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Resistores o
Resistencias
Prácticamente no existen esquemas electrónicos en los que no se vean una o
más resistencias. Estos componentes tienen como función distribuir
adecuadamente las tensiones y corrientes que circulan por el circuito. Su
funcionamiento se basa en la dificultad que ofrecen al paso de la
corriente eléctrica algunos materiales, generalmente con valores de
resistividad altos.
Para definir
el valor de una resistencia se utiliza como unidad el Ohmio, que se
representa por la letra griega omega (Ω).
Si bien teóricamente es posible construir resistencias de
prácticamente cualquier valor, por una cuestión practica solo se las
construye de una serie de valores perfectamente normalizados, y que
combinados como veremos mas adelante, permiten lograr cualquier valor de
resistencia que necesitemos para nuestro proyecto. En realidad, existen
varias familias de valores posibles, llamados E6, E12, E24, etc., donde el
numero que acompaña a la E representa la cantidad de valores diferentes
que componen la familia mencionada. A los valores base se los multiplica
por 10, 100, 1.000, 10.000, 100.000 o 1.000.000 para las resistencias más
altas.
Para no tener necesidad de escribir grandes cantidades de ceros al
expresar valores de resistencias elevadas, se utilizan la letra K y M, que
designan factores multiplicativos de 1.000 y 1.000.000. Si a un valor
cualquiera de la tabla anterior, por ejemplo a 4,7 le agregamos la K
obtenemos 4.7K que significan 4700 Ω. Si le añadimos la M, nos queda 4.7M
que indica 4.700.000 Ω. Muchas veces se utiliza la letra en lugar de la
coma, por lo que 4.7K y 4K7 representan el mismo valor.
Valores base de cada familia de resistencias:
E6: 1.0, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, 6.8 (Tolerancia: 20%)
E12: 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2
(Tolerancia: 10%)
E24: 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0,
3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1 (Tolerancia:
5%)
Las demás series, como la E48 (2% de tolerancia), y las menos
utilizadas E96 y E192 agregan valores intermedios a los mencionados, y
tolerancias más pequeñas.
Cuando nos referimos a la “tolerancia” que tiene una resistencia,
estamos hablando de la máxima desviación del valor teórico que podemos
esperar encontrar al medir su valor. Por ejemplo, una resistencia con un
valor declarado de 1K Ω y una tolerancia del 5% tiene un valor real
comprendido entre 950 Ω y 1050 Ω.
Código de colores
Físicamente, las resistencias más comunes consisten en un pequeño
cilindro con dos terminales, uno en cada extremo, con anillos de colores
sobre su cuerpo que representa el valor en ohms. Existen básicamente dos
tipos de códigos, uno utiliza cinco bandas y el otro cinco. En el código
de cuatro bandas, los dos primeros anillos representan los dígitos que
forman el valor base de la resistencia, el tercero el numero de ceros que
es necesario añadir, y el cuarto el valor de la tolerancia.
Los valores de las resistencias se representan mediante anillos de
colores, cuyos valores son los indicados en la tabla.
Por ejemplo,
si tomamos una resistencia que tiene una banda marrón, una roja, una
naranja y una dorada, su valor será 12000 ohms, con el 5% de tolerancia,
dado que según la tabla de colores el marrón representa el 1, el rojo un 2
y el naranja significa que se agregan tres ceros. Las resistencias con
cinco bandas de colores se leen de la misma manera, pero teniendo en
cuenta que las tres primeras son los dígitos que forman el valor base, la
cuarta banda la cantidad de ceros a agregar y la quinta la tolerancia.
Como decíamos antes, a partir de los valores disponibles en cada
serie de resistencias es posible obtener prácticamente cualquier valor que
deseemos, simplemente combinándolas de a dos o mas. Básicamente hay dos
maneras de hacer esto, y se denominan agrupación en serie y agrupación en
paralelo.
Agrupación de resistencias
La agrupación en serie consiste en unir las resistencias una a
continuación de la otra, como se ve en el esquema de la figura 2. De esta
manera, la corriente I que circula por ambas es la misma, mientras que,
cada resistencia presenta una diferencia de potencial distinta entre sus
extremos, que dependerá, según la ley de Ohm, de los valores de cada
resistencia.
La agrupación
de resistencias en serie consiste en unir un terminal de una con uno de la
siguiente, en forma de cadena.
No es
difícil jugar matemáticamente sumando los productos parciales de tensiones
y corrientes para demostrar que la resistencia total de la agrupación de
resistencias en serie es igual a la suma de las resistencias individuales.
