TEMA 03.- COMPONENTES PASIVOS: LA RESISTENCIA

Tema 03.-

Componentes Pasivos: La RESISTENCIA.

-INDICE-

3.- Normalización de resistencias……………………………………………………… 4 4.- Valor de las R por FRANJA DE COLORES………………………………………. 6 4.1.- Código de 4 bandas.

4.2.- Código de 5 y 6 bandas.

5.- Valor de R por CÓDIGO NUMÉRICO…………………………………………… 9 5.1.- Resistencias con 3 DÍGITOS (5%) 5.2.- Resistencias con 4 DÍGITOS (1%) 5.3.- Los valores “000” y “0000” 6.- Valor de R por CÓDIGO ALFANUMÉRICO……………………………….…….10 6.1.- Código de marcas con 2 letras.

6.2.- Código EIA-96 (1%) 7.- Clasificación de las resistencias………………………………………………….…13 7.1.- Según su montaje en el circuito.

7.2.- Otra clasificación.

8.- Resistencia Lineales………………………………………………………….……..15 8.1.- Resistencias Fijas.

8.2.- Resistencias Variables. a.- Potenciómetro. b.- Reóstato.

9.- Resistencias No lineales………………………………………….…………….…..16 9.1.- Termistores: NTC y PTC. 9.2.- VDR (Varistores) y LDR

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2.- Características generales de las resistencias…………………………………….…. 3 A.- Resistencia nominal.

B.- Tolerancia.

C.- Potencia nominal.

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1.- La Resistencia: Misión………………………………………………………….…… 2 1.1.- En electricidad.

1.2.- En electrónica.

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0.- Los Componentes Pasivos ……………………………………………………..……2

10.- Tipos de circuitos.

11.- Asociación de Resistencias.

11.1.- Conexión en SERIE. 11.2.- Conexión en PARALELO. 11.3.- Conexión MIXTA.

13.- Asociación de interruptores y pulsadores.

13.1.- Conexión en SERIE. 13.2.- Conexión en PARALELO.

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14.- Divisor de tensión.

14.1.- Definición.

14.2.- Divisor de Tensión sin carga.

14.3.- Divisor de Tensión con carga.

13.4.- Divisor de Voltaje con Potenciómetro.

15.- Divisor de Corriente.

15.1.- Definición.

15.2.- Formula del divisor de Intensidad.

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12.- Asociación de fuentes de alimentación.

12.1.- Asociación SERIE. 12.2.- Asociación en PARALELO. 12.3.- Asociación MIXTO.

TEMA 03.- COMPONENTES PASIVOS: LA RESISTENCIA.

1.1.- En electricidad.

Su misión es dificultar el paso de la corriente eléctrica y transformar la energía en calor.

Este efecto es: -BENEFICIOSO  Ejemplo: resistencias calefactoras de estufas y cocinas eléctricas.

-PERJUDICIAL  Calentamiento de conductores y pérdida de potencia.

Ejemplo: filamentos de lámparas incandescentes.

1.2.- En electrónica.

Su misión es: 1.- AJUSTAR LA TENSIÓN que debe soportar un componente.

Para ello, hay que instalar una resistencia en SERIE con él.

2.- LIMITAR LA INTENSIDAD de corriente que circula por él.

Para ello, hay que instalar una resistencia en PARALELO con él.

Además, se usan para: -Proteger otros componentes del circuito.

-Polarizar componentes, es decir, hacer que funcionen correctamente.

Ejemplo: transistores.

EJERCICIO. Dibuja un circuito de CC serie alimentado con una tensión de 12 V, en el que hay una bombilla de 3V y 0,05A. Calcula el valor de la resistencia del circuito para que no se queme la bombilla.

EJERCICIO. Queremos alimentar un diodo led de color amarillo estándar a partir de una pila de 12V. Calcular el valor de la resistencia a colocar para que no se queme.

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1.- La Resistencia: Misión.

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Los componentes pasivos son aquellos componentes electrónicos, que disipan o almacenan energía eléctrica o magnética, siendo los siguinetes: 1.- La resistencia (R). Disipación de energía eléctrica.

