Las Resistencias o Resistores, son elementos electrónicos que se opone al flujo de la corriente, utilizados en casi todos los circuitos y forma parte del principio de la electrónica o electricidad.
Si estás interesado en aprender electrónica, qué mejor que comenzar por las resistencias o resistores según te guste más. También puedes mirar este tutorial sobre el varistor.
Tutorial sobre resistencias o resistores
Existe en el mercado una gran diversidad de resistencias, una vez hayas leído este pequeño tutorial, sabrás como utilizarlas. Aquí describo el tipo de resistencia, más adelante insertaré ejemplos reales de uso.
Significado de Resistencias o Resistores
Resistencia es la palabra que significa «oponerse». La resistencia es la propiedad de oponerse al flujo de electrones, en un conductor o en un semiconductor. Una resistencia o resistor es un componente electrónico que tiene la propiedad de resistencia.
Símbolo y unidades
El símbolo de una resistencia se muestra a continuación.
Las unidades de resistencia o resistores son ohmios , que se indica mediante el símbolo Ω omega.
La fórmula de la resistencia es:
R = V / I
Donde V es voltaje e I es corriente. Realmente sería 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 solo se fabrican. Estos se denominan » valores preferidos «. En la práctica, las resistencias con valores cercanos se eligen para que coincidan con las aplicaciones requeridas.
Así es como se ve una resistencia práctica:
Código de colores
Se utiliza un proceso llamado codificación de colores para determinar el valor de resistencia de una resistencia, tal como se muestra en la figura anterior. Una resistencia está recubierta con cuatro bandas de color donde cada color determina un valor particular. La siguiente tabla muestra una lista de valores que indica cada color.
Las dos primeras bandas de color indican el primer y segundo dígito del valor y la tercera banda de color representa el multiplicador. La cuarta banda de color indica el valor de tolerancia.
La tolerancia de una resistencia o resistor es el valor ohmico que nos dice que tanto (en porcentaje) puede variar el valor de la resistencia , o sea, esta se define como el campo comprendido entre el valor máximo y el mínimo de su valor indicado por el fabricante.
Las resistencias de cinco bandas de color se fabrican con tolerancia de 2% y 1% y también para otras resistencias de alta precisión. En estas resistencias de cinco bandas, las primeras tres bandas representan dígitos, la cuarta indica multiplicador y la quinta representa tolerancia.
Veamos un ejemplo para comprender el proceso de codificación por colores.
Ejemplo 1 – Determine el valor de una resistencia o resistor con un código de color amarillo, azul, naranja y plateado.
Solución : el valor del amarillo es 4, el azul es 6, el naranja es 3, que representa el multiplicador. La plata es ± 10, que es el valor de tolerancia.
Por lo tanto, el valor de la resistencia es 46 × 10 3 = 46kΩ
El valor de resistencia máximo para esta resistencia es
46kΩ o 46000Ω + 10% = 46000 + 4600 = 50600Ω = 50,6kΩ
El valor de resistencia mínimo para esta resistencia es
46kΩ o 46000Ω – 10% = 46000 – 4600 = 41400Ω = 41,4kΩ
Después de haber pasado por diferentes detalles con respecto a las resistencias, tenemos algunos términos que aprender. También tenemos que lidiar con diferentes comportamientos de una resistencia para algunos tipos de conexiones.
Términos importantes en resistores
Hay algunos términos que debemos discutir antes de entrar en el tipo de resistencias que tenemos. Es necesario familiarizarse con estos términos en esta etapa y comprenderlos a medida que avanzamos.
Definición de Resistencia
La resistencia es la propiedad de una resistencia que se opone al flujo de corriente. Cuando la corriente alterna / continua pasa por una resistencia, se produce una caída de tensión que está en fase con la corriente.
• Indicación – R
• Unidades – Ohmios
• Símbolo – Ω
Junto con la resistencia, existen otros términos llamados reactancia e impedancia.
