Resistencia

La resistencia eléctrica es un dispositivo cuya función es la de oponerse al paso de corriente eléctrica en un circuito. Esta característica de oposición al paso de la corriente eléctrica, produce una serie de efectos de los cuales podemos aprovecharnos y por los cuales las resistencias eléctricas son utilizadas. Efectos como caídas de tensión (con los que podemos crear divisores de tensión) o establecer la corriente que va a circular por una rama poniendo una resistencia u otra son los más comunes, aunque tampoco podemos olvidarnos del efecto Joule (efecto por el cual un conductor se calienta con el paso de una corriente eléctrica a través de el), el cual es muy utilizado para proporcionar calor.

La unidad de medida de la resistencia es el ohmio (Ω), que mide la oposición que presenta un conductor al paso de la corriente eléctrica, este nombre le viene dado por el físico Alemán Georg Simon Ohm, el cual enunció la famosa "Ley de Ohm", ley que pasaré a publicar en futuros post, ya que sienta las bases de la electrónica y electricidad que conocemos hoy día y creo que conocerla es algo fundamental.

En la imagen de la derecha podemos ver los símbolos que son normalmente utilizados para identificar las resistencias fijas en esquemas eléctricos.

El rango de valores que pueden tener las resistencias es enorme, pueden ir desde unos pocos ohmios hasta millones de ohmios. Para representar el valor de las resistencias en los esquemas se usan simplificaciones del tipo 4K7Ω (Kilo-Ohmios) ó 2MΩ (Mega-Ohmios), los "Kilo-Ohmios" añaden un factor de multiplicación de 1000 y los "Mega-Ohmios" de 1.000.000, por lo que los valores anteriores corresponderían a 4.700Ω (4K7Ω) y 2.000.000Ω (2MΩ). Pero... ¿cómo se indica el valor que posee una resistencia en la propia resistencia? Esto se hace con el "código de colores".

El código de colores

El código de colores de las resistencias se desarrolló como una manera sencilla de transmitir tanto el valor que posee la resistencia en ohmios como su tolerancia, debido a que por el pequeño tamaño de este elemento si se hiciera mediante cifras sería en muchos casos ilegible toda esta información.

Para caracterizar una resistencia eléctrica necesitaremos normalmente 4 bandas de colores, las dos primeras nos indicaran las dos primeras cifras de la resistencia, la tercera será el multiplicador y la cuarta (que estará algo mas separada de las otras) será la que nos indique la tolerancia de la resistencia.

Para leer el valor de la resistencia, colocamos la banda de la tolerancia a la derecha y empezamos a leer de izquierda a derecha, la primera banda que nos encontramos representará las decenas, la segunda serán las unidades y la tercera el factor por el que multiplicaremos las dos cifras anteriores. En el ejemplo de arriba, podemos ver (Rojo, Rojo, Marrón, Oro).

Primera Banda (Rojo) = 2

Segunda Banda (Rojo) = 2

Tercera Banda (Marrón) = Multiplicador x10

Cuarta Banda (oro) = Tolerancia 5%

Esto nos dará:  22 x 10 = 220Ω con una tolerancia del 5% (la resistencia tendrá un valor real de 209 a 231Ω)

Asociación de resistencias

Cuando trabajamos en electrónica, en muchas ocasiones debemos de confeccionar circuitos con resistencias para crear divisores de tensión o para hacer que circule una determinada corriente por una rama u otra, cuando tenemos circuitos de este tipo, constituidos por varias resistencias, a efectos de cálculo es muy útil conocer qué efecto producen todas estas resistencias en conjunto, para ello hacemos lo que se conoce como "resistencia equivalente", que nos es más que una resistencia que ante las mismas condiciones se comportará de igual forma que la asociación de resistencias completa.

Existen muchas tipologías de circuitos y varias asociaciones posibles, de las cuales voy a comentar las dos más comunes, la asociación en serie y la asociación en paralelo.

Asociación en Serie: La asociación en serie consiste en la colocación de resistencias seguidas una de otra o dispuestas en fila, estas resistencias se encuentran SIEMPRE en una misma rama del circuito, por lo que la corriente que pase por cada resistencia será la misma.

La resistencia equivalente de una asociación de resistencias en serie, será igual a la suma de dichas resistencias.

