Electrónica básica: Las resistencias

resistencias el componente básico de la elctrónica

Resistir es la palabra que significa «oponerse». La resistencia es la propiedad de oponerse al flujo de electrones, en un conductor o un semiconductor. Una Resistencia es un componente electrónico que tiene la propiedad de resistencia.

Símbolo y unidades

El símbolo de un Resistor es como se muestra a continuación.
Símbolo del resistor

La unidad de resistencia es Ohms, que se indica en Ω omega

La fórmula para la resistencia es

R = V/I

Donde V es el voltaje y I es la corriente. Sería realmente difícil fabricar las resistencias con todos y cada uno de los valores. Por lo tanto, se eligen pocos valores y las resistencias de tales valores sólo se fabrican. Estos se llaman «Valores Preferidos». En la práctica, las resistencias con valores cercanos se eligen para que coincidan con las aplicaciones requeridas.

Codificación de colores

Se utiliza un proceso llamado codificación de colores para determinar el valor de la resistencia de una resistencia, tal como se muestra en la figura anterior. Un resistor está cubierto con cuatro bandas de color donde cada color determina un valor particular. La siguiente tabla muestra una lista de valores que cada color indica.

TOLERANCIA DEL MULTIPLICADOR DE DÍGITOS DE COLOR
Negro 0 100 = 1
Marrón 1 101 = 10 1
Rojo 2 102 = 100 2
Naranja 3 103 = 1000
Amarillo 4 104 = 10000
Verde 5 105 = 100000 0.5
Azul 6 106 = 1000000 0.25
Violeta 7 107 = 10000000 0.1
Gris 8 108 = 100000000
Blanco 9 109 = 1000000000
Oro 10-1 = 0.1 5
Plata 10-2 = 0.01 10
ninguno
20

Las dos primeras bandas de color indican el primer y segundo dígito del valor y la tercera banda de color representa el multiplicador del número de ceros sumados.La cuarta banda de color indica el valor de tolerancia.

La tolerancia es el rango de valor hasta el cual una resistencia puede soportar sin ser destruida. Este es un factor importante. La siguiente figura muestra cómo se determina el valor de una resistencia mediante un código de colores.

Tolerancia

Las resistencias de banda de cinco colores se fabrican con una tolerancia del 2% y el 1% y también para otras resistencias de alta precisión. En estas resistencias de cinco bandas, las tres primeras bandas representan dígitos, la cuarta indica el multiplicador y la quinta representa la tolerancia.

Veamos un ejemplo para entender el proceso de codificación de colores.

Ejemplo 1 – Determinar el valor de una resistencia con un código de color amarillo, azul, naranja y plata.

Solución – El valor del amarillo es 4, el del azul es 6, el del naranja es 3 lo que representa el multiplicador. La plata es ±10 que es el valor de tolerancia.

Por lo tanto, el valor de la resistencia es 46×103 = 46kΩ

El valor máximo de resistencia para esta resistencia es

46kΩ o 46000Ω + 10% = 46000 + 4600 = 50600Ω = 50.6kΩ

El valor mínimo de resistencia para esta resistencia es

46kΩ o 46000Ω – 10% = 46000 – 4600 = 41400Ω = 41.4kΩ

Después de haber pasado por diferentes detalles sobre las resistencias, tenemos algunos términos que aprender. También tenemos que tratar con diferentes comportamientos de una resistencia para pocos tipos de conexiones.

Términos importantes

Hay algunos términos que debemos discutir antes de entrar en el tipo de resistencias que tenemos. Uno necesita introducirse en estos términos en esta etapa y puede entenderlos a medida que avanzamos.

Resistencia

La resistencia es la propiedad de una resistencia que se opone al flujo de la corriente. Cuando la corriente alterna atraviesa una resistencia, se produce una caída de voltaje que está en fase con la corriente.

Indicación - R

Unidades - Ohms

Símbolo - Ω

Junto con resistencia, hay otros términos importantes, llamados reactancia e impedancia.

Reactancia

La resistencia ofrecida a la corriente alterna por las capacitancias e inductancias presentes en el circuito, puede entenderse como reactancia. Cuando la corriente alterna pasa por una reactancia pura, se produce una caída de voltaje que es de 90° fuera de fase con la corriente.

Dependiendo de la fase, es decir, +90° o -90°, la reactancia se puede denominar reactancia inductiva o capacitiva.

