La resistencia eléctrica e.\· una característica asoci/lda a los materiales de uso comlÍnen electricidad. Conociendo el valor de la resistencia de un conductor o aislante podre­mos determinar, gracias a la ley de Ohm, su comportamiento en un circuito. Por otrolado, se puede comprobar experimentalmente cómo la resistencia eléctrica de un mate-

. rial depende de sus dimensiones y de la naturaleza del mismo. También se puede com­probar que la resistencia tiende a elevarse con la temperatura.

... Diferencia entre conductor y aislante.

.. Resistencia eléctrica y su medida.

.. Ley de Ohm.

.. Potencia y energía eléctrica.

.... Resistencia de un conductor (resistividad) .

.. Influencia de la temperatura sobre la resistividad.

.... Resistencias para circuitos electrónicos.

[)' 1 .1

.0JeI1YD;}I

~. Diferenciar entre aislante, buen conductor y mal conductor de la corriente eléctrica.~ Emplear el óhmetro de unaforma adecuada.~ Aplicar la ley de Ohm para la resolución de problemas donde intervengan las

magnitudes eléctricas: intensidad, tensión y resistencia.~ Aplicar las expresiones matemáticas de la potencia y energía eléctrica para

resolver cuestiones prácticas... Relacionar la resistencia de un conductor con su longitud, sección y constitución..... Calcular la resistencia eléctrica de un conductor..... Valorar la influencia de la temperatura sobre la resistencia de los materiales... Identificar los diferentes tipos de resistencias que se utilizan como componentes

en circuitos electrónicos, asi como conocer sus aplicaciones y característicasmás significativas.