Resistencia reactiva
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 tensión desfasada 90 ° con la corriente. Dependiendo de la fase, es decir, + 90 ° o -90 °, la reactancia puede denominarse reactancia inductiva o reactancia capacitiva.
• Indicación – X
• Unidades – Ohmios
• 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 en algún lugar entre 0 ° y 90 ° fuera de fase con la corriente.
• Indicación – I
• Unidades – Ohmios
• Símbolo – Ω
Conductancia
Ésta es la capacidad de un material para conducir electricidad. Es el recíproco de la resistencia.
• Indicación – G
• Unidades – Mhos
• Símbolo – ℧ (Siemens)
Conexiones de circuito en resistencias
Una resistencia o resistor cuando se conecta en un circuito, esa conexión puede ser en serie o en paralelo. Ahora sepamos 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 algunas resistencias están conectadas en serie. Consideremos tres resistencias con diferentes valores, como se muestra en la siguiente figura.
Resistencia total en serie
La resistencia total de un circuito que tiene resistencias en serie es igual a la suma de las resistencias individuales. Eso significa que en la figura anterior hay tres resistencias que tienen los valores 1KΩ, 5KΩ y 9KΩ respectivamente.
El valor de 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 R 1 es la resistencia de la 1ª resistencia, R 2 es la resistencia de la 2ª resistencia y R 3 es la resistencia de la 3ª resistencia en la red de resistencias anterior.
Voltaje en serie
El voltaje total que aparece en una red de resistencias en serie es la suma de las caídas de voltaje en cada una de las resistencias. En la figura anterior tenemos tres resistencias diferentes que tienen tres valores diferentes de caídas de voltaje en cada etapa.
Voltaje total que aparece en el circuito:
V=V1+V2+V3
Lo que significa que 1v + 5v + 9v = 15v es el voltaje total.
Donde V 1 es la caída de voltaje de la 1ª resistencia, V 2 es la caída de tensión de la 2ª resistencia y V 3 es la caída de tensión de la 3ª resistencia en la red de resistencias anterior.
Corriente en serie
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.
Actual a través de la red:
I=I1=I2=I3
Lo que significa que la corriente en todos los puntos es 5A.
Donde I 1 es la corriente a través de la 1ª resistencia, I 2 es la corriente a través de la 2ª resistencia e I 3 es la corriente a través de la 3ª resistencia en la red de resistencias anterior.
Resistencias en paralelo
Observemos lo que sucede, cuando pocas resistencias están conectadas en paralelo. Consideremos tres resistencias con diferentes valores, como se muestra en la siguiente figura.
Resistencia o resistor total en paralelo
La resistencia total de un circuito que tiene resistencias en paralelo se calcula de manera diferente al método de red de resistencias en serie. Aquí, el recíproco 1 / R1/R El valor de las resistencias individuales se agrega con la inversa de la suma algebraica para obtener el valor de la resistencia total.
El valor de resistencia total de la red de resistencias es:
1R=1R1+1R2+1R3
Donde R 1 es la resistencia de la 1ª resistencia, R 2 es la resistencia de la 2ª resistencia y R 3 es la resistencia de la 3ª resistencia en la red de resistencias anterior.
Por ejemplo, si se consideran los valores de resistencia del ejemplo anterior, lo que significa R 1 = 1KΩ, R 2 = 5KΩ y R 3 = 9KΩ. La resistencia total de la red de resistencias en paralelo será:
1R=11+15+19
=45+9+545=5945
R=4559=0,762 KΩ =76,2 Ω
A partir del método que tenemos para calcular la resistencia en paralelo, podemos derivar una ecuación simple para una red en paralelo de dos resistencias. Es
R=R1×R2R1+R2
Voltaje en paralelo
El voltaje total que aparece en una red de resistencias en paralelo es el mismo que las caídas de voltaje en cada resistencia individual.
