Resistores Conceptos bsicos Clasificacin Prefijos Identificacin Conceptos bsicos

Resistores • Conceptos básicos. • Clasificación. • Prefijos. • Identificación.

Conceptos básicos • Definición • Las resistencias o resistores, son uno de los principales componentes electrónicos. Causa que se opone a la acción de una fuerza.

• Es la propiedad de un material para presentar oposición al paso de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el ohm, y se representa con la letra W (omega) del alfabeto griego. Resistencias cerámicas.

¿Por qué se da este fenómeno? • Es la propiedad de oponerse al paso de la corriente. La poseen todos los materiales en mayor o menor grado. El valor de las resistencias eléctricas, viene determinada por tres factores: • el tipo de material (resistividad ’r’) la sección transversal ’s’, y la longitud ’l’,

Características de las Resistencias. • • • Las características más importantes de las resistencias, también llamadas resistores, son: Valor nominal: Es el valor en Ohms que posee. Este valor puede venir impreso o en código de colores. Tolerancia: Es el error máximo con el que se fabrica la resistencia. Esta tolerancia puede ser de +-5% y +-10%, por lo general. Potencia máxima: Es la mayor potencia que será capaz de disipar sin quemarse. Figura 2 Elementos de una resistencia

• La oposición a la corriente, hace que parte de la energía eléctrica se transforme en calor alrededor de la resistencia. • Conductores eléctricos, semiconductores, etc. todos producen calor debido a la resistencia eléctrica. • En el caso de las resistencias, toda la energía gastada para producir la circulación de la corriente, se convierte en calor. • El Watt es la unidad con la que se mide la potencia. La potencia es la cantidad de trabajo (o energía) por segundo. Y ya que el calor es una de las formas de energía, hablando de resistencia eléctrica, se mide en Watts la cantidad de energía que se convierte en calor en cada segundo.

a) b) c) Símbolos de resistores empleados en diagramas de circuitos eléctricos. y b) resistor variable, c) resistor fijo. a) b) c) Símbolos de resistores empleados en diagramas de ubicación de elementos para circuitos eléctricos en impresos. a) y b) resistor variable, c) resistor fijo.

Las resistencias de usos generales • Se fabrican utilizando una mezcla de carbón, mineral en polvo y resina aglomerante; a éstas se las llama resistencias de composición. Características más importantes son: pequeño tamaño, soportan hasta 3 W de potencia máxima, tolerancias altas (5%, 10% y 20%), amplio rango de valores y mala estabilidad de temperatura.

Las resistencias de alta estabilidad. • Resistencias pirolíticas: se fabrican depositando una película de carbón sobre un soporte cerámico, y seguidamente se raspa dicha capa de forma que lo queda es una especie de espiral de carbón sobre el soporte cerámico. • Resistencias de hilo bobinado: se construyen con un hilo metálico de constantán o manganita enrollado sobre un tubo de porcelana. • Resistencias de película metálica: consisten en una película metálica a la que se va eliminando parte de esta capa dejando una forma similar a un hilo muy largo.

Clasificación Resistencias Fijas. • Cualquier resistencia en la que no sea posible modificar a voluntad el valor en ohms que presenta, queda comprendida dentro de este grupo. • Además, podemos clasificar las resistencias fijas de acuerdo con el material de construcción: Carbón, película metálica y alambre.

Resistencias de carbón • Las aglomeradas, el elemento resistivo es una masa homogénea de carbón, fuertemente prensada en forma cilíndrica. Los terminales se insertan en el cilindro así formado, y el conjunto es recubierto con una resina aislante con alta disipación térmica. 1. - Terminales del dispositivo para conectarlo. Están fabricados en cobre con una delgada capa de aleación plomo – estaño, para facilitar el proceso de soldado. 2. - Casquillo de terminación. Mantiene el contacto físico con el elemento resistivo, sujetando a presión el cilindro base. Los terminales pueden ser soldados entonces a los casquillos. 3. - Resina aislante. Protege al dispositivo del medio ambiente, evitando de este modo variaciones en el valor del elemento. Resistencia de Carbón Aglomerado 4. - Carbón aglomerado. Para este tipo de resistencia, el cilindro base es a la vez el material resistivo.

