Componentes electrónicos: LA RESISTENCIA.

Una resistencia es, por propia definición, todo aquello que se opone a algo. En electricidad, una resistencia es cualquier material que ofrece una oposición al paso de las cargas eléctricas (electrones) a través de él y en este sentido, es posible afirmar que todos los materiales y sustancias naturales conocidos hasta la fecha son en mayor o menor medida, resistencias eléctricas.

Cuando se habla de materiales conductores de la electricidad, como el cobre, en realidad se da por hecho que su resistencia eléctrica es relativamente baja, pero aunque baja, no es 0. De la misma manera, cuando se habla de materiales aislantes, como la ebonita o el plástico, se da por hecho que sus respectivas resistencias eléctricas son muy elevadas, pero aunque elevadas, no son infinitas.

Todavía no se ha descubierto o no existe el conductor ideal (resistencia=0), como tampoco se ha descubierto o no existe el aislante ideal (resistencia=infinita).

Cabría preguntarse entonces sobre, qué ocurriría si una fuerza imparable (de electricidad) se encontrara en su camino un obstáculo inamovible (de resistencia), la respuesta tal vez sería que ambas fuerzas se aniquilarían la una a la otra, cancelándose y nada ocurriría entonces. Pero dejemos el campo de la filosofía y volvamos al terreno de lo práctico.

En 1827, el alemán Georg Ohm descubrió que la resistencia que ofrecen los materiales al paso de la electricidad dependía de diversos factores como la longitud, la sección y la temperatura entre otros, de lo que dedujo la siguiente fórmula:

R = ρ . L / S

Donde “ρ” es la resistividad especifífica, “L” es la longitud y “S” es la sección del conductor.

Ohm también descubrió la relación que existía entre las tres principales razones eléctricas, el voltaje, la intensidad y la resistencia, definiendo la resistencia como la caída de potencial que se produce en relación al número de cargas que atraviesan la resistencia. Desde entonces, a la unidad de medida de la resistencia eléctrica se la denomina “Ohmio” y se simboliza con la letra Omega del alfabeto griego.

A la descripción de la relación existente entre las tres magnitudes eléctricas, Tensión (V), Intensidad (I) y Resistencia (R), se la conoce como Ley de Ohm en honor a su descubridor y la fórmulación matemática que la resume es:

R = V / I

Como a principios del siglo XIX ya se sabía que a más longitud y/o menor sección del conductor se obtenía una mayor resistencia, los investigadores fabricaban las suyas propias. Investigaron con diferentes materiales en su composición (grafito, carbón, cemento, vidrio). Las construían de valor fijo e incluso con mucho ingenio, conseguían hacerlas de valor ajustable mediante el desplazamiento de un cursor sobre un disco de carbón (nacía el reostato).

Eran evidentes las ventajas de poder construir resistencias a medida y sobre todo de poder variar su valor una vez construídas. De repente, las resistencias se empleaban para obtener calor con el que pasar el duro invierno o para su uso en procesos industriales y más tarde, se usarían también para regular cargas eléctricas como la de las lámparas incandescentes (inventada en 1855) y los primeros motores eléctricos (en 1866).

Al principio, la construcción de resistencias eléctricas constituía todo un trabajo artesanal, más parecido a un arte que a otra cosa ya que la precisión de la resistencia obtenida y su fiabilidad, dependían por entero de la pericia y la experiencia del que la construía de forma totalmente manual.

Con el incremento de la demanda de resistencias el proceso de fabricación se mecanizó e industrializó, al mismo tiempo que surgió la necesidad de estandarizar los procesos de fabricación y la homologación-normalización de valores y potencias de las resistencias.

La época en la que cada uno se fabricaba su resistencia arrollando un hilo de cobre quedaba ya desterrada. La obtención de resistencias pasó a convertirse en un proceso industrial y estandarizado y actualmente se fabrican en unos valores establecidos aunque con unos márgenes de tolerancia eso sí, que se han ido reduciendo con la mejora en las tecnologías empleadas para su fabricación.

En la actualidad, el valor de cada resistencia suele codificarse en unas bandas de colores que rodean el componente (código de colores) o bien serigrafiado directamente sobre el cuerpo de la resistencia.

La siguiente imagen muestra el código de colores que se emplea para indicar el valor en ohmios de las resistencias en las que se emplea este sistema de codificación:

 

BLOG_Codigo_de_colores_resistencias

 

En la siguiente imagen se muestra una resistencia en la que se han grabado las bandas de colores (4 en este caso) que indican su valor según el código descrito anteriormente y debajo de ella un ejemplo de resistencia con su valor serigrafiado:

BLOG_Resistencia-1Kohm-250mw-5

 

 

BLOG_resistencia_cemento_7w

 

Los materiales que emplea la industria para la obtención de resistencias son muy variados. En función del material y la técnica empleada para la obtención de las resistencias, éstas pueden ser de diferentes tipos, como por ejemplo, cementadas, bobinadas, vitrificadas, de película de metal, de película de carbón, etc… siendo las más utilizadas en la industria electrónica, las de película de metal y de carbón, por la gran cantidad de valores que se pueden obtener con esos materiales y el reducido tamaño que permiten.

No se fabrican resistencias de todos los valores sino sólo de unos valores standard como se muestra en la siguiente tabla:

BLOG_Resistores_Comerciales

Las resistencias son componentes eléctricos pasivos de dos terminales.

Debido a la capacidad que tienen las resistencias para generar una caída de tensión entre sus contactos, limitando así la corriente que circula a través de ellas, en electrónica se usan para proteger elementos del circuito que para su correcto funcionamiento, requieren de una tensión e intensidad menores que las que ofrece la fuente de alimentación a la que están conectados. También se emplean para proteger a los dispositivos contra cortocircuitos (resistencias en configuración Pull-Up y Pull-Down), o como divisores de tensión (para la obtención de niveles de tensión de referencia).

 

Símbolos de resistencia eléctrica

Circuito de resistencias en serie:

Para obtener la resistencia total de un circuito de resistencias en serie, se suman las resistencias de cada una de ellas.

Circuito de resistencias en paralelo:

La resistencia total de un circuito de resistencias en paralelo, se obtiene hallando el inverso de la suma de los inversos de cada una de las resistencias.

Circuito mixto de resistencias: