06-Resistencia y Resistores

7/26/2019 06-Resistencia y Resistores

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RESISTENCIA Y RESISTORES

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Resistencia y resistores

La resistencia puede ser o no til en circuitos prcticos. Cuando pasa demasiada corriente a lo largo deun conductor, la resistencia del conductor puede causar que ste se caliente. Esto, a su vez, puedecrear un peligroso incendio o causar que el conductor se queme. En este caso, la resistencia no esconveniente.

En otros casos, la resistencia se pone en forma deliberada en un circuito. Cuando esto sucede, laresistencia es la carga del circuito. En una estufa elctrica, por ejemplo, los elementos calefactores sefabrican con un alambre especial llamado l m rede resistencia. Cuando la corriente pasa a travs deeste alambre, la energa de los electrones en movimiento se transforma en energa trmica til. Tambinse pone resistencia en muchos circuitos diferentes empleando resistores.

RESISTORESUn resistor es un dispositivo con un valor conocido de resistencia. Los resistores son elementos muycomunes de muchos circuitos elctricos y electrnicos Se emplean para controlar voltaje y corriente.

RESISTORES FIJOS.Un resistor fijo tiene un nico valor de resistencia. Este valor se conserva bajo condiciones normales.Los tres tipos comunes de resistores fijos son el resistor de carbn, el resistor pelicular y el resistor dealambre arrollado.

Resistores de carbn. El elemento resistivo en un resistor de carbn es principalmente el grafito oalguna otra forma de carbn slido. El contenido de carbn se mide con extremo cuidado paraproporcionar la resistencia correcta (Figura. 1) Estos resistores por lo general tienen valores deresistencia que van de 0.1 ohm a 22 megohms (0.1a 22M).

Figura 1 Elementos Principales de un resistor fijo de carbn.


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Resistores peliculares. Los resistores de este tipo tienen un ncleo cermico llamado sustrato. Sobreste se deposita una pelcula de material resistivo, que sirve como elemento de resistencia. La pelcula

puede ser un compuesto de carbn o metlico. Puede ser tambin una mezcla de metal y vidrio llamadametal vidriado (Figura. 2).

Figura 2 Resistor de vidrio metlico.

Resistores de alambre devanado. El elemento de resistencia de un resistor fijo de alambre devanado esgeneralmente un alambre de una aleacin de nquel-cromo. Este alambre se devana alrededor de unncleo cermico. Todo este conjunto casi siempre se cubre con un material cermico o un esmalteespecial (Figura. 3). Los resistores de alambre devanado tienen comnmente valores de resistencia quevan desde 1 ohm hasta 100 kilohms.

Figura 3 Resistor de alambre devanado.

Tolerancia. La resistencia real de un resistor puede ser mayor o menor que su valor especificado. Estavariacin se denomina tolerancia. Los resistores de carbn, los peliculares y de alambre devanadotienen cada uno cierta tolerancia.

Por ejemplo, las tolerancias usuales de los resistores de carbn son 5%, 10% y 20%. Esto significaque un resistor marcado con una resistencia de 100 ohms y una tolerancia de 5%, puede tenerrealmente una resistencia de cualquier valor entre 95 y 105 ohms.Los resistores de alambre devanado de propsito general tienen casi siempre una tolerancia de 5%.


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Resistores que tienen tolerancias tan altas como del 20%, se emplean en muchos circuitos elctricos yelectrnicos. La ventaja de usar resistores de alta tolerancia es que el costo de fabricacin es menor que

la de los resistores de baja tolerancia. Sin embargo, slo pueden usarse en circuitos donde la variacinno es importante.

Resistores de precisin. Algunos resistores de alambre devanado y peliculares tienen valores reales casiiguales a sus valores especificados. stos se denominan resistores de precisin y se emplean encircuitos especiales como los de los instrumentos de prueba.

Potencia de especificacin o nominal. La potencia de especificacin de un resistor indica cunto calorpuede disipar un resistor antes de quemarse. Puesto que la corriente produce el calor, la potencianominal da tambin alguna indicacin de la corriente mxima que un resistor puede conducir en formasegura. La potencia nominal de un resistor se expresa en watts.

La potencia nominal de los resistores de carbn va de 1/16 de watt a 2 watts. La de los resistores dealambre devanado va de 3 watts a cientos de watts.