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e'''';;''

~~~~2.1)'.ConductoresyaislantesPara el buen funcionamiento de un circuito eléctrico exis-

tendos" elementos básicos, los conductores y los aislantes.Unos tienen tanta importancia como los otros, mientras quelos primeros permiten el paso de la corriente con una relativafacilidad, los segundos la bloquean.

,,,:Asi, por ejemplo, un cable eléctrico como los que hemosé'~ut.ilizado para las experiencias, está formado por un alambre\';metálico de cobre (el conductor) y por un recubrimiento de::'-:j)lástico (el aislante) que impide que la corriente se fugue

hacia otros lugares no deseados y evita fallos y descargaseléctricas indeseables (Figura 2.1).

~'~

-.c::;~~~~ Conductor

Figura 2.1. Constitución de un cable eléctrico.,

Los cuerpos aislantes de la electricidad se caracterizan porimpedir el paso de la corriente eléctrica a través de ellos. Estefenómeno se debe a que los electrones se encuentran Iigadoifuertemente a sus átomos y para arrancarlos es necesario apli­car mucha energía (someter al cuerpo a una elevada tensión).

Son buenos aislantes: porcelana, aceite mineral, caucho,barniz, vidrio, algodón, seda, papel, plástico, aire seco, etc.

A diferencia de los aislantes, los conductores permiten confacilí4ad el movimiento de electrones por su estructura mole­.cular/ Prácticamente toeJos los metales son buenos conducto­res, pero unos son mejores que otros.

A continuación se expone Una lista en la que aparecen cla­sifIcados algunos materiales conductores. Comencemos porlos mejores y terminemos por los peores:

Platino - plata - cobre - oro - aluminio - cinc - estaño ­hi~r'o - plomo - maillechort - mercurio - nicrón - carbón.

El material más empleado es el cobre, que conduce casi tanbien comolaplata y su coste es muy inferior.

El aluminio se utiliza en las líneas de transporte, ya que supeso' es menor que el del cobre.

Por otro lado, se fabrican materiales a base de aleacionescomo el nicrón (níquel-cromo), el constantán (cobre-níquel),el ferraníquel (hierro-níquel) el maillechort (cobre-cinc­níquel) y otr'lS muchas más, que poseen la característica de sermucho peor conductores que el cobre, lo que les hace útilescomo materiales resistivos para la fabricación de resistencias(reóstatos, elementos calefactores, etc).

El carbón es bastante mal conductor, lo que le hace idealpara la fabricación de pequeñas resistencias para circuitoselectrónicos ..

2.2. Resistencia eléctricaLa resistencia' eléctrica como unidad de medida nos va a

ayudar a diferenciar los cuerpos que son mejores conductores-de los que son peores, de tal manera que podremos decir que

un mal conductor posee mucha resistencia eléctrica, mientrasque uno bueno tiene poca. De esta manera podemos decir que:

"La resistencia eléctrica es la mayor o menor oposiciónque ofrecen los cuerpos conductores al paso de la corrienteeléctrica ",

Este fenómeno se podría explicar así: cuando los electronescirculan por un conductor tienen que moverse a través detodos los átomos, produciéndose una especie de rozamiento(resistencia al movimiento de electrones) que se transformaen calor (Figura 2.2). Estos choques son menores en los bue­nos conductores que en los malos.

R

Figura 2.2. la resistencia se man ifiesta como unaoposición al movimiento de electrones.

La unidad de medida de la resistencia eléctrica (símbolo R)es el ohmio y se representa por la letra griega omega Q.

I miliohmio "" 1 mn"" 0,001 Q

1 kilohmio"" 1 Ka = 1.000 n

1 megaohmio = I Mn "" 1000.000 a

Los símbolos más utilizados para la resistencia son losrepresentados en la Figura 2.2.

R

Figura 2.3. Símbolos esquemáticos de la resistencia eléctrica.

2.3. Medida de la resistenciaeléctrica

El aparato que se utiliza para medir la resistencia eléctricaes el óhmetro. Para medir el valor de una resistencia, bastarácon conectar los extremos de ésta a las puntas del óhmetro(Figura 2.4),

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Figura 2.4. Medida de la resistencia con el óhmetro.

Existen muchos tipos de óhmetros, uno de los más conoci­dos y más utilizado para medir resistencias de una formaaproximada es el que incorpora el polímetro (Figura 2.5). Elpuente de Wheatstone es otro aparato de medida para medirresistencias que se utiliza en aquellos casos que se quiera daruna mayor precisión en la medida. (Para ampliar informaciónsobre el manejo del puente de Wheatstone consultar la unidadde contenido 9).

kalse

Figura 2.5. El polímetro incorpora un óhmetropara la medida de resistencias.

Experiencia 2.1:

Consigue un óhmetro (por..ejemplo, el que se incluye enel polímetro) y mide la resistencia de varias lámparas y decualquier componente electrónico que tengas a tu alcance.

El fisico Ohm, basándose en un experimento, determinóque la intensidad de la corriente que recorre un circuito eléc~

trico es directamente proporcional a la tensión aplicada (a mástensión, más intensidad), e inversamente proporcional a laresistencia eléctrica (a más resistencia, menos intensidad).

Veamos cómo se puede explicar esta relación: al conectaruna resistencia a los bornes de una pila, aparece una corrienteeléctrica que circula a través de esta resistencia desde el polonegativo de la pila hasta el positivo (Figura 2.6). Recuerda quesi existe corriente eléctrica es gracias a que el generador tras­fada las cargas del polo positivo al negativo, creando así unadiferencia de cargas. que nosotros llamamos tensión eléctrica.

xV

...::L-r-T-.:r:---r-'T-.....-''T-.,.......,

Figura 2.6.

Cuanto mayor es la tensión eléctrica, con mayor fuerzaatraerá el polo positivo de la pila a los electrones que salen del·negativo y atraviesan la resistencia y, por lo tanto, será mayortambién la intensidad de la corriente por el circuito.

Cuanto mayor sea el valor óhmico de la resistencia que seopone al paso de la corriente eléctrica, menor será la intensi­dad de la misma.

Ejemplo 2.1 ,,:··,·,t\

~ Calcular la intensidad que circula por la resistenciadlL.\Ín circuito electrónico de 100 ohmios, cuando está some-tida a una tensión de 4 voltios. .

V 4Solución: 1 = --= --= O04 A = 40 mA

R 100 '

La ley de Ohm se puede ampliar despejando en la fórmulalos valores de V y de R, obteniéndose entonces las siguientesexpresiones:

1= V/R V= R 1 R= VII

Ejemplo 2.2

Se quiere determinar la resistencia eléctrica de unaresistencia de película metálica. Para ello, se somete a lamisma a una tensión de 12 V y, mediante un amperímetrointercalado en serie, se mide el paso de una intensidad decorriente de 12 mA (Figura 2.7). "

2.4. L~ I~ydeºhmHasta ahora hemos estudiado con detenimiento las magnitu­

des eléctricas: intensidad de la corriente, tensión y resistencia.En la práctica se nos pueden presentar problemas en los queconozcamos dos de estas magnitudes y tengamos que determi­nar la tercera. Para resolver estos problemas, y otros tantos quese presenten en la práctica, es necesario aplicar una fórmula quenos relacione las tres magnitudes eléctricas conocidas: 1, V, R.

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VSolución: R = --=

I

12 V

0,012 A1.000 n = IKQ

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....---t V r--~----¡..

A

Figura 2.7.

. Ejemplo 2.3

Es conocido que en condiciones desfavorables, esdecir, con la piel húmeda, la resistencia del cuerpo huma­no es del orden de2.500 n (Figura 2.8). ¿Qué tensión serásuficiente para provocar, en estas condiciones, el paso deuna corriente peligrosa, de 30 mA, por el cuerpo humano?

Solución: Y = R . 1 = 2.500 . 0,03 = 75 Y

LV?

Figura 2.8.

11 W:

Ejemplo 2.4

Calcular la potencia que consume una resistencia limi­tadora al conectarla a una tensión de 12 Y, si su resisten­cia es de l Kn.