Indicación - X

Unidades - Ohms

Símbolo - Ω

Impedancia

La impedancia es la resistencia efectiva a la corriente alterna que surge de los efectos combinados de la resistencia óhmica y la reactancia. Cuando la corriente alterna atraviesa una impedancia, se produce una caída de voltaje que está entre 0° y 90° fuera de fase con la corriente.

Indicación - I

Unidades - Ohms

Símbolo - Ω

Conductancia

Esta es la capacidad de un material para conducir la electricidad. Es la reciprocidad de la resistencia.

Indicación - G

Unidades - Mhos

Símbolo - ℧

Conexiones del circuito en las resistencias

Una resistencia cuando se conecta en un circuito, esa conexión puede ser en serie o en paralelo. Sepamos ahora qué pasará con los valores totales de corriente, voltaje y resistencia si también están conectados en serie, cuando se conectan en paralelo.

Resistencias en serie

Observemos lo que sucede, cuando se conectan pocas resistencias en la Serie. Consideremos tres resistencias con valores diferentes, como se muestra en la figura de abajo.

La resistencia total de un circuito con resistencias en serie es igual a la suma de las resistencias individuales. Esto significa que en la figura anterior hay tres resistencias que tienen los valores 1KΩ, 5KΩ y 9KΩ respectivamente.

El valor de la resistencia total de la red de resistencias es –

R=R1+R2+R3

Lo que significa que 1 + 5 + 9 = 15KΩ es la resistencia total.

Donde R1 es la resistencia de la primera resistencia, R2 es la resistencia de la segunda resistencia y R3 es la resistencia de la tercera resistencia en la red de resistencias anterior.

Tensión

El voltaje total que aparece a través de una red de resistencias en serie es la suma de las caídas de voltaje en cada resistencia individual. En la figura anterior tenemos tres resistencias diferentes que tienen tres valores diferentes de caídas de tensión en cada etapa.

El voltaje total que aparece a través del circuito –

V=V1+V2+V3

Lo que significa que 1v + 5v + 9v = 15v es el voltaje total.

Donde V1 es la caída de voltaje de la primera resistencia, V2 es la caída de voltaje de la segunda resistencia y V3 es la caída de voltaje de la tercera resistencia en la red de resistencias anterior.

Corriente

La cantidad total de corriente que fluye a través de un conjunto de resistencias conectadas en serie es la misma en todos los puntos de la red de resistencias. Por lo tanto, la corriente es la misma 5A cuando se mide en la entrada o en cualquier punto entre las resistencias o incluso en la salida.

La corriente a través de la red –

I=I1=I2=I3

Lo que significa que la corriente en todos los puntos es de 5A.

Donde I1 es la corriente a través de la primera resistencia, I2 es la corriente a través de la segunda resistencia y I3 es la corriente a través de la tercera resistencia en la red de resistencias anterior.
Resistencias en paralelo

Observemos lo que sucede, cuando se conectan pocas resistencias en paralelo. Consideremos tres resistencias con valores diferentes, como se muestra en la figura de abajo.

Resistencias en paralelo

La resistencia total de un circuito que tiene resistencias paralelas se calcula de forma diferente al método de la red de resistencias en serie. Aquí, el recíproco 1/R

de las resistencias individuales se suman con el inverso de la suma algebraica para obtener el valor total de la resistencia.

El valor total de la resistencia de la red de resistencias es –

1R=1R1+1R2+1R3

Donde R1 es la resistencia de la primera resistencia, R2 es la resistencia de la segunda resistencia y R3 es la resistencia de la tercera resistencia en la red de resistencias anterior.

Por ejemplo, si se consideran los valores de resistencia del ejemplo anterior, lo que significa que R1 = 1KΩ, R2 = 5KΩ y R3 = 9KΩ. La resistencia total de la red de resistencias paralelas será –

1R=11+15+19

=45+9+545=5945

R=4559=0.2Ω=76.2Ω

Del método que tenemos para calcular la resistencia paralela, podemos derivar una simple ecuación para una red paralela de dos resistencias. Es…

R=R1×R2R1+R2

Voltaje

El voltaje total que aparece a través de una red de resistencias paralelas es igual a las caídas de voltaje en cada resistencia individual.

El voltaje que aparece a través del circuito…

V=V1=V2=V3

Donde V1 es la caída de voltaje de la primera resistencia, V2 es la caída de voltaje de la segunda resistencia y V3 es la caída de voltaje de la tercera resistencia en la red de resistencias anterior. Por lo tanto, el voltaje es el mismo en todos los puntos de una red de resistencias en paralelo.

