Este documento trata sobre la resistencia eléctrica. Explica que la resistencia depende del material, la temperatura y la longitud del conductor. Define los símbolos y clasificaciones de las resistencias. Describe los usos de las resistencias como divisores de tensión, limitadores de corriente y disipadores de calor. Explica el código de colores, la nomenclatura y los tipos de circuitos como serie y paralelo. Finalmente, detalla el procedimiento de medición de resistencias y la Ley de Ohm.
3. Introducción.
En la electrónica hay ciertos conocimientos básicos que se deben dominar ya que son
fundamentales a la hora del diseño y construcción de un circuito electrónico o eléctrico.
Este trabajo tiene como objetivo adentrarnos en el ámbito de la resistencia eléctrica abarcando
aspectoscomo su: nomenclatura,clasificaciónsímbolos,métodosde mediciónycódigode colores
y su utilización en la autotrónica actual.
Uno de estosconocimientosbásicoseslamedicióndel voltaje,corrienteyresistenciapormediode
un instrumentollamadomultímetroel cual nospermite realizartodasestasmedicionesenunsolo
dispositivo.Igual de importante esconocerlasdistintasformasenlascualespuedenconectarselos
dispositivosenuncircuito,estas son en serie o enparalelolas cualesdebentomarse encuenta ya
que afectan las magnitudes obtenidas según los elementos conectados.
4. Resistencias Eléctricas.
Cualquier material natural ofrece oposición al paso de la corriente eléctrica a través de ella.
Este efecto se llama resistividad.
Los materiales conductores presentan una resistividad casi nula, los aislantes no permiten el
flujo de corriente y los resistivos presentan cierta resistencia. Las resistencias son
componentes eléctricos pasivos en lo que la tensión que se les aplica es proporcional a la
intensidad que circula por ellos.
A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja
resistencia. B.- Electrones fluyendo por un mal conductor.eléctrico, que ofrece alta
resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder
circular libremente y, como consecuencia, generan calor.
Resistencia de un Conductor.
Todos los conductores eléctricos se oponen al paso de la corriente eléctrica en mayor o menor
medida. Esto es debido a que los portadores de carga (electrones o iones) se encuentran con
ciertas dificultades para desplazarse dentro del material del que forman parte. Esta oposición
se denomina resistencia eléctrica de un conductor.
De forma experimental se puede demostrar que la resistencia eléctrica de un conductor
depende de:
El material del que está compuesto.
La temperatura a la que se encuentra. Cuanto mayor es la temperatura mayor es su
resistencia eléctrica
Su longitud. La resistencia aumenta proporcionalmente a la longitud del conductor.
Su sección. La resistencia disminuye proporcionalmente a la sección transversal del
conductor.
5. Símbolos: Se pueden encontrar 2 símbolos uno regulado por una norma americana y otra por
la europea.
Clasificación de resistores: Se pueden dividir en tres grupos:
Resistencias lineales fijas: su valor de resistencia es constante y está predeterminado
por el fabricante. Resistencia nominal (Rn): es el valor óhmico que se espera que tenga
el componente. Una clasificación de las resistencias lineales sería la siguiente:
DE CARBÓN: METÁLICAS:
- De capa - De película
- Aglomeradas - Bobinadas
Resistencias variables: su valor de resistencia puede variar dentro de unos límites.
Son las que presentan un valor óhmico que nosotros podemos variar modificando la
posición de un contacto deslizante. Una clasificación de las resistencias variables
sería la siguiente:
DE CAPA: BOBINADAS:
-Carbón -Pequeña disipación
-Metálica -Potencia.
-Cermet -Precisión
Resistencias no lineales: su valor de resistencia varia de forma no lineal dependiendo
de distintas magnitudes físicas (temperatura, luminosidad, etc. Entre las más comunes
podemos destacar las siguientes:
- Termistores o resistencias NTC y PTC. En ellas la resistencia es función de la
temperatura.
- Varistores o resistencias VDR. En ellas la resistencia es función de la tensión.
- Fotoresistencias o resistencias LDR. En estas últimas la resistencia es función de la
luz.
6. Usos:
Mapa conceptual.
1. Producción caídas de tensión: Cada una de las resistencias podrá generar una caída de
tensión que será proporcional al
Valor de la resistencia que cada uno tenga entre mayor sea el valor de las resistencias será
mayor la caída de tensión que presente en ella misma (esto está regido por la ley de ohm)
2. Los divisores de tensión y de corriente, son limitadores de un nivel de tensión o de
corriente para cualquier parte de un circuito el cual, puede ser, eléctrico o electrónico.
7. 3. Un divisor de corriente es una configuración presente en circuitos eléctricos que puede
fragmentar la corriente eléctrica de una fuente en diferentes impedancias conectadas en
paralelo.