• La fabricación de resistencia de película de carbón, consiste en recubrir un cilindro de cerámica con una película de carbón, o se realiza una ranura en espiral en el cilindro de cerámica para cubrirla después con la película de carbón, lo que le da un aspecto semejante al de una bobina. 2. - Casquillo de terminación. Mantiene el contacto físico con el elemento resistivo, sujetando a presión el cilindro base. Los terminales pueden ser soldados entonces a los casquillos. 3. - Resina aislante. Protege al dispositivo del medio ambiente, evitando de este modo variaciones en el valor del elemento. 4. - Película de carbón. El valor en ohms de la resistencia depende del ancho y la longitud de la película. Se obtienen resistencias de diferentes valores modificando la separación del corte en espiral. 1. - Terminales del dispositivo para conectarlo. Están fabricados en cobre con una delgada capa de aleación plomo – estaño, para facilitar el proceso de soldado. 5. - Cilindro base. Están construidos por cerámica, proporciona soporte y aislamiento a la película de carbón. Resistencia de Película de Carbón.

• Las resistencias de montaje superficial, son construidas también depositando una película de carbón, pero en este caso es sobre una base de cerámica rectangular. El valor de la resistencia en ohms es determinado ahora por un corte realizado sobre la capa, lo cual aumenta la resistencia eléctrica al reducir la sección por la que la corriente puede circular. 2. - Soporte. Se utiliza fibra (o algún material con características similares) como soprte de este tipo de resistencias. 3. - Sección en la capa. Para obtener los diferentes valores de la resistencia, se realiza un “corte” en la película de carbón. 1. - Contactos. Son realizados depositando una capa de metal en los extremos del soporte del dispositivo. 4. - Película de carbón. Se deposita una capa de película sobre una superficie rectangular de fibra. El conjunto final es cubierto por una resina aislante para proteger al dispositivo del medio ambiente. Resistencia de Montaje Superficial

Resistencias de película Metálica • El proceso de fabricación es similar al descrito para las resistencias de película de carbón, pero el material depositado es un metal (por eso el nombre). Esta clase de resistencias son de alta precisión, tienen una baja disipación de potencia, bajo nivel de ruido y buena estabilidad térmica. Debido al proceso de fabricación, y a los materiales empleados, esta clase de resistencias son más caras que los demás tipos. Resistencias de alambre • Estas son construidas con alambre de aleación níquel-cromo o alguno con características similares. El alambre es enrollado en un soporte de cerámica y después cubierto con un material aislante para proteger el alambre y la resistencia de los golpes y la corrosión. Resistencia de potencia.

Resistencias Variables • En cuanto a esta clase, comprende a los potenciómetros, trim-pots y presets. • La característica principal de estos elementos, es que el valor en ohms del dispositivo puede ser ajustado dentro de un rango limitado por el valor marcado en el dispositivo (valor máximo). • Se fabrican depositando una capa de carbón sobre una sección circular o rectangular de fibra (o algún material aislante). Luego se monta un mecanismo que permita deslizar un contacto móvil sobre la película depositada. Existen potenciómetros con una elevada disipación de potencia, los cuales se fabrican como una resistencia de alambre, salvo que en este caso, no se aísla. Vista interna de un Potenciómetro o resistencia variable.

• Clasificaremos los potenciómetros según la variación del valor en ohms con respecto a la posición de su eje en: Lineales, logarítmico y antilogarítmico. • En un potenciómetro lineal la variación es constante con respecto al desplazamiento del contacto móvil. En los logarítmicos y antilogarítmicos, esto no ocurre: la variación del valor no es proporcional al desplazamiento del contacto móvil. Potenciómetro Lineal Potenciómetro Logarítmico Curvas de representativas del funcionamiento de los potenciómetros.

Resistencias Especiales • PTC (Positive Temperature Coefficient = Coeficiente Positivo de Temperatura); aumenta el valor óhmico al aumentar la temperatura de ésta. • NTC (Negative Temperature Coefficient = Coeficiente Negativo de Temperatura): disminuye el valor ohmico al aumentar la temperatura. • LDR (Light Dependent Resistors = Resistencias Dependientes de Luz): disminuye el valor óhmico al aumentar la luz que incide sobre ella. • VDR (Voltage Dependent Resistors = Resistencias Dependientes Voltaje): disminuye el valor óhmico al aumentar el voltaje eléctrico entre sus extremos. Símbolos de resistencias especiales Diagrama de físico de las resistencias especiales.

Prefijos • Otro asunto que puede resultar confuso, es el uso de letras tales como K, M, m, µ, etc. antes de las unidades de medida. Aunque con los valores de los capacitores puede resultar a veces complicado, con las resistencias es bastante sencillo. Además, estamos bastante acostumbrados a usar múltiplos de diez: Kilómetros, kilogramos, centímetros, etc. • Para designar los valores en electrónica, sólo usaremos prefijos que representen múltiplos o divisores por 1000.

