Resistencia eléctrica. Resistores

Cabe recordar que, haciendo honor a su denominación, los componentes pasivos categoría a la que pertenecen los resistores son aquellos elementos de los circuitos electrónicos que no proporcionan una ganancia ni gestionan el control de una magnitud eléctrica.

En consecuencia, el cometido de estos elementos se reduce a colaborar con los componentes activos, los cuales sí permiten controlar el flujo de las magnitudes eléctricas.

El componente pasivo más elemental es el denominado resistor, también designado, en ocasiones, bajo la propia denominación del fenómeno eléctrico que lo caracteriza: resistencia.

Básicamente el resistor no es más que un conductor imperfecto que presenta una cierta dificultad intrínseca al paso de la corriente eléctrica. Su mayor o menor oposición al tránsito de la corriente dependerá del material con el que se haya construido.

Resistencia de un conductor

La resistencia de un conductor se define como la dificultad que ofrece al paso de la corriente eléctrica a través del mismo.

Su valor se calcula por medio de la siguiente fórmula:
R = r (L/S) = R = (1/s) (L/S)

Siendo:
R = resistencia en Ohmios.
r = resistividad en W mm2/m.
L = longitud en m.
S = sección transversal en mm2.
s = conductividad.

Resistividad

La resistividad es una magnitud que mide la propiedad de los cuerpos por la cual poseen electrones libres en la banda de conducción. Además de la propia naturaleza del material, la resistividad también depende de la temperatura.

La resistividad de un cuerpo se expresa en mm2/m.

A continuación se relacionan los valores de resistividad de diversos materiales y aleaciones en condiciones normales de temperatura:
Material Resistividad ( en W mm2/m)
Plata 0,016
Cobre 0,018
Aluminio 0,030
Tungsteno 0,055
Cinc 0,06
Latón 0,75
Invar 0,75
Mercurio 0,96
Platino 0,108
Grafito 8,00
Carbón 21
Germanio 890
Silicio 1000
Agua (a 0º C) 6,3 x 107
Agua (a 10º C) 3,5 x 107
Aleación Resistividad ( en W mm2/m)
Cromo-níquel 1,1
Constatan 0,5
Manganina 0,43
Megapyr 1,4
Maillechort 0,35
Reotan 0,53

Variación de la resistencia con la temperatura

La resistencia que ofrece un conductor al paso de la corriente eléctrica varía en función de la temperatura. La fórmula que refleja esta variación es la que sigue:
Rf = Ri[1 + a (tf – ti)]
Siendo:
Rf = resistencia final en Ohmios.
Ri = resistencia inicial en Ohmios.
a = coeficiente de temperatura en 1/ºC.
tf = temperatura final en grados Celsius.
ti = temperatura inicial en grados Celsius.

El coeficiente de temperatura es positivo en el caso de que el conductor sea un metal puro, por lo que su resistencia aumenta al hacerlo la temperatura. El carbón y algunas soluciones de sales metálicas ofrecen un coeficiente de temperatura a negativo. De ahí que, en estos mate riales, la resistencia disminuya al elevarse la temperatura.

Valores característicos de a son los que se detallan en la siguiente tabla:
Materiales a (en 1/ºC)
Acero 0,045
Aluminio 0,004
Cobre 0,004
Germanio 0,0014
Tungsteno 0,005
Carbón 0,00045
Aleaciones a (en 1/ºC)
Constatan 0,00001
Cromo-niquel 0,00003
Manganina » 0

Resistores

El resistor es el componente pasivo más elemental y generalizado. Como ya se ha mencionado, se caracteriza por su resistencia eléctrica u oposición que ofrece al paso de la corriente eléctrica a su través.

El símbolo utilizado para la representación del resistor en los esquemas de circuitos electrónicos es el que sigue:

Resistencia de un conductor

Resistencia de un conductor

La resistencia que ofrece un componente de esta naturaleza dentro de un circuito se calcula aplicando una de las relaciones fundamentales dentro de la electrotecnica, La denominada Ley de Ohm Según ella, la intensidad que circula a través de un resistor-y, en general, de un conductor-es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre sus extremos, expresada en Voltios, e inversamente proporcional a la intensidad de corriente que circula a través del mismo, expresada en Amperios:
I = U/R
Siendo:
I = intensidad de la corriente en Amperios.
U = tensión en Voltios.
R= resistencia en Ohmios.
A partir de esta relación, se deduce directamente el valor de la resistencia R en
función de la tensión y corriente eléctricas:
R= U/I

Múltiplos del Ohmio

Para expresar el valor de las resistencias que presentan una gran oposición al
paso de la corriente, la unidad Ohmio resulta insuficiente. Para facilitar la
designación se utilizan los siguientes múltiplos:
* Kilo-Ohmio (K)
1 Kilo-Ohmio= 1.000 Ohmios
* Mega-Ohmio (M)
1 Mega-Ohmio= 1.000.000 de Ohmios

Múltiplos del Ohmio

Múltiplos del Ohmio

Potencia nominal de un resistor

Se define como potencia nominal la que puede disipar un resistor en aire tranquilo, a la presión atmosférica normal y para una temperatura ambiente comprendida entre 20 y 25º centí grados.

