Tutorial electrnica bsica .03. Resistencias variablesEnviar por correo electrnicoEscribe un blogCompartir con TwitterCompartir con FacebookCompartir en PinterestParte 3. Las resistencias (variables)

Para qu sirvenTipos de resistencias variablesCaractersticas de una resistencia variableUsos y aplicacionesCmo comprobar una resistencia variableSmbolo grfico utilizado para las resistencias

Rincn de la Teora: La ley de Ohm

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Resistencias variables de diversos tipos

Para qu sirven

Tienen la misma finalidad que los dems tipos de resistencia: Limitar el paso de la corriente elctrica, slo que, en esta ocasin, su valor de resistencia no es fijo: Puede cambiar.

Se usan para variar el funcionamiento de un circuito o dispositivo. Hay de muchos tipos y la fotografa de la izquierda muestra unos cuantos tipos.

Tipos de resistencias variables

Podemos clasificarlas as:

Resistencias cuyo valor hmico ajustamos nosotros:1) Potencimetros2) Trimmers

Resistencias cuyo valor hmico cambia sin nuestra intervencin:3) PTC y NTC (Depende de la temperatura)4) Varistor (depende de la tensin aplicada a sus terminales)5) LDR (depende de la iluminacin que recibe)

Vamos a examinar un poco cada uno de los tipos anteriores:

1) POTENCIOMETROS

Junto con los trimmers son los tipos mas frecuentes y utilizados.

Se fabrican con valores de resistencia desde prcticamente un ohmio hasta un valor mximo de varios megaohmios. Este valor suele ir impreso en el propio potencimetro de forma numrica, sin cdigos.

Para regular su valor se acciona un mando que se desplaza, en unos modelos de forma giratoria, en otros, de forma rectilnea. En la foto siguiente hay un potencimetro giratorio (izquierda) y lineal (derecha).

Tipos de potencimetro

El eje o mando de accionamiento en el caso del tipo circular es bastante largo como puede verse en la foto anterior. Est hecho de plstico o de un metal que puede cortarse con ayuda de una sierra a la longitud deseada. Sirve para que asome al exterior del equipo y as el usuario puede accionarlo. En este eje se puede acoplar un botn para que resulte mas esttico adems de facilitar su accionamiento.

Estos botones se fijan al potencimetro unas veces mediante simple presin, y otras por medio de un pequeo tornillo en el lateral del propio botn. Pueden tener formas, tamaos y diseos muy distintos.

Muestra de uno de estos botones:

Botn para potencimetro

Los potencimetros tienen tres terminales elctricos (a veces tienen mas, pero no es usual) y pueden conectarse de tres maneras con el circuito al que estn asociados:

- soldados a un circuito impreso, como un componente ms- mediante conectores rpidos sin soldadura. Por ejemplo, terminal tipo "faston"- unin mediante cables con soldadura.

En casi todos los casos los potencimetros tienen una parte roscada que permite fijarlos a la caja del equipo mediante una rosca, lo que les da una gran solidez en cuanto a sujeccin.

2) TRIMMERS

Su finalidad y forma de operar es la misma que la de los potencimetros, con una excepcin: Suelen ser mas pequeos y carecen del mando para accionarlos. Para ajustarlos se usa una herramienta que recuerda a un destornillador. Van montados en el interior de los equipos y el usuario no tiene acceso a ellos desde el exterior. Esto quiere decir que un trimmer regula un asunto que escapa a la competencia del usuario, estando mas bien dedicados a un tcnico o personal cualificado.

Varios modelos de trimmers o resistencias ajustables

Por cierto, deben ser ajustados con una herramienta adecuada (hay kits bastante econmicos, con puntas de distinta geometra para adaptarse a todo tipo de trimmer, y hechos en plstico, que es aislante). De utilizar cualquier destornillador metlico podemos provocar la rotura del ajuste. Si adems ese destornillador es metlico podemos sufrir un riesgo elctrico tanto nosotros como el propio equipo.

3) PTC Y NTC

Se conocen con el nombre genrico de "termistores" y hay dos tipos: PTC y NTC.Son resistencias que cambian su valor segn la temperatura a la que son sometidas.

La variacin de resistencia que experimentan puede ser "positiva" si dicha resistencia aumenta cuando aumenta la temperatura (caso de la PTC).

Por el contrario, se dice que la variacin es negativa si dicha resistencia disminuye al aumentar la temperatura, caso de la NTC.

A menudo la variacin de temperatura es producida por el propio paso de la corriente elctrica a travs de la propia resistencia, de modo que no hay que aadirles calor ni fro para que cambien su valor resistivo, aunque esto ltimo tambin es una posibilidad de utilizacin.

