Resistencia

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE, INSTITUTO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRNICA, ELEL 164-08, SEMESTRE II, SEPTIEMBRE 2015

Resumen: El objetivo de ste informe es entregar informacin

sobre los denominados resistores. Para lgralo se realiz una

investigacin a travs de pginas web y libros sobre: fenmenos

fsicos involucrados, tipos de resistencia, tipos de encapsulados,

aplicaciones, y ejemplos de circuitos. Finalmente los resultados

obtenidos son lograr repasar conceptos bsicos de la electrnica,

en especial sobre los llamados resistores, o comnmente

denominadas resistencias.

I. INTRODUCCIN

Se le denomina resistencia elctrica a la igualdad de oposicin

que tienen los electrones al moverse a travs de un conductor.

La unidad de resistencia en el sistema internacional es el

ohmio, que se representa con la letra griega omega (), en honor al fsico alemn Georg Ohm, quien descubri el

principio que ahora lleva su nombre.

Para un conductor de tipo cable, la resistencia est dada por la

siguiente ecuacin (1):

(1)

Donde es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material, l es la longitud del cable y S el rea de la

seccin transversal del mismo.

La resistencia de un material depende directamente de dicho

coeficiente, adems es directamente proporcional a su longitud

(aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente

proporcional a su seccin trasversal (disminuye conforme

aumenta su grosor o seccin transversal).

Fig.1 Smbolo de impedancia en un circuito.

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia elctrica

tiene su parecido conceptual con la friccin en la fsica

mecnica. La unidad de la resistencia de un material puede

definirse como la razn entre la diferencia de potencial

elctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia como

se ve en la ecuacin (2):

(2)

Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de

potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en

amperios.

Tambin puede decirse que la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la

diferencia de potencial e inversamente proporcional a su

resistencia.

Segn sea la magnitud de sta medida, los materiales se

pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor.

Existen adems ciertos materiales en los que en determinadas

condiciones de temperatura, aparece un fenmeno

denominado superconductividad, en el que el calor de la

resistencia es prcticamente nulo.

Es formado por carbn y otros elementos resistivos para

disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la

corriente. La corriente mxima y diferencia de potencial

mxima en un resistor viene condicionada por la mxima

potencia que pueda disparar su cuerpo, dicha potencia se

puede identificar visualmente a partir del dimetro sin que sea

necesaria otra indicacin. Los valores ms comunes son

0.25W, 0.5W y 1W.

Existen resistores de valor manualmente ajustable, llamados

potencimetros, restatos o simplemente resistencias

variables. Tambin se producen dispositivos cuya resistencia

vara en funcin de parmetros externos, como los termistores,

que son resistores que varan con la temperatura; los varistores

que dependen de la tensin a la cual son sometidos, o las

fotoresistencias que lo hacen de acuerdo a la luz recibida.

Fig.2 Resistencia lineal fija.

En el siguiente informe se explicarn fenmenos fsicos

involucrados, tipos de resistencia, tipos de encapsulados,

aplicaciones y ejemplos de circuitos.

II. DESARROLLO

Resistencia

Las resistencias son componentes pasivos presentes en la gran

mayora de los circuitos, cuyo fin es manejar la cantidad de

corriente que pasa por ste y proteger a otros componentes de

niveles de corriente muy altos o no deseados.

Resistencia Esteban A. Riquelme; Matas Guzmn

Instituto de electricidad y electrnica

Universidad Austral de Chile

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE, INSTITUTO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRNICA, ELEL 151-08, SEMESTRE II, AGOSTO 2015

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A. Fenmenos fsicos involucrados Un flujo de carga a travs de cualquier material se encuentra

con una fuerza opuesta que limita su paso. Esta oposicin,

debido a las colisiones entre electrones y entre estos y otros

tomos en el material, que convierten la energa elctrica en

otra forma de energa como el calor, se le llama resistencia del

material. Esta resistencia elctrica se mide en ohm ( ), y el smbolo que se utiliza en los circuitos para representarla es el

mostrado en la Fig. 3:

Fig. 3 Smbolo resistencia en un circuito.

El valor resistivo de cualquier material con un rea transversal

uniforme depende de cuatro factores: El material del que est

compuesto, su longitud, su rea transversal y su temperatura.

