Resistor
Los resistores son los componentes electrónicos más utilizados en circuitos y dispositivos electrónicos. El propósito principal de un resistor es limitar el flujo de corriente eléctrica y mantener valores específicos de voltaje en un circuito electrónico. Un resistor funciona según el principio de la ley de Ohm y la ley establece que el voltaje a través de los terminales de una resistencia es directamente proporcional a la corriente que fluye a través de ella.
Según las leyes de la resistencia, la resistencia (R) de cualquier resistor depende directamente de su resistividad (ρ), de su longitud (l) y de su área de sección transversal (a), es decir:
R = ρ (l/a)
En los circuitos electrónicos, los resistores también se utilizan para otras necesidades, como el ajuste de los niveles de señal, la reducción del flujo de corriente, los elementos de polarización activos, la terminación de líneas de transmisión, la división de voltajes, etc. Otis Frank Boykin introdujo por primera vez un resistor en 1959. El vidrio, la mica, la madera, el caucho, etc., son algunos ejemplos de materiales resistentes.
Resistor y resistencia: ¿Es lo mismo?
- Se denomina resistencia al proceso de restringir el flujo de corriente eléctrica a un cierto grado.
- Se denomina resistor al dispositivo o componente utilizado para restringir el flujo de la corriente eléctrica a un cierto grado.
La resistencia es uno de los factores clave utilizados en circuitos eléctricos y electrónicos. La resistencia es la propiedad de los materiales para resistir el flujo de electricidad, y se rige por la Ley de Ohm. La unidad de resistencia es el OHM (Ω), donde 1Ω = 1V/1A.
Símbolo del resistor
Hay dos símbolos utilizados para resistores. El más antiguo todavía se usa ampliamente en América del Norte y consiste en una línea quebrada que representa el cable utilizado en una resistencia. El otro símbolo del resistor es un pequeño rectángulo, y se usa más ampliamente en Europa y Asia.
La unidad o resistencia es el Ohm, Ω y los valores del resistor se pueden ver en términos de Ohms – Ω, miles de Ohms o kilohms – kΩ y millones de Ohms, megaohms, MΩ. Cuando se escribe en circuitos, se pueden ver valores como 10k que significan 10 kilohm, o 10 kΩ. El signo Omega a menudo se omite y el punto decimal se reemplaza por el multiplicador: por ejemplo, 1R5 sería 1.5 Ohms, 100R es 100Ω, 4k7 es 4.7 kΩ, 2M2 es 2.2MΩ y así sucesivamente.
Aplicaciones de los resistores
En función de los requisitos, se utiliza un tipo diferente de resistor. Ambos tipos de resistores (como los fijos y variables) se utilizan ampliamente para fines específicos. A continuación se indican algunas de las aplicaciones más comunes de las resistores:
- Controlar y configurar los límites de la corriente eléctrica
- Convertir la energía eléctrica en energía térmica
- Controlar la temperatura en los circuitos y componentes eléctricos
- Controlar la tensión o la caída
- Implementación en un voltímetro como multiplicador
- Para pruebas, investigación y prácticas en laboratorios
- Implementación en amperímetros como derivación
- Añadiendo como una capa adicional de protección contra fusibles
Tipos de resistores
Hay diferentes tipos de resistores que se utilizan para diferentes aplicaciones y están disponibles en diferentes tamaños, formas y materiales.
Existen dos tipos básicos de resistores:
- Resistores Lineales
- Resistores No Lineales
Resistores lineales
Aquellos resistores, cuyos valores cambian con el voltaje y la temperatura aplicada, se denominan resistores lineales. En otras palabras, un resistor, cuyo valor actual es directamente proporcional al voltaje aplicado, se les conoce como resistores lineales.
En general, hay dos tipos de resistores que tienen propiedades lineales.
- Resistores Fijos
- Resistores Variables
Resistores no lineales
Sabemos que, los resistores no lineales son aquellos resistores, donde la corriente que fluye a través de ella no cambia según la Ley de Ohm, sino que, cambia con el cambio de temperatura o voltaje aplicado.
