El resistor es un componente eléctrico pasivo que crea resistencia al flujo de corriente eléctrica. Se encuentra en casi todas las redes eléctricas y circuitos electrónicos. La resistencia se mide en ohmios (Ω). Un ohmio es la resistencia que se produce cuando una corriente de un amperio (A) pasa a través de un resistor con una caída de tensión de un voltio (V) en sus terminales. La corriente es proporcional al voltaje en los extremos de los terminales. Esta relación se representa mediante la ley de Ohm:
R = V / I
Los resistores se utilizan para diversos fines. Algunos ejemplos incluyen la limitación de la corriente eléctrica, la división de tensión, la generación de calor, la adaptación y carga de circuitos, el control de ganancia y el ajuste de constantes de tiempo. Se comercializan con valores de resistencia en un rango de más de nueve órdenes de magnitud. Pueden utilizarse como frenos eléctricos para disipar la energía cinética de los trenes o ser inferiores a un milímetro cuadrado para la electrónica.
Definición y símbolo de Resistor
Un resistor es un componente eléctrico pasivo cuya función principal es limitar el flujo de corriente eléctrica.
El símbolo internacional IEC tiene forma rectangular con terminales en cada extremo, como se muestra en la figura de la izquierda. En EE. UU., el estándar ANSI es muy común y representa un resistor fijo como una línea en zigzag (mostrada a la derecha).
 Símbolo de resistor fijo IEC |  Símbolo de resistor fijo ANSI |
¿Para qué sirve un 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.
Los resistores también pueden utilizarse para proporcionar un voltaje específico a un dispositivo activo, como un transistor.
En igualdad de condiciones, en un circuito de corriente continua (CC), la corriente que atraviesa un resistor es inversamente proporcional a su resistencia y directamente proporcional al voltaje que lo atraviesa. Esta es la conocida Ley de Ohm. En los circuitos de corriente alterna (CA), esta regla también se aplica siempre que el resistor no contenga inductancia o capacitancia.
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.
Pero también puedes encontrar tipos de resistores que están hechos de otro tipo de materiales. Como película de carbono o metálica.
Diferencia entre Resistencia y Resistor
Muchos estudiantes me preguntan a diario si es lo mismo resistencia eléctrica que resistor eléctrico y la respuesta es simple:
- 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.
Resumen de tipos y materiales
Los resistores se pueden clasificar según su tipo funcional y su material. Se puede realizar la siguiente clasificación por tipos:
- Resistores fijos
- Resistores variables, como:
- Resistores cuyo valor de resistencia depende de una magnitud física:
- Termistores (NTC y PTC)- la resistencia depende de la temperatura.
- Fotorresistores – la resistencia depende del nivel de luz.
- Varistores – la resistencia depende del voltaje.
- Magnetorresistores – la resistencia depende del campo magnético.
- Galga extensiométrica – la resistencia depende de la carga mecánica.
Para cada uno de estos tipos existe un símbolo estándar. Se puede realizar otra clasificación según el material y el proceso de fabricación:
- Composición del carbono
- Película de carbono
- Película metálica
- Película de óxido metálico
- Bobinado de alambre
- Lámina
La elección de la tecnología del material depende del propósito del resistor. A menudo, se trata de un equilibrio entre el costo, la precisión, la potencia y otros requisitos. Por ejemplo, la composición de carbono es una técnica de fabricación muy antigua que crea un resistor de baja precisión, pero aún se utiliza para aplicaciones específicas donde se generan pulsos de alta energía. Los resistores de composición de carbono tienen un cuerpo hecho de una mezcla de partículas finas de carbono y una cerámica no conductora.
La técnica de película de carbono crea resistores con mayor tolerancia (menor variación del valor de resistencia) que los resistores de composición de carbono. Estas están compuestas por una varilla no conductora recubierta por una fina capa de película de carbono. Esta capa se corta en espiral para aumentar y controlar el valor de resistencia.
Las películas de metal y óxido metálico se utilizan mucho hoy en día y tienen mejores propiedades de estabilidad y tolerancia. Además, se ven menos influidas por las variaciones de temperatura. Al igual que los resistores de película de carbono, se construyen con una película resistiva alrededor de un cuerpo cilíndrico. La película de óxido metálico suele ser más duradera.
Los resistores bobinados son probablemente el tipo más antiguo y se pueden utilizar tanto para aplicaciones de alta precisión como de alta potencia. Se construyen enrollando un alambre de aleación metálica especial, como el níquel-cromo, alrededor de un núcleo no conductor. Son duraderas, precisas y pueden tener valores de resistencia muy bajos. Una desventaja es que presentan reactancia parásita a altas frecuencias.
Para los requisitos más exigentes de precisión y estabilidad, se utilizan resistores de lámina metálica. Se construyen cementando una película laminada en frío de aleación especial sobre un sustrato cerámico.
¿Cómo Funciona un Resistor?
El resistor es un dispositivo pasivo y no hace nada activamente en tu circuito.