El material escogido, con una estructura molecular nica,

reaccionar diferente a cualquier otro al ser atravesado por una

corriente elctrica. Un conductor que permite un flujo de carga

abundante a travs de l con poca presin externa tendr bajos

niveles de resistencia, mientras que un material que no permita

un flujo de electrones a travs de l tendr una alta resistencia.

Entre mayor es la trayectoria que la carga debe recorrer por el

material, mayor es el nivel de resistencia, mientras que a

mayor rea transversal, menor ser este nivel. Por lo tanto, la

resistencia es directamente proporcional a la longitud e

inversamente proporcional al rea.

Al aumentar la temperatura de un material, aumenta tambin

el movimiento interno de sus partculas, lo que dificulta que

los portadores libres circulen, aumentando as el nivel de la

resistencia.

Para una temperatura ambiente fija de 200C, se puede calcular

la resistencia relacionando los otros tres factores (Ecuacin 1)

Donde es la resistividad del material, su longitud y S su rea transversal. [1]

B. Tipos de resistencias Dependiendo de su uso, el material del cual se fabrican, etc.,

es posible separar los tipos de resistencias en tres grupos:

Resistencias lineales fijas

Son las resistencias cuyo valor hmico es constante y est

predeterminado por su fabricante.

Fig.4 Composicin resistencia fija.

Entre este tipo de resistencias, las ms comunes son los

moldeados de composicin de carbono. Su composicin es

muy similar entre ellos, cambiando su tamao dependiendo su

clasificacin de potencia. Para resistir corrientes elevadas y

prdidas de energa por disipacin, las resistencias que

aguantan mayores niveles de potencia son ms grandes.

Fig.5 Diferencia de tamao de resistencias segn su

clasificacin de potencia.

Sistemas de codificacin (Cdigo de colores)

Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores:

resistencia elctrica, disipacin mxima y precisin o

tolerancia. Estos valores se indican normalmente en el

encapsulado dependiendo del tipo de ste; para el tipo de

encapsulado axial, el que se observa en las fotografas, dichos

valores van rotulados con un cdigo de franjas de colores.

Estos calores se indican con un conjunto de rayas de colorees

sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas;

dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada)

a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La ltima raya

indica la tolerancia (precisin). De las restantes, la ltima es el

multiplicador y las otras indican las cifras significativas del

valor de la resistencia.

El valor de la resistencia elctrica se obtiene leyendo las cifras

como un nmero de una, dos o tres cifras; se multiplica por el

multiplicador y se obtiene el resultado en ohmios (). El coeficiente de temperatura nicamente se aplica en

resistencias de alta precisin o tolerancia menor del 1%.

Fig.6 Cdigo de colores.


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Cmo leer el valor de una resistencia

En una resistencia tenemos generalmente 4 lneas de colores,

aunque podemos encontrar algunas que contengan 5 lneas (4

de colores y 1 que indica tolerancia). Vamos a tomar como

ejemplo la ms general, las de 4 lneas. Con la banda

correspondiente a la tolerancia a la derecha. Leemos las

bandas restantes de izquierda a derecha como sigue: las

primeras dos bandas conforman un nmero entero de dos

cifras:

- La primera lnea representa el dgito de las decenas.

- La segunda lnea representa el dgito de las unidades.

- La tercera lnea representa la potencia de 10 por la cual se

multiplica el nmero.

El resultado numrico se expresa en Ohm.

Por ejemplo:

Observamos la primera lnea: verde = 5

Observamos la segunda lnea: amarillo=4

Observamos la tercera lnea: rojo= 2 o 100.

Unimos los valores de las primeras dos lneas y multiplicamos

por el valor de la tercera

54*102 = 5400 o 5,4 K y este es el valor de la resistencia

expresada en Ohmios

Otro ejemplo (Fig.6) es la caracterizacin de una resistencia

de 2.700.000 (2,7 M ), con una tolerancia de 10%, sera la representada en la figura 3:

- 1 cifra: rojo (2)

- 2 cifra: violeta (7)

- Multiplicador: verde (100000)

- Tolerancia: plateado ( 10%)

Fig.7 Ejemplo de resistencia con sus respectivos cdigos de

colores.

Resistencias lineales variables

Como su nombre indica, este tipo de resistencias puede variar

su valor hmico entre dos valores fijos girando una perilla, un

tornillo, etc., o lo que posea dependiendo de su construccin.