El tamao de un resistor no tiene nada que ver con su resistencia. Un resistor muy pequeo puede teneruna resistencia muy baja o muy alta. Sin embargo, el tamao de un resistor s indica cul es su vatiaje(potencia) nominal. Para un valor dado de resistencia, el tamao de un resistor aumenta cuando lapotencia nominal aumenta (Figura. 4). Con experiencia, se puede determinar la potencia nominal deresistores a partir de su tamao.

Dimetro Largo

= 8mm L= 18mm

= 5mm L= 16mn

= 3.3mm L= 9mm

= 2.8mm

= 2.5mm

L= 8.3mm

L= 6.3mm

Figura 4 Relacin entre el tamao de resistores y su potencia nominal


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CDICO DE COLORES PARA RESISTORES

Los valores de resistencia y potencia de los resistores de alambre devanado vienen marcados, por logeneral, en ellos. Los valores de resistencia de los resistores de carbn fijos y algunos tipos deresistores peliculares se muestran por medio de un cdigo de colores. Los colores del cdigo y losnmeros que representan se dan en la tabla 1. Se usan tres franjas para los valores de resistencia. Unacuarta franja se usa a menudo para mostrar la tolerancia. En algunas ocasiones, se utiliza una quintafranja que establece el ndice de fallas. Es decir, la cantidad de resistencia que cambiar en un periodo,por ejemplo, de 1,000 horas. El cdigo de colores se lee de la siguiente manera:

1. La primera franja o extrena representa el primer nmero del valor de la resistencia.

2. La segunda franja representa el segundo nmero del valor de la resistencia.

3. La tercera franja indica el nmero de ceros que siguen a los dos primeros nmeros del valor de

la resistencia. Si la tercera franja es negra, ningn cero se aade despus de los primeros dosnmeros, puesto que este color representa al cero.

4. Si la tercera franja es de color oro, el nmero dado por las dos primeras franjas se divide entre10.

5. Si la tercera franja es plateada, el nmero dado por las dos primeras franjas se divide entre 100.

Valores de Resistencias

Primeras tres franjas

Valores de Tolerancia

Cuarta franja

Negro = 0 oro = 5%Caf = 1 plata = 10%Rojo = 2 ninguna = 20%

Naranja = 3amarillo = 4 ndice de falla

Quinta franjaVerde = 5Azul = 6

Violeta = 7 Caf = 1%Gris = 8 Rojo = 0.1%

Blanco = 9 Naranja = 0.01%Oro = se divide entre 10 amarillo = 0.001%

Plata = se divide entre 100

Tabla .1 Cdigo de colores para resistores

Varios ejemplos de valores de resistencia marcados por medio del cdigo de colores se muestran en lafigura 5.


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R= 1000 R= 1k 5% R= 56000 R= 56k 10%

R= 470,000 R= 470k 10% R= 3.3 10%Figura 5 Lectura de cdigo de colores para resistores.

RESISTORES VARIABLES

Los resistores variables se emplean cuando es necesario cambiar el valor de la resistencia en uncircuito. Los resistores ms comunes de este tipo reciben el nombre de potencimetros y derestatos.Los potencimetros tienen por lo general elementos resistivos de carbn. En el restato, casi siempre elelemento resistivo se hace de alambre de resistencia.

BFigura .6 Resistores variables: (A) Potencimetro

(B) Restato de alambre devanado.


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Figura 7. Formas de potenciometros comunes

En ambos dispositivos, un brazo mvil hace contacto con el elemento resistivo (Fig. 6). En resistoresms variables, el brazo est unido a un eje que puede girar casi 360. Cuando gira el eje, cambia elpunto de contacto entre el brazo mvil y el elemento resistivo. Esto cambia la resistencia entre la

terminal del brazo mvil y la terminal del elemento (Fig. 8).


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Figura 8 Cuando el brazo mvil de un resistor variable de mueve,cambia la resistencia entre el terminal central y las terminales

externas

Los restatos se emplean comnmente para controlar corrientes bastante altas, como las de motores ycircuitos de lmparas. Un ejemplo de cmo un restato se conecta en un circuito de lmpara, semuestra en la figura 8. Si bien el restato es semejante al potencimetro, por lo general es ms grandedebido a que su elemento resistivo transporta corrientes mayores y disipa cantidades ms grandes decalor.

Un potencimetro puede emplearse para variar el valor del voltaje aplicado en un circuito, como semuestra en la figura 9. En este circuito, el voltaje de entrada se aplica a travs de las terminales A y C delelemento resistivo. Cuando la posicin del brazo mvil gira (terminal 8), el voltaje a travs de lasterminales B y C cambiar. Cuando el brazo mvil se aproxima a la terminal A, el voltaje de salida delcircuito se incrementa. Cuando el brazo mvil se acerca a la terminal C, el voltaje de salida del circuitodisminuye.