2.- El condensador (C). Almacena energía en forma de campos eléctricos.

3.- La bobina (L). Almacena la energía en forma campos magnéticos.

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0.- Los Componentes Pasivos.

2.- Características generales de las resistencias.

B.- Tolerancia.

La tolerancia indica los valores máximo y mínimo entre los cuales estará comprendido su valor óhmico real.

Se expresa en tanto por ciento (%).

EJERCICIO: Se quieren determinar los valores en que puede estar comprendida una resistencia de 100 Ω. Según el fabricante la resistencia posee una tolerancia del ± 8%.

EJERCICIO: Se quieren determinar los valores en que puede estar comprendida una resistencia de 1K4. Según el fabricante la resistencia posee una tolerancia del ± 10%.

C.- Potencia nominal.

La potencia nominal indica la potencia máxima a la que es capaz de trabajar la resistencia sin que se produzca un sobrecalentamiento excesivo. Se expresa en vatios (W).

Cuanto mayor sea el TAMAÑO de la resistencia, mejor podrá evacuar o disipar el calor que produce. Es por esta razón que se fabrican resistencias de varios tamaños.

Los valores normalizados más utilizados son: 1/8 W, 1/4 W, 1/2 W, 1 W, 2 W,…

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El valor puede estar indicado mediante: 1.- Franjas de colores.

2.- Código numérico.

3.- Código alfanumérico.

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A.- Resistencia nominal.

La resistencia nominal (o valor óhmico) es el valor teórico esperado al acabar el proceso de fabricación y obtenido a temperatura ambiente (20ºC).

Se expresa en ohmios (Ω).

Cuantos más ohmios, más se opone la resistencia al paso de la corriente y más baja es la corriente que pasa por ella.

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Las principales características técnicas de las resistencias electrónicas son las siguientes: A.- Resistencia nominal (o valor óhmico).

B.- Tolerancia.

C.- Potencia nominal.

3.- Normalización de resistencias.

Las series de resistencias que se fabrican son:

Ejemplo: La serie E12, incluye 12 valores para representar una década que son: 1,0 – 1,2 – 1,5 – 1,8 – 2,2 – 2,7 – 3,3 – 3,9 – 4,7 – 5,6 – 6,8 – 8,2.

Como la tolerancia de la serie E12 es del ±10%. (10% para arriba y 10% para abajo) Una resistencia de 3,9 cubre desde 3,5 hasta 4,2 Una resistencia de 4,7 que cubre desde 4,2 hasta 5,2.

Aplicando multiplicadores o divisores se obtienen resistencias desde mΩ hasta MΩ.

Por ejemplo, un valor de 7,5 de la serie E24 se convierte en: EJERCICIO. Calcular los rangos de valores de una resistencia de 1K5 Ω de la serie E24 EJERCICIO. Mira el cajetín de las resistencias: 1.- Determina la serie.

2.- Escribe los valores de la serie.

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A la hora de realizar un diseño y calcular coger una resistencia, deberemos ceñirnos a la resistencia normalizada más cercana.

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EJEMPLO: Si fabricamos una resistencia de 10 kΩ con una tolerancia del 10%.

Esa resistencia entre 10.000 ± 10% ohmios, incluye los valores comprendidos, entre: 9.000 y 11.000 Ω por lo que no tendría sentido que fabricásemos otros valores dentro de esta gama.

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Industrialmente no se fabrican resistencias de todos los valores, si no que existen una serie de resistencias normalizadas. A estos estándares se les llama SERIES de Resistencias (E).

Las series depende de la tolerancia de la resistencia.

4.- Valor de las R por FRANJA DE COLORES.

2.- Colocar a la izquierda la banda de color que está más cerca del borde, quedando generalmente a la derecha una banda de color dorado o plateado.

3.- Con resistencias de 4 colores: -La 1ª BANDA representa la 1ª CIFRA. -La 2ª BANDA representa la 2ª CIFRA. -La 3ª BANDA representa el NÚMERO DE CEROS que siguen a los dos primeros números (Negra no hay ceros en el número) -La 4ª BANDA representa la TOLERANCIA. Prof: Roberto Lajas

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Para leer el código de colores de una resistencia: 1.- Tomar en la mano.