4) VARISTOR O VDR

Es un tipo de resistencia variable sensible a la tensin.

Es comn que tenga forma de "lenteja" que recuerda bastante a cierto tipo de condensadores.

Varistor o VDR

Su caracterstica principal es que apenas deja pasar la corriente hasta que el voltaje supera un valor umbral (voltaje de disparo). En este caso el varistor reduce drsticamente su resistencia y presenta una alta conductividad. La transicin entre la condicin no conductora y conductora no es progresiva sino brusca, repentina, una vez alcanzada esa tensin de disparo.

Se fabrican varistores con distintas tensiones de disparo a fin de poder ser utilizados en aplicaciones diversas.

5) RESISTENCIA DEPENDIENTE DE LA LUZ (LDR)

Este tipo de resistencia es capaz de variar su valor segn la intensidad de luz que incida sobre ella. Esto la hace un componente muy til y verstil.

La diferencia de su valor hmico segn est siendo iluminada o no, es bastante acusada. Algunos modelos de LDR pueden variar en miles de ohmios segn el nivel de luz recibido. Si se le aplica una tensin a una LDR, un cambio de luminosidad har que la corriente que circule por ella tambin sea variable en funcin de su resistencia.

Las hay sensibles a luz visible o a luz infrarroja.

No hay que confundir a la LDR con un fotodiodo. Son componentes bien distintos aunque sean utilizados en aplicaciones iguales. Una LDR tiene untiempo de respuestamucho alto que el fotodiodo. Es decir, las LDR son mucho mas lentas que un fotodiodo en traducir un cambio de luz en un cambio de resistencia.

Resistencia LDR

Caractersticas de una resistencia variable

Resistencia: Es la principal caracterstica en potencimetros y trimmers. Se fabrican en muchos valores, y de la misma forma que en las resistencias fijas, hay unos valores standard. En los otros tipos de resistencia (PTC, varistor, LDR), mas que un dato numrico, la resistencia es una grfica mostrando el comportamiento segn la variable que la afecta (temperatura, tensin, luz...)

Potencia: No hay tanto para elegir como en el caso de las resistencias fijas. Por ejemplo, en potencimetros, lo habitual es tener un nico valor que adems es bastante reducido.

Tipo de respuesta: Sobretodo relativo a potencimetros y trimmers. Puede ser LINEAL o LOGARITMICA. Se describe a continuacin:

Respuesta LINEAL: A una variacin de giro en el mando del potencimetro corresponde una variacin proporcional en el valor de resistencia ofrecido.

Respuesta LOGARITMICA: A una variacin de giro en el mando del potencimetro corresponde una variacin de resistencia que no es proporcional a dicho giro. La relacin es exponencial en lugar de lineal. Es decir: a doble angulo de giro no corresponde doble variacin de resistencia, sino cuatro veces mas. Aunque su respuesta es exponencial se les llama logartmicos porque esa es la funcin a la que estn destinados: Por ejemplo, nuestro odo no tiene una respuesta lineal al incremento en el volumen de un sonido, sino logartmica:

Para que percibamos un sonido como el doble de fuerte que otro, hay que invertir no dos, sino cuatro veces ms potencia. As funcionan nuestros sentidos. Si utilizramos como regulacin de volumen en un equipo de msica un potencimetro lineal, sentiramos que el volumen apenas vara. Utilizando uno exponencial (funcin matemtica inversa a la logartmica) contrarrestamos la naturaleza no-lineal de nuestros sentidos y percibiremos que el volumen del sonido es bien regulado.

Usos y aplicaciones

1) POTENCIMETROS Y TRIMMERS

Se utilizan para regular algn parmetro en un circuito. Ambos tienen la misma funcin solo que -como se dijo antes- el potencimetro est orientado al usuario del equipo, mientras que el trimmer es preferido para ser manipulado por personal cualificado o que conozca el equipo.

En el vdeo se tratan un par de ejemplos. En el minuto 12:12 vamos a regular el brillo de un diodo led de alta luminosidad mediante un potencimetro, directamente, sin ningn otro componente auxiliar. Esto es posible porque la potencia manejada es muy pequea: 3 volts con un consumo de unos 20 mA. Un potencimetro puede manejar estas potencias sin problema.

El esquema de montaje:

Justo a continuacin, en el vdeo, vemos otra aplicacin de regulacin para un potencimetro, pero esta vez se va a gobernar una potencia considerable: La de un taladro elctrico, que como poco ser de 500W.

