resistividad y temperatura mapa conceptual

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La resistividad de un material no es constante: depende de la temperatura. En los metales, el aumento térmico intensifica las vibraciones de la red cristalina y dificulta el paso de los electrones, por lo que la resistividad crece. En los semiconductores, en cambio, más electrones pasan a la banda de conducción y la resistividad disminuye. Este mapa conceptual organiza los mecanismos microscópicos, las fórmulas habituales y aplicaciones prácticas como termistores y materiales superconductores.

Por qué se comportan distinto metales y semiconductores
En un metal, los electrones de conducción están siempre disponibles, así que el factor decisivo es la dispersión: al aumentar la temperatura, los iones de la red vibran con mayor amplitud y chocan más con los electrones, lo que reduce su movilidad y eleva la resistividad. En un semiconductor aislado ocurre lo contrario: a baja temperatura hay pocos portadores libres, y el calor aporta energía suficiente para promover electrones de la banda de valencia a la de conducción. Aunque la movilidad también empeora algo con el calor, el aumento del número de portadores domina, y la resistividad cae de forma muy pronunciada. Por eso un mismo aumento térmico produce efectos opuestos según el material.

El modelo lineal y sus límites
La expresión ρ(T) = ρ₀·[1 + α·(T − T₀)] es una aproximación útil en un intervalo moderado de temperaturas, típicamente cerca de la temperatura ambiente de referencia T₀. El coeficiente α depende del material y también de la temperatura de referencia elegida, algo que conviene indicar siempre. A temperaturas muy bajas, la relación lineal deja de describir bien los metales: la resistividad tiende a un valor residual causado por impurezas y defectos, conocido como resistividad residual. En los semiconductores, la variación es tan fuerte que se describe mejor con modelos exponenciales, como el que rige el comportamiento de los termistores NTC.

Aplicaciones prácticas
La dependencia térmica de la resistencia se aprovecha en sensores y protecciones. Las sondas de platino, como la Pt100, miden temperatura con gran estabilidad porque su resistencia crece de forma predecible. Los termistores NTC, muy usados en electrónica y automoción, detectan pequeñas variaciones térmicas gracias a su fuerte caída de resistencia. Los fusibles reiniciables PTC aumentan su resistencia al calentarse y limitan la corriente en caso de cortocircuito. En el extremo opuesto, los superconductores eliminan por completo la resistividad por debajo de su temperatura crítica, lo que permite imanes potentes y compactos en resonancia magnética y en investigación de fusión nuclear.

Diseño de una práctica de laboratorio
Una experiencia habitual consiste en medir la resistencia de una bobina de cobre sumergida en agua a distintas temperaturas, desde agua con hielo hasta agua caliente, usando un polímetro y un termómetro. Con los pares de datos (T, R) se dibuja una gráfica y se comprueba que se ajusta a una recta, de cuya pendiente se obtiene el coeficiente α. Repetir la medición con un termistor NTC muestra una curva claramente no lineal, lo que refuerza la diferencia entre ambos comportamientos. Conviene esperar al equilibrio térmico antes de cada lectura y repetir las medidas para reducir el error experimental.