Solución:

Primero calculamos la intensidad, aplicando la ley deOhm:

Y 12[=-=~~=0012A

R 1000 '

P = Y'I = 12· 0,012 = 0,144 W

Ejemplo 2.5

La potencia máxima que es capaz de proporcionar unafUente de alimentación es de lO W. Se quiere saber si serácapaz de proporcionar una corriente de 200 mA a unamplificador de 12 V

Solución:

P 10WP=YI = J=-=~-=0833A=833mA

Y 12 V . '

La fuente es capaz de entregar hasta 833 mA, por loque se podrá conectar el amplificador sin problemas.

Ejemplo 2.6

La placa de características de una plancha eléctrica indicaque su potencia es de J .000 W Ysu tensión nominal de 220 V.Calcular el valor de la resistencia de caldeo.

Solución:

Y[=--=

R2.5. Potencia eléctrica

p= V Ip

~ f = -- ~ .... = 4~55 AY

YR= -= .... =48,35 n

I

La unidad de potencia eléctrica es el vatio (W). Si nos pre­guntan que láinpara luce más, una de 60 W o una de 40 W, larespuesta sería muy clara: la de 60 W, que es la que máspotencia posee: Pero ¿qué es la potencia eléctrica?

En la asignatura de fisica se suele definir a la potenciacomo la rapidez con la que se ejecuta un trabajo, es decir, larelación que existe entre el trabajo realizado y el tiempoinvertido en realizarlo:

. trabajopotencia = -.-­

tIempo

Como todos sabemos, el trabajo se produce gracias a laenergía. Trabajo y energía son dos conceptos que dicen lomismo:

energíapotencia = --­

tiempo

Desde el punto visto eléctrico la potencia se puede calculara partir de la siguiente expresión:

I P= V'l ILa potencia eléctrica es el producto de la tensión por la

intensidad de la corriente.

Este problema también se podía haber resuelto, deter­minando primero una fórmula que relacione P, V Y R:

P= y. 1 ~----.---I"''''' [p = R . P IY= R'I =:JDespeja R de la fórmula obtenida y comprueba el resul­

tado.

Ejemplo 2.7

Se dispone de una lámpara incandescente de la que sólose conoce su potencia de trabajo: 100 W, y la resistencia desu filamento: 1,5 n. ¿A qué tensión se podrá conectar lalámpara para que funcione correctamente?

Solución:

Este problema entraña un poco más de complejidad.Para resolverlo, habrá que encontrar, primero, una fórmu­la que relacione P, V YR.

P= y. l ,,'" IP = RP I

I=V/R ~

Despejando V =~ =~ 1,5 = 12,2 V

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Los excesos de temperatura que se pueden producir en los con­ductores por el efecto Joule los pueden destruir inmediatamente.Éste es el caS() del cortocircuito (corriente muy elevada que nopuede durar mucho tiempo porque destruye todos los elementosdel circuito que se encuentran a su paso). Las sobrecargas tardanmás en dañar el conductor. Aun así, los excesos constantes detemT1.eratura de los materiales aislantes hacen que se envejezcancon (1lás rapidez, limitando la vida útil del conductor (los aislan­tes sometidos a altas temperaturas acaban volviéndose quebradi­zos y perdiendo parte de sus propiedades aislantes).

Para la protección contra cortocircuitos y sobrecargas seemplean los fusibles y los interruptores automáticos.

Ejemplo 2.9

Calcular el calor desprendido por una resistencia perte­neciente a la placa de un circuito impreso, si su potenciaes de I W y está funcionando durante 8 horas.

Solución: La energía en julios consumida durante eseperíodo de tiempo es:

E = P t = 1 W' 8 h . 60 . 60 = 28.800 Julios

Q = 0,24 E = 0,24 . 28.800 = 6.912 calorías

El cortocircuito se produce cuando se unen accidentalmen­te las dos partes activas del circuito eléctrico. Estos acciden­tes suelen ser provocados por un error en el montaje del cir­cuito, fallo de un aislamiento que separa las partes activas opor una falsa maniobra (Figura 2.10).

En un cortocircuito la intensidad de corriente que aparecees muy elevada, debido a que la única resistencia que existeen el circuito es la propia de los conductores de línea. En elcaso de que esta resistencia sea muy baja o cuando trabaja­mos con tensiones elevadas se pueden llegar a establecersemiles de amperios (Icc = VIR1ine,.). Si esta fuerte intensidad nose corta inmediatamente, los conductores se destruyen por

E = JuliosP = vatiost = segundos

2.8.1. El cortocircuito

2.8. Protección de los circuitoscontra cortocircuitos

.. __ .Y so~recargas

El físico P. James Joule estudió la relación que existe entrela energía y su transformación plena en calor. A base de expe­rimentar con un calorímetro, llegó a la conclusión de que laenergía de I Julio es equivalente a 0,24 calorías.

@= 0,24 . El Q =calor en caloríasE = energía en Julios

Recordemos que la energía viene dada por la siguienteexpresión:

E= KW/h = kilovatios·hora

200E=Pt= 1.000 (KW)·8h=1,6KWh

E = P t = 200 W (8 . 3.600) s = 5.760.000 julios

Solución:

E"" W' S =Julios

Los cuerpos conductores que poseen naturaleza resistiva secalientan cuando son atravesados por una corriente eléctrica.A este fenómeno se le denomina "efecto Joule".

¿Cuál es la unidad de medida de la energía eléctrica? Tododependerá de las unidades que se tomen de la potencia y deltiempo.

Figura 2..9. Esquema de conexiones de un vatímetro.

Ejemplo 2.8

Calcular la energía, en KWh y julios, consumidos porun televisor de 200 W en 8 horas de funcionamiento.

v

+ o-- il--{

2.7. El efecto Joule

El julio es la unidad perteneciente 'al sistema internacional.Como es muy pequeña, se suele utilizar más el KWh.

Ep = --, despejando

t

De la expresión que relaciona la energía con la potencia, sededuce que la energía es el producto de la potencia por eltiempo. El cálculo de la energía eléctrica consumida por unreceptor es muy interesante, especialmente para los consumi­dores, ya que sobre él se establecen los costos que facturan lascompañías eléctricas.

2.6. Energía eléctric~

El aparato qlle mide la potencia eléctrica es el vatímetro.

En realidad, el vatímetro mide por separado la tensión y laintensidad de la corriente, para después realizar la operaciónp = V 1 (Figura 2.9).

2.5.1. Medida de la potencia eléctrica

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~ ~'>~(,';o_ '

sr::,:- <'ó/

, ',e,

"ip''.:;\:

Cuando un hilo fusible se funde, las gotas de material enestado líquido se proyectan, lo que puede producir quemadu­ras y accidentes, incluido el peligro de incendio. Por estarazón, los hilos fusibles se deben colocar en el interior de reci­pientes herméticamente cerrados, dando así lugar a los llama­dos cartuchos fusibles. En la Figura 2.12 se muestra, comoejemplo, el aspecto de una gama de cartuchos fusibles comer­ciales de diferente tamaño, así como sus calibres en amperios.

Para que el hi lo fusible se caliente antes que los conductoresde la línea, debe ser de mayor resistencia eléctrica. Esto se consi­gue con un hilo de menor sección o con un hilo de mayor coefi­ciente de resistividad. Por otro lado, este hilo debe tener un puntode fusión más bajo que los conductores de línea que protege.

Hoy en día, para la fabricación de hilos fusibles, se empleanaleaciones especiales estudiadas para conseguir los mejoresresultados. Estas aleaciones pueden ser de cobre-plata, plomo­estaño, etc.

.'f

Fusibles

", / \ ....

Cortocircuito

Figura 2.10. Ejemplos de cortocircuito accidental.

=ar:m

Kwh

a:n:mKwh

efecto del calor (Q = 0,24 . RUnea . 12 . t) en un corto períodode tiempo (a veces no llega a unos pocos milisegundos).

2.8.2 La sobrecargaSe produce una sobrecarga cuando hacemos pasar por un

conductor eléctrico más intensidad de corriente que la nomi­nal (intensidad para la que ha sido calculada la línea).

Las sobrecargas pueden venir provocadas por conectardemasiados receptores en una línea eléctrica, por un malfuncionamiento de un receptor o componente electrónicoque tiende a un mayor consumo eléctrico o por un motoreléctrico, que es obligado a trabajar a mayor potencia que lanominaL