Corriente

La cantidad total de corriente que entra en una red resistiva paralela es la suma de todas las corrientes individuales que fluyen en todas las ramas paralelas. El valor de resistencia de cada rama determina el valor de la corriente que fluye a través de ella. La corriente total a través de la red es

I=I1+I2+I3

Donde I1 es la corriente a través de la primera resistencia, I2 es la corriente a través de la segunda resistencia y I3 es la corriente a través de la tercera resistencia en la red de resistencias anterior. Por lo tanto, la suma de las corrientes individuales en las diferentes ramas obtiene la corriente total en una red resistiva paralela.

Una resistencia se utiliza particularmente como una carga en la salida de muchos circuitos. Si no se utiliza en absoluto la carga resistiva, se coloca una resistencia antes de la carga. La resistencia suele ser un componente básico en cualquier circuito.

Ver tutorial Condensadores

Resistencias no lineales

Hay muchos tipos de resistencias según el tipo de material utilizado, el procedimiento de fabricación y sus aplicaciones. La clasificación es la que se muestra a continuación.

Tipos de resistencias

Las resistencias lineales tienen características VI lineales y las no lineales tienen características VI no lineales. Las resistencias no lineales son las resistencias cuyas características de voltaje y corriente varían de forma no lineal. Los valores de voltaje y corriente varían dependiendo de otros factores como la temperatura y la luz, pero pueden no ser lineales.

Termistor

Térmico significa temperatura. En esta resistencia, la resistencia varía con la temperatura. Si el calor aumenta, la resistencia disminuye y viceversa. Se utiliza para fines de medición y control.

Los principales tipos de termistores son NTC y PTC.

  • NTC es el Coeficiente de Temperatura Negativa y en estos dispositivos, la resistencia disminuye a medida que la temperatura aumenta. Se utilizan para proteger los dispositivos de las condiciones de sobretensión.
  • El PTC es un Coeficiente de Temperatura Positivo y en tales dispositivos, la resistencia aumenta a medida que la temperatura aumenta. Se utilizan para proteger los dispositivos de las condiciones de sobrecorriente.

La siguiente figura muestra un termistor NTC, junto con su símbolo.

La foto significa luz. En esta resistencia, la resistencia varía con la luz. A medida que la luz aumenta la resistencia disminuye y viceversa. Esto también se utiliza para fines de medición y control. También se llama Resistencia LDR LightDependent

La resistencia de un varistor, varía con el voltaje aplicado. A medida que el voltaje aumenta, la resistencia disminuye y si el voltaje disminuye, la resistencia aumenta. También se denomina VDR VoltageDependentResistor (resistencia dependiente del voltaje)

Varistores

El montaje de la superficie

Estos están siendo muy utilizados desde la introducción de la tecnología de montaje en la superficie. Se pueden denominar como resistencias de chip, lo que significa una capa resistiva integrada en un chip de cerámica.

Estas resistencias de montaje superficial son muy pequeñas en comparación con las resistencias normales y por lo tanto ocupan menos espacio. Son eficaces y disipan menos calor. La invención de estas resistencias ha cambiado el aspecto de un PCB PrintedCircuitBoard

y redujo su tamaño en gran medida.

Las ventajas de las resistencias de montaje superficial son –

  • Estos son de tamaño compacto.
  • Estos son muy estables.
  • Tienen buena tolerancia.
  • Son eficaces para reducir la disipación de calor.

La siguiente figura muestra las imágenes de las resistencias de montaje superficial.

Resistencias lineales

Una resistencia lineal es aquella cuya resistencia no varía con el flujo de corriente que la atraviesa. La corriente que la atraviesa, siempre será proporcional al voltaje aplicado a través de ella. Las resistencias lineales se clasifican además como resistencias fijas y variables.

Resistencias variables

Las resistencias variables son aquellas cuyos valores pueden ser variados manualmente, según el requerimiento. Un valor particular de resistencia se elige de un rango de valores de resistencia, con la ayuda de un eje conectado. El símbolo de una resistencia variable es como se muestra a continuación.

Estas resistencias se entienden mejor con la ayuda de la clasificación que tenemos. Las resistencias variables se dividen a su vez en Potenciómetros, Reóstatos y Recortadores.

Tipos de resistencias variables

Un potenciómetro se llama simplemente «Potenciómetro». Es una resistencia de tres terminales que tiene un eje que se desliza o gira. Este eje, cuando es operado, forma un divisor de voltaje ajustable. La siguiente figura muestra una imagen de un Potenciómetro.