Sigla Prefijo Notación Exponencial T Tera 1, 000, 000 1012 G Giga 1, 000, 000 109 M Mega 1, 000 106 K Kilo 1, 000 103 - --- Unidad 100 m mili 0. 001 10 -3 µ micro 0. 000, 001 10 -6 n nano 0. 000, 001 10 -9 p pico 0. 000, 001 10 -12 f femto 0. 000, 001 10 -15

Identificación Es necesario poder identificar dos parámetros en las resistencias, para un uso adecuado de las mismas. Estos son el valor nominal en ohms, y potencia que pueden disipar.

Código de colores de resistores Identificación Es necesario poder indentificar dos parámetros en las resistencias, para un uso adecuado de las mismas. Estos son el valor nominal en ohms, y potencia que puden disipar. Valor Nominal Podemos conocer el valor nominal en ohms de una resistencia, mediante: Código de Colores Valor Impreso Factores Multiplicativos Código de Colores Escribir el valor en ohms sobre el cuerpo de una resistencia, es fácil para resistencias de alambre o de carbón de más de 1 W, pero para las resistencias más pequeñas, esto resulta complicado, ya que su tamaño lo dificulta. Existe un método de identificación muy versátil conocido como el Código de Colores. Este método utiliza bandas de colores pintadas alrededor del cuerpo de las resistencias, siendo indicado el valor por la posición que ocupan las bandas.

Código de colores COLOR DIGITO SIGNIFICATIVO MULTIPLICADOR TOLERANCIA NEGRO 0 10^0 1 -- -- CAFÉ 1 10^1 10 0 1% ROJO 2 10^2 100 00 2% NARANJA 3 10^3 1, 000 -- AMARILLO 4 10^4 10, 0000 -- VERDE 5 10^5 100, 00000 -- AZUL 6 10^6 1, 000 000000 -- VIOLETA 7 10^7 10, 000 0000000 -- GRIS 8 -- -- BLANCO 9 -- -- DORADO -- 10^-1 0. 1 -- 5% PLATEADO -- 10^-10 0. 01 -- 10%

En la tabla, se indican tres probables posiciones de las bandas: a) Dígito Significativo b) Multiplicador c) Tolerancia Dígito significativo Cuando una banda de color ocupa una de las posiciones iniciales (bandas 1 y 2 para resistencias de 3 y 4 bandas; bandas 1 a la 3 para resistencias de precisión), representa un dígito significativo del valor en ohms de la resistencia. Esto significa, que el valor representado por la banda, debe interpretarse con el valor correspondiente al código de colores: rojo = 1, café = 2, naranja = 3, etc. Multiplicador Una banda ocupando esta posición, indica que el valor determinado por las bandas con dígitos significativos debe multiplicarse por un valor dado por 10 elevado a la n (10^n), donde n es el valor representado por el color de la banda. Tolerancia Una banda ocupando está posición indica la desviación del valor permitida en un porcentaje del valor nominal. Cuando esta banda no esta presente, la tolerancia de la resistencia es del 20%. En los otros casos, la tolerancia toma el valor indicado en la tabla bajo el título de tolerancia.

¿Cómo se le el código de colores de un resistor? • Debemos buscar la banda de color más próxima al borde. Coloque la resistencia de tal modo que la banda quede a su izquierda. Esta banda representa el primer dígito significativo del valor en ohms de la resistencia. • Ahora bien, es probable que al tomar una resistencia uno note que las dos bandas en los extremos están a una distancia idéntica de los bordes respectivos. En este caso notará que hay un grupo de bandas con una distancia entre sí relativamente corta, y una banda separada del grupo por una distancia evidentemente mayor. La primera banda del grupo es el primer dígito significativo; así, para tener las bandas en el orden de la lectura, coloque el cuerpo de la resistencia para que esta banda quede a su izquierda, y la banda "huérfana" a la derecha. Dependiendo de la tolerancia (o precisión) de la resistencia, podemos encontrar resistencias con 3, 4 y 5 bandas de colores.