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4.1.- Código de 4 bandas.

EJERCICIO: Indica el valor de la resistencia a partir de sus colores.

2.-

3.-

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4.2.- Código de 5 y 6 bandas.

Resistencias 5 Bandas.

Se utiliza para resistencias de precisión.

La 1º banda representa la primera cifra. La 2ª banda representa la segunda cifra. La 3ª banda representa la tercera cifra. La 4ª banda representa el número de ceros que siguen a los tres primeros números. La 5ª banda representa la tolerancia.

Resistencias 6 Bandas.  Las 5 primeras bandas, igual que la anterior codificación.  La 6ª banda representa el coeficiente térmico expresado en ppm/ºC (partes por millón por cada grado Centígrado).

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EJERCICIO: Averiguar el valor de la siguiente resistencia:

Ejercicio: Código de 5 bandas.

SOLUCIÓN

5.1.- Resistencias con 3 DÍGITOS (5%).

-Las 2 primeras cifras indican los 2 dígitos del valor.

-La tercera cifra el número de ceros adicionales (factor de multiplicación).

-La ausencia de otra indicación indica que es una resistencia con una tolerancia del 5%.

EJERCICIO: Calcula el valor de las siguientes resistencias. a.-

b.-

c.-

d.-

e.-

5.2.- Resistencias con 4 DÍGITOS (1%).

-Las 3 primeras cifras indicarían el valor.

-La última cifra el número de ceros (multiplicación).

-La tolerancia será del 1%.

EJERCICIO: Calcula el valor de las siguientes resistencias. a.-

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c.8

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Las resistencias SMD (resistencias de montaje superficial, del inglés Surface-Mount Device) son las que no tienen terminales o alambres de conexión.

Las resistencias SMD no llevan código de colores, sino que llevan sobre ella su valor.

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5.- Valor de R por CÓDIGO NUMÉRICO.

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Valor real de la resistencia de 47.500 Ω se encontrará entre 47.975 Ω y 47.025 Ω.

EJERCICIO: Di como serían marcadas las siguientes resistencias SMD. a.- 10 Ω. (5%) b.- 100 Ω. (1%) c.- 1 KΩ. (1%)

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6.- Valor de R por CÓDIGO ALFANUMÉRICO. 6.1.- Código de marcas con 2 letras.  2, 3 ó 4 números.  2 LETRAS.  La primera letra corresponde al multiplicador: R=1 K = 103 M = 106 G = 109 T = 1012 EJERCICIO: Pon el valor de las siguientes Resistencias con su tolerancia: a.- 33R b.- 4R7 c.- R47F = d.- 5K6K = e.- 33MM = EJERCICIO: Calcula el valor nominal de las siguientes resistencias a partir de los códigos de marcas indicados: a.- 222J b.- R10B c.- 390R4 d.- 2261G e.- 10G G f.- 3R3 g.- 2211F h.- 3T3 i.- 10K5 Prof: Roberto Lajas

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El valor de la resistencia es cero, es decir, un simple conductor.

Se usa para: 1.- Puente en diseño de pistas de placas.

2.- Como protección fusible aprovechando las dimensiones reducidas del material conductor.

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5.3.- Los valores “000” y “0000”.

6.2.- Código EIA-96 (1%)

EJERCICIO. Completa la tabla con los valores de las resistencias usando el código EIA 96.

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- 2 DIGITOS codifican 96 valores estándar posibles.

- La LETRA representa el factor multiplicador.

- Todas con tolerancia son de 1%.

7.- Clasificación de las resistencias.

-DE MONTAJE SUPERFICIAL:

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- DE INSERCIÓN: los componentes se fijan atravesando la placa de circuito impreso.

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7.1.- Según su montaje en el circuito.

http://www.tuveras.com/electrotecnia/resistores_clasificacion.htm

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7.2.- Otra clasificaciรณn.