El voltaje que aparece en el circuito –
V=V1=V2=V3
Donde V 1 es la caída de voltaje de la 1ª resistencia, V 2 es la caída de tensión de la 2ª resistencia y V 3 es la caída de tensión de la 3ª 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 en paralelo
La cantidad total de corriente que ingresa a 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 I 1 es la corriente a través de la 1ª resistencia, I 2 es la corriente a través de la 2ª resistencia e I 3 es la corriente a través de la 3ª resistencia en la red de resistencias anterior. Por tanto, la suma de las corrientes individuales en diferentes ramas obtiene la corriente total en una red resistiva en paralelo.
Una resistencia se usa particularmente como carga en la salida de muchos circuitos. Si no se utiliza la carga resistiva, se coloca una resistencia antes de una carga. La resistencia suele ser un componente básico en cualquier circuito.
Resistencias o resistores no lineales
Existen 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.
Las resistencias lineales tienen características de VI lineales y las resistencias no lineales tienen características de 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
Térmica significa temperatura. En esta resistencia o resistor, la resistencia varía con la temperatura. Si aumenta el calor, la resistencia disminuye y viceversa. Se utiliza con fines de medición y control.
Los principales tipos de termistores son NTC y PTC .
• NTC es un coeficiente de temperatura negativo y, en tales dispositivos, la resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura. Se utilizan para proteger los dispositivos de condiciones de sobretensión.
• PTC es un coeficiente de temperatura positivo y en tales dispositivos, la resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura. Estos se utilizan para proteger los dispositivos de las condiciones de sobre-corriente.
La siguiente figura muestra un termistor NTC, junto con su símbolo.
Resistencia de foto
Foto significa luz. En esta resistencia, la resistencia o resistor varía con la luz. A medida que aumenta la luz, la resistencia disminuye y viceversa. También se utiliza con fines de medición y control.
También se le llama como LDR (Light Dependent Resistor) Resistencia dependiente de la luz.
La siguiente imagen muestra una LDR y el símbolo eléctrico.
Varistores
La resistencia de un varistor varía con el voltaje aplicado. A medida que aumenta el voltaje, la resistencia disminuye y si el voltaje disminuye, la resistencia aumenta. También se le llama VDR (Voltage Dependent Resistor) Resistencia dependiente del voltaje.
La siguiente figura muestra un Varistor y el símbolo utilizado en electrónica.
Resistencias de Montaje superficial
Estos se utilizan mucho desde la introducción de la tecnología de montaje en superficie. Estos pueden denominarse resistencias de chip, lo que significa una capa resistiva integrada en un chip de cerámica.
Estas resistencias de montaje en superficie 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 una placa de circuito impreso y redujo mucho su tamaño.
Las ventajas de las resistencias de montaje en superficie 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 resistencias de montaje en superficie.
Resistencias o Resistores lineales
Las resistencias cuyos valores cambian con el voltaje y la temperatura aplicado, se llaman resistencias lineales. En otras palabras, una resistencia, cuyo valor de corriente es directamente proporcional a la tensión aplicada, se conoce como resistencias lineales.
Generalmente, hay dos tipos de resistencias que tienen propiedades lineales.
• Resistencias Fijas
• Resistencias Variables
Resistencias fijas
El nombre lo dice todo, la resistencia fija es una resistencia que tiene un valor específico y no podemos cambiar el valor de las resistencias fijas.
Tipos de resistencias fijas.
• Resistencias de composición de carbono
• Resistores de alambre
• Resistores de película delgada
• Resistores de película gruesa
El símbolo de una resistencia variable es como se muestra a continuación.
Resistencias variables
Las resistencias o resistores variables son aquellas cuyos valores se pueden variar manualmente, según el requerimiento. Se elige un valor particular de resistencia 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 trimmers.
Potenciómetro
Un potenciómetro simplemente es una resistencia o resistor de tres terminales que tiene un eje que se desliza o gira. Este eje cuando se opera forma un divisor de voltaje ajustable.