El valor de la potencia disipada por un resistor al ser atravesado por una corriente eléctrica se determina mediante la siguiente fórmula:
P=U x I
Siendo:
P = potencia en Vatios.
U = tensión en Voltios.
I = intensidad en Amperios.
Teniendo en cuenta la Ley de Ohm, cabe deducir de la fórmula anterior las expresiones de la potencia disipada en función de la resistencia eléctrica del componente:
P= U x I = I x R x I = I2 x R
P = I2 x R (Expresión correspondiente a la Ley de Joule)
P = U x I = U x U/R = U2/R
P = U2/R

Nomenclatura de los resistores

Todo resistor está caracterizado por su resistencia eléctrica, cuyo valor se expresa en Ohmios, además de por la tolerancia en tanto por ciento (%) y la potencia nominal en Vatios (W).

* Resistencia nominal
Valor que puede diferir de la resistencia real o efectiva del componente. Esta posible diferencia entre las magnitudes nominal y real se debe tanto a las condiciones ambientales en las que presta su servicio el resistor, como al mismo proceso de fabricación del componente que impide precisar su magnitud resistiva con absoluta rigurosidad.

* Tolerancia
Para solventar la imprecisión mencionada anteriormente, todo resistor está caracterizado por su tolerancia o porcentaje máximo de variación con respecto al
valor nominal que puede tomar el valor real.

* Potencia nominal
Valor nominal de la potencia disipada por el componente en condiciones normales de presión y temperatura. Se expresa en Vatios (W).

Según el tipo de resistor, los tres valores señalados aparecen inscritos sobre el cuerpo del componente con caracteres alfanuméricos o, lo que es más común, codificados por medio de franjas de colores.

Conexión de resistores en serie

La resistencia total que ofrece un conjunto de resistores conectados en serie,
corresponde a la suma de las resistencias que oponen al paso de la corriente
eléctrica cada uno de los componentes asociados:
R = R1 + R2 + R3 + … + Rn
Si los resistores asociados fueran todos ellos del mismo valor óhmico, la resistencia total se expresaría de la siguiente forma:
R = n x R1
Como se observa en el esquema que sigue, el conjunto de resistores es recorrido por la misma intensidad de corriente. Por lo demás, la suma de las caídas de tensión en cada una de ellos es igual a la caída de tensión en los bornes del generador aplicado en los extremos:

Conexión de resistores en paralelo

La resistencia equivalente a la asociación en paralelo de un conjunto de resistores
viene dada por la siguiente fórmula:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … + 1/Rn
Si todos los resistores comparten el mismo valor óhmico, la resistencia total será:
1/R = n/R1 R = R1/n
En una asociación de resistores en paralelo, la resistencia total siempre es inferior a la más pequeña de las resistencias de los componentes asociados.

La fórmula genérica concretada para el caso de la asociación paralelo de dos resistores, tomará el siguiente aspecto:
1/R = 1/R1 + 1/R2 R = R1 x R2/R1 + R2
Si son tres los resistores asociados, la fórmula para determinar la resistencia total será:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 R = R1 x R2 x R3/R2 x R3 + R1 x R3 + R1 x R2

Tipos de resistores

Dentro de la categoría de los resistores cabe diferenciar entre tres grupos de componentes. El criterio de clasificación reside en el hecho de que su magnitud característica-la resistencia eléctrica-sea de valor constante, ajustable por medios mecánicos, o variable en función de agentes externos al componente (tensión eléctrica, luminosidad incidente, temperatura…).

Tipos de resistores

Tipos de resistores

* Resistores fijos: componentes que presentan una reistencia eléctrica cuyo valor óhmico no puede modificarse a voluntad.
* Resistores ajustables: permiten variar la resistencia eléctrica que ofrece el componente, alterando la posición de un contacto deslizante. Normalmente presentan tres terminales, dos extremos y uno común, siendo posible modificar la resistencia eléctrica entre el terminal común y cualquiera de los dos extremos.
* Resistores especiales: dentro de este apartado caben toda una variedad de resistores que modifican su valor óhmico en función de algún factor externo: temperatura, tensión aplicada en sus extremos, exposición a la luz…

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