De hecho, es un dispositivo bastante aburrido. Si le añades algo de voltaje, en realidad no pasa nada. Bueno, puede que se caliente, pero eso es todo.
Pero, usando resistores, puedes diseñar tu circuito para tener las corrientes y voltajes que quieres tener en tu circuito. Y en electrónica, todo sucede debido a las corrientes y voltajes:
Si ajustas el voltaje correcto en los cables de un motor, éste empezará a girar. Si ajustas la corriente correcta en un diodo emisor de luz (LED), se encenderá.
Así pues, el resistor te da a ti, diseñador de circuitos, el control sobre lo que ocurre en el circuito. ¿Qué te parece?
Aprende a Trabajar con Resistores
Cuando empecé a aprender electrónica, me parecía que los resistores se colocaban aleatoriamente en un circuito y pensaba que no eran realmente necesarios.
Primero comencé a comprender que tal vez había algo en estos resistores cuando intenté conectar un LED directamente a mi batería de 9V. Al principio, parecía funcionar bien. El LED se iluminaba intensamente. Pero después de unos segundos, el LED se calentó mucho. Tanto que casi me quemo los dedos. Y se apagó.
Aprender a trabajar con resistores es importante en electrónica. Una habilidad fundamental que debes aprender es a utilizar la ley de Ohm. Esta ley describe la relación entre la tensión, la resistencia y la corriente:
V = R * I
- V es el símbolo de tensión.
- I es el símbolo de corriente.
- R es el símbolo de resistencia.
Es la única fórmula en electrónica que utilizo casi siempre que diseño un circuito.
Puedes cambiarla y obtener R = V/I o I = V/R. Siempre que tengas dos de las variables, puedes calcular la última. En lugar de memorizarla, puedes utilizar el triángulo de la ley de Ohm para encontrar las tres fórmulas:
Usa tu mano para cubrir la letra que deseas encontrar. Si una de las letras restantes está encima de la otra, significa dividir la de arriba entre la de abajo. Si están uno al lado del otro, significa multiplicar uno con el otro.
Por ejemplo, para encontrar la fórmula de la corriente, coloque su mano sobre la I. Luego verá la V sobre la R, lo que significa que encontrará la corriente dividiendo V por R.
Resistores en Serie
Si dos o más resistores están conectados en serie significa que están conectadas una detrás de la otra, así:
Puedes considerar los resistores en serie como un solo resistor si calculas la resistencia combinada de los dos. Esto es útil, por ejemplo, si quieres averiguar la corriente que circula por este circuito.
Para calcular la resistencia combinada, basta con sumar todas las resistencias en serie.
Resistores en Paralelo
Si dos o más resistores están conectados en paralelo, significa que están conectados uno al lado del otro, con los dos pines de uno conectados a cada pin del siguiente, de esta manera:
Los resistores conectados en paralelo también pueden simplificarse en un valor de resistencia, pero son un poco más complicados de calcular que los resistores en serie. Consulta el artículo Circuitos en serie y en paralelo para obtener más información.
¿Cómo Aprender a Utilizar Resistores?
Los resistores le ayudan a ajustar el brillo de un LED, añadir delays de tiempo junto con los condensadores, convertir valores de sensores como la luz en voltaje, y mucho más. Cuanto más aprendes sobre electrónica, más evidente resulta la importancia de este componente.
Para aprender a utilizar resistores en circuitos, te recomiendo que construyas varios circuitos básicos que utilicen resistores, y luego experimentes con diferentes valores de resistores. Si combinas eso con el aprendizaje de los fundamentos de la electrónica, habrás recorrido un largo camino.
Continúa aprendiendo a simplificar circuitos complejos y, por último, lee las leyes de Kirchoff.
Características de un resistor
Dependiendo de la aplicación, el ingeniero eléctrico especifica diferentes propiedades del resistor. El propósito principal es limitar el flujo de corriente eléctrica; por lo tanto, el parámetro clave es el valor de la resistencia. La precisión de fabricación de este valor se indica mediante la tolerancia del resistor y se expresa como un porcentaje del valor de la resistencia (por ejemplo, ±5%). Se pueden especificar muchos otros parámetros que afectan al valor de la resistencia, como la estabilidad a largo plazo o el coeficiente de temperatura. El coeficiente de temperatura, generalmente especificado en aplicaciones de alta precisión, está determinado por el material resistivo y el diseño mecánico.
En circuitos de alta frecuencia, como en radioelectrónica, la capacitancia e inductancia parásitas pueden provocar efectos no deseados. Los resistores de lámina generalmente tienen una reactancia parásita baja, mientras que los resistores bobinados se encuentran entre las peores. Para aplicaciones precisas como amplificadores de audio, el ruido eléctrico del resistor debe ser lo más bajo posible. Esto suele especificarse como ruido de microvoltios por voltio de voltaje aplicado, para un ancho de banda de 1 MHz. Para aplicaciones de alta potencia, la potencia nominal es importante. Esta especifica la potencia operativa máxima que el componente puede manejar sin alterar sus propiedades ni sufrir daños. La potencia nominal suele especificarse al aire libre a temperatura ambiente. Las potencias nominales más altas requieren un tamaño mayor e incluso pueden requerir disipadores de calor. Muchas otras características pueden influir en la especificación de diseño. Algunos ejemplos son el voltaje máximo o la estabilidad del pulso. En situaciones donde podrían producirse sobretensiones de alta tensión, esta es una característica importante.