4. Los limitadores de corriente funcionan de manera similar a los divisores de corriente se
coloca una resistencia en paralelo para dividir el flujo de corriente en el circuito es lo que
limita el valor de la corriente
5. Disipador de calor: En este caso la aplicación se puede observar en planchas, bombillos.
Al hacer circular una corriente eléctrica por un conductor este se calienta debido a su
resistencia interna y así produce estos efectos:
8. Código de Colores
Hay varios tipos de resistencias vienen determinados por una representación de códigos de
colores. Esto se realiza por medio de la estampación de unos anillos de colores en el cuerpo
de la resistencia.
Estos anillos son cuatro o cinco y vienen especificados según se muestra en las ilustraciones.
Nomenclatura usada para resistores:
Los resistores o resistencias son dispositivos que se caracterizan por oponerse en mayor o
menor grado al paso de la corriente. En estos dispositivos se cumple la ley de ohm. (V =
I*R). Básicamente son, físicamente, un elemento resistivo, aislado, con puntas conectoras,
tal como lo muestra la figura.
Las hay de varios tipos, dependiendo de la aplicación, o mejor dicho de la potencia que son
capaces de disipar.
9. En todas las resistencias nos podemos encontrar tres características, el valor nominal
expresado en ohmios la tolerancia en % y la potencia en vatios (W).
Valor nominal: Es el que indica el fabricante. Este valor normalmente es diferente del valor
real, pues influyen diferentes factores de tipo ambiental o delos mismos procesos de
fabricación, pues no son exactos. Suele venir indicado, bien con un código de colores, bien
con caracteres alfanuméricos.
El valor nominal de una Resistencia corresponde al valor resistivo en ohm [ ] de cualquier
resistencia comercial. Este valor puede ser expresado utilizando numeración directa asociada
a subunidades correspondientes, ejemplo de esto puede ser el valor 2k2 que representa el
valor de 2200 [ ]; el valor nominal es también usualmente expresado utilizando un código
e colores que se si se interpreta correctamente indica el valor de la resistencia más una
tolerancia, qué indica el margen de error en el cual puede encontrarse el valor real de la
resistencia; normalmente se utilizan valores de tolerancia de 10, 5 y 1%.
Tolerancia: Debido a los factores indicados anteriormente, y en función de la exactitud que
se le dé al valor, se establece el concepto de tolerancia como un% del valor nominal. De esta
forma, si nosotros sumamos el resultado de aplicar el porcentaje al valor nominal, obtenemos
un valor límite superior. Si por el contrario lo que hacemos es restarlo, obtenemos un valor
límite inferior. Con la tolerancia, el fabricante nos garantiza que el valor real de la resistencia
va a estar siempre contenido entre estos valores, Si esto no es así, el componente está
defectuoso. Es la tensión continua que se corresponde con la resistencia y potencia nominal.
Intensidad nominal (In): es la intensidad continua que se corresponde con la resistencia y
potencia nominal.
Potencia nominal: Es el valor de la potencia disipada por el resistor en condiciones normales
de presión y temperatura.
10. APLICACIONES A NIVEL INDUSTRIAL
Resistencias Especialmente fabricadas para aplicaciones como reducir la viscosidad en
aceites minerales, para soluciones corrosivas, recomendando para electro plastia, baños
ácidos, limpiadores alcalinos y algunas otras soluciones acidas.
Este tipo de resistencias igualmente es empleado en diferentes industrias para aplicaciones como lavadoras
industriales, fermentación deleche, calentamiento deAgua, productos orgánicos comestibles, etc.
Circuitos en Serie y Paralelo
Los circuitos electrónicos se clasifican en circuitos en serie, paralelos y mixtos. Cada uno
tiene una característica específica en tensión y corriente.
Circuito en serie
Para este modo de conexiones se escoge un circuito de corriente continua y así se podrá ver
si caída de tensiones y pasos de corriente. En el gráfico, se puede disponer de un circuito en
serie es disponer una resistencia detrás de otra, con lo cual se obtendrá puntos muy concretos
donde se puede hacer diversos estudios de la caída de tensión y corriente.
Estos puntos son el punto A, anterior a la primera resistencia, el punto B que está en la
primera y la segunda resistencia, el punto C que se encuentra entre la segunda y tercera
resistencia y por último el punto D
Para hacer esta medición se utiliza un polímetro o multímetro, el cual nos dará las mediciones
correspondientes de voltaje y amperaje.
Para medir el voltaje o la caída de tensión se hace situando las dos puntas del multímetro y
se pondrán en paralelo en el cable del circuito. Para la medición de la corriente se pondrán
las puntas del multímetro en serie con cable del circuito.
El voltaje total del circuito será la suma total de los voltajes, encontrados en los puntos A, B,
C y D; la corriente total es igual en todos los puntos que atraviese, por lo tanto la intensidad
total será igual en A, B, C y D.