Segunda Banda: Violeta (7) El valor que representa esta banda por su posición es 7 (Dígito Significativo). En este ejemplo, el valor representado por las dos primeras bandas es 47 Primera Banda: Amarillo (4) El valor que representa esta banda por su posición es 4 (Dígito Significativo). Tercera Banda: Naranja (3) La banda está ocupando la posición de multiplicador, por lo tanto, el valor en ohms para este ejemplo viene dado por: 47 x 103 = 47 x 1, 000 = 47, 000 o bien, a "47" le agregamos "000" (tres ceros) para obtener "47000" El valor en ohms de la resistencia de este ejemplo es 47, 000 W = 47 KW, y ya que no tiene banda de tolerancia, ésta es del 20% (± 9. 4 KW). Resistencia de 3 bandas (20% de tolerancia). En este ejemplo 47, 000 W (47 KW).

Segunda Banda: Rojo (2) Tercera Banda: Rojo (2) El valor que representa esta banda por su posición es 2 (Dígito Significativo). En este ejemplo, el valor representado por las dos primeras bandas es 22 La banda está ocupando la posición de multiplicador, por lo tanto, el valor en ohms para este ejemplo viene dado por: 22 x 102 = 22 x 100 = 2, 200 o bien, a "22" le agregamos "00" (dos ceros) para obtener "2, 200". Primera Banda: Rojo (2) El valor que representa esta banda por su posición es 2 (Dígito Significativo). Cuarta Banda: Dorado (5%) La banda está ocupando la posición de tolerancia, por lo tanto, el valor nominal para este ejemplo es: 2, 200 W = 2. 2 KW, con 5% de tolerancia (± 110 W) Resistencia de 4 bandas (5% de tolerancia). En este ejemplo 2, 200 W (2. 2 KW).

Tercera Banda: Amarillo (4) Segunda Banda: Azul (6) El valor que representa esta banda por su posición es 6 (Dígito Significativo). En este ejemplo, el valor representado por las dos primeras bandas es 56 La banda está ocupando la posición de multiplicador, por lo tanto, el valor en ohms para este ejemplo viene dado por: 56 x 104 = 56 x 10, 000 = 560, 000 o bien, a "56" le agregamos "0000" (cuatro ceros) para obtener "560000". Primera Banda: Verde (5) Cuarta Banda: Plateado (10%) El valor que representa esta banda por su posición es 5 (Dígito Significativo). La banda está ocupando la posición de tolerancia, por lo tanto, el valor nominal para este ejemplo es: 560, 000 W = 560 KW, con 10% de tolerancia (± 56 KW) Resistencia de 4 bandas (10% de tolerancia). En este ejemplo 560, 000 W (560 KW).

Tercera Banda: Amarillo (4) El valor que representa esta banda por su posición es 4 (Dígito Significativo). En este ejemplo, el valor representado por las tres primeras bandas es 604 Cuarta Banda: Rojo (2) Segunda Banda: Negro (0) El valor que representa esta banda por su posición es 0 (Dígito Significativo). La banda está ocupando la posición de multiplicador, por lo tanto, el valor en ohms para este ejemplo viene dado por: 604 x 102 = 604 x 100 = 60, 400 o bien, a "604" le agregamos "00" (dos ceros) para obtener "60400". Quinta Banda: Café (1%) Primera Banda: Azul (6) El valor que representa esta banda por su posición es 6 (Dígito Significativo). La banda está ocupando la posición de tolerancia, por lo tanto, el valor nominal para este ejemplo es: 60400 W = 60. 4 KW, con 1% de tolerancia (± 604 W) Resistencia de 5 bandas (1% de tolerancia). En este ejemplo 60400 W (60. 4 KW).

Otra forma de presentar el valor de un resistor, “valor impreso”. • Identificar el valor en ohms de una resistencia con el valor impreso, no supone ninguna complicación. Normalmente se marcan de este modo, resistencias de más de 1 W. Sin embargo, el orden en que se imprimen los parámetros en el cuerpo del componente, no sigue un estándar. En la siguiente tabla se muestran algunos ejemplos de valores impresos: VALOR IMPRESO SIGNIFICADO 1 K 8 10% 10 W --> 1. 8 KW tolerancia 10% a 10 watt 470 E-25 W --> 470 W tolerancia 20% a 25 watt 0 R 33 10% 5 W --> 0. 33 W tolerancia 10% a 5 watt 5 W 6 K 8 J --> 6. 8 KW tolerancia 5% a 5 watt 2 W 8 R 2 K --> 8. 2 W tolerancia 10% a 2 watt 3 W 3 10% 3 W --> 3. 3 W tolerancia 10% a 3 watt

• Factores Multiplicativos. • Los resistencias de montaje superficial, son marcadas con este método. Se marcan en el cuerpo del componente dígitos que representan el valor del componente en función de la posición que ocupan (dígito significativo o multiplicador). En este caso el valor en ohms equivale a la cantidad representada por los primeros dígitos multiplicada por 10^n, donde n equivale al valor representado por el último dígito. O bien, debemos agregar tantos ceros como indique el último dígito a los dos (5%) o tres (1%) primeros. Si ha comprendido correctamente el código de colores, leer el valor de un componente marcado con este método resultará sencillo. • Los valores comerciales para resistencias de montaje superficial corresponden a los valores de las series E 24 y E 96 (5% y 1% de tolerancia); por lo tanto, encontraremos componentes marcados con 3 y 4 dígitos.