Las sobrecargas originan un aumento de intensidad por losconductores que, con el tiempo suficiente, puede llegar a pro­VOcar su destrucción por elevación de temperatura.

2.8.3. FusiblesUn fusible está compuesto por un hilo conductor de menor

sección que los conductores de la línea. En caso de una sobre­carga o cortocircuito, la intensidad se eleva a valores peligro­sos para los conductores de la línea y el fusible, que es másdébil, se funde debido al efecto Joule e interrumpe el circuitoantes de que la intensidad de la corriente alcance esos valorespeligrosos.

Calibrados A

Tamaño V kA TIpo 2 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80

8" 31 380 20 Cl-16

10" 38 500 100 Cl-20

14" 51 500 100 CL-40

22" 58 500 100 el-80

Figura 2.12. Gama de cartuchos comerciales calibrados en amperios.

Una de las ventajas de los cartuchos fusibles es que estáncalibrados en amperios. El c¡¡libre de un fusible nos indica laintensidad que puede pasar por él sin fundirse. Cuando se supe­ra esta intensidad, el fusible corta el circuito. La rapidez con quelo hace está en función de lo alta que sea la intensidad del fallo.

Ejemplo 2.10

La potencia máxima que proporciona la fuente de ali­mentación de un amplificador es de 400 W. Determinar elcartucho fusible necesario para la protección de la mismasi la tensión de la red es de 220 V.

P 400Solución: 1= -=-- = 1 82 A

V 220 '

Si consultamos la gama de cartuchos fusibles comer­ciales de la Figura 2.12, el calibre del fusible que más seacerca por exceso es el de 2 A.

Fusibles

CA rv

.Figura 2.11. Fusibles protegiendo una fuente de alimentación.

Los fusibles resultan muy seguros en la protección de cor­tocircuitos, pero presentan el inconveniente de que son difíci­les de reponer. Al fundirse el fusible queda inutilizado, por loque hay que encontrar otro de las mismas características yrealizar la operación de recambio. En muchas ocasiones estaoperación resulta engorrosa y, si no se hace por un especialis-

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L

SRel/ = 0,0017

p = Coeficiente de resistividad (Q . mm2/m)L = Longitud del conductor (m) .

S = Sección del conductor (mm2)

R = Resistencia del conductor (Q)

En la Tabla 2.1 se expone una lista con el coeficiente deresistividad, a 20 oC de temperatura, de los materiales más uti­lizados.

[1I:xlI.,\r¡J"

i}i:i:

i-tlata1_ ~o~·~e~.-.~=_-,,-,~.,-...._,..,,¡,-~-+- ........~...,...++~""ii'~" ....

~ Aluminio~~~"~,·----·-"""""~F-.- ...............................~...........

L;~~n:.."_'*_·~=.===========~r=:~~E~~ili¡i~gg~2't'~/::~''''''':''~'

~.:::1 Maillechortr"'""'~"- ";"1#-0 - »w'o

~ Constantánr-·-F:~~~;;;I-·-· ~,r ... n .~ + ........o.-~......+-_......"""'''''''! Mercuri~~~~ ~4~8~~~~~~~~~""'-:A:~~

~Níc~r_ó_n""""""'__'"""'''-'''''-~4~~~~o4I.;#.o;;;~i..4~~ Carbón

0,0017 = Resistencia en ohmios por cada metro de con-ductor de 1 mm2•

L = Longitud del conductor en m.

S = Sección del conductor en mm2.

Lógicamente, esta fórmula sólo será válida para calcularla resistencia de conductores de cobre ¿Qué expresión utili­zaremos entonces para otros materiales? Como ya se dijo,existen materiales que son mejores conductores que otros;así, por ejemplo, el aluminio es peor conductor que el cobre.De tal forma, si midiésemos ahora la resistencia de un con~

ductor de aluminio de un metro de longitud y de un milíme­tro cuadrado de sección, obtendríamos un resultado igual a0,028 ohmios.

Está claro que cada material tendrá un determinado valorde resistencia por cada metro y milímetro cuadrado de seccióndel mismo. A este valor se le denomina: "coeficiente de resis­tividad" y se escribe con la letra griega p.

La fórmula general para calcular la resistencia de cualquiertipo de conductor podría quedar así:

Cobre

L=lm1----

R=O,OI7n

2.9. Resistencia de un conductor

Figura 2.13. Medida de la resistividad dell:Obre.

Por otro lado es lógico pensar qúe, si la resistencia eléc­trica es la dificultad que ofrece un conductor al paso de lacorriente eléctrica, esta dificultad irá aumentando con ladistancia que tiene que recorrer; es decir, a mayor longitudmayor resistencia. Así, por ejemplo, si ahora midiésemos laresistencia de un conductor de 2 m de cobre de 1 mm2

observaríamos que la resistencia ha aumentado al doble(0,034 Q).

Como ya pudimos estudiar con anterioridad, la resistenciade los diferentes materiales depende fundamentalmente de sunaturaleza. Por otro lado, las dimensiones de los mismos tam­bién influyen de una forma decísiva en su resistencia final.Esto tiene una especial importancia en los cálculos de la sec­ción de conductores eléctricos, ya que una resistencia elevadaprovoca su calentamiento y su probable deterioro.

Si midiésemos la resistencia de un conductor de cobre deun metro de longitud y de un milímetro cuadrado de sección,obtendríamos un resultado de 0,017 Q (Figura 2.13). Esteresultado nos indica que, por cada metro de conductor decobre de un milímetro cuadrado de sección, la resistencia seráde 0,017 ohmios.

• La resistencia de un conductor aumenta con su longitud

Si, por el contrario, se aumenta la sección del conductor,los electrones tendrán más libertad para moverse y, por tanto,la resistencia será menor. Así, por ejemplo, si midiésemos laresistencia de un conductor de 1 m de cobre de 2 mm2 daríacomo resultado un valor óhmico de la mitad (0,0085 Q).

• La resistencia de un conductor disminuye con su sección

Teniendo en cuenta todas estas consideraciones, la expre­sión matemática necesaria para determinar la resistencia de unconductor de cobre (Re) podría quedar así:

ta, puede ser hasta peligrosa. Además, los fusibles reaccionanmuy lentamente ante las sobrecargas.

Los interruptores automáticos, también conocidos con elnombre de disyuntores, están sustituyendo en muchas aplica-

. ciones a los fusibles, ya que protegen bien contra los cortocir­cuitos y actúan ante las sobrecargas más rápidamente y deforma más selectiva. Así, por ejemplo, en las viviendas se ins­tala un cuadra de mando y protección con varios interruptoresautomáticos. Cada uno de estos dispositivos protege de lassobrecargas y cortocircuitos a cada uno de los circuitos inde­pendientes de la vivienda.

~ ,.

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ellos determina el valor de la resistencia óhmica deljila­mento en caliente, aplicando la ley de Ohm. Compara losresultados obtenidos. ¿Obtuviste los mismos resultados enlos dos casos?

'¿Qué resistencia tendrá un conductor de cobre de 20metros de longitud y 1 mm2 de sección?

Solución:

L 20R"'p -"'0017 -"'034Q

S ' 1 '

Ejemplo 2.12

¿Y un conductor de aluminio de las mismas dimensiones?

Solución:

R'= ,.. ;... ~ ... = 0,56 Q

Ejemplo 2.13

¿Qué seccÍón poseerá un conductor de constantán de 12m de longitud, si se ha medido una resistencia entre sustenninales de 6 Q?

Solución:

Medida de la resistenciaen frío

Medida de la resistenciaen caliente

Figura 2.15.

Seguro que no. Al medir la resistencia con el óhmetro,la lámpara está apagada y, por tanto, el filamento seencuentra frío, es decir, a la temperatura ambiente. Porotro lado, cuando aplicamos la ley de Ohm para calcularla resistencia, se hace con los datos correspondientes alestado de encendido de la lámpara. Hay que tener encuenta que en ese estado, el filamento se encuentra a unatemperatura de unos 2.000 oC Yes que la resistenciaeléctrica se eleva sustancialmente en casi todos los con­ductores al elevarse su temperatura, de aquí que en unalámpara incandescente la resistencia enfrío sea muy infe­rior a cuando está caliente.

R,o '" Resistencia en calienteRo = Resistencia a O oCa = Coeficiente de temperatura.dt ° "" Elevación de temperatura en OC