8.- Resistencia Lineales.

- La Resistencia es Constante al cumplir la ley de Ohm.

8.2.-Resistencias Variables.

-Varia su valor nominal u óhmico.

-Son 2 resistencias conectadas en serie con 3 terminales (o patas).

-Tiene un terminal móvil (cursor) que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante.

-El cursor divide la resistencia en dos resistencias cuyos valores son menores y cuya suma tendrá siempre el valor de la resistencia total. a.- POTENCIÓMETRO. -Se conectan en paralelo al circuito.

-Se utilizan para variar niveles de voltaje (se comporta como un divisor de voltaje)

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B.- No bobinado.

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8.1.- Resistencias Fijas.

-Tienen siempre el mismo valor nominal u óhmico.

A.- Bobinado.

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-Variaciones de V le corresponde mismas variaciones de I y viceversa.

Trimmers son potenciómetros de precisión.

Potenciómetros estandarizados 1K, 5K, 10k, 50k, 100k, etc. (entre las terminales 1 y 3)

- La Resistencia es NO es Constante al cumplir la ley de Ohm. -Variaciones de tensión (V) NO le corresponde mismas variaciones de intensidad (I) y viceversa.

9.1.- Termistores: NTC y PTC. Los termistores son resistencias dependientes de la temperatura y pueden ser: a.- NTC.- (Coeficiente negativo de temperatura).

-Cuando aumenta la temperatura disminuye su valor óhmico y viceversa.

b.- PTC: (Coeficiente positivo de temperatura) -Cuando aumenta la temperatura aumenta su valor óhmico.

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9.- Resistencias No lineales.

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b.- REÓSTATO. -Se conectan en serie al circuito.

-Se utilizan para variar niveles de corriente.

10.- Tipos de circuitos.

Un circuito eléctrico puede presentarse en dos situaciones: A.- ABIERTO. Un circuito eléctrico es abierto cuando no hay paso de electrones por estar interrumpido el circuito a través del interruptor.

B.- CERRADO. Un circuito eléctrico es cerrado cuando hay paso de electrones, ya que el circuito queda conectado, cerrado, a través del interruptor.

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PRÁCTICA .- LA RESISTENCIA.

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b.- VDR: (Resistencia dependiente de la tensión) - Cuando aumenta la tensión en sus extremos disminuye su valor óhmico, y circula más corriente por sus extremos.

Se utiliza como protección para evitar subidas de tensión en los circuitos. Cuando se supera la tensión de la VDR la corriente se marcha por ella y proteger el circuito

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9.2.- VDR (Varistores) y LDR. a.- LDR: (Resistencia dependiente de la luz) - Cuando aumenta la intensidad luminosa disminuye su valor óhmico.

11.- Asociación de Resistencias.

2.- INTENSIDAD TOTAL SERIE (IT): La corriente eléctrica es la misma en todos los puntos del circuito.

3.- TENSIÓN TOTAL SERIE (VT): La tensión del generador se reparte proporcionalmente al valor de cada resistencia. Esto quiere decir que cuanto mayor sea el valor óhmico de la resistencia, mayor será la caída de tensión en él.

4.- POTENCIA TOTAL (PT): De modo análogo a lo que ocurre con los voltajes, sucede con las potencias.

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RESOLUCIÓN DEL CIRCUITO SERIE: 1.- RESISTENCIA TOTAL SERIE (RT).

Es la suma de los valores de todas las resistencias.

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11.1.- Conexión en SERIE. Cuando la salida de un componente está conectada con la entrada de la siguiente, y así sucesivamente. Ejemplo: Conexión de dos bombillas en serie.

Si se tienen sólo dos resistencias, se puede calcular con otra expresión más fácil:

2.- TENSIÓN TOTAL (VT).

La tensión del generador es la misma en todas las resistencias.

3.- INTENSIDAD TOTAL (IT).

La corriente eléctrica se reparte por cada una de las ramas de la asociación, es decir, se divide y circula por varios caminos.

4.- Potencia total (PT).

La potencia total es la suma de las potencias individuales en cada resistencia.

