Resistencias
¿Qué es una Resistencia?
La resistencia eléctrica es la oposición (dificultad) al paso de la corriente eléctrica. Sabemos que la corriente eléctrica es el paso (movimiento) de electrones por un circuito o, a través de un elemento de un circuito (receptor). Según lo dicho podemos concluir que “la corriente eléctrica es un movimiento de electrones”.
Dependiendo del tipo, material y sección (grosor) de cable o conductor por el que tengan que pasar los electrones, les costará más o menos trabajo. Un buen conductor casi no les ofrecerá resistencia a su paso por él, un aislante les ofrecerá tanta resistencia que los electrones no podrán pasar a través de él. Ese esfuerzo que tienen que vencer los electrones para circular, es precisamente la Resistencia Eléctrica. Luego lo veremos más detalladamente.
Estos electrones cuando llegan algún receptor, como por ejemplo una lámpara, para pasar a través de ella les cuesta más trabajo, es decir, también les ofrece resistencia a que pasen por el receptor, ya que la energía que llevan los electrones se transforma en otro tipo de energía en la lámpara (luminosa).
¿cual es su unidad de medida?
El ohmio u ohm (símbolo: Ω) es la unidad derivada de resistencia eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades. Su nombre se deriva del apellido del físico alemán Georg Simón Ohm (1789-1854), autor de la ley de Ohm.
Se pueden usar dos tipos de símbolos diferentes en los esquemáticos (diagrama eléctrico), da igual usar un símbolo u otro.
Veamos que pasa con la resistencia en un circuito eléctrico mediante la fórmula de la Ley de Ohm, formula fundamental de los circuitos eléctricos:
I = V / R
Esta fórmula nos dice que la Intensidad o Intensidad de Corriente Eléctrica (I) que recorre un circuito o que atraviesa cualquier elemento de un circuito, es igual a la Tensión (V) a la que está conectado, dividido por su Resistencia (R).
Según esta fórmula en un circuito o en un receptor que este sometido a una tensión constante (por ejemplo a la tensión de una pila de 4V) la intensidad que lo recorre será menor cuanto más grande sea su resistencia.
Código de Colores.
Ya se ha dicho que los valores óhmicos de los resistores se suelen representar por medio de unos anillos de color pintados en el cuerpo de los mismos. Suelen ser en número de cuatro, y su significado es el siguiente:
Asociaciones de resistencias
Resistencia equivalente
Se denomina resistencia equivalente a la asociación respecto de dos puntos A y B, a aquella que conectada a la misma diferencia de potencial, UAB, demanda la misma intensidad, I (ver figura 4). Esto significa que ante las mismas condiciones, la asociación y su resistencia equivalente disipan la misma potencia.
Figura 1. Asociaciones generales de resistencias:
- a) Serie
- b) Paralelo.
- c) Resistencia equivalente.
Asociación en serie
Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma corriente.
Asociación en paralelo
Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, UAB, todas las resistencias tienen la misma caída de tensión, UAB.
Para determinar la resistencia equivalente de una asociación en paralelo imaginaremos que ambas, figuras 1b) y 1c), están conectadas a la misma diferencia de potencial mencionada, UAB, lo que originará una misma demanda de corriente eléctrica, I.
Esta corriente se repartirá en la asociación por cada una de sus resistencias de acuerdo con la primera ley de Kirchhoff.
Asociación mixta
En una asociación mixta se encuentran conjuntos de resistencias en serie con conjuntos de resistencias en paralelo. Se pueden observarse tres ejemplos de asociaciones mixtas con cuatro resistencias.
A veces una asociación mixta es necesaria ponerla en modo texto. Para ello se utilizan los símbolos “+” y “//” para designar las asociaciones serie y paralelo respectivamente. Así con (R1 + R2) se indica que R1 y R2 están en serie mientras que con (R1//R2) que están en paralelo.
Figura 2. Asociaciones mixtas de cuatro resistencias:
- a) Serie de paralelos.