Con esta expresión se puede calcular la resistencia a un tem­peratura dada (Rt,,), conociendo la temperatura de la resistenciaen frío (Ro), la elevación de [a temperatura (.1tO) y el coeficien­te de temperatura (ex), que será diferente para cada material.

En la Tabla 2.2 se dan los coeficientes de temperatura delos materiales más utilizados.

Por lo general, fa resistencia aumenta con la temperatura enlos conductores metálicos. Este aumento depende del incre­mento de temperatura y de la materia de que esté constituidodicho conductor.

11,8 m1 . 0,2

0,017

Figura 2.14.

Como la sección es circular:

S = 7tr2 =3,1416' 0,252 = 0,2 mm2.

L R'SR '= P--, despejando L'" ---

'S P

Experiencia 2.2:

Co~sigue una lámpara de linterna y mide con el óhme­.tro su resistencia en frío. Seguidamente, conecta la lám­para a una pila y. mediante un amperímetro y un voltíme­lrp.determina los valores de 1y de V (Figura 2.15). Con

',:

L L 12R"" P S' despejando S '" P R = 0,5 -6- '" 1 mm2 ,~

i.Ejemplo 2.14

Se desea medir la longitud de una bobina de cobre.Para no tener que desenrollar ei conductor, se mide conun.óhmetro. conectado a los extremos de la bobina unaresistencia de 1 tl. Mediante un calibre medimos el diá­metro del conductor"" 0,5 mm (Figura 2.14).

2.10. Influencia de la temperaturasobre la resistividad

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Figura 2.16. Resistencias para circuitos electrónicos.

220--"'027 A

807 '

V1=---

En los circuitos electrónicos estas corrientes y tensionessuelen ser muy pequeñas y por lo tanto las potencias quedeben disipar también 10 serán. Estas bajas potencias penni­ten construir las resistencias de pequeños tamaños con otrotipo de materiales más baratos y sencillos de manejar, talescomo el carbón finamente troceado.

2.11.1. Tolerancia de una resistencia

En electricidad las resistencias cumplen una misión que yatodos conocemos, la de oponerse al paso de la corriente ytransformar la energía eléctrica en calor. En unos casos esteefecto es beneficioso (resistencias calefactoras de estufas ycocinas eléctricas, ftlamentos de lámparas incandescentes,etc.) y en otros perjudicial (calentamiento de conductores ypérdida de potencia).

En los circuitos electrónicos las resistencias cumplen unpapel mucho más especial: permiten distribuir adecuadamen­te la tensión y la corriente eléctrica en los diferentes puntosdel circuito. Para realizar esta correcta distribución se basanen todo momento en la ley de Ohm.

~~

Como ya sabemos, la unidad de medida que caracteriza auna resistencia es el ohmio. Las resistencias se construyen cond¡ferentes valores óhmicos, pero, ¿son exactos los valoresque, según los fabricantes, poseen las resistencias?

b) Al aumentar la temperatura hasta los 2.553 oC, laresistencia aumenta su valor hasta 807 ohmios, produ­ciéndose una disminución y estabilización de la corriente.

2.11. Resistencias para circuitoselectrónicos

Como se ha podido comprobar en la tabla de coeficientesde temperatura, existen aleaciones, como el constantán, queapenas varian con la temperatura, lo que las hace ideales parala fabricación de resistencias en las que sea importante laestabilidad de su valor óhmico con los cambios de tempera­tura.

Rt,= Ro (1 + a L\n

R7S"C'" 4 . (1 + 0,0039' 75 ) = 5,2 Q

Ejemplo 2. J6

¿Cuál será el aumento de temperatura que experimentauna lámpara incandescente con filamento de wolframio, sial medir su resistencia a temperatura ambiente (20 OC)obtuvimos un resultado de 358 ohmios, habiéndose calcu­lado una resistencia en caliente de 807 Q?

Solución:

Primero calculamos la resistencia a O oC

Ejemplo 2.15

Medimos la resistencia de un bobinado de cobre de unmotor antes de haber funcionado (a la temperatura de OoC),obteniendo un resultado de 4 ohmios. Detenninar la resis­tencia que alcanzará cuando esté en funcionamiento a unatemperatura de 75 oC.

Solución:

R1, = Ro . (1 + a . An, despejando

Rt• 358R = 354,5 Q

o (1 + a· L\n 1 + 0,0005 . 20

A continuación despejamos

Rt" g07L\tO '" (- -1 ) / a ~ (-- -1) /0,0005 = 2.553 oC

Ro 354,5

Ejemplo 2.17

Determinar la corriente que aparecerá en la lámparaincandescente del ejemplo 2.16 al conectarla a 220 V Y enlo siguientes casos: a) nada más conectarla, b) una vezencendida.

Solución:

a) Nada más conectar la lámpara, el filamento seencuentra a 20 oC y su resistencia es de 358 ohmios.

V 2201=-·-=--=061 A

R2O" 358 '

El aumento de la resistencia con la temperatura es a vecesun gran inconveniente; así ocurre, por ejemplo, en las medi­das eléctricas, que pueden verse distorsionadas por este fenó­meno. Por esta razón, es conveniente utilizar materiales conun bajo coeficiente de temperatura para la construcción de [osaparatos de medida.

En otros casos este aumento de resistencia con la tempera­tura puede ser beneficioso; como por ejemplo, para medirtemperaturas por medio de resistencias que poseen un altocoeficiente de temperatura (termómetros electrónicos).

Existen materiales en los cuales se reduce [a resistencia alaumentar su temperatura. En estos casos se dice que poseenun coeficiente de temperatura negativo. En general, los mate­riales semíconductores pertenecen a este grupo. En especialexisten resistencias construidas con semiconductores espe­cialmente diseñadas para reducir su resistencia cuandoaumenta la temperatura, como son las NTC.

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Obtener en un proceso de fabricación una resistencia con unvalor exacto es muy dificil. Es más, cuanto mayor sea la exac­titud que se puede asegurar que tiene una resistencia, más seencarece el producto. De aquí nace el concepto de tolerancia.Este indica los valores máximo y mínimo entre los que estarácomprendida la resistencia. Estos valores se expresan como unporcentaje del valor en ohmios asignado teóricamente.

Ejemplo 2.18

Se quieren determinar los valores en que puede estarcomprendida una resistencia de 100 Q, si el fabricanteasegura que ésta posee una tolerancia del ±8%.

Solución:

El 8% de 100 Q es exactamente 8 Q. Los valores bus­ca40s son: 100 + 8 = 108 Q y 100 - 8 = 92 n

Si nosotros realizásemos ahora una verificación delvalor óhmico de esta resistencia con un óhmetro de preci­sión y obtuviésemos un resultado menor que 92 Q omayor que 108 n, la medida mostraría que dicha resisten­cia no cumple con la tolerancia marcada.

"

En la Tabla 2.3 está representado el código de colores:

Ejemplo 2. J 9

Determinar el valor óhmico y la tolerancia de una resis­tencia que aparece con los colores: Rojo - Azul - Naran­ja - Plata.

Solución:

Situemos las cifras que van asociadas a los colores enel orden que aparecen inscritos los mismos:

Las tolerancias están normalizadas, de tal forma que sóloexisten en el mercado resistencias' con los siguientes valores:

±0,5%, ± 1%, ±2%, ±5%, ± 10% ±20%, ±50%

±0,5% y ± 1% para resistencias de gran precisión.

±2%, ±5% Y:i1O% son las más utilizadas en la práctica.

±20% y ±50% están prácticamente en desuso.

2.11.2. Código de colores A B e Tol.

La forma de inscribir el valor de una resistencia para quesea fácilmente identificable a simple vista, es la de utilizar unaserie de anillos de colores pintados sobre la superficie delcuerpo de la resistencia, que mediante un código permitecubrir toda la gama de valores de resistencias existentes en elmercado.

La razón de utilizar este sistema es debido a que el reduci­do tamaño de éstas impide que sobre ellas puedan inscribirsecifras que sean legibles.

Toma una resistencia y obsérvala. Apreciarás que existentres anillos de diferentes colores y un cuarto un poco másseparado de éstos. Los tres primeros anillos que vamos adenominar A, B Y C dan la clave del valor óhmico y el cuar­to indica la toferancia (Figura 2.17).

