La resistencia eléctrica es un componente muy abundante en los circuitos eléctricos con la función de limitar la corriente en un cierto punto del circuito mediante la conversión de energía eléctrica en energía térmica a través del efecto Joule. Comprender cómo funciona la resistencia es esencial para comprender la electrónica y los circuitos eléctricos. Entonces, al comprender la resistencia, aprende varias leyes físicas relacionadas con la electricidad y los conceptos básicos del análisis de circuitos.
El propósito de este artículo es mostrar qué es una resistencia, cómo funciona, cuáles son sus aplicaciones y los tipos de resistencias que se encuentran en los circuitos electrónicos.
Indice
Resistencia: ¿Qué es?
La resistencia es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía térmica a través del efecto Joule. Por lo tanto, su función principal es limitar la corriente eléctrica en cierto punto de un circuito electrónico. La capacidad de una resistencia para limitar la corriente en un circuito se conoce como resistencia de magnitud física.
Un ejemplo de uso de una resistencia es conectar un LED. El LED es un componente que emite luz y no admite mucha corriente eléctrica. Por lo tanto, es necesario conectar una resistencia en serie al LED para que pueda limitar la corriente eléctrica que fluye a través del LED.
Otra característica muy importante de la resistencia es la caída de voltaje en sus terminales. De esta manera, las resistencias causan diferentes voltajes en diferentes puntos de un circuito eléctrico.
El símbolo de la resistencia es un rectángulo, para el estándar europeo, o una línea en zigzag, para el estándar norteamericano.
Ejemplo de una imagen de resistencia, simbolismo europeo y americano.
Lo más común en Brasil es usar el símbolo americano para resistencias, mientras que el símbolo europeo se usa para impedancias. Podemos decir que las impedancias son un tipo de resistencia que involucra números complejos, presentes en circuitos con condensadores e inductores.
¿La resistencia tiene polaridad?
Las resistencias eléctricas no tienen polaridad, ya que no tienen un terminal negativo y uno positivo. Entonces, independientemente de cómo los conecte, funcionarán correctamente.
Ley de Ohm en la resistencia
Gregor Simon Ohm, descubrió las relaciones matemáticas existentes que implican la dimensión de conductores y las magnitudes de las corrientes eléctricas, y formuló lo que ahora se llama la Ley de Ohm.
Aquí hablaré solo sobre la primera Ley de Ohm, que es la más básica para cualquier estudiante de electrónica. Define qué es la resistencia eléctrica, que es, por lo tanto, la división del voltaje eléctrico por la corriente eléctrica.
La primera ley de Ohm dice que una corriente eléctrica yo proporcional a la diferencia de voltaje en los terminales del conductor, representada por V. Esta característica solo es cierta cuando tenemos un conductor Ohmic, que mantiene constante su valor de resistencia cuando se mantiene a temperaturas constantes. Esto no ocurre en la práctica, ya que la temperatura varía con la disipación de energía.
El factor de proporcionalidad entre la diferencia de potencial en los terminales de la resistencia (el voltaje V) y la corriente eléctrica I que lo cruza se llama resistencia eléctrica, y viene dada por la fórmula:
A continuación se muestra un diagrama eléctrico muy simple que muestra quiénes son las variables en esta ecuación:
Volviendo al ejemplo anterior de aplicar una resistencia, donde queríamos conectar un LED. Suponiendo que la fuente de alimentación proporciona un voltaje eléctrico de 9 V y que el LED admite solo 20 mA, es decir, 0,02 amperios, debemos dividir el voltaje por la corriente para encontrar la resistencia adecuada para el LED. Divisor 9 / 0.02 tenemos 450 ohmios, es decir, una resistencia igual o mayor que este valor debe conectarse en serie con el LED para que el LED no se queme.
Lectura de resistencia
La lectura de resistencias es muy simple, las resistencias tienen franjas de colores ordenadas, y estas franjas indican los valores de resistencia y tolerancia del componente. Por lo tanto, hay una tabla que muestra lo que significa cada color según el número de tiras del componente.
Hay resistencias de hasta 6 bandas, pero las más comunes son aquellas con 5 bandas y 4 bandas. La siguiente tabla muestra cómo leer el código de color de la resistencia.