La siguiente figura muestra una imagen de un potenciómetro.
Un potenciómetro se usa principalmente como controlador de volumen en amplificadores y receptores de sonido, ajustes en control de tensión/corriente, temporizadores, etc.
Reóstato
Un reóstato se puede llamar simplemente como una resistencia variable de alambre enrollado. Un alambre resistivo se enrolla firmemente alrededor de un núcleo cerámico aislante. Un cursor o eje se desliza sobre estos devanados. Se realiza una conexión a un extremo del cable resistivo y la segunda conexión se realiza al eje o al contacto deslizante, para obtener la resistencia deseada.
El reóstato se utiliza para controlar la corriente . Estos se utilizan principalmente en el control de velocidad de motores pesados. La resistencia obtenida por estos es del orden de kilo ohmios . Los reóstatos están disponibles principalmente como reóstatos de tubo único y de tubo doble, como se muestra en la siguiente figura.
Como resistencia o resistor variable, a menudo se utilizan para ajustar y calibrar en circuitos. Hoy en día, el uso de reóstatos fue reemplazado por dispositivos electrónicos de conmutación, ya que los reóstatos tienen menor eficiencia.
Trimmer
Trimmer es tanto una resistencia variable como un potenciómetro. Este potenciómetro se llama trimmer, en resumen, Trim Pot (Potenciómetro de ajuste).
La siguiente imagen muestras potenciómetros trimmers:
Estos potenciómetros de ajuste, son de diferentes tipos, como de una sola vuelta o de varias vueltas. Se trata de pequeñas resistencias o resistores variables que se utilizan para ajustar y calibrar. 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 una resistencia fija, si su valor es fijo. El valor de la resistencia fija no se puede variar como una resistencia variable, ya que su valor se determina en el momento de la fabricación. Las siguientes figuras representan el símbolo de una resistencia fija.
Las resistencias o resistores fijos se clasifican en diferentes tipos, según sus procesos de fabricación y los materiales utilizados en su fabricación. La clasificación es la siguiente.
Composición de carbono
Las resistencias de composición de carbono son una mezcla de partículas de carbono, grafito y polvo cerámico mezclado con una sustancia aglutinante como la arcilla. Esta mezcla se trata con alta presión y temperatura. Una vez que todo está moldeado en una caja, se fijan los cables.
• La masa térmica de la resistencia de composición de carbono es mayor para soportar pulsos de alta energía.
• Estas resistencias tienen baja estabilidad y alto nivel de ruido, lo que 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 protección contra sobretensiones, limitación de corriente y fuentes de alimentación de alto voltaje.
Alambre enrollado
Una resistencia enrollada de alambre se forma enrollando un alambre hecho de un material resistivo alrededor de un núcleo. El núcleo metálico actúa como un material no conductor mientras que el cable resistivo conduce, pero con cierta resistencia. La imagen de una resistencia de alambre enrollado es la que se muestra a continuación.
Por lo general, se usa un alambre de nicrom o un alambre de manganina para enrollar el núcleo porque ofrecen una alta resistencia. Mientras que para el núcleo se utiliza plástico, cerámica o vidrio.
• Las resistencias enrolladas de alambre son muy precisas.
• Funcionan de manera excelente para valores de resistencia bajos y clasificaciones de alta potencia.
Estos son el tipo más antiguo de resistencias fijas, pero se están utilizando incluso ahora.
Película gruesa
Las resistencias o resistores de película tienen una capa resistiva sobre una base cerámica, cuyo espesor define el tipo al que pertenecen. El espesor de la capa resistiva en las resistencias de película gruesa es mucho mayor que en las resistencias de película delgada. Las resistencias de película gruesa se producen mediante la cocción de una pasta especial, que es una mezcla de vidrio y óxidos metálicos, sobre el sustrato.
Hay tres tipos principales de resistencias de película gruesa, como resistencias fusibles, resistencias de película Cermet y resistencias de película de óxido metálico.