Además, si la corriente que fluye a través de un resistor cambia con el cambio de temperatura corporal, entonces este tipo de resistores se llaman Termistores. Si la corriente que fluye a través de un resistor cambia con los voltajes aplicados, entonces se llama Varistores o VDR (Resistencias Dependientes del Voltaje).
A continuación, los tipos adicionales de resistores no lineales.
- Termistores
- Varistores (VDR)
- Fotorresitor o celda fotoconductora o LDR
Resistores fijos
Los resistores fijos son los más utilizados en los circuitos electrónicos. Estos resistores tienen un valor de resistencia fija. Por lo tanto, no es posible variar la resistencia del resistor fijo.
¿Qué es un resistor fijo?
Las resistores fijos son aquellos cuya resistencia no varía con el cambio de voltaje o temperatura. Los resistores fijos están disponibles en varias formas y tamaños.
Un resistor fijo ideal proporciona una resistencia constante en todos los entornos. Sin embargo, la resistencia de los resistores prácticos varía ligeramente con el aumento de la temperatura.
Los valores de resistencia más utilizados de los resistores fijos son: 100KΩ, 10kΩ, 100Ω, 10Ω.
El coste de los resistores fijos es elevado en comparación con el costo de los resistores variables, ya que cada vez que cambiamos la resistencia tenemos que comprar un nuevo resistor fijo. En el caso de las resistores variables, utilizamos un resistor para diferentes valores de resistencia. La resistencia del resistor fijo se mide utilizando el amperímetro.
Símbolo del resistor fijo
El símbolo del resistor fijo según la norma IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) y la norma americana se muestra en la siguiente figura.
Un resistor fijo consta de dos terminales. Estos dos terminales se utilizan para conectar con los demás componentes del circuito electrónico.
Tipos de resistores fijos
Los diferentes tipos de resistores fijos son:
Resistores de hilo bobinado
El resistor de hilo bobinado es un tipo de componente pasivo que se fabrica enrollando el hilo metálico alrededor de un núcleo metálico. El hilo metálico actúa como elemento resistivo a la corriente eléctrica. Por lo tanto, el hilo metálico restringe la corriente eléctrica a un determinado nivel. El núcleo metálico actúa como material no conductor. Por lo tanto, no permite que la corriente eléctrica lo atraviese.
Resistor de carbón
El resistor de carbón es un tipo de componente pasivo que restringe el flujo de la corriente eléctrica a un cierto nivel.
Las resistores de carbón están hechos de un elemento resistivo cilíndrico con tapas metálicas incrustadas en los extremos. El elemento resistivo cilíndrico del resistor de carbón está hecho de una mezcla de polvo de carbón y cerámica. El polvo de carbón actúa como buen conductor de la corriente eléctrica.
Los resistores de carbón son los más utilizados en los años 60 y anteriores. Sin embargo, hoy en día estos resistores rara vez se usan debido a su alto costo y baja estabilidad.
Resistor de película de carbón
Las resistores de película de carbón son los más utilizados en los circuitos electrónicos. Los resistores de película de carbón se fabrican colocando la película de carbón sobre un sustrato cerámico. La película de carbón actúa como elemento resistivo a la corriente eléctrica y el sustrato cerámico actúa como material aislante a la corriente eléctrica.
Resistor de película metálica
El resistor de película metálica es un tipo de componente pasivo en el que se utiliza una película metálica para restringir el flujo de corriente eléctrica a un determinado nivel. La construcción del resistor de película metálica es casi similar al resistor de película de carbón. La única diferencia es el material utilizado para construir la película. En los resistores de película de carbón, la película se construye utilizando carbón, mientras que en los resistores de película metálica la película se construye con níquel-cromo o estaño y antimonio.
Los resistores de película metálica tienen un TCR (coeficiente de temperatura de la resistencia) bajo. La velocidad a la que cambia la resistencia del material con el aumento de la temperatura se llama TCR.
Resistor de película de óxido metálico
El resistor de película de óxido metálico es un tipo de componente pasivo en el que la película de óxido metálico se utiliza como elemento resistivo para restringir el flujo de corriente eléctrica a un determinado nivel.
La construcción del resistor de película de óxido metálico es casi similar al resistor de película metálica. La única diferencia es el material utilizado para construir la película. En el resistor de película metálica, la película se construye mediante el uso de los metales como el níquel-cromo, mientras que en los resistores de película de óxido metálico, la película se construye mediante el uso del óxido metálico como el óxido de estaño.
