una resistividad unas 65 veces la del cobre, se usa en las resistencias de los calefactores; el cobre y el aluminio llevan la corriente con las mínimas pérdidas; y el grafito, a medio camino, forma las minas de los lápices y las escobillas de los motores eléctricos.
Un modelo de aprendizaje acotado
La pila, los cables, las pinzas, el interruptor y el amperímetro son ideales, así que la muestra es la única resistencia; no se calienta, así que su resistividad no cambia. La corriente es constante desde que el interruptor se cierra a los 0,5 s; la prueba dura 3 s. Las resistividades son valores típicos: el vidrio va de 10¹⁰ a 10¹⁴ Ω·m, la goma más aún, y el grafito depende de la mina. Los puntos de los electrones se mueven a una velocidad de dibujo que sigue el logaritmo de la corriente, no su velocidad de arrastre real. Las respuestas dentro del 2 % son correctas.