¿Qué es una resistencia y para qué sirve?

Las resistencias se encuentran entre los elementos más utilizados en electrónica. Hace tiempo que este nombre salió del estrecho marco de la terminología de los radioaficionados. Y para cualquiera que esté al menos un poco interesado en la electrónica, el término no debería causar malentendidos.

 

que es una resistencia

La definición más simple es la siguiente: una resistencia es un elemento de un circuito eléctrico que resiste la corriente que fluye a través de él. El nombre del elemento proviene de la palabra latina "resisto" - "Yo resisto", los radioaficionados a menudo llaman a esta parte de esa manera: resistencia.

Considere qué son las resistencias, para qué sirven las resistencias. Las respuestas a estas preguntas implican familiaridad con el significado físico de los conceptos básicos de la ingeniería eléctrica.

Para explicar el principio de funcionamiento de la resistencia, puede usar la analogía con las tuberías de agua.Si de alguna manera se obstaculiza el flujo de agua en la tubería (por ejemplo, reduciendo su diámetro), la presión interna aumentará. Al quitar la barrera, reducimos la presión. En ingeniería eléctrica, esta presión corresponde al voltaje: al dificultar el flujo de corriente eléctrica, aumentamos el voltaje en el circuito, reducimos la resistencia y bajamos el voltaje.

Al cambiar el diámetro de la tubería, puede cambiar la velocidad del flujo de agua, en los circuitos eléctricos, al cambiar la resistencia, puede ajustar la intensidad de la corriente. El valor de la resistencia es inversamente proporcional a la conductividad del elemento.

Las propiedades de los elementos resistivos se pueden utilizar para los siguientes propósitos:

• convertir corriente a voltaje y viceversa;
• limitando la corriente que fluye para obtener su valor especificado;
• creación de divisores de voltaje (por ejemplo, en instrumentos de medición);
• resolver otros problemas especiales (por ejemplo, reducir la interferencia de radio).

Para explicar qué es una resistencia y por qué se necesita, puede usar el siguiente ejemplo. El brillo del LED familiar ocurre con una intensidad de corriente baja, pero su propia resistencia es tan pequeña que si el LED se coloca directamente en el circuito, incluso a un voltaje de 5 V, la corriente que fluye a través de él excederá los parámetros permitidos. de la parte De tal carga, el LED fallará inmediatamente. Por lo tanto, se incluye una resistencia en el circuito, cuyo propósito en este caso es limitar la corriente a un valor dado.

Todos los elementos resistivos son componentes pasivos de los circuitos eléctricos, a diferencia de los activos, no le dan energía al sistema, sino que solo la consumen.

Habiendo descubierto qué son las resistencias, es necesario considerar sus tipos, designación y marcado.

tipos de resistencias

Los tipos de resistencias se pueden dividir en las siguientes categorías:

1. No regulado (permanente): alambre, compuesto, película, carbón, etc.
2. Ajustable (variables y trimmers). Las resistencias de ajuste están diseñadas para sintonizar circuitos eléctricos. Se utilizan elementos con resistencia variable (potenciómetros) para ajustar los niveles de la señal.

Un grupo separado está representado por elementos resistivos semiconductores (termistores, fotorresistores, varistores, etc.)

Las características de las resistencias están determinadas por su propósito y se establecen durante la fabricación. Entre los parámetros clave:

1. Resistencia nominal. Esta es la característica principal del elemento, medida en ohmios (Ohm, kOhm, MΩ).
2. Desviación permitida como porcentaje de la resistencia nominal especificada. Significa la posible propagación del indicador, determinada por la tecnología de fabricación.
3. La disipación de potencia es la potencia máxima que una resistencia puede disipar bajo una carga a largo plazo.
4. El coeficiente de temperatura de la resistencia es un valor que muestra el cambio relativo en la resistencia de una resistencia con un cambio de temperatura de 1 ° C.
5. Tensión de funcionamiento límite (rigidez eléctrica). Esta es la tensión máxima a la que la pieza conserva los parámetros declarados.
6. Característica de ruido: el grado de distorsión introducido por la resistencia en la señal.
7. Resistencia a la humedad y resistencia al calor: los valores máximos de humedad y temperatura, cuyo exceso puede provocar la falla de la pieza.
8. Factor de voltaje. Un valor que tiene en cuenta la dependencia de la resistencia del voltaje aplicado.