- b) Paralelo de series.
- c) Ejemplo de una de las otras posibles conexiones.
Potencia que disipa una resistencia
Una resistencia disipa en calor una cantidad de potencia cuadráticamente proporcional a la intensidad que la atraviesa y a la caída de tensión que aparece en sus bornes.
Comúnmente, la potencia disipada por una resistencia, así como la potencia disipada por cualquier otro dispositivo resistivo, se puede hallar mediante:
A veces es más cómodo usar la ley de Joule para el cálculo de la potencia disipada, que es:
o también:
Observando las dimensiones del cuerpo de la resistencia, las características de conductividad de calor del material que la forma y que la recubre, y el ambiente en el cual está pensado que opere, el fabricante calcula la potencia que es capaz de disipar cada resistencia como componente discreto, sin que el aumento de temperatura provoque su destrucción.
Esta temperatura de fallo puede ser muy distinta según los materiales que se estén usando. Esto es, una resistencia de 2W formada por un material que no soporte mucha temperatura, estará casi fría (y será grande); pero formada por un material metálico, con recubrimiento cerámico, podría alcanzar altas temperaturas (y podrá ser mucho más pequeña).
El fabricante dará como dato el valor en vatios que puede disipar cada resistencia en cuestión. Este valor puede estar escrito en el cuerpo del componente o se tiene que deducir de comparar su tamaño con los tamaños estándar y su respectivas potencias.
El tamaño de las resistencias comunes, cuerpo cilíndrico con 2 terminales, que aparecen en los aparatos eléctricos domésticos suelen ser de 1/4W, existiendo otros valores de potencias de comerciales de ½W, 1W, 2 W, etc.
Resistencias Variables o Potenciómetros
Una Resistencia Variable o potenciómetro es una resistencia que se puede ajustar manualmente entre 0 y el valor nominal que aparece indicado sobre él. Para ello se acciona un mando o palanca que lleva incorporado, al que llamamos cursor. El cursor puede girarse (potenciómetro rotatorio) o desplazarse (potenciómetro lineal).
Un potenciómetro tiene tres terminales (A,B y C o central). Entre los dos extremos (A y B), el valor óhmico es el nominal. Entre cualquiera de los extremos y C obtenemos un valor óhmico ajustable al mover el cursor, y que siempre será inferior al valor nominal. Dicho valor nominal puede ir desde unos pocos ohmios hasta los mega ohmios (MΩ).
Tipos de Resistencias
→ Resistencias de alambre
Estas resistencias varían en apariencia y tamaño físico, son comúnmente una longitud de cables generalmente hechos de una aleación como el cromo de níquel o la aleación de manganeso de cobre-níquel. Estas resistencias son de los tipos más antiguo de resistencias que tienen excelentes propiedades como altas calificaciones de potencia y bajos valores de resistencia. Durante su uso, estas resistencias pueden calentarse mucho y por este motivo, están alojadas en una caja de metal con aletas.
→ Resistencias de película metálica
Estas resistencias están hechas de óxido metálico o varillas pequeñas de metal revestido de cerámica. Estos son similares a las resistencias de película de carbono, ademas es controlada por el espesor de la capa de recubrimiento. Las propiedades como la fiabilidad, la precisión y la estabilidad son considerablemente mejores para estas resistencias y pueden obtener en una amplia gama de valores de resistencia (desde unos pocos ohmios hasta millones de ohmios).
→ Resistencias de película gruesa y película fina
Las resistencias de película delgada se fabrican por pulverización de algún material resistivo sobre un sustrato aislante (un método de deposición al vacío) y, por lo tanto, son más caros que las resistencias de película gruesa. El elemento resistivo para estas resistencias es de aproximadamente 1000 angstroms. Las resistencias de película delgada tienen mejores coeficientes de temperatura, menor capacitancia, baja inductancia parásita y bajo ruido.