A veces, no solo las propiedades eléctricas son importantes, sino que el diseñador también debe considerar la robustez mecánica en entornos hostiles. Las normas militares a veces ofrecen orientación para definir la resistencia mecánica o la tasa de fallos.
Normas para resistores
Existen muchas normas para resistores. Las normas describen formas de medir y cuantificar propiedades importantes. Existen otras normas para el tamaño físico y los valores de resistencia. Probablemente, la norma más conocida es el código de colores de los resistores con cable axial.
Código de colores de resistores
El valor de resistencia y la tolerancia se indican mediante varias bandas de colores alrededor del cuerpo del componente. Esta técnica de marcado de componentes electrónicos se desarrolló en la década de 1920. La tecnología de impresión aún no estaba muy desarrollada, lo que dificultaba la impresión de códigos numéricos en componentes pequeños. Hoy en día, el código de colores se sigue utilizando para la mayoría de los resistores axiales de hasta un vatio. En la figura anterior, se muestra un ejemplo con cuatro bandas de colores. En este ejemplo, las dos primeras bandas determinan los dígitos significativos del valor de resistencia, la tercera es el factor multiplicador y la cuarta indica la tolerancia. Cada color representa un número diferente y puede consultarse en una tabla de códigos de colores de resistores o con una calculadora de códigos de colores de resistores.
Calculadora de código de color de resistores
El código de color se puede decodificar fácilmente con esta calculadora.
Valores de Resistores (Valores Preferidos)
En la década de 1950, el aumento en la producción de resistores creó la necesidad de valores de resistencia estandarizados. El rango de valores de resistencia se estandariza con los llamados valores preferentes. Estos valores se definen en la serie E. En una serie E, cada valor es un porcentaje superior al anterior. Existen varias series E para diferentes tolerancias.
Resistores SMD
Para las resistores SMD (dispositivos de montaje superficial), se utiliza un código numérico, ya que los componentes son demasiado pequeños para la codificación por colores. Al igual que los resistores con terminales, los resistores SMD están disponibles principalmente en los valores preferentes. El tamaño del componente (largo y ancho) también está estandarizado y se denomina encapsulado de resistor. En la imagen se muestra un ejemplo de una resistor SMD en una PCB. La marca “331” significa que la resistencia tiene un valor de 33 Ω x 101 = 330 Ω.
Aplicaciones de los Resistores
Existe una gran variedad de campos de aplicación para los resistores, desde componentes de precisión en electrónica digital hasta dispositivos de medición de magnitudes físicas. A continuación, se describen algunos usos populares.
Resistores en serie y en paralelo
En circuitos electrónicos, los resistores se conectan frecuentemente en serie o en paralelo. Un diseñador de circuitos podría, por ejemplo, combinar varias resistores con valores estándar (serie E) para alcanzar un valor de resistencia específico. En las conexiones en serie, la corriente que circula por cada resistor es la misma y la resistencia equivalente es igual a la suma de resistores individuales. En las conexiones en paralelo, la tensión en cada resistor es el mismo. La inversa de la resistencia equivalente es igual a la suma de los valores inversos de todos los resistores en paralelo. Los artículos sobre resistores en paralelo y resistores en serie ofrecen una introducción detallada a estos conceptos y ejemplos de cálculo. Para resolver redes aún más complejas, se pueden utilizar las leyes de circuitos de Kirchhoff.
Medición de la corriente eléctrica (resistor shunt)
La corriente eléctrica se calcula midiendo la caída de tensión en un resistor de precisión de resistencia conocida, conectada en serie con el circuito. La corriente se calcula mediante la ley de Ohm. Este resistor se denomina amperímetro o shunt. Generalmente, se trata de un resistor de manganeso de alta precisión con una resistencia baja.
Resistores para LEDs
Las luces LED necesitan una corriente específica para funcionar. Una corriente demasiado baja no encenderá el LED, mientras que una corriente demasiado alta podría quemarlo. Por lo tanto, suelen conectarse en serie con resistores para regular la corriente. Estas se denominan resistores de balasto y regulan pasivamente la corriente en el circuito.
Resistor del motor del ventilador
En los automóviles, el sistema de ventilación funciona mediante un ventilador impulsado por el motor del ventilador. Se utiliza un resistor especial para controlar la velocidad del ventilador. Se utilizan diferentes diseños. Un diseño consiste en una serie de resistores bobinados de diferentes tamaños para cada velocidad del ventilador. Otro diseño incorpora un circuito totalmente integrado en una placa de circuito impreso.
¿Cómo se Fabrican 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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