El uso de resistencias en la región de microondas da importancia a características adicionales: capacitancia e inductancia parásitas.

Resistencias semiconductoras

Estos son dispositivos semiconductores con dos conductores, que dependen de la resistencia eléctrica de los parámetros del entorno: temperatura, iluminación, voltaje, etc. Para la fabricación de tales piezas, se utilizan materiales semiconductores dopados con impurezas, cuyo tipo determina la dependencia de la conductividad de influencias externas.

Existen los siguientes tipos de elementos resistivos semiconductores:

1. Resistencia de línea. Hecho de un material de aleación ligera, este elemento tiene una baja dependencia de la resistencia de las influencias externas en una amplia gama de voltajes y corrientes; se usa con mayor frecuencia en la producción de circuitos integrados.
2. Un varistor es un elemento cuya resistencia depende de la fuerza del campo eléctrico. Esta propiedad del varistor determina el alcance de su aplicación: para estabilizar y regular los parámetros eléctricos de los dispositivos, para proteger contra sobretensiones y para otros fines.
3. termistor Este tipo de elementos resistivos no lineales tiene la capacidad de cambiar su resistencia dependiendo de la temperatura. Hay dos tipos de termistores: el termistor, cuya resistencia disminuye con la temperatura, y el termistor, cuya resistencia aumenta con la temperatura. Los termistores se utilizan cuando es importante un control constante sobre el proceso de temperatura.
4. Fotorresistencia. La resistencia de este dispositivo cambia bajo la influencia de un flujo de luz y no depende del voltaje aplicado.El plomo y el cadmio se utilizan en la fabricación, en varios países esta fue la razón por la que se negaron a utilizar estas piezas por motivos medioambientales. Hoy en día, los fotorresistores tienen una demanda inferior a los fotodiodos y fototransistores utilizados en nodos similares.
5. Medidor de tensión. Este elemento está diseñado de tal manera que puede cambiar su resistencia dependiendo de la acción mecánica externa (deformación). Se utiliza en unidades que convierten la acción mecánica en señales eléctricas.

Elementos semiconductores tales como resistencias lineales y varistores se caracterizan por un bajo grado de dependencia de factores externos. Para galgas extensiométricas, termistores y fotorresistores, la dependencia de las características del impacto es fuerte.

Las resistencias de semiconductor en el diagrama se indican mediante símbolos intuitivos.

Resistencia en el circuito

En los circuitos rusos, los elementos con resistencia constante generalmente se indican como un rectángulo blanco, a veces con la letra R encima. En circuitos extraños, puede encontrar la designación de una resistencia en forma de un ícono de "zigzag" con una letra R similar en la parte superior. Si algún parámetro de la pieza es importante para el funcionamiento del dispositivo, se acostumbra indicarlo en el diagrama.

El poder se puede indicar mediante rayas en un rectángulo:

• 2 W - 2 líneas verticales;
• 1 W - 1 línea vertical;
• 0,5 W - 1 línea longitudinal;
• 0,25 W - una línea oblicua;
• 0,125 W - dos líneas oblicuas.

Está permitido indicar el poder en el diagrama en números romanos.

La designación de resistencias variables se distingue por la presencia de una línea adicional con una flecha sobre el rectángulo, que simboliza la posibilidad de ajuste, los números pueden indicar la numeración de los pines.

Las resistencias de semiconductores se indican con el mismo rectángulo blanco, pero tachadas con una línea oblicua (excepto fotorresistores) con una letra que indica el tipo de acción de control (U - para un varistor, P - para un medidor de tensión, t - para un termistor ). El fotorresistor se indica mediante un rectángulo dentro de un círculo, hacia el que apuntan dos flechas, que simbolizan la luz.

Los parámetros de la resistencia no dependen de la frecuencia de la corriente que fluye, lo que significa que este elemento funciona por igual en circuitos de CC y CA (tanto de baja como de alta frecuencia). Una excepción son las resistencias bobinadas, que son intrínsecamente inductivas y pueden perder energía debido a la radiación a frecuencias altas y de microondas.