Con mucha frecuencia, los potencimetros se emplean como dispositivos de control en amplificadores,aparatos de radio y televisin, y en diferentes tipos de medidores. Los usos comunes incluyen control devolumen y tono; control de balance; control de linealidad, brillo, anchura y ajustes a cero.

La capacidad nominal de un restato o de un potencimetro es la resistencia de todo el elementoresistivo. Esta resistencia se mide de una terminal extrema a la otra. La resistencia y la potencia nominalde estos dispositivos normalmente se imprimen directamente en ellos; pueden encontrarse tambin enlas especificaciones del fabricante.


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Figura 8. El empleo de un restato para controlar lacorriente en un circuito de una lmparaincandescente

Figura 9 Funcionamiento bsico de un potencimetro.

RESISTORES DE RESISTENCIA DEPENDIENTE

Termoresistencias, son Resistores que varan su resistencia interna de acuerdo a la variacin de latemperatura, se conocen con el nombre de termistores. Se dividen en dos categoras:

De coeficiente de temperatura negativo o NTC De coeficiente de temperatura positivo o PTC

Dentro de una gama de temperatura comprendida entre los 20 C y los 180 C, su resistencia elctricapuede variar con un coeficiente igual a mil. Para evitar corrientes parsitas debido a la temperaturaexterior aplicada se deben conectar a una fuente de tensin bien regulada de modo que las variacionesde la resistencia solo dependan de la temperatura que es el parmetro que interesa en el termistor.

La resistencia es independiente del sentido en el que circula la corriente, lo cual hace que se pueda usarcon corriente alterna.

Variando la naturaleza de los componentes y los porcentajes, se obtienen termistores con resistenciasdiferentes a la misma temperatura, y con una variacin de resistencia, tambin diferente con respecto altiempo.

Termistores NTC (Negative temperature coefficient)Los NTC estn constituidos por xidos de hierro, cromo, manganeso, cobalto y nquel.Estos xidostienen en estado puro una resistencia muy elevada, pero adquieren caractersticas desemiconductores, cuando forman compuestos con sustancias quetienen diferente valencia.Compuesto tpico el xido de hierro al que se le aaden iones de titanio, en los cuales al aumentar altemperatura se obtiene una progresivaformacin de electrones libres, aumentando la conductividaddel material.


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Figura 10. Algunos modelos de NTCs comerciales

Termistores PTC (Positive temperature coefficient)Estn fabricados con titanio de bario estructurado en numerosos pequeos cristales unidos entre sidurante el proceso de fabricacin. Al aumentar la temperatura, los cristales siempre en vibracincreciente, forman barreras homogneas queobstaculizan la circulacin de los electrones; esto hace

que aumente la resistividad ypor ende la resistencia del termistor.

Figura 10. Algunos modelos de PTCs comerciales


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Variando la naturaleza de los componentes y los porcentajes, se obtienen termistores con resistenciasdiferentes a la misma temperatura, y con una variacin de resistencia, tambin diferente con respecto al

tiempo.Los termistores se usan en alarmas, en regulacin de la temperatura en procesos de elaboracin, detemperaturas ambientales (termostatos), paro automtico de televisores, vehculos, control de latemperatura del agua, etc.

Fotoresistencias; Son resistencias sensibles a la luz. Estn conformadas por laminillas de sulfuro decadmio (CdS), las cuales se preparan prensando el material, en la configuracin deseada; variando elnmero de ellas se obtienen diferentes valores de resistencia.

Cuando la celda est en plena oscuridad la resistencia es muy elevada, al incidir la luz sobre ella laresistencia desciende mucho en su valor y lo hace en un tiempo del orden de los milisegundos. A plenaoscuridad la resistencia es del orden de los M, con una iluminacin de mil lux disminuye a menos de1000 ohmios. No tiene polaridad por lo cual pude usarse con corriente continua o alterna, aunque en elsegundo caso la fotoresistencia tiene limitacin de frecuencia. Hay modelos que pueden soportartensiones elevadas y pueden ser usadas directamente con la tensin de la red de AC. La sensibilidadespectral es amplia y la escoge el fabricante cuando elige el material que va a ser empleado (mezcla decristales con adicin de impurezas)

Figura 11. Algunos modelos de LDRs o foto celda comerciales

Usos: son usadas en medidores de luz para fotografa, en detectores de infrarrojo, en sistemas deseguridad, en controles de iluminacin, etc.