Estas resistencias son preferidas para componentes de potencia pasiva y activa en microondas, como terminaciones de potencia de microondas, resistencias de potencia de microondas y atenuadores de potencia de microondas. Estos se utilizan principalmente para aplicaciones que requieren alta precisión y alta estabilidad.
Por lo general, las resistencias de película gruesa se fabrican mezclando cerámicas con vidrio eléctrico, y estas películas tienen tolerancias que van del 1 al 2% y un coeficiente de temperatura entre + 200 o +250 y -200 o -250. Estos están ampliamente disponibles como resistencias de bajo costo y en comparación con la resistencia de película delgada, el elemento resistivo de película gruesa es miles de veces más grueso.
→ Resistencias de montaje superficial
Las resistencias de montaje en superficie vienen en una variedad de tamaños y formas de paquetes acordados por la EIA (Electronic Industry Alliance). Estos tipos de resistencias se fabrican mediante el depósito de una película de material resistivo y no tienen espacio suficiente para las bandas de código de color debido al pequeño tamaño.
La tolerancia puede ser tan baja como 0.02% y consiste de 3 o 4 letras como una indicación. El tamaño más pequeño del paquete 0201 es una pequeña resistencia de 0.60 mm x 0.30 mm y este código de tres números funciona de manera similar a las bandas de código de color en las resistencias con cable.
→ Resistencias de red
Las resistencias de red son una combinación de resistencias que dan un valor idéntico a todos los pines. Estas resistencias están disponibles en paquetes de línea doble y línea simple. Las resistencias de red se usan comúnmente en aplicaciones como ADC (convertidores analógico al digital) y DAC, para subir o bajar.
→ Resistencias variables
Los tipos de resistencias variables más utilizados son potenciómetros. Estas resistencias consisten en un valor fijo de resistencia entre dos terminales y se usan principalmente para configurar la sensibilidad de los sensores y la división de voltaje. Un limpiador (parte móvil del potenciómetro) cambia la resistencia que puede girarse con la ayuda de un destornillador.
Estas resistencias tienen tres pestañas, en las que el limpiador es la pestaña central que actúa como divisor de voltaje, cuando se usan todas las pestañas. Cuando la pestaña central se usa junto con la otra pestaña, se convierte en un reóstato o resistencia variable. Cuando solo se usan las pestañas laterales, entonces se comporta como una resistencia fija.
→ Termistores
Los termistores son resistencias cuya resistencia cambia significativamente cuando cambia la temperatura. Existen diferentes tipos de termistores, los dos tipos más comunes son los termistores NTC y PTC. Los termistores se utilizan a menudo como sensores de temperatura o dispositivos de protección térmica.
→ Resistores dependientes de la luz (LDR)
Las resistencias dependientes de la luz son muy útiles en diferentes circuitos electrónicos, especialmente en relojes, alarmas y farolas. Cuando la resistencia está en la oscuridad, su resistencia es muy alta (1 Mega Ohm), mientras que en la luz, la resistencia cae a unos pocos kilo Ohms. Estas resistencias vienen en diferentes formas y colores. Dependiendo de la luz ambiental, estas resistencias se usan para encender o apagar dispositivos.
→ Varistores
Los varistores tienen una resistencia no lineal que depende de la tensión sobre el varistor. Por encima de un cierto umbral de voltaje, la resistencia de un varistor cae muy rápido. Existen diferentes tipos de varistores, pero en la actualidad el varistor MOV es el tipo más utilizado. Sus características los hacen adecuados como dispositivos de protección contra sobretensiones y se utilizan a menudo como protectores contra sobretensiones.
→ Magneto-resistencias
El tipo de resistencia magneto se puede utilizar para detectar y medir campos magnéticos.
La resistencia es la propiedad de cualquier objeto o sustancia de resistir u oponerse al flujo de una corriente eléctrica. La cantidad de resistencia en un circuito eléctrico determina la cantidad de corriente que fluye en el circuito para cualquier voltaje dado aplicado al circuito.