El coste del resistor de película de óxido metálico es bajo en comparación con el resistor de carbón. Estos resistores funcionan a altas temperaturas.
Resistor de lámina metálica
Los resistores de lámina son los componentes más precisos y estables que se utilizan para restringir el flujo de corriente eléctrica a un determinado nivel. Los resistores de lámina producen poco ruido en comparación con otros tipos de resistores. Estos resistores también se denominan resistores de alta precisión. Los resistores de lámina tienen un bajo TCR (coeficiente de temperatura de la resistencia).
Resistores de película gruesa y película delgada
Los resistores de película delgada se fabrican pulverizando algo de material resistivo sobre un sustrato aislante (un método de deposición al vacío) y, por lo tanto, son más caras que las resistores de película gruesa. El elemento resistivo para estos resistores es de aproximadamente 1000 angstroms. Los resistores de película delgada tienen mejores coeficientes de temperatura, menor capacitancia, baja inductancia parasitaria y bajo ruido.
Estos resistores son preferidos para componentes de potencia activa y pasiva de microondas, tales como terminaciones de potencia de microondas, resistores de potencia de microondas y atenuadores de potencia de microondas. Estos se utilizan principalmente para aplicaciones que requieren alta precisión y alta estabilidad.
Por lo general, los resistores de película gruesa se fabrican mezclando cerámica con vidrio en polvo, y estas películas tienen tolerancias que van del 1 al 2% y un coeficiente de temperatura entre + 200 o +250 y -200 o -250. Estos están ampliamente disponibles como resistores de bajo costo y, en comparación con la película delgada, el elemento resistivo de película gruesa es miles de veces más grueso.
Resistores de montaje superficial
Las resistores de montaje superficial, también llamados SMD, se fabrican en diferentes tamaños y estructuras de encapsulado. Sin embargo, su forma más común es rectangular. Estos resistores suelen estar compuestos por el depósito de una película de material resistivo. Como estos resistores son relativamente pequeños, no tienen espacio suficiente para las bandas de colores. Sin embargo, contienen un código único de tres números que funciona de forma similar a las bandas de código de color diseñadas en las resistores con cable. Las resistores SMD se desarrollan principalmente para ser utilizadas con la Tecnología de Montaje Superficial (SMT). Las resistores SMD son más conocidos por ofrecer un rendimiento de alto nivel.
Resistores de red
Los resistores de red son una combinación de resistencias que otorgan un valor idéntico a todos los pines. Estos resistores están disponibles en paquetes de línea doble y en línea individual. Los resistores de red se usan comúnmente en aplicaciones como CAD (conversor analógico digital) y CDA, pull up o pull down.
Resistores variables
Como su nombre indica, la resistencia del resistor variable es modificable. Es fácil variar o cambiar la resistencia de un resistor variable a un valor deseado. Los resistores variables se utilizan sobre todo cuando el usuario no sabe qué valor exacto de resistencia quiere.
El dispositivo que no sólo restringe el flujo de la corriente eléctrica sino que también controla (aumenta y disminuye) el flujo de la corriente eléctrica se llama resistor variable.
Cuando variamos la resistencia de una resistor variable a un valor de resistencia más alto, la corriente eléctrica que fluye a través del resistor variable disminuirá. Del mismo modo, cuando variamos la resistencia de un resistor variable a un valor de resistencia más bajo, la corriente eléctrica que fluye a través del resistor variable aumentará.
¿Qué es un resistor variable?
El resistor variable es una resistor que controla (aumenta o disminuye) el flujo de corriente eléctrica cuando variamos o cambiamos su resistencia. En otras palabras, cuando variamos la resistencia del resistor variable, la corriente eléctrica que fluye a través de ella aumentará o disminuirá.
Símbolo del resistor variable
El símbolo de la norma americana y el símbolo de la norma internacional del resistor variable se muestra en la siguiente figura.
Potenciómetro
El potenciómetro consta de tres terminales, de los cuales dos son fijos y uno cambiable. Los dos terminales fijos del potenciómetro están conectados a ambos extremos del elemento resistivo llamado track y el tercer terminal está conectado al slider. El slider que se mueve a lo largo del track resistivo cambia la resistencia del potenciómetro. La resistencia del potenciómetro se modifica cuando el slider se desplaza por track resistivo.