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FALLAS DE LOS RESISTORES

Los resistores son dispositivos robustos. Pocas veces fallan, a menos que una corriente demasiadogrande pase a travs de ellos. Esto puede suceder cuando existe un corto circuito en alguna parte delcircuito.

Un resistor de carbn o uno pelicular que se sobrecaliente, se quemar con frecuencia completamente.En otros casos, el sobrecalentamiento causar que un resistor de este tipo se queme superficialmente,resquebraje o deforme. El valor de la resistencia puede entonces aumentar muchas veces el valornormal.

Cuando un resistor de alambre devanado se sobrecalienta, casi siempre el alambre de resistencia sequema en un punto. Esto hace que el resistor quede abierto. Un resistor de carbn, uno pelicular o unode alambre devanado pueden quedar abiertos tambin, si uno de sus alambres se desconecta delelemento resistivo que se localiza en el interior de su cuerpo

RESISTORES FUSIBLES

Los tipos ms comunes de resistores fusibles son dispositivos de alambre devanado llamados as porsu parecido con los resistores de este tipo. stos se emplean a menudo como elementos fusibles enamplificadores y aparatos de televisin para proteger circuitos especiales. Estos resistores fusiblessuelen tener valores de resistencia menores a 14 ohms. El elemento resistivo, como la cinta fusible decartucho, se disea para quemarse cuando pasa demasiada corriente a travs de l.

Tomado de:Electricidad y Electrnica Bsica. Cuarta Edicin. Peter Buba - Marshal Schmit McGraw-Hill

Desarrollado por:

Blanca Cecilia DaguaAndrey Julin Rentera Scarpetta


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AUTOEVALUACION

Pruebe sus conocimientos escribiendo la palabra o palabras que completen correctamente las

siguientes afirmaciones.

1. Los resistores se emplean para que en un circuito o parte de un circuito se tenga _______.__________

2. Los resistores se emplean para controlar _____________ y __________

3. Un resistor fijo tiene un _________valor de resistencia.

4. El elemento resistivo en un resistor de carbn por lo general es__________ o__________

5. En un resistor pelicular, una pelcula de ___________se deposita sobre un ncleo cermico.

6. El elemento resistivo de un resistor de alambre devanado se hace con una aleacin de alambre

de___________.7. La cantidad que puede variar la resistencia real de un resistor respecto a su valor impreso, se

conoce como la ___________ del resistor.

8. Un resistor que tiene una resistencia casi igual a la indicada, recibe el nombre de resistor

de___________

9. La potencia de un resistor indica cunta corriente puede conducir ste antes de_________

10.El tamao de un resistor no tiene nada que ver con su______________.

11.Un resistor de tamao ms grande de un valor dado tiene una _________ nominal mayor que un

resistor fsicamente ms pequeo del mismo valor.

12.Las primeras tres franjas del cdigo de colores para los resistores indica el valor de _________de

un resistor. La cuarta franja muestra la _______del resistor.

13.Los dos tipos ms comunes de resistores variables se denominan ___________ y ___________

14.Un potencimetro se emplea con mayor frecuencia para cambiar el valor del ___________

aplicado a un circuito o a parte de un circuito.

15.El brazo mvil de un potencimetro o restato se conecta al __________del dispositivo.

16.

La resistencia de un potencimetro o de un restato se mide entre sus terminales _______17.La falla ms comn en un resistor es que se abra o queme al pasar a travs de l una

__________demasiado grande.

18.El sobrecalentamiento de un resistor de carbn o uno pelicular causa a menudo que su

resistencia _________

19.Un resistor que hace las veces de un fusible recibe el nombre de resistor___________


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PARA REPASO Y ESTUDIO

1. Qu es un resistor?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Mencione y describa tres tipos de resistores fijos.________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Defina la tolerancia de un resistor.________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Qu es un resistor de precisin?________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Explique el significado del vatiaje o potencia nominal de un resistor.________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. El tamao de un resistor proporciona informacin sobre su resistencia? Sobre su potencia nominal?________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Describa el cdigo de colores para resistores y explique cmo se emplea.

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8. Describa la estructura de un resistor variable. Mencione los dos tipos ms comunes de resistoresvariables.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Con qu propsito se usa comnmente un potencimetro?________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Qu condiciones afectan con mayor frecuencia que un resistor falle?________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Con qu propsito se emplea un resistor fusible?________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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