Dependiendo de los requisitos de las propiedades del circuito eléctrico, las resistencias se pueden conectar en paralelo y en serie. Las fórmulas para calcular la resistencia total para diferentes conexiones de circuitos son significativamente diferentes. Cuando se conecta en serie, la resistencia total es igual a la simple suma de los valores de los elementos incluidos en el circuito: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.

Cuando se conecta en paralelo, para calcular la resistencia total, es necesario sumar los recíprocos de los valores de los elementos. Esto dará como resultado un valor que también es el opuesto al final: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.

La resistencia total de las resistencias conectadas en paralelo será menor que la más pequeña de ellas.

Denominaciones

Hay valores de resistencia estándar para elementos resistivos, llamados "rango de resistencia nominal". El enfoque para crear esta serie se basa en la siguiente consideración: el paso entre los valores debe cubrir la desviación permitida (error). Ejemplo: si el valor del elemento es de 100 ohmios y la tolerancia es del 10 %, el siguiente valor de la serie será de 120 ohmios.Tal paso permite evitar valores innecesarios, ya que las denominaciones vecinas, junto con la dispersión del error, cubren prácticamente todo el rango de valores entre ellas.

Las resistencias producidas se combinan en series que difieren en tolerancias. Cada serie tiene su propia serie nominal.

Diferencias entre series:

• E 6 - tolerancia 20%;
• E 12 - tolerancia 10%;
• E 24 - tolerancia 5% (a veces 2%);
• E 48 - tolerancia 2%;
• E 96 - tolerancia 1%;
• E 192 - 0,5 % de tolerancia (a veces 0,25 %, 0,1 % e inferior).

La serie E 24 más utilizada incluye 24 valores de resistencia.

Calificación

El tamaño del elemento resistivo está directamente relacionado con su poder de disipación, cuanto mayor sea, mayores serán las dimensiones de la pieza. Si es fácil indicar cualquier valor numérico en los diagramas, entonces el marcado de productos puede ser difícil. La tendencia a la miniaturización en la fabricación de productos electrónicos está impulsando la necesidad de componentes cada vez más pequeños, lo que aumenta la complejidad tanto de escribir información en el paquete como de leerla.

Para facilitar la identificación de resistencias en la industria rusa, se utiliza el marcado alfanumérico. La resistencia se indica de la siguiente manera: los números indican el valor nominal y la letra se coloca detrás de los números (en el caso de valores decimales) o delante de ellos (para centenas). Si el valor es inferior a 999 ohmios, entonces el número se aplica sin una letra (o las letras R o E pueden estar de pie). Si el valor se indica en kOhm, la letra K se coloca detrás del número, la letra M corresponde al valor en MΩ.

Las clasificaciones de las resistencias americanas se indican con tres dígitos. Los dos primeros asumen la denominación, el tercero, el número de ceros (decenas) agregados al valor.

En la producción robótica de componentes electrónicos, los símbolos aplicados a menudo terminan en el lado de la pieza que mira hacia el tablero, lo que imposibilita la lectura de la información.

Codificación de color

Para garantizar que la información sobre los parámetros de la pieza permanezca legible desde cualquier lado, se utilizan marcas de color, mientras que la pintura se aplica en franjas anulares. Cada color tiene su propio valor numérico. Las rayas en los detalles se colocan más cerca de una de las conclusiones y se leen de izquierda a derecha. Si, debido al pequeño tamaño de la pieza, es imposible cambiar la marca de color a una conclusión, entonces la primera tira se hace 2 veces más ancha que el resto.

Los elementos con un error permisible del 20% se indican con tres líneas, para un error del 5-10%, se utilizan 4 líneas. Las resistencias más precisas se indican usando 5-6 líneas, las primeras 2 de ellas corresponden a la clasificación de la pieza. Si hay 4 carriles, el tercero indica el multiplicador decimal para los dos primeros carriles, la cuarta línea significa precisión. Si hay 5 bandas, la tercera de ellas es la tercera denominación, la cuarta es el grado del indicador (el número de ceros) y la quinta es la precisión. La sexta línea significa el coeficiente de temperatura de resistencia (TCR).

En el caso de una marca de cuatro franjas, las franjas doradas o plateadas siempre son las últimas.

Todas las señales parecen complicadas, pero la capacidad de leer rápidamente las marcas viene con la experiencia.

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