Electrónica de comunicaciones/Resistores

Introducción

Se denomina resistencia o resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito.

La corriente máxima de una resistencia viene condicionada por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más corrientes son 0.25 W, 0.5 W y 1 W.

Tipos de resistores

Los resistores se clasifican en dos grandes grupos, el grupo de los resistores fijos y el grupo de los resistores variables, cada uno de estos grupos se divide en otros grupos más pequeños según las características físicas de los resistores.

Resistores fijos

Símbolos de un resistor fijo

Los resistores fijos tienen dos contactos entre los cuales existe una resistencia fija, los resistores fijos se dividen en resistores de carbón y resistores metálicos.

características:

Tolerancia: es el margen de valores que rodean a la resistencia nominal y en el que se encuentra el valor real de la resistencia. Se expresa en tanto por ciento sobre el valor nominal.

Los valores de resistencia nominal y tolerancia están normalizados a través de la norma UNE 20 531 79 de tal forma que disponemos de una gama de valores y sus correspondientes tolerancias (series de valores normalizados y tolerancias para resistencias) a las que tenemos que acogernos a la hora de elegir la resistencia necesitada.

Potencia nominal (Pn): es la potencia (en vatios) que la resistencia puede disipar sin deteriorarse a la temperatura nominal de funcionamiento.

Tensión nominal (Vn): es la tensión continua que se corresponde con la resistencia y potencia nominal.

Intensidad nominal (In): es la intensidad continua que se corresponde con la resistencia y potencia nominal.

Tensión máxima de funcionamiento (Vmax): es la máxima tensión continua o alterna eficaz que el dispositivo no puede sobrepasar de forma continua a la temperatura nominal de funcionamiento.

Temperatura nominal (Tn): es la temperatura ambiente a la que se define la potencia nominal.

Temperatura máxima de funcionamiento (Tmax): es la máxima temperatura ambiente en la que el dispositivo puede trabajar sin deteriorarse. La disipación de una resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente en la que está trabajando.

Resistores de carbón

Los resistores de carbón están construidos con carbón o grafito y son los más utilizados. Hay dos tipos de resistores de carbón, los resistores aglomerados y resistores de capa de carbón, que se describen a continuación.

Resistores aglomerados

Los resistores aglomerados se construyen en forma de barra cilíndrica con una mezcla homogénea de grafito o carbón y resina aglomerante en proporciones adecuadas para obtener una determinada gama de resistencias. En los extremos de la barra se montan a presión unos casquillos a los cuales se sueldan los terminales. El conjunto se recubre con una resina o se plastifica. cabe destacar que son un poco anticuadas ya que en la actualidad se usan diversos componentes mas sofisticado.

Sus principales características son:

Robustez mecánica y eléctrica.
Elevado nivel de ruido.
Bajo coeficiente de temperatura.

Resistores de capa de carbón

Los resistores de capa de carbón se construyen mediante la deposición de una capa de carbón sobre una superficie cilíndrica de material vítreo cerámico. Sus principales características son:

Bajo nivel de ruido

Son muy buenos en electronica

Resistores metálicos

Los resistores metálicos se construyen con metal, óxidos metálicos, o aleaciones metálicas. Hay tres tipos de resistores metálicos, los resistores de capa metálica, los resistores de película metálica y los resistores bobinados.

Resistores de capa metálica

Los resistores de capa metálica se construyen mediante la deposición de óxidos de estaño y antimonio entre otros materiales sobre un soporte de vídrio o porcelana. Sus principales características son:

Tolerancias reducidas
Bajo coeficiente de temperatura
Muy bajo nivel de ruido

Debido a estas características, este tipo de resistencias se usan en aplicaciones muy exigentes.

Resistores de película metálica

Los resistores de película metálica se construyen con metal o aleaciones metálicas con dos extremos como polos. Sus principales características son:

Posibilidad de integración de redes de resistores

Resistores bobinados

Los resistores bobinados están construidos con hilo de metal o de una aleación metálica bobinado en torno a un núcleo cerámico o vítreo. Sus principales características son:

Inductancia parásita elevada
Muy bajo nivel de ruido

Resistores variables

Los resistores variables tienen tres contactos, dos de ellos están conectados en los extremos de la superficie resistiva y el otro está conectado a un cursor que se puede mover a lo largo de la superficie resistiva.

Resistores variables de capa

Resistores de capa de carbón.
Resistores de capa metálica.
Resistores de capa tipo cermet.

Resistores variables bobinados

Resistores de pequeña disipación
Resistores bobinados deguiton

Resistores bobinados de precisión

Código de colores

Los resistores fijos de potencia pequeña, empleados en circuitos electrónicos, van rotuladas con un código de franjas de colores. Para caracterizar una resistencia hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión.

Estos datos se indican con un conjunto de tres, cuatro o cinco rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Se leen de izquierda a derecha dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha. La raya de tolerancia indica la precisión. De las restantes, la última es el multiplicador y las otras las cifras.

Tabla del código de colores

La siguiente tabla muestra la relación que hay entre los colores de las franjas de los resistores y valores que representan.

Color de la banda	Valor de la cifra significativa	Multiplicador	Tolerancia	Coeficiente de temperatura
Negro	0	1
Marrón	1	10	1%	100ppm/ºC
Rojo	2	100	2%	50ppm/ºC
Naranja	3	1 000		15ppm/ºC
Amarillo	4	10 000		25ppm/ºC
Verde	5	100 000	0,5%
Azul	6	1 000 000	0,25%	10ppm/ºC
Violeta	7	10 000 000	0,1%	5ppm/ºC
Gris	8	100 000 000
Blanco	9	1 000 000 000		1ppm/ºC
Dorado		0.1	5%
Plateado		0.01	10%
Ninguno			20%

El valor se obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se obtiene el resultado en Ohmios (Ω). El coeficiente de temperatura únicamente se aplica en resistencias de alta precisión (<1%).

Ejemplo de caracterización de un resistor fijo

La caracterización de una resistencia de 470000 Ω (470 kΩ), con una tolerancia del 10%, sería la representada en la figura siguiente:

Comportamiento de los resistores en un circuito

Las resistencias se utilizan en los circuitos para limitar el valor de la corriente o para fijar el valor de la tensión.

El comportamiento de los resistores en un circuito difiere sensiblemente de su comportamiento teórico, sin embargo se puede calcular con bastante exactitud el como afectan las condiciones del entorno.

Efecto de la temperatura sobre los resistores

La variación de la temperatura de un resistor produce una variación de su resistencia. La resistencia de un resistor a una temperatura determinada se calcula con la siguiente expresión muy importante, donde $R\,$ es la resistencia, $T\,$ una temperatura, $T_{0}\,$ otra temperatura, $\Delta T=T-T_{0}\,$ la diferencia entre las dos temperaturas y $\alpha \,$ el coeficiente de temperatura, que se considera constante:

R(T)=R(T_{0})(1+\alpha \Delta T)\,

De este modo, conociendo el valor de la resistencia a una determinada temperatura y el valor del coeficiente de temperatura, datos que proporciona el fabricante, se puede determinar la resistencia a cualquier temperatura. Nótese que $\alpha \,$ se mide en $K^{-1}\,$ y que las temperaturas $T\,$ y $T_{0}\,$ pueden ser definidas en grados Kelvin o en grados centígrados.