Comunidad de discusión sobre Automatización, Electrónica industrial, Microcontroladores y electrónica digital, Robótica, Domótica, Telemática, Tecnologías móviles, y muchos temas más.
La Resistencia
El componente electrónico más simple por su construcción y funcionamiento y más utilizado en los aparatos electrónicos, es el conocido como resistencia o resistor.
El término resistencia, considerado en un sentido general, es la oposición que se presenta a una acción. En electricidad y electrónica, resistencia es la oposición al paso de la corriente eléctrica.
Existen muchos aparatos en donde se utilizan las resistencias para convertir energía eléctrica en energía calorífica. Es el caso de las estufas, los hornos, las planchas, los calentadores de agua, etc.
En los aparatos electrónicos, las resistencias se encuentran en todo tipo de circuitos y su función principal es controlar el paso de la corriente.
Aspecto físico y símbolo de las resistencias
En la figura se puede observar el aspecto físico de los tipos más comunes de resistencias utilizadas en los aparatos electrónicos y los símbolos con los cuales se representan en los diagramas o planos.
Todo circuito electrónico se representa por medio de un plano llamado diagrama esquemático. A todos los elementos de los circuitos, o sean los componentes, se les ha asignado un símbolo que los representa en los diagramas.
Ese símbolo se hace necesario para simplificar la elaboración de los planos, ya que de otra forma, sería prácticamente imposible dibujar todos los elementos de acuerdo a su forma física real.
Unidad de medida
Así como la distancia se mide en metros y el peso en gramos, la mayor o menor oposición al paso de la corriente que se produce en una resistencia se mide en ohmios. Decimos entonces que la unidad de medida para las resistencias es el OHMIO.
Para simplificar los diagramas y las fórmulas, este parámetro se representa con la letra Ω (omega), del alfabeto griego. El nombre de esta unidad se adoptó como un homenaje a George Simon Ohm, físico inglés, quien descubrió la Ley de Ohm, una de las leyes básicas de la electricidad y la electrónica.
Una resistencia de 1000 ohmios ó 1000Ω, presenta una oposición a la corriente cuatro veces mayor que una de 250 ohmios ó 250Ω.
Como las resistencias utilizadas en electrónica tienen valores comprendidos entre menos de 1 ohmio y varios millones de ohmios, encontramos que no es fácil mostrar en un diagrama todos los ceros que tiene una resistencia de alto valor. Escribir 220.000 ohmios o 10.000.000 ohmios puede ser difícil. Para resolver el problema, se utilizan los términos Kilo y Mega con sus respectivas letras K y M para indicar los múltiplos de miles y millones. La letra K significa mil unidades y equivale a tres ceros (000) después del primer número. La letra M significa un millón de unidades y equivale a seis ceros (000000) después del primer número.
Así, en cambio de escribir 22.000 ohmios escribimos 22 Kohm o simplemente 22KΩ. Este valor se puede leer como 22 Kiloohmios o simplemente como 22K. Para escribir 5.600.000 ohmios se puede indicar como 5.6 MΩ y se lee como 5 punto 6 Megas.
Ejemplos: 47KΩ serían 47.000Ω o 47Kiloohmios, 10MΩ serían 10.000.000Ω o 10 Megaohmios. Cómo se descifraría una resistencia de 4.7KΩ? Es sencillo, corremos el punto decimal tres puestos quedando 4.700Ω
Otros parámetros de las resistencias
Recordemos que al circular corriente eléctrica por una resistencia, hay cierta oposición a ella. Esta oposición hace que parte de la energía eléctrica se transforme en calor alrededor de la resistencia. Este fenómeno se aprecia más en las resistencias de los hornos, estufas, planchas eléctricas, etc.
En las resistencias utilizadas en electrónica, además de su tipo, y su valor en ohmios, se debe tener en cuenta una característica adicional. Esta es la capacidad máxima para expulsar o disipar calor sin que se deteriore o destruya el elemento físico y se mide en vatios.
En la mayoría de los circuitos electrónicos se utilizan resistencias de bajo vatiaje como las de 1/8, 1/4, 1/2, 1 y 2 vatios. En las etapas de salida de los amplificadores de alta potencia, es común encontrar resistencias de vatiajes altos como 5, 10, 15, 20 y 50 vatios. El tamaño físico de las resistencias depende del vatiaje siendo las más grandes las de mayor valor.
Tipos de resistencias
Las resistencias están construidas con diferentes materiales resistivos, en diversos tipos, formas y tamaños dependiendo de su aplicación y se clasifican en dos grandes grupos, resistencias fijas y resistencias variables.