Potenciometro

Un potenciómetro también mide la diferencia de potencial de voltaje en un circuito. Se coloca internamente un camino de material resistivo con una resistencia de bajo a alto valor y se coloca un rascador para que conecte el material resistivo al circuito. Esto se utiliza principalmente como controlador de volumen en televisores y sistemas de música.
Reóstato

Un reóstato puede ser llamado simplemente como una resistencia de alambre. Un alambre resistivo se enrolla alrededor de un núcleo de cerámica aislante con fuerza. Un Limpiaparabrisas se desliza sobre estas bobinas. Se hace una conexión a un extremo del alambre resistivo y la segunda conexión se hace al limpiaparabrisas o al contacto deslizante, para obtener la resistencia deseada.

El Reóstato se utiliza para controlar la corriente. Se utilizan sobre todo en el control de la velocidad de los motores pesados. La resistencia obtenida por estos es del orden de los kilo ohmios. Los reóstatos están disponibles en su mayoría como reóstatos de tubo simple y doble tubo, como se muestra en la siguiente figura.
Reóstato

Como resistencia variable, se utilizan a menudo para la sintonización y la calibración de los circuitos. Hoy en día, el uso de los reóstatos fue reemplazado por dispositivos electrónicos de conmutación, ya que los reóstatos tienen una menor eficiencia.

Trimmer

Trimmer es tanto una resistencia variable como un potenciómetro que mide la diferencia de potencial. Este potenciómetro de recorte es, en resumen, llamado Trim Pot. Si estos se usan como resistencias variables, entonces se llaman Resistencias Preestablecidas.

Trimmer. Estas ollas de adorno son de diferentes tipos, como de una sola vuelta o de varias vueltas. Son pequeñas resistencias variables utilizadas para la sintonización y la calibración. Su vida útil es más corta que la de otras resistencias variables.

Resistencias fijas

Las resistencias fijas son un tipo de resistencias lineales. Se dice que una resistencia es fija, si su valor es fijo. El valor de una resistencia fija no puede variarse como una resistencia variable, ya que su valor se determina en el momento de su fabricación. Las siguientes figuras representan el símbolo de una resistencia fija.
Símbolo de la resistencia fija

Las resistencias fijas se clasifican en diferentes tipos, dependiendo de sus procesos de fabricación y de los materiales utilizados en su fabricación. La clasificación es la siguiente.

Tipos de resistencias fijas

La composición del carbono

Las resistencias de composición de carbono son una mezcla de partículas de carbono, grafito y polvo de cerámica mezclados con una sustancia aglutinante como la arcilla. Esta mezcla se trata con alta presión y temperatura. Después de que todo se moldea en una caja, los cables se fijan.

  • La masa térmica de la resistencia de composición de carbono es mayor para soportar pulsos de alta energía.
  • Estas resistencias tienen una baja estabilidad y un alto nivel de ruido, lo cual es una desventaja.

La siguiente figura muestra una imagen de la resistencia de composición de carbono.

Las resistencias de composición de carbono se utilizan en la protección contra sobretensiones, la limitación de la corriente y las fuentes de alimentación de alto voltaje.
El alambre enrollado…

Una resistencia de alambre se forma enrollando un alambre hecho de un material resistente alrededor de un núcleo. El núcleo metálico actúa como un material no conductor mientras que el alambre resistivo conduce, pero con cierta resistencia. La imagen de una resistencia enrollada en un alambre es como se muestra a continuación.

Alambre enrollado

Normalmente se utiliza un alambre de níquel o un alambre de manganina para enrollar el núcleo porque ofrecen una alta resistencia. Mientras que el plástico, la cerámica o el vidrio se utilizan para el núcleo.

  • Las resistencias de alambre son muy precisas.
  • Funcionan excelentemente para valores de resistencia bajos y altas potencias.

Son el tipo más antiguo de resistencias fijas, pero se están utilizando incluso ahora.

Película gruesa

Las resistencias de película tienen una capa resistiva sobre una base de cerámica, cuyo grosor define el tipo al que pertenecen. El grosor de la capa resistiva de las resistencias de película gruesa es mucho mayor que el de las resistencias de película fina. Las resistencias de película gruesa se producen mediante la cocción de una pasta especial, que es una mezcla de óxidos de vidrio y metal, sobre el sustrato.

Hay tres tipos principales de resistencias de película gruesa como las resistencias fusibles, las resistencias de película Cermet y las resistencias de película de óxido metálico.

