Resistencia eléctrica

Resistencia eléctrica:

simbolo resistencia 300x80 Resistencia eléctrica

Los cuerpos conductores permiten el paso de cargas eléctricas  pero, no todos los conductores dejan pasar la corriente con la misma facilidad ya que todos los cuerpos ejercen una cierta resistencia a su paso, esta resistencia dependerá de varios aspectos, material, tamaño geométrico, longitud y sección del conductor.

A partir de todo esto definimos el primer factor importante de este componente, la resistividad (ρ), y es una constante de cada material. La resistividad indica el grado de dificultad que encuentran los electrones al desplazarse por el material.

Otro factor de estos componentes es la conductividad (σ) que es la inversa de la resistividad.

A la ora de definir la resistencia final de un conductor sabemos que es proporcional a su longitud, e inversamente proporcional a su sección.

Es por esto que podemos expresar la resistencia eléctrica de un conductor como:

formula resistencia Resistencia eléctrica      Sin título Resistencia eléctrica

El valor obtenido de esta formula R estará expresado en ohmios, es la unidad fundamental de resistencia y su simbolo es Ω.

La inversa de la resistencia se llama conductancia (G) y su unidad es el siemens.

Valor óhmico y tolerancia:

El valor  óhmico de una resistencia indica la oposición de esta al paso de corriente eléctrica.

Para los fabricantes resulta prácticamente imposible  fabricar resistencias de todos los valores óhmicos, es por ello que han adoptado una serie de valores determinados y estandarizados.  Aquí es donde entra en juego la tolerancia, ya que la máxima tolerancia superior de un valor coincide con la máxima tolerancia inferior del siguiente.

EJEMPLO: Para fabricar resistencias de 1000Ω  obtendremos valores que se aproximen al teórico pero que no son exactos. Estos valores que oscilan alrededor de los 1000Ω entran dentro de los márgenes de tolerancia de este valor. Los margenes mas comunes de tolerancia son 5%, 10% y 20%, pero también existen resistencias de precisión con tolerancias del 1% y 2% sobre las cuales hablaremos mas adelante.

Para poder saber el valor óhmico de una resistencia debemos mirar los anillos de colores que vienen en la propia resistencia, estos anillos representan un código internacional y es el siguiente.

colores resistencias 300x265 Resistencia eléctrica

Su interpretación es muy sencilla, ahora sigue estos pasos:

Lo primero que debemos saber es que el anillo mas separado es el que nos da la tolerancia normalmente es dorado o plateado y debemos dejarlo a la derecha de nuestra resistencia. El primer anillo por la izquierda indica la primera cifra del valor de la resistencia y el segundo anillo la segunda cifra. Ambos anillos indicarán un número que ha de estar dentro de las comunas normalizadas de la tabla anterior.

El tercer anillo es el factor por el cual se tienen que multiplicar las dos primeras cifras para obtener el valor difinitivo de nuestra resistencia.

EJEMPLO: Tenemos una resistencia con los siguientes colores: rojo-marron-naranja-oro.

1eranillo: Rojo = 2

2º anillo: Marrón = 1

3er anillo: Naranja = 3 (nos indica el numero de ceros)

4º anillo: Oro = 5%.

Por tanto la resistencia que tenemos es de 21000Ω o lo que es lo mismo 21KΩ.

Esta tabla solo nos sirve para resistencias con una tolerancia del 5 y 10%, para las resistencias de precisión se utiliza una tabla igual salvo que el factor de multiplicación en vez de estar en el tercer anillo está en el cuarto, y el tercero se utiliza para poner una cifra mas al igual que el primer y segundo anillo.

Potencia de disipación:

En una resistencia siempre que pase una corriente a través de ella se produce calor. Es por ellos que debemos diferenciar el uso de nuestras resistencias, en resistencias usadas para calefactores y calentadores el calor no afecta al comportamiento de equipo (siempre que se respeten los márgenes). Por el contrario las resistencias que nos encontramos en un circuito electrónico son mas delicadas y el calor les afecta de diferente manera:

  1. Puede afectar al correcto funcionamiento de los componentes próximos a este.
  2. Este calor producido no es aprovechable, lo que supone una perdida de energía.
  3.  El valor de una resistencia se ve alterado por el aumento de temperatura con lo cual hay que tenerlo en cuenta a la hora de realizar nuestros diseños.

