Tecnología Electrónica

¿Qué Componente Obedece la Ley de Ohm: Cromo-Níquel, Termistor o Diodo?

Solo Cromo-Níquel (Nichrome) (entre los tres) obedece sustancialmente la Ley de Ohm en rangos de operación típicos. El termistor y el diodo son dispositivos no óhmicos.

Requisito de la Ley de Ohm

V = I·R con R constante (independiente de V, I, t). Característica V-I lineal a través del origen.

Análisis de Componentes

1. Cromo-Níquel (Aleación NiCr) — Óhmico ✓

  • Conductor metálico. Resistencia determinada por resistividad (ρ), longitud, área.
  • Coeficiente de temperatura (α) ≈ +0.00017 /°C (muy bajo).
  • En rangos normales de calentador (20–600°C), la resistencia cambia < 10%. Efectivamente lineal.
  • Se usa porque su resistencia es estable y predecible.

2. Termistor (Resistor Térmico) — No Óhmico ✗

  • NTC (TC Negativo): R cae exponencialmente con la temperatura (R = R₀·exp(β(1/T - 1/T₀))).
  • PTC (TC Positivo): R sube bruscamente en el punto Curie (tipo de conmutación).
  • Auto-calentamiento: I²R calienta T → cambia R → la curva V-I es no lineal y dependiente del historial.
  • Diseñado específicamente para R = f(T), no para R constante.

3. Diodo (Unión PN) — No Óhmico ✗

  • Ecuación de Shockley: I = IS(e^(V/(nVT)) - 1). V-I exponencial.
  • Directo: Aumento exponencial después de ~0.6–0.7V (Si). Resistencia dinámica rd = nVT/I varía con la corriente.
  • Inverso: ~nA de fuga hasta ruptura (Zener/Avalancha).
  • No hay un solo valor de «R». La resistencia de señal pequeña depende del punto de polarización DC.

Comparación de Curvas V-I

  • Cromo-Níquel: Línea recta a través del origen (pendiente = R).
  • Termistor: Curva (NTC: empinada hacia abajo; PTC: plana luego vertical hacia arriba). Bucle de histeresis con auto-calentamiento.
  • Diodo: Casi cero hasta el umbral, luego exponencial hacia arriba. Inverso: plano hasta ruptura.

Cuándo los Dispositivos No Óhmicos Aproximan la Ley de Ohm

  • Diodo: Análisis de señal pequeña AC en punto de polarización fijo: rd = ΔV/ΔI = nVT/IDC. Válido para ΔV < 10 mV.
  • Termistor: En medición de potencia cero (excitación µA, sin auto-calentamiento), R ≈ f(T) solo. Puede tratarse como «resistor con coeficiente de T conocido» para ΔT estrecho.

Conclusión

El Cromo-Níquel obedece la Ley de Ohm. El termistor y el diodo son fundamentalmente no óhmicos — su resistencia varía con temperatura y voltaje/corriente respectivamente. Esta no linealidad es su propiedad útil (sensado, rectificación, regulación), no un defecto.

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