Resistencias fijas
A este grupo pertenecen todas las resistencias que presentan un mismo valor sin que exista la posibilidad de modificarlo a voluntad.
De acuerdo con su material de construcción las resistencias fijas se clasifican en dos grandes grupos principales:
- Carbón
- alambre
Resistencias de carbón
Hay dos tipos de resistencias fijas de carbón, las aglomeradas y las de capa o película. En las aglomeradas, el elemento resistivo es una masa homogénea de carbón, mezclada con un elemento aglutinante y fuertemente prensada en forma cilíndrica. Los terminales se insertan en la masa resistiva y el conjunto se recubre con una resina aislante de alta disipación térmica.
Existe otro método de fabricación de las resistencias de carbón que consiste en recubrir un tubo o cilindro de porcelana con una capa o película de carbón, o haciendo una ranura en espiral sobre la porcelana y recubriéndola luego con la película de carbón, quedando parecida a una bobina. Estas son las resistencias de bajo vatiaje como las de 1/8, 1/4, 1/3, 1/2, 1 y 2 vatios.
Resistencias de alambre
Se construyen con un alambre de aleación de níquel y cromo u otro material con características eléctricas similares. El alambre se enrolla sobre un soporte aislante de cerámica y luego se recubre con una capa de esmalte vítreo, con el fin de proteger el alambre y la resistencia contra golpes y corrosión.
Son resistencias hechas para soportar altas temperaturas sin que se altere su valor. Por tanto, corresponden a los vatiajes altos como 5, 10, 20, 50 y más vatios.
El código de colores
Muchas veces nos habremos preguntado porqué algunas resistencias tienen unas bandas o líneas de colores alrededor de su cuerpo. Estas bandas tienen un significado específico determinado por un código especial llamado el código de colores.
Para las resistencias de alambre o de carbón de 1 vatio en adelante es fácil escribir el valor en su cuerpo, pero para las resistencias más pequeñas es muy difícil hacerlo ya que su tamaño lo impide.
Para las resistencias pequeñas de carbón y película de carbón, que son las más utilizadas en los circuitos electrónicos, existe un método de identificación muy versátil llamado el código de colores. Este método, que utiliza tres, cuatro o cinco líneas de colores pintadas alrededor del cuerpo de la resistencia, sirve para indicar su valor en Ohmios y su precisión.
El sistema de las líneas de colores resuelve dos problemas principalmente:
- Sería demasiado difícil ver números grandes marcados en resistencias pequeñas. Por ejemplo: 1.000.000 ohmios en una resistencia de 1/4 de vatio no se vería muy bien.
- Si la resistencia queda en cierta posición en el circuito, se taparía este número y no se podría leer su valor.
Las bandas de colores que tienen este tipo de resistencias alrededor de su cuerpo, parece que resuelven todos estos problemas. En este código, cada color corresponde a un número en particular. Hay dos códigos de colores para las resistencias de carbón. El de 3 o 4 bandas y el de 5 bandas.
Para leer el código de colores de una resistencia, ésta se debe tomar en la mano y colocar de la siguiente forma: la línea o banda de color que está más cerca del borde se coloca a la izquierda, quedando generalmente a la derecha una banda de color dorado o plateado.
En el sistema de tres o cuatro bandas, el color de la primera banda es el primer número, el segundo color es el número siguiente, el tercer color es el número de ceros o multiplicador, y la cuarta línea o banda es la tolerancia o precisión. El concepto de tolerancia lo explicaremos más adelante.
Cuando leemos el código de colores debemos recordar:
- La primera banda representa la primera cifra.
- La segunda banda representa la segunda cifra.
- La tercera banda representa el número de ceros que siguen a los dos primeros números. (Si la tercera banda es negra no hay ceros en el número, si esta banda es dorada se divide por 10 y si esta banda es plateada se divide por 100).
- La cuarta banda representa la tolerancia. Esta es usualmente dorada que representa un 5%, plateada que es del 10%, café o marrón indica el 1%, el rojo indica un 2% y si no tiene banda es del 20%.
Para comprender mejor este sistema, en la figura tenemos varios ejemplos de utilización.
El código de las cinco bandas se utiliza para resistencias de precisión así:
- La primera banda representa la primera cifra.
- La segunda banda representa la segunda cifra.
- La tercera banda representa la tercera cifra.
- La cuarta banda representa el número de ceros que siguen a los tres primeros números. (Si la cuarta banda es negra no hay ceros en el número, si esta banda es dorada se divide por 10 y si esta banda es plateada se divide por 100).