Si usamos un potencimetro para este propsito con el montaje anterior del LED, el potencimetro ser fulminado en una fraccin de segundo. Por un potencimetro no pueden pasar 500W ni mucho menos.

La solucin es: El potencimetro se usa como control, pero no controla directamente al motor de la taladradora, sino que controla a un circuito "de potencia", y ese circuito (basado en untriac) es el que realmente regula el motor de la taladradora. Mas adelante en un captulo dedicado a l, en este tutorial, veremos como funciona el Triac, muy utilizado para regular motores, luz, resistencias calefactoras....

2) PTC

Un caso tpico de utilizacin de una PTC es en un TV de tubo de rayos catdicos. Estas TV necesitan una bobina desmagnetizadora en el tubo de imagen para evitar que aparezcan manchas de color en la imagen. Al encender el TV se enva a esa bobina un pulso de corriente intenso pero de corta duracin. Esto se confa a una PTC que, inicialmente, cuando est fra tiene baja resistencia, es decir: Conduce mucho.

Nada ms encendemos el TV, a travs de la PTC comienza a pasar una corriente bastante alta al principio, porque est fra. Dicha corriente hace que la PTC se caliente subiendo su resistencia a unos niveles altos que hacen que la corriente descrezca hasta unos valores muy reducidos.

En la siguiente foto se puede ver una PTC de las utilizadas en TV para el fin antes citado. La PTC, en la foto, est sin la cubierta superior, mostrando el interior. Podemos apreciar dos discos que conforman la PTC. Estos dos discos son presionados entre s por dos resortes metlicos que constituyen dos terminales. Entre los dos discos hay otra lmina metlica que es el tercer terminal (el central).

PTC comnmente utilizada en TV, sin la cubierta superior

La avera tpica de estas PTC consiste en que uno (o los dos) discos se fracturan, y los resortes que se ven a izquierda y derecha que antes presionaban a dichos discos, ahora se aproximan y se tocan entre s. Donde antes haban dos discos ahora no hay nada: Esto supone un cortocircuito. El fusible del TV se rompe.

La manera de averiguar si la causa del fusible fundido es la PTC es desoldando sta y extraerla del circuito (No es esencial para que el TV funcione). Ponemos un nuevo fusible y probamos. Si ahora el fusible no se rompe podemos estar seguros que la causante de la avera era la PTC.

Es bastante fcil saber si una PTC de este tipo tiene los discos fracturados sin necesidad de destaparla: Una vez desoldada la agitamos: Sonar algo "suelto" en su interior.

3) VARISTOR O VDR

El uso mas extendido del varistor es proteger un circuito contra una entrada excesiva de voltaje. El varistor se pone de un valor ligeramente superior al del voltaje utilizado en ese equipo. En condiciones normales, el varistor no conduce y es como si no estuviera.

Cuando -por cualquier causa- llega un impulso de tensin excesivo, ste ser absorbido por el varistor, quedando el circuito protegido.

Se suele montar a la entrada de las fuentes de alimentacin, justo despus del fusible, segn este esquema:

Montaje tpico de varistor para proteger una fuente de alimentacin

4) LDR

Son resistencias muy verstiles y tienen innumerables usos:

- Automatismos para contar objetos- Alarmas- Sensores de luz- Deteccin de llama- Encendido/apagado automtico de alumbrado- Juguetes

Cmo comprobar una resistencia variable

1) POTENCIOMETROS Y TRIMMERS:

Primero, medimos la resistencia en los terminales de los extremos, que son los que corresponden a la resistencia "fija" del potencimetro o trimmer. Debemos obtener un valor de resistencia igual al marcado como referencia. Por ejemplo, para un potencimetro de 10K (10.000 ohms) sera correcto un valor de 10.000 +/- 1.000 ohms, pues los potencimetros y trimmers tambin tienen un margen de error o tolerancia.

Si esta medida es correcta, seguimos. En caso contrario no es necesario pasar a la siguiente medicin ya que el potencimetro o trimmer estara mal.

Segundo, seguimos con el polmetro en ohms. Ponemos una pinza en el terminal central de potencimetro o trimmer, y la otra pinza en cualquiera de los dos terminales extremos. Giramos el control del potencimetro en todo su recorrido y debemos obtener un valor cambiante de resistencia segn vamos moviendo el control del potencimetro. La lectura debe ir desde un mnimo de casi cero ohmios hasta un mximo del valor del propio potencimetro.

Si la lectura es siempre la misma o da infinito, el potencimetro est mal.