Multiplicador

/Valor númerico

~A B e Tol.

Rojo - Azul - Naranja - Plata(2) (6) (x 1.000) (±IO%)

26 . 1.000 = 26.000 n = 26 Kº ±IO%

El código de colores puede incluir 4, 5 Y hasta 6 anillos decolor.

En el caso de 5 anillos, los tres primeros (A,B,C) dan elvalor numérico, el cuarto (O) el multiplicador y el quinto CE)la tolerancia (Figura 2.18).

Valor númerico Multiplicador-------- /A B e O Tal.

Figura 2.17. Las resistencias poseen una serie de anillosde color que nos indican el valor óhmico.

Figura 2.18. Resistencia con 5 anillos de color.

En el caso de las resistenci~s que se identifican con 6anillos, el último de estos nos indica el coeficiente de tem­peratura a.

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Amarillo - Azul - Rojo - Naranja - Marrón(4) (6) (2) (x 1.000) (±l%)

462 . 1.000 = 462.000 Q = 462 KQ ± 1%

Ejemplo 2.20

Determinar el valor óhmico y la tolerancia de una resis­tencia que aparece con los colores: Amarillo - Azul­Rojo- Naranja - Marrón.

Solución:

Situemos las cifras que van asociadas a los colores enel orden que aparecen inscritos los mismos:

En la Tabla 2.4 se muestra una clasificación de los dife­rentes tipos de resistencias.

Tol.DBA

2.11.3. Potencia de disipaciónde una resistencia 2.11.5. Resistencias fijas

La misión de una resistencia en un circuito electrónico noes precisamente la de calentarse, pero resulta inevitable que seproduzca este fenómeno. Este calentamiento dependerá de lamayor o menor potencia a que esta resistencia trabaje. Dichapotencia, a su vez, dependerá de los valores de tensión e inten­sidad a que esté sometida la misma.

Cuanto mayor sea la potencia a la que deba trabajar unaresistencia, el calentamiento será mayor, corriendo el riesgode que se queme si no se diseña de forma adecuada.

Lógicamente, cuanto mayor sea el tamaño de la resistencia,mejor podrá evacuar o disipar el calor que produce. Es poresta razón que se fabrican resistencias de varios tamaños. Detal forma que las resistencias aumentan de tamaño de acuerdocon la potencia a disipar.

En el mercado existen resistencias que van desde 118 devatio (0,125 W) hasta más de 100 W (Figura 2.19).

Como su nombre indica, poseen un valor de resistencia fijo.

Resistencias aglomeradas: Están constituidas por unamezcla de grafito (o carbón), y un material aislante (resina,talco...), en las proporciones adecuadas para obtener unadeterminada gama de valores.

En Jos extremos del cilindro se colocan unos casquillos apresión donde van soldados los hilos. Por último, se recubreel conjunto por una resina o se plastifica y se pintan los colo­res que indicarán el valor de la resistencia.

El inconveniente que presentan es que su valor cambia enexceso con la temperatura, por lo que son poco empleadas.

Resistencias de película de carbón: Son las más usadaspara pequeñas potencias. Consisten en un cilindro aislado enel que se deposita una delgada película de carbón con dos cas­quillos metálicos en los extremos (Figura 2.20).

----{[C]---- 0,5 W

-1111 1- lW

--{[j ~2W

---o 4

~680.0.

IOW

P 6800 q

Hélice deCarbón Pintura

aislante

Casquillocon terminales

I

figura 2,19, Tamaño de las resistencias en función de su potencia..figura 2.20, Resistencia de película de carbón,

2.11.4. ClasiJicación de las resistenciasExisten en el mercado varios tipos de resistencias confec­

cionadas con diferentes procesos de fabricación. Esta ampliagama permite la elección del tipo más idóneo para cada apli­cación específica.

Para obtener el valor óhmico de la resistencia se practicanlinos surcos en espiral a lo largo de la película de carbón. Conun control preciso del paso de la espiral, se fabrican resisten­cias de muchos valores y de buena precisión.

Sobre este conjunto se deposita la capa de esmalte y se pin­tan los anillos de colores.

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2.11.6. Resistencias variables

Resistencias de película metálica: Estas resistencias sonbásicamente iguales que las anteriores, con la diferencia deque utilizan una película de una aleación metálica que leshace muy estables con la temperatura. Con ellas se consiguenunas tolerancias muy bajas.

Resistencias bobinadas: Están fabricadas a base de bobinarhilo resistivo (generalmente una aleación de Ni-Cr-Al) sobreun cilindro aislante hasta obtener el valor óhmico deseado. Seutilizan para grandes potencias, por lo que el recubrimientoexterior es de porcelana o esteatita. La tolerancia habitual esdel l0% y son capaces de disipar potencias por encima de los100 vatios (Figura 2.21).

Experiencia 2.3:

Consigue una resistencia NTC y, mediante el óhmetro,mide su valor óhmico a temperatura ambiente. Seguida­mente, y sin desconectar el aparato de medida, acercapaulatinamente a la superficie de la NTC una lámparaincandescente encendida, para conseguir así aumentar latemperatura de la misma (Figura 2.23). Comprueba comoel valor óhmico de la resistencia se hace más pequeño conlos aumentos de la temperatura.

Por lo general, las resistencias tabricadas con materialesmetálicos modifican su valor óhmico con la temperatura. En lamayoría de los metales el coeficiente de temperatura es positivo,lo que significa que la resistencia tiende a aumentar un poco conla temperatura. Pues bien. se pueden fabricar resistencias a basede óxidos scmiconductores que exageren esta dependencia delvalor óhmico con la temperatura. De esta forma, se pueden cons­truir resistcncias con coeficiente de temperatura negativo (NTC)y resistencias con coeficiente de temperatura positivo (PTe).

Este tipo de resistencias será de gran utilidad para aplica­ciones en las que sea necesario el control, compensación,regulación y medida de la terpperatura.

2.11.7.1. Resistencias dependientesde la temperatura

Casquillometálico

Pintura oesmaltevitrificado

CilindroI~_C::=-=;O+-- cerámico

It:~~~~ !-lilaresistivo

ñ:'r-2":'~J.-- Terminal

Figura 2.21. Resistencia bobi nada.

\\

Repite la misma experiencia con una resistencia PTC.

La PTe aumenta su

resistencia con la temperatura

La NTC disminuye su

resistencia con la temperatura

Figura 2.23.

Como sus siglas nos indican (NTe, Negative TemperatureCoe/licient), las NTC (Figura 2.24) son resistencias que poseenun coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que suvalor óhmico disminuye rápidamente cuando aumenta la tem­peratura.

Son resistencias a las que se les puede modificar su valoróhmico desde cero hasta su valor nominal.

Estas resistencias, también llamadas potenciómetros, seutilizan para ajustar las magnitudes eléctricas de los circuitos,o bien como control externo de aparatos electrónicos de usogeneral, tales como control de volumen, luminosidad de unapantalla de televisión, etc.

La estructura de estas resistencias consiste en una resisten­cia fija (que puede ser de película de carbón o bobinada) cons­truida sobre un soporte circular por el cual se desplaza un con­tacto móvil o cursor (Figura 2.22). Este contacto está unido aun tercer terminal de conexión. De esta forma puede obtener­se el valor óhmico que se desee entre cualquiera de los extre­mos del potenciómetro y el punto móvil.

m. Contacto móvil

O Capa de carbón. .Terminales

Figura 2.22. Resistencia variable.

2.11.7. Resistencias dependientesExisten algunas aplicaciones prácticas en las que es de gran

utilidad el disponer de componentes cuya resistencia óhmicase modifique bajo la acción de una variable física, como latemperatura, luz, tensión, presión, tracción mecánica, etc. Figura 2.24. Resistencias NTC.