Las resistencias se fabrican para un determinado límite de carga, para evitar que este calor las deteriore. Este límite de carga viene expresado en vatios (W). La potencia disipada por una resistencia se calcula de la siguiente forma:

P = R*I2     P=Potencia(W); R=resistencia(Ω); I=Intensidad(A).

La potencia de disipación de  las resistencias varía con su tamaño, cuanto mayor sea la superficie de una resistencia mayor será su poder de disipación.

resistencias 300x184 Resistencia eléctrica

CUIDADO: A la hora de realizar un montaje ya que podemos pensar elegir valores mas elevados de disipación de los que necesitamos, ya que como hemos dicho anteriormente, la disipación va ligada con el tamaño y a la hora de realizar el montaje, podemos encontrarnos con que nos salimos de los límites físicos de la placa o que el diseño nos queda demasiado grande.

Asociación de las resistencias:

Cuando varias resistencias se conectan entre sí obtenemos una resistencia equivalente, es decir el conjunto se comporta como una única resistencia. Consideramos dos formas de asociación:

  • Asociación en serie.
  • Asociación en paralelo.

Asociación en serie:

Se dice que un conjunto de resistencias está en serie cuando por ellas circula la misma intensidad.

La resistencia equivalente de una asociación de resistencias en serie es la suma de todas ellas.

R.serie  300x155 Resistencia eléctrica

 

Como vemos en el dibujo existe un único camino de paso de la corriente y es por esto que por todas las resistencias circula la misma. Sin embargo lo que varía es la tensión de cada una de las resistencias ( a no ser que sean todas iguales) esta tensión en cada resistencia se calcula: V=R*I; donde: V=Tension(V), R=Resistencia(Ω), I=INtensidad(A).

La suma de las tensiones de cada una de las resistencias es igual a la del generador, en nuestro caso VT.

Asociación en paralelo:

Varias resistencias están en paralelo cuando tienen unidos los extremos en un mismo punto y cuando se encuentran sometidas a una misma diferencia de potencial(tienen la misma tensión (V)).

Su resistencia equivalente se calcula: el inverso de la resistencia equivalente es la suma de del inverso de cada resistencia.

R.paralelo 300x189 Resistencia eléctrica

A diferencia de la asociación serie ahora tendremos distintas intensidades para cada una de las resistencias, pero la tensión en todas ellas es la misma, la que impone el generador(en nuestro caso V).

La corriente total entregada por nuestro generador es igual a la suma de todas las corrientes que pasa por cada una d elas resistencias. En nuestro dibujo sería IT = I1+I2+I3;

TRUCO:

A la hora de calcular el equivalente de una asociación en paralelo si solo tenemos 2 resistencias podremos utilizar siempre esta formula directa:

eq Resistencia eléctrica

Ejemplo:

ejemplo 300x263 Resistencia eléctrica

Si usamos la formula para dos resistencias en paralelo:

ejerc Resistencia eléctrica

Divisores de tensión y corriente:

Dentro de las aplicaciones de los circuitos con asociación de resistencias están los divisores de tensión y de corriente ampliamente utilizados en electrónica.

Divisor de tensión:

El divisor de tensión es un circuito mediante el cual podemos obtener una tensión de salida inferior a la de entrada en una determinada proporción deseada.

divisor de tension 300x244 Resistencia eléctrica

 En este esquema se representa un divisor de tensión básico mediante dos resistencias en serie.

Al aplicar a los terminales de entrada una tensión VAB la corriente que circula por las dos resistencias(propiedad de las resistencias en serie) es la misma y su valor es:

I en divisor 300x157 Resistencia eléctrica

En R2 se produce una caída de tensión

caida de tension en R2 300x86 Resistencia eléctrica

 

Por lo tanto la relación entre Tensión de entrada y Tensión de salida es:

tension final divisor 300x93 Resistencia eléctrica

 

Divisor de corriente:

En el siguiente circuito mostramos un sencillo divisor de corriente formado por dos resistencias en paralelo.

divisor de corriente 300x138 Resistencia eléctrica

La corriente de entrada I se divide en otras dos corrientes I1 e I2.

I=I1+I2

Como la tensión en ambas resistencias es la misma(propiedad de asociación en paralelo) tenemos que:

R1*I1 = R2*I2

Resolviendo este sistema obtenemos el valor de ambas intensidades.

intensidades del divisor 300x63 Resistencia eléctrica

A partir de este sistema podemos ver que la corriente de una rama es mayor cuanto más pequeña sea la resistencia de la misma.

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