En serie: R = R1 + R2 + R3 + ……+ Rn
En el caso de la agrupación en paralelo, la conexión se efectúa
como muestra la figura 3, donde se ve que los terminales se unen en dos
puntos comunes llamados nodos. En este caso, por cada rama, compuesta por
una resistencia, circula una corriente diferente, pero la tensión aplicada
a todas es la misma. Nuevamente, trabajando matemáticamente con las
corrientes y tensiones se puede demostrar que la resistencia equivalente
de una asociación en paralelo es igual a la inversa de la suma de las
inversas de cada una de las resistencias.
Los
terminales de las resistencias agrupadas en paralelo se unen en dos puntos
llamados nodos.
En paralelo: 1 / R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +
….. + 1/Rn
Hay dos casos particulares: La resistencia equivalente a dos
resistencias en paralelo es R = (R1 * R2) / (R1 + R2). Si todas las
resistencias son iguales, R = R/n
Por supuesto, nada impide asociar resistencias de maneras que sean
una combinación de las dos agrupaciones vistas. En esos casos, se dice que
las resistencias presentan una asociación mixta, y para calcular el valor
de la resistencia equivalente habrá que ir resolviendo el circuito por
partes, en cada una de las cuales utilizaremos alguna de las formulas que
vimos, según sea el caso.
También es posible la asociación de
resistencias en formas más complejas
En el caso del circuito de la figura anterior, la resistencia total
se calcularía sumando en primer lugar las agrupaciones en serie R1 y R2
por un lado, y R3 y R4 por otro, con lo que el circuito quedaría como una
agrupación en paralelo de cuatro resistencias: R1 + R2, R3 + R4, R5 y R6.
Utilizando la formula vista mas arriba, podemos calcular el valor de la
resistencia equivalente del circuito.
Resistencias especiales
Además de
las resistencias fijas que ya estudiamos, existen otras cuyo valor puede
variar. Quizás las más comunes dentro de este grupo sean las llamadas
potenciómetros o presets, que consisten en una pista de material resistivo
por la que se desliza un cursor capaz de recorrerla de un extremo al otro
al ser accionado por un mando externo. La resistencia del dispositivo se
toma entre uno de los extremos y el cursor, por lo que su valor varia de
acuerdo a la posición de este. En el caso de los potenciómetros, están
construidas para que su valor se varíe con frecuencia, y se utilizan por
ejemplo para controlar el volumen de un amplificador o la luminosidad de
una lámpara. En el caso de los presets, la función es de ajuste, y se
supone que solo se modificara su valor muy de vez en cuando, por lo que
generalmente no disponen de un mando sino de un tornillo o ranura para ser
accionadas con un destornillador. La forma en que varia la resistencia a
medida que deslizamos el cursor puede ser lineal o logarítmica. En algunas
aplicaciones, como el audio, se utilizan potenciómetros logarítmicos dado
que se ajustan mejor a las características del oído humano.
También existen resistencias para usos especiales que varían su
valor con la temperatura. Se fabrican de dos tipos, dependiendo si su
resistencia aumenta o disminuye con la temperatura. Reciben el nombre de
NTC y PTC, según tengan un coeficiente negativo (su valor disminuye al
aumentar la temperatura) o positivo de temperatura.
Las LDR (Light Dependent Resistor, o Resistor Dependiente de la Luz) son,
como su nombre lo indica, resistencias cuyo valor varia de acuerdo al
nivel de luz al que están expuestas. Los valores extremos que adopta una
LDR cuando esta en total oscuridad o expuesta a plena luz varían de un
modelo a otro, y se sitúan en el rango de los 50Ω a 1000 Ω (1K) cuando
están iluminadas con luz solar y valores comprendidos entre 50.000 Ω (50K)
y varios megohmios (millones de ohms) cuando está a oscuras.
Resistor de potencia, cerámico.
Por ultimo, al momento de seleccionar una u otra resistencia en
nuestros proyectos debemos considerar la potencia máxima para la que fue
construida. En efecto, la caída de tensión que se produce cuando la
corriente atraviesa la resistencia se transforma en calor, y el componente
elegido debe ser capaz de soportarlo sin destruirse. Para potencias
pequeñas, de 1/8 de Watt a 1 Watt suelen ser fabricadas a partir de una
barra de carbón, pero las que son capaces de disipar potencias mayores se
construyen arrollando un hilo resistivo sobre un cilindro metálico, todo
cubierto por un esmalte vitrificado. Este tipo de resistencia pueden
llegar a disipar hasta 100 Watts, y a menudo es necesario algún tipo de
mecanismo para proveer la ventilación adecuada.
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