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El valor nominal de la resistencia de estos componentes seespecifica habitualmente para una temperatura de 25 oc. En laFigura 2.25 se puede apreciar la dependencia del valor óhmi­co de una NTC y de una PTC en función de la temperatura.

10"RQ

104

/1\/ \

"-PTC

'""" NTC

'"~~1---' V ¡-.....r---.~ 1---

Figura 2.26. LOR.

Experiencitl 2.4: Consigue una resistencia LDR y,mediante el óhmetro, mide su valor óhmico, procurandoque no llegue nada de luz a la misma. Seguidamente, y sindesconectar el aparato de medida, somete a la LDR aintensidades de luz creciente (Figura 2.27). Compruebacómo el valor óhmico de la resistencia cambia con lasdiferentes iluminaciones.

ka

Figura 2.28. Característica de una LOR.

n

-- 1--

~~

~~

1

-

1

Figura 2.27. la LOR disminuye su resistencia con la intensidad de la luz..

R 10

o,

0,010 1

En conclusión, una resistencia LDR posee una resistenciamuy elevada en completa oscuridad y su resistencia eléctricadisminuye según se aumenta la intensidad luminosa (Iux). Enla Figura 2.28 se muestra la curva característica de una LDR.

~

"

20 40 60 80 100 120 140 160

tOCFigura 2.25. Característica de una NTC yde una PTe.

Las resistencias LDR (Light Dependent Resistor) (Figura2.26) son componentes que modifican su resistencia eléctricade acuerdo con la intensidad luminosa que incide sobre susuperficie. Esta interesante propiedad es de gran utilidad parala fabricación de dispositivos de control, regulación y medida,que estén relacionados con la luz, como son: regulaciónautomática del contraste y brillo de los televisores en funciónde la intensidad de la luz de la estancia de visión, medida dela intensidad luminosa para cámaras fotográficas (fotóme­tros), conexión y desconexión de la iluminación urbana segúnla intensidad de la luz solar, detectores para alarmas, etc.

2.11.7.2. Resistencias dependientesde la luz (LDR)

La sensibilidad de las resistencias NTC es bastante máselevada que la de los termómetros y tennopares convenciona­les. Se pueden fabricar resistencias NTC que modifiquen suvalor óhmico en varios miles de ohmios por cada grado centí­grado de temperatura, por lo que son ideales para la construc­ción de termómetros de precisión en los que sea importante lamedición de pequeñas variaciones de temperatura.

Las aplicaciones prácticas que se hacen de las resistenciasNTC son: construcción de termómetros de resistencia, com­pensación térmica de instrumentos de medida, alarmas, cons­trucción de sistemas de regulación y control, etc.

Al contrario que las NTC, las PTe son resistencias poseenun coeficiente de temperatura positivo (PTC, Positive Tempe­rature Coefficient). Estas resistencias aumentan rápidamentesu valor óhmico al aumentar la temperatura.

Las aplicaciones prácticas de las resistencias PTC sonsimilares a las de las NTC.

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r.------: 7 -----,,.,,,-,,~;-.:-.-.-,~,.-.-_•• ,,-

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2.11.7.3. Resistencias dependientes. de la tensión (VDR)

L

v

Figura 2.30. Extinción de arcos mediante VDR.

o En estas direcciones encontrarás apuntes sobre tipos deresistencias, sus características, así como los códigos decolores que los identifican.

Por último, indicar que las resistencias MDR o "magnetoresislares" son componentes en los que su resistencia depen­de del valor de la inducción magnética a la que son sometidos.Por otro lado, las bandas extensiométricas modifican su valoróhmico en función de las deformaciones y tensiones mecáni­cas a las que son sometidas.

¿Se fe ocurre alguna aplica~iónpráctica que se pueda lle­var a cabo con estas dos últimas resistencias dependientes?

.<

1200 300 V

V --.

100

,\\

\"

1O

5

10

100kn

50R1

Las resistencias VDR (Voltage Dependent Resistor) soncomponentes que modifican su resistencia eléctrica de acuer­do con la tensión que se aplica entre sus extremos. El valor de[a resistencia disminuye al aumentar la tensión aplicada entrelos extremos de la VDR, tal como se puede apreciar en la-curva característica de la Figura 2.29.

Figura 2.29. Característica de una VDR.

Las resistencias VDR se utilizan para la estabilización detensiones; pueden evitar las chispas que se producen en loscontactos de elementos de accionamiento cuando éstos seabren con cargas inductivas y con ello, el desgaste irregularque esto produce.

En la Figura 2.30 se muestra el circuito correspondiente ala extinción de arcos en contactos mediante una VDR. Cuan­do se abre el contacto del interruptor, la bobina desarrolla unafuerza electromotriz elevada debido al fuerte coeficiente deautoinducción que ésta posee; esta elevada tensión provoca unarco entre los contactos que, con el tiempo, se acaban dete­riorando; la VDR disminuye su valor óhmico drásticamentecuando se produce esta sobretensión, canalizando la energíaproducida por la bobina a través de la VDR y evitando asídicho arco.

http://www.ctv.es/USERS/lcardaba/articles/resist tipos/resist tipos.l1tmhttp://members.fortunecity.es/te1ectronica/manual.htmhttp://www.geocities.com/eqys/rntu/colores.htmlhttp://www.iespana.es/kagiva/3ds/glosarios/codlors.htrnl

O Fabricantes y distribuidores de resistencias.

hltp:/Iwww.diotronie.com/diotronic/principal.htmhttp://www.tienda-red.com/http://www.ondaradio.es/esp/http://www.avxcorp.com/Prodlnfo Listing.asphttp://www.bccomponcnts.com/http://www.vishay.com/

O Podrás encontrar más direcciones ordenadas por temas enel Anexo 1 de este texto.

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R

lKa12V

L.------I--

Figura 2.33. Polímetro.· ..

3) Seleccionar el campo de medición más adecuadopara la medida que hayque realizar. Como laten­sión a que hemos conectado laresistencia es de·12 'Y, seleccionar, por ejemplo (O a 15 V). . •

4) Situar las puntas de prueba en los dos bornes de la .resistencia, tal como se indicó en el esquema deconexiones del aparato de medida. En el cas·o deque el polímetro sea de aguja, tener cuidado eh eJe- ..gir la escala más adecuada. para leer el resultitdode··la medida, así como de aplicar lacoñstarite'demedición que le corresponda,'

Resultado de la medida: Y =1----Medida de la intensidad que circula porJa :resis­tencia. Realiza ahora la medida de la intensidad conel polímetro, utilizado como amperímetro, teniendoen cuenta el esquema de conexiones de la Figura 2.34.

Una vez que están perfectamente identificadas todaslas partes del polímetro, ya podemos pasar a tomar lamedida de tensión. Para hacerlo correctamente, siguelos siguientes pasos orientativos:

1) Introduce el conductor de prueba negro en la claVi­ja (-) y el rojo en la (+).

2) Como vamos a realizar la medida con la tensiónsuministrada por una fuente de alimentación, posi­cionar el selector en C.e.

R

1Kn

R

lKO

v

Figura 2.32.

Figura 2.31.

=12V

--=- 12 V-

Manejo del polímetro. Consigue un polímetro (Figu­ra 2.33), identifica de qué tipo es y cuáles son suscampos de medición.

2.1 Consulta en Internet sobre los temas relacionados conesta unidad de contenido e intenta contrastar y ampliarla información obtenida. Además, busca un fabricantede resistencias para circuitos electrónicos y analiza lascaracterísticas de Jos diferentes tipos fabricados, cómopueden ser: tipos de resistencias, aplicaciones, dimen­siones, potencias, valores óhmicos fabricados, etc.

2.2 Comprobación experimental de la ley de Ohm.Consigue una fuente de alimentación de unos 12 V Yconéctala a una resistencia de 1 Ka, tal como semuestra en la Figura 2.31.

Una vez hecho esto, pasaremos a tomar las medidaseléctricas correspondientes, para después comprobar sise cumple la ley de Ohm en el circuito.

Medida de la tensión en bornes de la resistencia.Mide la tensión a la que está sometida la resistenciamediante un polímetro utilizado como voltímetro (Figu­ra 2.32).