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RESOLUCIÓN DEL CIRCUITO PARALELO. 1.- RESISTENCIA TOTAL (RT).

El valor equivalente es la inversa de la suma de las in versas de todas las resistencias.

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11.2.- Conexión en PARALELO. Cuando todas las salidas están conectadas a un punto común y todas las entradas a otro, de forma que sólo hay dos bornes que se conectan a la tensión de alimentación.

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EJERCICIO: CIRCUITO SERIE. En el siguiente circuito SERIE calcula: la tensión, la intensidad y potencia totales y parciales de cada una de las resistencias.

Partimos de un circuito mixto y lo convertimos en un circuito serie: Por tanto, a la hora de analizar los circuitos habrá que convertirlos a un circuito paralelo o serie, y así poder utilizar las fórmulas vistas anteriormente.

2.- INTENSIDAD TOTAL (IT).

Cálculo de la Intensidad total (IT) en el circuito equivalente mediante la Ley de Ohm:

3.- TENSIÓN TOTAL (VT).

Calcular las caídas de Tensión parciales (V1, V2, …, Vn) y las intensidades para cada rama (I1, I2, …, In) del circuito original.

4.- Potencia total (PT).

Calcular la POTENCIA que hay en cada resistencia (P1, P2, …, Pn).

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RESOLUCIÓN DE CIRCUITOS MIXTOS. 1.- RESISTENCIA TOTAL (RT).

Calculamos la Resistencia equivalente (RT) de la asociación, se hacen los cálculos independientemente en los montajes serie y paralelo, hasta obtener un circuito simple con una sola resistencia.

Para ello, hay que dibujar sucesivamente los nuevos circuitos equivalentes obtenidos, indicando las magnitudes conocidas y desconocidas.

Partimos de un circuito mixto y lo convertimos en un circuito paralelo:

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11.3.- Conexión MIXTA. Un circuito con componentes en serie y en paralelo.

Se dice que un conjunto de resistencias está conectado de forma mixta cuando hay resistencias en serie y en paralelo.

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EJERCICIO: CIRCUITO PARALELO. En el siguiente circuito Paralelo calcula: la tensión, intensidad y potencia parciales y totales de cada una de las resistencias.

Ejemplo: Asociación en serie de generadores de 12 V.

12.2.- Asociación en PARALELO. Sólo se podrán conectar dos o más fuentes ideales en paralelo si su valor de tensión es igual, obteniendo una fuente equivalente de igual valor de tensión.

El voltaje total es: VT = V1 = V 2 = V 3

La conexión de generadores en paralelo se utiliza cuando queremos aumentar la corriente de salida, manteniendo la tensión constante. La intensidad total es: IT = I1 + I2 + I3 Asociación en paralelo de generadores de 12 V. Todos los polos positivos están conectados entre sí y los negativos también.

12.3.- Asociación MIXTO. Calculamos la fuente de alimentación de la asociación en serie o en paralelo, hasta obtener un circuito simple con una sola fuente siempre teniéndose en cuenta la polaridad.

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12.1.- Asociación SERIE. La asociación de dos o más fuentes de tensión en serie, es equivalente a una única fuente de tensión, con un valor igual a la suma o diferencia de las fuentes originarias dependiendo de su polaridad.

La conexión de generadores en serie se utiliza cuando queremos aumentar la tensión de salida.

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12.- Asociación de fuentes de alimentación.

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EJERCICIO: CIRCUITO MIXTO. En el siguiente CIRCUITO MIXTO calcula: las intensidades, las tensiones y potencias parciales y totales.

13.- Asociación de interruptores y pulsadores.

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13.2.- Conexión en PARALELO. Cuando hay varios interruptores o pulsadores conectados en paralelo, el circuito eléctrico se puede cerrar desde cualquiera de ellos.

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-Interruptor Una vez accionado para que deje de pasar corriente eléctrica a través de él, es preciso accionarlo de nuevo.

-Pulsador  Deja pasar corriente eléctrica mientras se mantiene presionado (NA).