Cuando aumentamos la resistencia del potenciómetro, la corriente eléctrica que fluye a través del mismo disminuirá. Del mismo modo, cuando disminuimos la resistencia del potenciómetro, la corriente eléctrica que fluye a través del potenciómetro aumentará.
Reóstato
La palabra reóstato procede del griego «rheos» y «-statis», que significa dispositivo de control de corriente o dispositivo de control de flujo.
La construcción del reóstato es casi similar a la del potenciómetro. Al igual que el potenciómetro, el reóstato también consta de tres terminales. Sin embargo, en el reóstato sólo se utilizan dos terminales para realizar la operación.
La resistencia del reóstato depende de la longitud del elemento resistivo o vía por la que circula la corriente eléctrica.
Si utilizamos los terminales A y B en el reóstato (como se muestra en la figura inferior), la resistencia mínima se consigue cuando acercamos el slider al terminal A, porque la longitud de la vía resistiva disminuye. Como resultado, sólo se bloquea una pequeña cantidad de corriente eléctrica y se permite una gran cantidad de corriente eléctrica.
Del mismo modo, la resistencia máxima se alcanza cuando acercamos el slider al terminal C, porque la longitud del camino resistivo aumenta. Como resultado, se bloquea una gran cantidad de corriente eléctrica y sólo se permite una pequeña cantidad de corriente eléctrica.
Termistor
La palabra termistor se deriva de la combinación de palabras: térmica y resistor. Se trata de un tipo de resistor cuya resistencia varía cuando cambia la temperatura del entorno. Estos tipos de resistores son dispositivos de dos terminales sensibles al calor. La resistencia de los termistores es inversamente proporcional a la temperatura dada.
Los termistores son de dos tipos: termistores de coeficiente de temperatura negativo (NTC) y termistores de coeficiente de temperatura positivo (PTC).
La resistencia de los termistores NTC disminuye cuando la temperatura aumenta, mientras que la resistencia de los termistores PTC aumenta cuando la temperatura aumenta.
Los termistores se utilizan principalmente como componentes de protección térmica o sensores de temperatura.
Resistor magnético
La resistencia del resistor magnético cambia cuando se le aplica el campo magnético. Cuando aumenta la fuerza del campo magnético aplicado al resistor magnético, la resistencia del resistor magnético también aumenta. Del mismo modo, cuando disminuye la fuerza del campo magnético aplicado al resistor magnético, la resistencia del resistor magnético también disminuye.
Fotoresistor
La palabra fotoresistor se deriva de la combinación de palabras: fotón y resistor. Cuando se aplica energía luminosa al fotoresistor, su resistencia cambia. La resistencia del fotoresistor disminuye cuando aumenta la intensidad de la luz aplicada. Los fotoresistores son de dos tipos según el material utilizado para construirlos: fotoresistores intrínsecos y fotoresistores extrínsecos.
Las fotoresistores también se conocen como resistores dependientes de la luz, fotoresistores semiconductores o fotoconductores.
Los LDR son muy útiles en diferentes circuitos electrónicos, especialmente en relojes, alarmas y las luces de la calle. Cuando el resistor está en la oscuridad — su resistencia es muy alta (1 Mega Ohm) mientras está en la luz — la resistencia cae a unos pocos kilo Ohms.
Estos resistores vienen en diferentes formas y colores. Dependiendo de la luz ambiental, estos resistores se utilizan para encender o apagar dispositivos.
Humistor
El nombre de humistor procede de la combinación de palabras: humedad y resistor. Los humistores son muy sensibles a la humedad. La resistencia del humistor cambia con el ligero cambio de la humedad del aire circundante. Los humistores también se conocen como sensores de humedad resistivos o resistores sensibles a la humedad.
Resistores sensibles a la fuerza
El propio nombre sugiere que los resistores sensibles a la fuerza son muy sensibles a la fuerza aplicada. Cuando aplicamos fuerza al resistor sensible a la fuerza, su resistencia cambia rápidamente. Los resistores sensibles a la fuerza también se conocen como sensores de fuerza, sensor de presión o FSR.