Asociación en paralelo: Una asociación de resistencia se encontrará en paralelo cuando los extremos de un lado y de otro de todas las resistencias estén conectados entre si a un mismo punto. Con esta disposición, vamos a tener una corriente total en el circuito igual a la suma de las corrientes que atraviesan cada una de las resistencias.

La resistencia equivalente de una asociación de resistencias en paralelo, es igual a la inversa de la suma de las inversas de cada uno de las resistencias que componen la asociación en paralelo.

Tipos de resistencias

Existen innumerables tipos de resistencias para todo tipo de aplicaciones y es por ello que su clasificación no es sencilla, ya que se pueden clasificar en resistencias fijas o variables, en función de los materiales con los que estén construidas, del rango de potencias para los que se usan y algunas de tipo especial que pueden variar su resistencia con parámetros como la luz, la temperatura, humedad.... Por ello voy a tratar de hacer una clasificación general donde mostrar las resistencias más comunes y con las que nos podemos encontrar habitualmente.

• Resistencias fijas: Su valor no cambiará a lo largo del tiempo
  • De señal o baja potencia: Este es el grupo más común de entre todas las resistencias, podemos encontrar resistencias de carbón, de oxido de metal, de película de carbón o de película metálica aunque las más comunes son las dos últimas. Estas resistencias se fabrican en potencias de 1/8w 1/4w 1/2w 1w y 2w y podemos encontrarlas con tolerancias del 0.5%, 1%, 2%, 5%, 10% y 20%, aunque las mas comunes son las de 1% y 5%.
  • Resistencias Bobinadas:Están construidas con un hilo resistivo arrollado sobre un soporte. Estas resistencias se construyen en potencias que van de 2w a 4w, son un tipo de resistencias intermedias entre las resistencias de señal y las de potencia.
  • Resistencias bobinadas-cementadas: También son llamadas resistencias tipo "tiza" por su similitud a una tiza, estas resistencias como las anteriores, están formadas por un hilo resistivo arrollado sobre un soporte, pero tienen un recubrimiento cerámico que hace que tengan mayor disipación térmica y por ello soportan una mayor potencia. Los rangos de potencia para los que se fabrican van de 4w a 17w. Estas resistencias también se presentan con un encapsulado metálico recubriendo el encapsulado cerámico, lo cual le conferirá aún más capacidad de disipación térmica y por tanto aumentará considerablemente la potencia que pueden soportar.

• Resistencias Variables: Dentro de la gama de resistencias variables, podemos hacer dos grupos, un primer grupos con las resistencias que varían en función de valores o parámetros extremos como puede ser la cantidad de luz, temperatura, humedad.... y otro tipo de resistencias que mas que variables podrían llamarse "ajustables", y es que el valor de estas resistencias podrá ser modificado de manera manual en cualquier momento que se desee, estas últimas resistencias variables son más común mente conocidas como "potenciómetros".

  • Potenciómetros: Estas resistencias ajustables suelen estar compuesta por un anillo de carbón que une sus dos extremos y una parte móvil que se desplaza por dicho anillo permitiendo modificar la resistencia entre los extremos de la parte fija y el eje móvil. Dentro de los potenciómetros podemos encontrar unos cuyo ajuste se hace mediante destornillador (estos se suelen usar internamente y no suelen ser accesibles a los usuarios), y otros que incorporan un eje para facilitar el ajuste desde el exterior del circuito, tambien podemos encontrarnos potenciómetros dobles, tripes o en tándem para el ajuste simultaneo de varios de ellos. Existen otro tipo de potenciómetros denominados multi-vueltas, estos poseen un mayor rango de ajuste, ya que pueden hacer girar su eje varias veces sobre sí mismos, y por ello tienen una mayor precisión.

  • LDR: También llamadas fotorresistencias, son un tipo de resistencias variables sensibles a la luz, las cuales varían su resistencias de manera proporcional a la luz recibida. Son resistencias muy usadas en robótica, alarmas y en detectores crepusculares.

  • VDR: También conocido como varistor, son resistencias que varían en función al voltaje al que son sometidas. Se usan para proteger circuitos de sobre tensiones o para la auto regulación de voltajes.

  • Termistores: Son resistencias que varían en función de la temperatura, podemos encontrar de dos tipos NTC y PTC, las NTC tienen coeficiente de temperatura negativo, o lo que es lo mismo, cuando aumenta la temperatura, disminuye la resistencia, y las PTC tienen coeficiente de temperatura positivo, por lo que a mas temperatura, mayor resistencia.