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13.1.- Conexión en SERIE. Cuando se conectan varios interruptores o pulsadores NA (en reposo: contacto abierto) en serie, es necesario accionarlos todos para que el circuito esté cerrado.

Basta con que haya uno sin accionar para que el circuito quede abierto.

14.- Divisor de tensión.

SOLUCIÓN: Un divisor de tensión que nos divida la tensión de 10 voltios de la pila en dos, una de 6V y otra de 4V.

𝐕𝐬𝐚𝐥 = 𝐕𝐞

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14.2.- Divisor de Tensión sin carga.

Sea el circuito de la figura, la fórmula del divisor de tensión es:

𝐑𝟐 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

En general:

𝐕𝐬𝐚𝐥 = 𝐕𝐞

𝐑𝐬𝐚𝐥 𝐑𝐞𝐪

Pasos para obtener la fórmula: Vs = I2 ·R2 Al ser circuito Serie: I = I1 = I2 RT = R1 + R2 𝑉𝑒 𝐼= 𝑅1 + 𝑅2 Sustituyendo la I en la formula anterior (Vs = I2 ·R2)

𝐕𝐬 =

𝐕𝐞 𝑹𝟐 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

==>

𝐕𝐬 = 𝐕𝐞

𝐑𝟐 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

14.3.- Divisor de Tensión con carga.

𝐕𝐬𝐚𝐥 = 𝐕𝐞

𝐑𝟐//𝐑𝐋 (𝐑𝟏 + 𝐑𝟐//𝐑𝐋)

Donde: Icarga =10 Ie Prof: Roberto Lajas

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EJERCICIO. Queremos alimentar una bombilla a 6V y solo disponemos de una pila de 10V. ¿Qué haremos?

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14.1.- Definición.

Un Divisor de Tensión o Divisor de Voltaje es un circuito que divide la tensión de entrada en el circuito en otras dos diferentes y más pequeñas de salida.

En electrónica y electricidad se usa para alimentar (proporcionar tensión de alimentación) a un aparato, con una tensión más pequeña que la que proporcionan las pilas o baterías disponibles.

EJERCICIO. Sean Ve=6V R1=50kΩ y R2=10kΩ. Dibuja el esquema del enunciado del problema y encuentra la tensión de salida Vs. EJERCICIO. Sean R1=90kΩ y R2=10kΩ y la Vs =1,5V. Dibuja el esquema del enunciado del problema y encuentra tensión de entrada Ve. EJERCICIO. Sean Ve=5V, R1=30kΩ y Vs=2V. Dibuja el esquema del enunciado del problema y encuentra R2.

EJERCICIO. 𝑽𝒆 Sean Ve=1V, 𝑽𝒔 = 𝟐 . Diseña un divisor de voltaje que disipe 10 µV y dibuja el esquema del enunciado del problema.

15.- Divisor de Corriente.

15.1.- Definición.

Un Divisor de corriente es un circuito que divide la intensidad de entrada en el circuito en otras dos diferentes y más pequeñas de salida.

15.2.- Formula del divisor de Intensidad.

Sea el circuito de la figura, la fórmula del divisor de intensidad es:

𝐈𝐬 = 𝐈

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𝐑𝐓𝐩𝐚𝐫𝐚𝐥𝐞𝐥𝐨 𝐑𝐬

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𝐈𝟐 = 𝐈

𝐑𝟏//𝐑𝟐 𝐑𝟐

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Ahora solo cambiando el valor del potenciómetro cambiaremos la tensión de salida. Aumentando o disminuyendo la resistencia del potenciómetro, aumentaremos o disminuiremos la tensión de salida. Ya tenemos nuestro divisor de tensión variable o regulador de tensión.

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13.4.- Divisor de Voltaje con Potenciómetro.

Una forma sencilla de construir un divisor de tensión que nos valga para varias tensiones de salida diferentes es simplemente poner un potenciómetro en donde colocábamos la R1.

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EJERCICIO. Se dispone de una fuente de alimentación de 9 V y se desea alimentar un diodo LED Rojo.

Calcula los valores de las resistencias del divisor de tensión para que el LED funcione correctamente.