Varistor
Cuando se divide el término «varistor», se obtiene una idea de dos términos diferentes, como «variar» y «resistor». En palabras sencillas, los varistores son el tipo de resistores que pueden variar su resistencia en función del voltaje aplicado. Por ello, estos resistores son los más adecuados para la protección contra picos y sobretensiones.
Los varistores contienen una resistencia no lineal, que depende totalmente del voltaje aplicado a través del varistor. Una vez que el voltaje alcanza un umbral límite específico, la resistencia del varistor cae a una velocidad más rápida.
Es importante señalar aquí que cada vez que el varistor tiene un pico, las propiedades pueden cambiar ligeramente. Hay muchos tipos de varistores; sin embargo, el MOV (varistor de óxido metálico) es la forma más común y ampliamente utilizada del varistor.
¿Para que sirve un resistor?
En los circuitos electrónicos, la función de un resistor es muy simple, se utiliza para limitar el flujo de corriente, ajustar los niveles de señal, dividir voltajes, sesgar elementos activos y terminar líneas de transmisión, entre otros usos. A diferencia de otros componentes electrónicos, los resistores no tienen polaridad definida.
Características de los resistores
Dependiendo del tipo de resistor, a continuación se especifica algunas propiedades del resistor.
- Un resistor es un componente eléctrico que tiene dos polos o terminales que permiten su inserción en un circuito para proporcionar cierta restricción a la corriente eléctrica a medida que fluye.
- Un resistor también es simétrico o toma la forma de un dipolo lineal. Simétrico significa que su funcionamiento no depende de la dirección en la que está conectado, ya que la polaridad puede invertirse, produciendo el mismo efecto en el circuito en el que se inserta. Lineal significa que la ley de Ohm funciona con ello.
- Estos resistores se construyen colocando una capa extremadamente delgada de grafito sobre un material aislante y cubriéndolas con una capa de pintura aislante. Los anillos de colores están pintados y un código de colores que corresponde a dígitos del 0 al 9 determina su valor.
Ejemplos prácticos de resistores en nuestra vida diaria
Las resistores juegan un papel fundamental en nuestros componentes electrónicos. Ahora, conocerás 5 ejemplos prácticos de resistores en nuestra vida diaria.
Cargador portatil
El cargador de su laptop tiene decenas (si no cientos) de resistores para controlar el flujo de corriente a través de diferentes componentes.
Cargador de teléfono móvil
Al igual que la computadora portátil, un cargador de un teléfono móvil contiene una serie de resistores que son responsables de controlar la cantidad de corriente requerida. Es posible que haya notado la cantidad de corriente en su cargador móvil que muestra algo así como 500 mA, 700 mA, 900 mA, 1.0 A o 2.0 A. Esta es realmente la cantidad de corriente.
Controlador de velocidad del ventilador
Todos estamos familiarizados con la perilla giratoria que se usa para controlar la velocidad del ventilador. La perilla giratoria es en realidad un potenciómetro cuya rotación cambia la cantidad de resistencia.
Alumbrado público
El sistema automático de alumbrado público utiliza LDR (resistores dependientes de la luz) en su funcionamiento. Un fotorresistor es un dispositivo de resistor variable cuya resistencia cambia con la intensidad de la luz que cae sobre él. Durante el día, el resistor de las lámparas se ajusta para apagar las luces. Cuando cae el sol, el resistor también cambia, esta variación de resistencia se utiliza para encender las luces.
¿De qué están hechos los resistores?
Los resistores se pueden construir con una variedad de materiales. Los resistores modernos más comunes están hechas de una película de carbono, metal o óxido de metal. En estos resistores, una película delgada de material conductor (aunque aún resistivo) se envuelve en una hélice y se cubre con un material aislante. La mayoría de las resistores estándar, sencillas y de orificio pasante vendrán en una composición de película de carbono o de película metálica.
Otros resistores de orificio pasante pueden estar enrolladas con alambre o hechas de una lámina metálica superdelgada. Estos resistores suelen ser componentes más caros y de gama alta elegidos específicamente por sus características únicas, como una potencia nominal más alta o un rango de temperatura máxima.
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