Antes de comenzar a medir con el polímetro, convieneconocer muy bien su manejo, evitando así tomar medi­das erróneas o estropear el aparato de medida por unamaJa conexión. (Para ampliar información sobre elmanejo del polímetro con~ultar unidad de contenido 9.)

I

Figura 2.34.

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Como no conocemos el valor de la íntensidad, con­viene empezar a realizar la medida por el campo demedición más alto (por ejemplo 500 mA). En el casode que no se aprecie la lectura con este rango, sepuede seleccionar uno más pequeño. De esta forma,evitaremos una posible avería del mismo. En cual­quier caso, todos los polímetros disponen de un fusi­ble de protección rápido que funde y desconecta elcircuito en estos casos.

Resultado de la medida: 1 ""C~

Medida del valor óhmico de la resistencia. Mide elvalor óhmico de la resistencia con el polímetro, utili­zado como óhmetro. Recuerda que para ello debes deseparar la resistencia del circuito y conectar directa­mente las puntas de pruebas en los dos bornes de lamisma (Figura 2.35).

R

Figura :l.35.

Resultado de la medida: R = 1-------'. Aplicaremos ahora la ley de Ohm para determinar laresistencia que le correspondería teniendo en cuentalas medidas de V e 1 obtenidas:

V V1=- ::::;.R=-= ..... = .. Q

R l

, Compara los resultados obtenidos. ¿Obtuviste losmismos resultados en los dos casos?

Con los datos obtenidos calcula la potencia desarro­llada por la resistencia.

. ,Ahora conecta otras resistencias de diferente valor ycompara los resultados.

2.2 Identificación de resistencias: Consigue resistenciasde todos los tipos y realiza una clasificación de las

mismas, Comprueba su valor óhmico mediante elcódigo de colores y contrasta los resultados midiendola resistencia mediante un óhmetro.

2.3 Resistencias variables: Consigue diferentes tipos deresistencias variables, potenciómetros y, mediante elóhmetro, comprueba como varía su resistencia almover el cursor (Figura 2.36).

figura 2.]6. Verificación de una resistencia variahle.

2.4 Resistencias dependientes: Consigue diferentestipos de resistencias dependientes y comprueba con elóhmetro como varía su resistencia con la magnitudfisica de que depende (calor, luz, etc.).

2.5 ¿Cómo fabricar una estufa?: En el mercado existenhilos metálicos con un coeficiente de resistividad bas­tante alto. Por ejemplo, el ferroniquel tiene un coefi­ciente de resistividad de 0,8 Q. mm2/m. Si nosotrosenrollamos hilo de este material sobre un soporte ais­lante (a ser posible un material refractario), y hacemospasar una corriente por él, éste se calentará intensa­mente.

El proyecto de fabricación de la estufa podría ser elsiguiente: se quiere construir una estufa eléctrica de500 W de potencia para conectar una red de 125 V detensión. Para ello, se dispone de hilo de ferroniquelde 0,5 mm2 de sección. Detenninar la longitud del hilo'que será necesario enrollar sobre el soporte aislante.

Como en otras ocasiones, al finalizar cada una deestas actividades deberás elaborar un infonne-memo­ria sobre la actividad desarrollada, indicando losresultados obtenidos y estructurándolos en los aparta­dos necesarios para una adecuada documentación delas mismas (descripción del proceso seguido, mediosutilizados, esquemas y planos utilizados, cálculos,medidas, etc.).

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Un calentador de agua presenta en su placa decaracterísticas los siguientes datos: 3 KW I 220 V.Determinar: a) Intensidad de la corriente y resisten·cia; b) Potencia si se conecta ahora a 125 V, consi·derando que la resistencia permanece constante.

La placa de una cocina eléctrica indica queconsu­me una potencia de 2,5 KW a la tensión de 220V.Calcular: a) la intensidad, b) el valor de laresisten­cia, c) la energía eléctrica que consumirá (en KWh)en un mes, si funciona durante 2 horas al día. .

Para elevar agua de un pozo sé instala una mota­bomba movida por un motor eléctrico dé 3 CV auna red de 380 V. Teniendo en cuenta que 1 CVequivale, aproximadamente, a 735 W, calcular: a)'la intensidad de corriente; b) el gasto bimensual siel motor funciona, por término medio, 8 h al día.Precio del KWh; 0,1 €.

Determina el valor óhmico de las siguiente~ resis­tencias que aparecen con los colores:

R l : (rojo, violeta, naranja, plata)

R2: (marrón, rojo, naranja, rojo)

R3: (marrón, verde, gris, oro)

2.18

2.19

2.16

2.9 ¿Qué tendrá más resistencia, un conductor de cobrede 100 m de longitud y 6 mm2 de sección, o uno dealuminio de la misma longitud y de ] Omm2?

A Q Conductor de cobre.B Q Conductor de aluminio.e Q Aproximadamente igual.

2.tO ¿Cuál será la sección de un conductor de cinc de5 metros, si posee una resistencia de 1 ohmio?

2.11 Se quiere determinar la longitud de un carrete dehilo de cobre esmaltado de 0,25 mm de diámetro.Para ello, se mide con un óhmetro su resistencia,obteniéndose un resultado de 34,6 .o.

2.12 La resistencia a 20 CG de una bobina de cobre esde 5 ohmios. Calcula la resistencia de la misma a80 CG

•

2.13 Una resistencia ha aumentado 1,05.0 al incremen~tar su temperatura de OCO a t CG

• Determinar laresistencia final y a temperatura que alcanzo, si sucoeficiente de temperatura es de 0,004 y la resis·tencia a OCO es de 65 n.

2.14 Al conectar una lámpara a una toma de corrientede 100 V se miden por el circuito 750 mA. Deter­minar la potencia de la lámpara y su resistencia.

2.15 ¿A qué tensión habrá que conectar una estufa de750 W si su resistencia es de 75 n? ¿Cuál será laintensidad de la corriente?

~

~ 2.17

2.1 Para medir la resistencia eléctrica:

A Q Se conectan los dos terminales del óhmetrocon los de la resistencia a medir.

S O Se conectan la resistencia al circuito para pos­teriormente realizar la medida con el óhmetro.

C Q Se utiliza un resistómetro.

2.2 ¿Cuál es la cualidad por la que se diferencian losbuenos conductores de los malos?

A [J Intensidad óhmica.S Q Resistencia eléctrica.e o Tensión resistiva.

2.3 Se dispone de una linterna que funciona con una pilade 1,5 V; la lamparita tiene una resistencia de 50 Q.Calcular la intensidad y la potencia de la misma.

2.4 Calcular la tensión de funcionamiento de un hornoeléctrico que posee una resistencia de 22 n, y queal ser conectado, se establece por él una intensidadde 5,7 A.

2.S ¿Qué resistencia y potencia tiene una plancha eléc­trica que consume 2 A conectada a 220 V?

2.6 Resuelve los ejercicios planteados en la Tabla 2.5.

2.7 ¿En que momento será más alta la intensidad decorriente por una lámpara incandescente?

A O Una vez encendida, ya que es cuando másconsume.

n Q Justo al cerrar el interruptor ya que la resis­tencia del filamento en frío es pequeña y porlo tanto la intensidad de la corriente será máselevada.

e o La intensidad de la corriente es la misma entodo momento.

2.8 ¿Qué material es necesario utilizar para conseguirque un metro de conductor de 0,5 mm2 posea unaresistencia de 56 mQ?

A Q El cobre.B Q El aluminio.e Q La plata.

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2.20 ¿Qué colores les correspondería a las siguientesresistencias:

R¡ = 24 R? ±5% .

~ = 68 M,Q±IO%

.'. . R3 =:,' 11 0..0 ±2%

;¿<"'2.21.·Enunare'sistencia NTC:

OLa resistencia aumenta con la temperatura.[J' Laresistencia aumenta con la tensión.aLa resistencia disminuye con la temperatura.

]

.. )

2.22 En una resistencia LDR

A [J La resistencía aumenta con la luz.B [J La resistencia aumenta con la temperatura.e o La resistencia disminuye con la luz.

2.23 El valor óhmico de las resistencias MDR variacon:

A O La luz.B [J La temperatura.e O La inducción magnética.

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