Conceptos básicos de resistencia, capacitancia e inductancia.

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA[pic 1][pic 2]

Resumen

Se investigara acerca de los conceptos de resistencia, inductancia y capacitancia, estos son elementos fundamentales en la electrónica. Se pretende lograr entender el funcionamiento, tipos y simbología de cada uno de estos elementos así como las ecuaciones matemáticas utilizadas para el cálculo del valor correspondiente a cada uno en un circuito serie y paralelo.

Resistencia

Uno de los componentes más comunes en la electrónica es el resistor. Los resistores son componentes pasivos cuya principal característica es la de ofrecer una determinada resistencia. Pero ¿Qué es la resistencia? Una de las definiciones dice que la resistencia es la dificultad que opone un cuerpo al paso de los electrones. Su unidad es el ohm (Ω). Y depende del material del cuerpo, y sus dimensiones.

Para obtener la resistencia de cualquier elemento de un material específico, es necesario conocer algunos datos propios de éste, como son: su longitud, área transversal, resistencia específica o resistividad del material con que está fabricada. La ecuación que se muestra a continuación es la fórmula para calcular la resistencia de un elemento, en donde R es el valor de la resistencia en ohms, p es la resistividad del material (propiedad intrínseca de cada elemento y nos muestra la dificultad que tienen los electrones para desplazarse por él), L es la longitud del elemento y S es la sección correspondiente.[pic 3]

                [Ecuación 1]

Los resistores son componentes fabricados con un ohmeage específico utilizados en los circuitos electrónicos que requieren disminuir la tensión en ciertas zonas, por ejemplo son usados para regular la tensión de los Leds. Las resistencias o resistores son fabricadas principalmente de carbón y se presentan en una amplia variedad de valores. Hay resistencias con valores de Ohmios (Ω), Kilohmios (KΩ), Mega ohmios (MΩ). Estas dos últimas unidades se utilizan para representar resistencias muy grandes. Para medir la resistencia eléctrica se requiere de un instrumento de medición llamado óhmetro, el valor de la medición se da en unidades de ohmios y se representa por la letra griega omega mayúscula (Ω). Para medir la resistencia eléctrica:

• En el aparato, se deben seleccionar los bornes de conexión indicados para realizar la medición.
• En el aparato, se debe seleccionar la escala de medición de resistencias.
• Las fuentes del circuito (de voltaje o de corriente) deben de estar apagadas.
• Se debe conectar el óhmetro y el elemento de medición, tal y como se lo muestra la ilustración 1.

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Ilustración 1. Medición de una resistencia

Para poder saber el valor de las resistencias sin tener que medirlas, existe un código de colores de la resistencia que nos ayuda a obtener con facilidad este valor con sólo verlas (Ilustración 2). Para determinar el valor de la resistencia comenzaremos por determinar la banda de la tolerancia: oro, plata, rojo, marrón, o ningún color. Si las bandas son de color oro o plata, está claro que son las correspondientes a la tolerancia y debemos comenzar la lectura por el extremo contrario. Si son de color rojo o marrón, suelen estar separadas de las otras tres o cuatro bandas, y así comenzaremos la lectura por el extremo opuesto, 1ª cifra, 2ª cifra, número de ceros o factor multiplicador y tolerancia, aunque en algunos casos existe una tercera cifra significativa. En caso de existir sólo tres bandas con color, la tolerancia será de +/- 20%. La falta de esta banda dejará un hueco grande en uno de los extremos y se empezará la lectura por el contrario. Suele ser característico que la separación entre la banda de tolerancia y el factor multiplicativo sea mayor que la que existe entre las demás bandas.

Ejemplo: Tenemos una resistencia con los colores amarillo, morado, naranja y dorado.

Solución:

Registramos el valor del color de la primera banda: Amarillo = 4.

Registramos el valor del color de la segunda banda: Morado = 7.

Registramos el valor del color de la tercera banda: Naranja = Multiplicador x1000.

Registramos el valor del color de la cuarta banda: Dorado = Tolerancia +/- 5%

Unimos los valores de las primeras dos bandas y multiplicamos por el valor de la tercera

Así: 47 X 1000 = 47000Ω o 47 kΩ y este es el valor de la resistencia expresada en Ohmios con una tolerancia de +5% y -5% lo que significa que tiene un margen de error entre ese rango.

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Ilustración 2. Código de colores de las resistencias, el 3° digito es utilizado para resistencias de más de 4 bandas.

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Ilustración 3. Ejemplo de diferentes tipos de resistencias y simbología.

Existen varios tipos de resistencias: Las resistencias fijas aglomeradas, de película de carbón, de película metálica y bobinada, las resistencias variables, bobinadas y de película y las resistencias dependientes por ejemplo los LDR, VDR, PTC y NTC. La construcción de un tipo u otro de resistencias nace por la necesidad de cumplir unas especificaciones de bajo/alto valor óhmico, potencia, etc. Las resistencias de carbón aglomerado se fabrican para 1/8 w, ¼ w, ½ w, 1w y 2w. Las resistencias de película de carbón se fabrican para 1/10 w (o 1/8 w), ¼ w, 1/3 w, ½ w, 1w, 1,5 w, 2 w. Las resistencias de película metálica se fabrican normalmente para ¼ w y ½ w. Las resistencias bobinadas existe una gama muy amplia de fabricación con potencias de disipación que van desde 1 w hasta los 130 w o bajo pedido de más potencia. Existen varias maneras de calcular la resistencia total de un circuito dependiendo si se conoce el voltaje, la intensidad o la potencia de este así también de acuerdo a la manera en que las resistencias están acomodadas (serie o paralelo). A continuación se muestra las diferentes maneras de encontrar el valor de la resistencia total (RT).

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