Resistencias fusibles

Las resistencias fusibles son similares a las resistencias de alambre. Pero estas resistencias, además de proporcionar resistencia, actúan como un fusible. La imagen de una resistencia fusible es como se muestra a continuación.

En esta resistencia, la corriente fluye a través de una conexión cargada de resortes, que se coloca cerca del cuerpo de la resistencia. La burbuja que está conectada al cable del resorte de la resistencia toma el calor generado por la resistencia debido al flujo de corriente. Si este calor aumenta, la conexión a la mancha se derrite y abre la conexión.

Fusible

Por lo tanto, podemos decir que, estas resistencias limitan la corriente, pero si la potencia nominal del circuito excede un valor especificado, estas resistencias actúan como un fusible para abrir o romper el circuito. El valor de estas resistencias suele ser inferior a 10 Ohms. Estas resistencias se utilizan generalmente en televisores, amplificadores y otros circuitos electrónicos costosos.

Resistencias de película Cermet

Las resistencias de película Cermet son las resistencias de película hechas de un material especial llamado Cermet. Cermet es una aleación compuesta hecha combinando cerámica y metal. Esta combinación proporciona las ventajas en ambos materiales como la resistencia a altas temperaturas y la resistencia al desgaste de la cerámica junto con la flexibilidad y la conductividad eléctrica de un metal.

Una capa de película metálica se envuelve alrededor de un material resistente y se fija en un sustrato de metal cerámico o cermet. Se toman los cables para facilitar las conexiones mientras se fijan en un PCB. Ofrecen una gran estabilidad ya que la temperatura no puede afectar a su rendimiento.

Resistencias de película de óxido metálico

Una resistencia de película de óxido metálico se forma al oxidar una gruesa película de cloruro de estaño en una varilla de vidrio calentada, que es un sustrato. Tienen una gran estabilidad a la temperatura y pueden utilizarse a altos voltajes. Estas resistencias tienen un bajo ruido de funcionamiento.

Las resistencias de película de óxido de metal se diferencian de las de película de metal sólo en cuanto al tipo de película recubierta. El óxido de metal es un compuesto metálico como el estaño con oxígeno para formar óxido de estaño, que se recubre como una película en la resistencia. La resistividad de esta resistencia depende de la cantidad de óxido de antimonio que se añade al óxido de estaño.
Película delgada

Las resistencias de película fina tienen una capa resistiva de 0,1 micrómetros de ancho o más pequeña en la base cerámica. Las resistencias de película fina tienen una película metálica que se deposita al vacío en un sustrato aislante.

Las resistencias de película fina son más precisas y tienen un mejor coeficiente de temperatura y son más estables. Las resistencias de película fina se dividen en dos tipos, como:

  • Resistencias de película de carbono
  • Resistencias de película metálica

Resistencia de película de carbono

Una resistencia de película de carbono se hace depositando una capa de película de carbono en un sustrato de cerámica. La película de carbono actúa como material resistente a la corriente y la sustancia cerámica actúa como sustancia aislante. Se fijan tapones metálicos en ambos extremos y se extraen los cables de cobre.

La siguiente figura muestra la construcción de una resistencia de película de carbono.

Película delgada

Las principales ventajas de estas resistencias son su alta estabilidad, amplio rango de operación, bajo ruido y bajo costo. Las resistencias de película de carbono son las más preferidas sobre las resistencias de composición de carbono debido a su bajo ruido.

Resistencias de película metálica

El recubrimiento de la película hace la diferencia entre las resistencias de película de óxido metálico y las resistencias de película metálica. Una fina película de sustancia metálica como el níquel-cromo se utiliza para recubrir la resistencia en una resistencia de película metálica mientras que una película de óxido metálico como el óxido de estaño se utiliza para recubrir la resistencia en una resistencia de óxido metálico.
Resistencias de película metálica

Las resistencias de película metálica tienen un bajo coeficiente de resistencia a la temperatura, lo que significa que la resistencia se ve menos afectada por la temperatura.

Potencia

Mientras se usa una resistencia, si el flujo de corriente aumenta, la resistencia disipa algo de calor. Si este valor cruza un cierto valor crítico, la resistencia puede resultar dañada. La potencia en vatios de una resistencia está impresa en algunas resistencias de mayor valor para evitar tal situación.

El vataje es la cantidad de energía eléctrica expresada en vatios. La potencia eléctrica es la tasa de transferencia de energía eléctrica.

Potencia P = VI = I2R

Deja un comentario