Como puede ver, la primera y la segunda pista se leen primero. Si la resistencia tiene 5 bandas, también se lee la tercera banda. El penúltimo rango es siempre el multiplicador del número que representan los primeros rangos, y el cuarto rango representa la tolerancia, es decir, el margen de error de la resistencia.
Al principio puede parecer complicado hacer esta lectura, aún más en tu cabeza, sin mirar la mesa. Con el tiempo, memorizarás las resistencias que más utilizas, y ya ni siquiera tendrás que mirar la mesa. También es posible usar un multímetro para medir los valores de resistencia de una resistencia.
Tipos de resistencia
No es solo un modelo de resistencia que existe en el mercado. Incluso más que la propiedad física, la resistencia es muy importante en los circuitos electrónicos, y con eso es posible desarrollar los más diversos tipos de componentes electrónicos y aplicaciones con esta propiedad.
Símbolo de resistencias: valor fijo, reóstato, potenciómetro, termistor y fotorresistencia
Es posible variar la resistencia con un movimiento del usuario, con un potenciómetro. Hay resistencias que varían su resistencia de acuerdo con la luz que cae sobre ellas, es decir, las fotorresistencias o LDR.
Además, todavía hay resistencias SMD, es decir, resistencias muy pequeñas que no necesitan agujeros en la placa para soldar, ya que están soldadas en la superficie. Por lo tanto, sirven en tableros que tienen poco espacio y no pueden permitirse tener resistencias normales.
Resistencia variable
Una resistencia variable permite establecer el valor de resistencia a cualquier valor deseado dentro de su capacidad de circuito. Dado que esta es una aplicación muy extensa, hay muchos componentes con esta propiedad, aquí hablaremos sobre potenciómetros, Trimpots y LDR.
Trimpots
Los trimpots son resistencias variables formadas por un anillo incompleto de un material resistivo. Los terminales están conectados en ambos extremos del anillo y uno es el terminal del cursor.
Se usan para resistencias que no necesitan cambiarse constantemente. Son para resistencias que solo sirven para regular el correcto funcionamiento del circuito. Por lo general, solo los encontramos cuando abrimos un dispositivo electrónico.
Potenciómetro
Se usa cuando necesitamos regular constantemente algo, una resistencia que el usuario puede variar. Por lo tanto, un ejemplo es el volumen en un altavoz, ya que el bote es mucho más práctico que el trimpot. El potenciómetro, a diferencia del trimpot, se puede colocar fuera del circuito electrónico. Esto permite a cualquier usuario regular su resistencia.
La operación de la olla es la misma que la del trimpot. Consiste en un anillo hecho de un material resistivo a través del cual se desliza el cursor. Vea a continuación las imágenes de potenciómetros:
El potenciómetro generalmente tiene una capa de plástico llamada Perilla, ya que está fuera de la carcasa del dispositivo electrónico. Por lo tanto, el componente no afecta la estética del dispositivo.
LDR o resistencia fotográfica
El LDR varía su resistencia de acuerdo con la intensidad luminosa que lo afecta.
Imagen del sensor y simbología
Cuanto más pequeña es la luz, mayor es la resistencia del LDR. De esta forma, se puede utilizar en fotocélulas, para activar sistemas de iluminación nocturna.
Fabricación de resistencias
El tipo más común de resistencias son las de carbono, en las que una tira de carbono se enrolla alrededor de un núcleo de cerámica. Por lo tanto, esta tira de carbón se enrolla con una máquina o se graba en el núcleo con un dispositivo láser. Finalmente, los terminales se insertan en el componente, de modo que tocan el material resistivo interno del componente. Finalmente, se realiza una pintura para sellar el núcleo.
Asimismo, otro tipo común de resistencia es el de la película metálica. En este caso, el núcleo permanece cerámico, pero la banda está hecha de un material metálico. Por lo tanto, la resistencia también tiene algunas propiedades diferentes.
En el pasado, las resistencias de alambre eran muy comunes, y consistían en un alambre de material resistivo envuelto alrededor de un material cerámico. El problema con este tipo de resistencia es que, debido a que es un cable en espiral, es decir, una bobina, tiene una inductancia que puede dificultar su aplicación.