Constan de dos o tres terminales, y dependiendo si se utilizan

para controlar niveles de potencia se denominan

potencimetros, o restatos si se utiliza como resistencia

variable. Normalmente se le llama potencimetro para casos

tcnicos o cuando se requiere para una aplicacin en

particular.

Su smbolo para un circuito cualquiera se puede expresar de

dos formas diferentes, como se ve en la figura 4(a) y 4(b).

Fig.8 Smbolos potencimetro

Dependiendo de su geometra, los potencimetros se clasifican

en tipo lineal o tipo rotativo, mientras que dependiendo de la

relacin entre posicin y resistencia, se clasifican en

potencimetros de tipo lineal, parablico o exponencial. Los

lineales presentan una proporcionalidad entre resistencia y

desplazamiento, mientras que los exponenciales y parablicos

permiten una mayor precisin en valores resistivos bajos.

Fig.9 Potencimetros de tipo lineal (derecha) y rotativo

(izquierda).

Resistencias no lineales

En este caso, el valor hmico de la resistencia vara de forma

no lineal dependiendo de distintas magnitudes fsicas, como la

temperatura, luminosidad, etc. Se utilizan principalmente

como sensores, y entre estos se encuentran los termistores

(resistencia en funcin a la temperatura), varistores

(resistencia en funcin de la tensin), y fotorresistencias

(resistencia en funcin de la luz).

Entre los tipos de termistores se encuentran dos tipos: las

resistencias NTC, las cuales disminuyen su valor resistivo con

el aumento de la temperatura; y las resistencias PTC, que

aumentan su resistencia al aumentar la temperatura.

Fig. 10 Termistor.


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Los varistores disminuyen su oposicin al paso de corriente a

medida que aumenta la tensin aplicada en sus extremos. Su

curva de funcionamiento es similar a la del diodo, y se utilizan

para proteger de grandes corrientes a otros componentes

cuando el voltaje es muy alto.

Fig.11 Varistor.

Las fotorresistencias disminuyen su valor hmico a medida

que aumenta la luz que incide sobre ellas.

Fig.12 Fotorresistencia.

C. Tipos de encapsulados

Los tipos ms comunes son, en funcin de su tolerancia al

ruido (de menos a mayor), de carbn depositado, de

recubrimiento de carbn, de recubrimiento metlico, de

recubrimiento xido metlico, alambre/espira y de superficie o

SMD.

Fig.13 Tipo de encapsulado.

D. Circuitos

Asociacin en serie

Dos o ms resistencias se encuentran conectadas en serie

cuando al aplicar al conjunto una diferencia de potencial,

todas ellas son recorridas por la misma corriente.

Asociacin en paralelo

Dos o ms resistencias se encuentran en paralelo cuando

tienen dos terminales comunes de modo que al aplicar al

conjunto una diferencia de potencial UAB, todas las

resistencias tienen la misma cada de tensin, UAB.

Fig.14 a) Serie y b) Paralelo. c) Resistencia equivalente.

Asociacin mixta

En una asociacin mixta podemos encontrarnos conjuntos de

resistencias en serie con conjuntos de resistencias en paralelo.

En la figura 5, pueden observarse tres ejemplos de

asociaciones mixtas con cuatro resistencias.

Fig.15 a) Serie de paralelos, b) Paralelo de series y c)

Ejemplo de una de las otras posibles conexiones.


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III. CONCLUSIONES.

Las resistencias son componentes pasivos presentes

en la gran mayora de los circuitos, cuyo fin es

manejar la cantidad de corriente que pasa por ste.

Existen distintos tipos de resistencias: lineales fijas,

lineales variables y no lineales.

Existen distintos tipos de encapsulados: carbn

depositado, recubrimiento de carbn, recubrimiento

de metal, recubrimiento de xido de metal y SMD.

Y finalmente este trabajo sirvi para detallar, y

repasar la informacin sobre el componente

electrnico denominado resistencia.

REFERENCIAS

[1] San Miguel, P. A. (2014). Electrotecnia. Ediciones Paraninfo, SA.

(pgina 25)

[2] Boylestad, Robert. Introduccin al anlisis de circuitos. 10 ed.

Mxico, 2004. (P. 59-78) [3] Juan Luis Antn, Fsica y qumica 1 bachillerato, (pgina 348).

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