Resistencias fusibles
todas las resistencias o resistores de tipo fusibles son similares a las resistencias de alambre enrollado. Pero estas resistencias, además de proporcionar resistencia, actúan como un fusible. La imagen de una resistencia fusible se muestra a continuación.
En esta resistencia, la corriente fluye a través de una conexión cargada por resorte, que se coloca cerca del cuerpo de la resistencia. La mancha que está unida al alambre de resorte de la resistencia toma el calor generado por la resistencia debido al flujo de corriente. Si este calor aumenta, el apego a la mancha se derrite y abre la conexión.
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 ohmios. Estas resistencias se utilizan generalmente en televisores, amplificadores y otros circuitos electrónicos costosos.
Resistencias de película cermet
Las resistencias o resistores de película Cermet son las resistencias de película hechas de un material especial llamado Cermet . Cermet es una aleación compuesta hecha combinando Ceramic 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.
La siguiente imagen ilustra potenciómetros tipo cermet:
Una capa de película de metal se envuelve alrededor de un material resistivo y se fija en un sustrato de cermet o metal cerámico. Se toman cables para facilitar las conexiones mientras se fijan en una PCB. Ofrecen una alta estabilidad ya que la temperatura no puede afectar su rendimiento.
Resistencias de película de óxido metálico
Una resistencia de película de óxido metálico se forma oxidando una película gruesa de cloruro de estaño sobre una varilla de vidrio calentada, que es un sustrato. Tienen estabilidad a altas temperaturas y se pueden usar a altos voltajes. Estas resistencias o resistores tienen un ruido de funcionamiento bajo. La siguiente imagen ilustra resistencias de óxido de metal.
Las resistencias de película de óxido metálico se diferencian de las de película metálica solo en lo que respecta 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 sobre la resistencia. La resistividad de esta resistencia depende de la cantidad de óxido de antimonio añadida al óxido de estaño .
Resistencias de película delgada
Las resistencias de película delgada tienen una capa resistiva de 0,1 micrómetros de ancho o menos en la base de cerámica. Tienen una película metálica que se deposita al vacío sobre un sustrato aislante.
Son más precisas y tienen un mejor coeficiente de temperatura y son más estables. Las resistencias de película delgada se dividen en dos tipos, tales como:
• Resistencias de película de carbono
• Resistencias de película metálica
Resistencias o resistores de película de carbón
Una resistencia de película de carbono se fabrica depositando una capa de película de carbono sobre un sustrato cerámico. La película de carbono actúa como material resistivo a la corriente y la sustancia cerámica actúa como sustancia aislante. Las tapas metálicas se fijan en ambos extremos y se extraen los cables de cobre.
La siguiente figura muestra la construcción de una resistencia de película de carbón.
Las principales ventajas de estas resistencias son su alta estabilidad, amplio rango operativo, bajo nivel de 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 nivel de ruido.
Resistencias de película metálica
El revestimiento de película marca la diferencia entre las resistencias o resistores de película de óxido metálico y las resistencias de película metálica. Se usa una película delgada de sustancia metálica, como níquel-cromo, para recubrir la resistencia en una resistencia de película metálica, mientras que se usa una película de óxido metálico como óxido de estaño para recubrir la resistencia en una resistencia de óxido metálico.
Las resistencias de película metálica tienen un coeficiente de resistencia a baja temperatura, lo que significa que la resistencia se ve menos afectada por la temperatura.
Potencia de un resistor
Mientras 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 dañarse. La potencia nominal 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 energía eléctrica es la tasa de transferencia de energía eléctrica.
Potencia P = VI = I 2 R
Tenga en cuenta la fórmula anterior si desea que la resistencia no se queme por alta corriente.
Y llegamos al final, si has llegado a este punto y leído todo el pequeño tutorial, sabrás mucho sobre resistencias o resistores y podrás utilizarlos según tu diseño.
Bibliografía: Tutoriales de electrónica.
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