2) PTC Y NTC (termistores)

Slo se puede decir de forma genrica cmo medir una de estas resistencias. Hay muchos tipos, y cada una tiene un valor determinado, que adems es cambiante segn la temperatura. Un modo de saber si un termistor est bien es medir su resistencia a diferentes temperaturas y comparar los valores obtenidos con los de otra resistencia de igual tipo.

En el caso de una PTC de las usadas en TV, se puede recurrir tambin a lo dicho anteriormente acerca de las mediciones de resistencia a cada uno de los dos discos internos que la forman, y tambin es til saber que una PTC de este tipo hace ruido (suena como si hubiera algo suelto en su interior) cuando se sacude al aire.

3) VARISTOR O VDR

Son an mas difciles de medir o comprobar, pues su tensin de disparo a menudo es de cientos de voltios, por lo que el polmetro no puede comprobar si tal disparo se produce. Si se desea realmente poner a prueba una VDR habra que hacer un montajeen seriecon:

- La propia VDR- Una resistencia de 100K- Una lmpara de nen

A ese montaje le aplicamos una tensin creciente hasta llegar a la tensin de disparo del varistor. Si se produce tal disparo, el nen se encender. La funcin de la resistencia de 100K es limitadora, evitar que se destruyan tanto el varistor como el nen.

Con el montaje anterior sabremos no slo si se produce el disparo o no, sino tambin a qu tensin se produce, pues un varistor puede seguir funcionando, pero hacerlo a una tensin muy distinta de la originalmente se le asign en fbrica.

4) LDR

Para probar una LDR basta con conectarle el polmetro a sus terminales y someterla a distintos niveles de iluminacin al tiempo que se observa la resistencia que ofrece. A mas luz, menos resistencia.

Hilando mas fino, y como en el caso anterior del varistor, puede que la LDR "funcione", pero lo haga apartndose de la curva de funcionamiento original.

Smbolo grfico utilizado para las resistencias

En el siguiente diagrama estn los smbolos utilizados para los distintos tipos de resistencia variable que podis encontrar en los esquemas. Es vlido tanto el smbolo basado en un rectngulo como el que tiene forma de sierra.

Rincn de la Teora: La ley de Ohm

Es una ley fundamental en fsica, y especialmente para electricidad y electrnica.

La ley de Ohm relaciona de manera sencilla y linealmente, proporcionalmente, tres variables elctricas, en la siguiente expresin:

INTENSIDAD = TENSIN / RESISTENCIA

La intensidad (corriente) que circular por un circuito o por un componente determinado es directamente proporcional al voltaje (tensin) aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia de dicho circuito.

Como veis, es una ley bastante intuitiva

Las unidades empleadas son:Intensidad : AmperiosTensin : VoltiosResistencia: Ohmios.

A continuacin, un dibujo con dos variantes de esta misma ley: Una, donde podemos averiguar la tensin (conociendo resistencia e intensidad), y otra donde podemos obtener la resistencia (conociendo tensin e intensidad). Esto es, conociendo dos variables cualesquiera, podemos deducir la otra.

En este mismo dibujo se ve el resultado de someter a prueba esta ley de Ohm, usando una pila de 9V y un par de resistencias, una de 100 ohms y otra de 1000 ohms (1K). Las lecturas de corriente obtenidas con el polmetro se aproximan mucho a los valores tericos predichos. Hay que tener en cuenta que la tolerancia de los componentes as como la influencia del propio polmetro hacen que las medidas en la realidad rara vez sean exactas 100%

Ley de Ohm. Dos ejemplos

Es importante conocer el hecho de que la Ley de Ohm se cumple en circuitos resistivos, pero no en aqullos donde hayan inductancias o capacitancias (bobinas y condensadores) as como con tensiones muy altas que provoquen arcos voltaicos.

La ley de Ohm tiene un buen nmero de excepciones.

Otra excepcin comn es que un generador no pueda suministrar una intensidad determinada, por lo que si se le conecta una carga con una resistencia baja que demande una intensidad por encima de sus posibilidades, tendremos que la ley de Ohm no se cumple.

RESISTENCIAS NO LINEALES

Estas resistencias se caracterizan porque su valor ohmico, que vara de forma no lineal, es funcin de distintas magnitudes fsicas como puede ser la temperatura, tensin, luz, campos magnticos, etc.. As estas resistencias estn consideradas como sensores.Entre las ms comunes podemos destacar las siguientes:-Termistores o resistencias NTC y PTC. En ellas la resistencia es funcin de la temperatura.-Varistores o resistencias VDR. En ellas la resistencia es funcin de la tensin.-Fotoresistencias o resistencias LDR. En estas ltimas la resistencia es funcin de la luz.