La mayoría de gente conoce el término resistencia de las clases de física del colegio. Sin embargo, en ingeniería eléctrica, este término es fundamental para la comprensión. También es importante profundizar en el tema de la resistencia con relación a los cables industriales. En este artículo analizaremos los términos y la relación que existe entre cables y resistencia

La resistencia

En los fundamentos de la ingeniería eléctrica, aprendemos que el movimiento de las cargas eléctricas (voltaje) genera un flujo de corriente al producirse una diferencia de potencial entre dos puntos, desplazándose de una zona con mayor potencial a una zona de menor potencial, si este flujo de corriente eléctrica tiene algún obstáculo que le impide fluir en plenitud es porque nos encontramos una resistencia.

Es como una tubería estrecha que dificulta el paso del agua. Cuanto mayor sea la resistencia, más difícil será el flujo de cargas eléctricas a través de un material conductor

Así que hay una relación entre corriente, voltaje y resistencia. Básicamente, la resistencia de un componente indica cuánto se obstruye la corriente eléctrica en él. Esta relación se comprende gracias a la ley de Ohm.

signo de resistencia → R

unidad de medida de la resistencia → ohmios Ω

Tipos de resistencia relevantes para los cables

La resistencia del conductor de cobre

La resistencia del conductor depende de varios factores: la longitud, la sección transversal y la estructura del conductor son muy relevantes. El material conductor utilizado también juega un papel importante, ya que el cobre, por ejemplo, tiene una conductividad diferente a la del aluminio.

Esta resistencia del conductor se especifica en la norma DIN VDE 0295 para cada sección transversal. Dado que la sección transversal del conductor de cables y conductores está definida por la resistencia eléctrica, hablamos de sección transversal eléctrica.

Por tanto, la sección geométrica o nominal puede diferir de la sección eléctrica. Esto depende de si el conductor es un conductor sólido, un conductor trenzado, o incluso un conductor trenzado fino. Sin embargo, en electrotecnia, la sección mecánica sólo desempeña un papel secundario, ya que la conductividad es más importante.

Los materiales de instalación, como conectores y terminales de cables de compresión, están diseñados para la sección eléctrica del mismo modo que los conductores para los que se fabrican.

Terminal de cable de compresión de 150 mm² para conductores trenzados (izquierda) y conductores trenzados finos (derecha)

Resistencia del aislamiento

La resistencia del aislamiento de cables y líneas se indica en Ω/km, ya que depende de la longitud. Idealmente, un aislamiento tiene una resistencia infinita para ofrecer la mayor seguridad posible contra cortocircuitos.

Esto sólo es teóricamente posible. Por ello, en la norma DIN VDE 0100 Parte 600 se especifica una resistencia mínima de 1 MΩ/km. En general, cuanto menor sea la longitud del cable, mayor será la resistencia de aislamiento medida. Así, la resistencia de aislamiento para cables cortos puede estar en el rango de GΩ.

Además, los materiales de aislamiento utilizados también influyen en la resistencia del aislamiento.

Impedancia característica / impedancia del cable

La impedancia del cable se refiere a la resistencia propia del cable. Depende de su longitud, grosor y otros factores. Si no coincide con la impedancia característica de la línea, pueden ocurrir reflexiones y pérdidas de potencia en la transmisión.

La impedancia característica es inherente a la línea de transmisión, como los cables de bus. Es constante y depende de los parámetros físicos del medio. Asegurar la coincidencia entre la impedancia del cable y la característica es importante para una transferencia eficiente.

Dependiendo del sistema de bus, las impedancias pueden diferir. Para una mejor comprensión, he aquí algunos ejemplos:

• Ethernet, Profinet, EtherCat, FireWire 100 Ω
• Profibus 150Ω
• CAN-Bus 120Ω
• CC-Link 110Ω
• USB 90Ω

Conclusión

Un cable es también un producto electrotécnico que debe diseñarse para adaptarse a la aplicación. Los cables dinámicos son un reto especial, ya que el movimiento cambia las posiciones de los cables entre sí, pero también con el punto focal. Esto tiene un efecto sobre las capacitancias y, por lo tanto, también sobre la impedancia característica. En algún momento, los conductores de un cable dinámico pueden romperse debido a la tensión permanente. Sin embargo, esto sucede gradualmente. El resultado es una resistencia del conductor en constante aumento y, por lo tanto, también una caída de voltaje. Esto también tiene un impacto en la señal a transmitir.

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