Primer dígito significativo El valor que representa este dígito, es el valor impreso. En este ejemplo, es 1. Cuerpo del componente El cuerpo de las resistencias SMD con 5% de precisión es normalmente gris, además tienen como máximo 3 carácteres impresos. Segundo dígito significativo El valor que representa este dígito, es el valor impreso. En este ejemplo, es 0. El valor representado por los 2 primeros dígitos es 10. Multiplicador El valor en ohms para este ejemplo viene dado por: 10 x 106 = 10 x 10, 000, = 10 M o bien, a "10" le agregamos "000000" (seis ceros) para obtener "10000000". Resistencia de montaje superficial (5% de tolerancia). En este ejemplo 10, 000 W (10 MW).

Segundo dígito significativo Primer dígito significativo El valor que representa este dígito, es el valor impreso. En este ejemplo, es 2. Cuerpo del componente El cuerpo de las resistencias SMD con 1% de precisión es normalmente azul (al igual que las resistencias de precisión normales), además tienen como máximo 4 caracteres impresos. El valor que representa este dígito, es el valor impreso. En este ejemplo, es 7. Tercer dígito significativo El valor que representa este dígito, es el valor impreso. En este ejemplo, es 4. El valor representado por los 3 primeros dígitos es 274. Multiplicador El valor en ohms para este ejemplo viene dado por: 274 x 102 = 274 x 100, = 27400 = 27. 4 K o bien, a "274" le agregamos "00" (dos ceros) para obtener "27400". Resistencia de montaje superficial (1% de tolerancia). En este ejemplo 27, 400 W (27. 4 KW)

• En las resistencias de montaje superficial con el 5% de tolerancia con valores por debajo de los 10 W el punto decimal es reemplazado por la letra "R", y el valor se lee directamente. Por ejemplo, una resistencia de 47 W será marcada como 470, pero una de 4. 7 W será marcada como 4 R 7. Lo mismo sucede con resistencias de montaje superficial de precisión; valores por debajo de 100 W se leen directamente. • EIA-96 • Para las resistencias de montaje superficial de precisión, existe además una norma de marcación conocida como EIA-96, la cual utiliza una clave de 2 dígitos (desde 01 al 96) para cada uno de los valores normalizados de la serie E-96 y un caracter que indica el multiplicador:

Códigos EIA - 96 Códigos EIA-96 Cód. Valor Cód. Valor 01 100 13 133 25 178 37 237 49 316 61 422 73 562 85 750 02 14 137 26 182 38 243 50 324 62 432 74 576 86 768 03 105 15 140 27 187 39 249 51 332 63 442 75 590 87 787 04 107 16 143 28 191 40 255 52 340 64 453 76 604 88 806 05 110 17 147 29 196 41 261 53 348 65 464 77 619 89 825 06 113 18 150 30 200 42 267 54 357 66 475 78 634 90 845 07 115 19 154 31 205 43 274 55 365 67 487 79 649 91 866 08 118 20 158 32 210 44 280 56 374 68 499 80 665 92 887 09 121 21 162 33 215 45 287 57 383 69 511 81 681 93 909 10 124 22 165 34 221 46 294 58 392 70 523 82 698 94 931 11 127 23 169 35 226 47 301 59 402 71 536 83 715 95 953 12 130 24 174 36 232 48 309 60 412 72 549 84 732 96 976 Código de Multiplicador EIA-96 S = 102 R = 101 A= 100 B= 101 C= 102 D= 103 E= 104 F= 105

Multiplicador Código EIA-96 Para conocer el valor consultamos la tabla de valores EIA-96. En este caso el valor correspondiente al código "33" es 215. Consultamos la tabla para determinar el multiplicador, en este caso "C" es 102. Entonces el valor en ohms para este ejemplo viene dado por: 215 x 102 = 215 x 100, = 21500 = 21. 5 K Resistencia de montaje superficial (1% de tolerancia) con marcado EIA-96. En este ejemplo 21, 500 W (21. 5 KW).