- La quinta banda representa la tolerancia. El café o marrón indica el 1%, el rojo indica un 2% y si es verde tiene una tolerancia del 0.5%.
En las resistencias de 6 bandas, la ultima banda especifica el coeficiente térmico expresado en ppm/ºC (partes por millón por cada grado Centígrado). Este valor determina la estabilidad resistiva a determinada temperatura.
Es muy importante practicar mucho con este código hasta que se aprenda de memoria ya que las resistencias que lo utilizan se encuentran en todo tipo de circuitos. Si tenemos que consultar un libro o manual cada vez que tengamos que identificar una resistencia , vamos a perder mucho tiempo. Después de algún tiempo de trabajar en electrónica, este código se hace tan familiar que ya se identifica una resistencia con sólo mirar brevemente su combinación de colores.
Tolerancia
Se ha mencionado que la cuarta banda indica la tolerancia de la resistencia. Esta tolerancia o precisión significa que el valor real no es necesariamente el mismo que indica el código. Un 10% de tolerancia significa que el valor real puede ser un 10% mayor o menor que el valor que indica el código.
Por ejemplo, para una resistencia de 10.000 ohmios con una tolerancia del 5% se puede tener en la práctica, cualquier valor entre 9.500 y 10.500 ohmios. El 5% de 10.000 es 500. Esta tolerancia se debe a la precisión del proceso de fabricación de esas resistencias ya que las máquinas depositan una capa ligeramente mayor o menor del compuesto resistivo.
Se fabrican resistencias con tolerancias del 20%, 10%, 5% (que son las más comunes), 2 %, 1%, 0.5 %,0.1 % y más.
El costo de las resistencias sube considerablemente a medida que su precisión aumenta. Debemos utilizar por lo tanto las resistencias más económicas posibles pero que no alteren la operación del circuito. Por lo general, para los circuitos y proyectos basicos se utilizan resistencias con una tolerancia del 5 %.
Valores normalizados para las resistencias
Las resistencias de carbón se fabrican en ciertos valores llamados preferidos o normalizados. Esto se debe a que sería imposible tener resistencias en todos los valores posibles y no se justifica en la mayoría de los circuitos electrónicos tenerlos.
Los valores normalizados son 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.7, 3, 3.3, 3.6, 3,9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2 y 9.1 y en todos sus múltiplos.
Estos valores son los que tienen las resistencias o resistores que se encuentran en el mercado en los almacenes o distribuidores especializados y que se utilizan para toda clase de circuitos electrónicos. Así tenemos resistencias de 1KΩ, 10KΩ, 430KΩ, 82KΩ, 33Ω, etc.
Resistencias variables
Son aquellas resistencias cuyo valor en ohmios puede ser variado dentro de un rango ya sea de forma manual o mediante algún estímulo externo tal como la luz, el calor, el sonido, el voltaje, etc.
Los potenciómetros
Los potenciómetros son resistencias variables ampliamente utilizados cuyo valor en ohmios se puede ajustar a voluntad por medio de un eje o tomillo. En la figura podemos observar los principales tipos de potenciómetros empleados en estos circuitos.
La aplicación más conocida de los potenciómetros la tenemos en los controles de volumen y tonos (altos y bajos) en los aparatos de sonido, en los ecualizadores, en el control de brillo y contraste en los televisores y para fines especiales en algunos instrumentos electrónicos.
Los potenciómetros se fabrican depositando una capa de carbón sobre una sección circular o rectangular de fibra o material compacto y aislante. Un eje en el centro permite que un contacto móvil se deslice a través de la sección resistiva.
Tipos de potenciómetros
Según la variación del valor en ohmios, con respecto a la posición de su eje, un potenciómetro puede ser lineal, logarítmico o antilogarítmico. Un potenciómetro lineal es aquel cuya variación es constante durante el giro del eje o cursor. Por ejemplo, si se gira 15º la resistencia aumenta 1.000Ω, y si se gira 30º la resistencia aumenta 2.000Ω.
En un potenciómetro logarítmico o antilogarítmico no ocurre esto, se obtiene menos variación al principio y mayor variación al final del giro. En la figura se pueden observar los diferentes comportamientos o curvas de resistencia.
Esta característica es muy importante en el comportamiento de los circuitos de amplificadores, filtros, ecualizadores y otros.
Existe un tipo de potenciómetro que se fabrica especialmente para ser montado en los circuitos impresos. Estos potenciómetros se utilizan para ajustar voltajes o corrientes en algunos circuitos y se mueven por medio de un destornillador o herramienta de ajuste. Generalmente son llamados Trimmers.