VT = Voltaje Total VT = V1 +V2 +V3
11. IT = Intensidad Total o Corriente Total IT = I1 + I2 + I3
Un circuito con resistencias en serie se puede simplificar en una sola resistencia. En todos
los puntos del circuito en serie la corriente es constante por lo tanto la potencia o trabajo total
será la suma de éstos en cada punto del circuito (A, B, C Y D).
Los circuitos eléctricos en serie son aplicaciones muy concretas. Nunca se nos ocurrirá
conectar las bombillas de nuestra casa en serie, ya que esto supondría un caos a cualquiera
de ellas, a excepción de la última, se fundiría simplemente si apagamos una de ellas.
Se utilizan en las luces brillantes del árbol de navidad, en la iluminación de las autopistas etc.
2.3 Circuito Paralelo
Un circuito paralelo es aquel que está formado por dos o más pequeños circuitos por los
cuales pueden circular la corriente.
Para comprobar se puede observar el gráfico como conectamos tres resistencias en paralelo.
Aquí se puede apreciar la intensidad total o corriente total, se divide en i1, i2 e i3, la suma de
cada una de éstas nos dará el valor total de la corriente.
12. Circuito mixtos
Como se puede intuir, este tipo de circuitos son combinaciones de los circuitos tratados
anteriormente, de tal forma que podamos obtener una resistencia equivalente realizando,
igual que antes, algunos cálculos previos. Una forma fácil de resolverlos es hacer cuentas
parciales, es decir, series y paralelos parciales hasta que se obtenga el circuito equivalente
más simple que sea posible, para obtener el valor resistivo equivalente al circuito.
Este tipo de circuitos se suele utilizar cuando no disponemos de una resistencia específica,
pero que, con la ayuda de otros valores, si nos es posible lograrlo.
Procedimiento de medición: El valor de la resistencia eléctrica puede obtenerse mediante
distintos métodos e instrumentos, dependiendo de la magnitud de la resistencia que se quiera
medir y la exactitud con la que se desea determinar.
Medición directa
Óhmetros
Código de colores
Medición indirecta
Voltímetro – Amperímetro
Puente de Wheatstone
Puente de Hilo
13. El multímetro digital es un instrumento electrónico de medición que generalmente calcula
voltaje, resistencia y corriente, aunque dependiendo del modelo de multímetro puede medir
otras magnitudes como capacitancia y temperatura. Gracias al multímetro podemos
comprobar el correcto funcionamiento de los componentes y circuitos electrónicos.
Veamos cómo se mide cada magnitud con el multímetro digital:
a) Resistencia: primero conectamos los cables en los jacks correctos, luego movemos la llave
selectora al símbolo Ω y escogemos el rango adecuado de acuerdo a la resistencia
proporcionada por el resistor, si no lo sabemos, escogemos el rango más alto y lo
disminuimos poco a poco hasta llegar a un cantidad diferente de uno(el uno indica que el
rango es muy pequeño para medir esa resistencia) y con el mayor número de decimales,
tocamos los extremos del resistor con las puntas roja y negra y finalmente multiplicamos la
cantidad por el valor del rango comprobar el correcto funcionamiento de los componentes y
circuitos electrónicos.
b) Voltaje: Lo primero que haremos es colocar la punta del cable rojo en el electrodo positivo
de la pila y el negro en el negativo
14. LA LEY DE OHM
La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las
leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades
básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:
1. Tensión o voltaje "E", en volt (V).
2. Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A).
3. Resistencia "R" en ohm ( ) de la carga o consumidor conectado al circuito.
Circuito eléctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga eléctrica
"R" y la circulación de una intensidad o flujo de corriente eléctrica " I " suministrado por la
propia pila.
Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica
a través de los mismos, cuando el valor de su resistencia varía, el valor de la intensidad de
corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que
la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la
corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o
voltaje se mantenga constante.
Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión o voltaje es directamente
proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el
amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma
proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga
constante.
15. Postulado general de la Ley de Ohm
El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente
proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en
ohm de la carga que tiene conectada.
FÓRMULA MATEMÁTICA GENERAL DE REPRESENTACIÓN DE LA LEY DE
OHM
Desde el punto de vista matemático el postulado anterior se puede representar por medio de
la siguiente Fórmula General de la Ley de Ohm:
VARIANTE PRÁCTICA:
Aquellas personas menos relacionadas con el despeje de fórmulas matemáticas pueden realizar
también los cálculos de tensión, corriente y resistencia correspondientes a la Ley de Ohm, de una
forma más fácil utilizando el siguiente recurso práctico:
Con esta variante sólo será necesario tapar con un dedo la letra que representa el valor de la
incógnita que queremos conocer y de inmediato quedará indicada con las otras dos letras cuál es
la operación matemática que será necesario realizar.
