UD3. RESISTENCIAS. Centro CFP/ES RESISTENCIA

Transcripción

1 UD3. Centro CFP/ES RESISTENCIA 1

2 RESISTENCIA RESISTENCIA Características Las características más importantes de las resistencias, son: -Valor nominal: Es el valor en Ohmios que posee; está impreso en la propia resistencia en cifras o por medio del código de colores. -Tolerancia: Es el error máximo con el que se fabrica la resistencia. Para comprenderlo vamos a ver un ejemplo: Una resistencia de 10 ohm. y el 5%, tiene un valor garantizado entre 10-5% y 10+ 5%, teniendo en cuenta que el 5% de 10 es 0 5 ohm., quiere decir que estará entre 9 5 y 10 5 ohm.. -Potencia máxima: Es la mayor potencia que será capaz de disipar sin deteriorarse. Los valores normalizados más utilizados son:1/8, 1/4,1/2, 1, 2.. -Tensión máxima de trabajo: Es el valor máximo de tensión que se puede aplicar entre sus extremos 150v,250v,450, 500v, etc.,etc. 2

3 Concepto de Potencia Concepto de Potencia Es la cantidad de trabajo desarrollada en la unidad de tiempo. En un circuito eléctrico es igual al producto de la tensión por la intensidad. Su unidad es el vatio (W). Se mide con un vatímetro. Son múltiplos del vatio (W), el kilovatio (1 Kw. = W) y el megavatio (1 MW = W). P = V I (en W) 1 W = 1 V 1 A P = Potencia V = Tensión I = Intensidad W = Vatio V = Voltio A = Amperio Junto con la fórmula de la ley de Ohm, se pueden obtener las siguientes fórmulas de la potencia: P V I V V 2 V P R R V R 2 (en W) P V I R I I R I 2 P = R I 2 (en W) 3

4 Clasificación funcional Clasificación funcional 4

5 Ejemplos Ejemplos 5

6 Tipos Tipos 6

7 Tipos Tipos 7

8 Tipos Tipos 8

9 Tipos Tipos 9

10 Tipos Tipos 10

11 Tipos Tipos 11

12 Tipos Código de colores 12

13 Código de colores Código de colores 13

14 Código de colores 5 bandas Código de colores 14

15 Código de colores Resistores de pelicula metalica 15

16 Valores y normalización Valores y normalización 16

17 Valores y normalización Cómo leer el valor de Resistencias SMD? Aquí vamos a describir como podemos leer el valor de las resistencias SMD con códigos numéricos de 3 cifras, de 4 cifras y también de tipo alfanumérico (EIA-96). Así veremos también las dimensiones estándar y las potencias que pueden disipar. 17

18 Cómo leer el valor de Resistencias SMD? Códigos de 3 cifras Las resistencias más fáciles de leer son las que tienen códigos numéricos de 3 cifras. En ellas, los dos primeros dígitos son el valor numérico mientras que el tercer dígito es el multiplicador, es decir, la cantidad de ceros que debemos agregar al valor. Veamos un ejemplo: una resistencia con el número 472 es de ohms o (4,7K) porque al número 47 (los dos primeros dígitos) debemos agregar 2 ceros (el número 2 del tercer dígito). Cómo leer el valor de Resistencias SMD? Códigos de 3 cifras en R con valores menores a 10 ohmios Con el sistema descripto anteriormente, el valor de resistencia menor que podemos codificar es de 10 ohms y que equivale al código 100 (10 + ningún cero). Con valores de resistencia menores de 10 ohms, los fabricantes usan la letra R que equivale a una coma. 18

19 Cómo leer el valor de Resistencias SMD? Códigos de 4 cifras R de precisión En el caso de las resistencias de precisión, los fabricantes han creado otro sistema de codificación compuesto por números de 4 cifras. En él, los tres primeros dígitos son el valor numérico mientras que el cuarto dígito es el multiplicador, es decir, la cantidad de ceros que debemos agregar al valor. El hecho de disponer de tres dígitos para codificar el valor nos permite una mayor variedad y precisión de los valores. Cómo leer el valor de Resistencias SMD? Códigos de 4 cifras en R menores de 100 Con el sistema de 4 cifras, el valor de resistencia menor que podemos codificar es de 100 ohms y que equivale al código 1000 (100 + ningún cero). Con valores de resistencia menores de 100 ohms, los fabricantes han optado por la misma solucióndelsistemaa3cifrasyqueconsisteen agregar una letra R en lugar de la coma. 19

20 Cómo leer el valor de Resistencias SMD? Código EIA-96 R de precisión Recientemente, los fabricantes han introducido para las resistencias de precisión, un nuevo sistema de códigos llamado EIA-96 que es bastante complicado de descifrar si no tenemos la tabla de referencia. En el EIA-96 las primeras dos cifras del número leído es un número índice de una tabla en la que encontraremos el valor equivalente mientras que la letra final equivale al multiplicador. Cómo leer el valor de Resistencias SMD? Ejemplos con Código EIA-96 20

21 Cómo leer el valor de Resistencias SMD? Tolerancia de las resistencias En los tres sistemas de codificación que hemos visto, los fabricantes no han previsto ningún modo de indicar la tolerancia de las resistencias (la cuarta franja de color en las resistencias comunes). Aunque si existen excepciones a la regla, las resistencias codificadas con números de 3 cifras tienen una tolerancia del 5% mientras que las resistencias con números de 4 cifras y también las resistencias codificadas con EIA-96 tienen una tolerancia del 1%. Cómo leer el valor de Resistencias SMD? Potencia de las resistencias Como en el caso de las resistencias convencionales, la potencia de las resistencias SMD depende de las dimensiones de estas. La más pequeña, que es el modelo 0201 tiene dimensiones realmente reducidas (0,6mm x 0,3mm) y su potencia es de 1/20W o sea 0,05W. Las resistencias SMD con potencia de 1/4W son del modelo 1210, con dimensiones de 3,2mm x 2,5mm. En la tabla pueden ver los distintos modelos con las respectivas potencias. 21

22 Resistencias variables Resistencias variables 22

23 Resistencias variables Resistencias variables 23

24 Resistencias variables Potenciometros 24

25 Potenciometros Potenciometros 25

26 Potenciometros Potenciometros 26

27 Potenciometros Clasificación según forma 27

28 Agrupación serie R 1 R 2 R 3 R 1 R 2 R 3 I I I v Figura 1.1. Resistencias conectadas en serie La resistencia conjunta o equivalente de varias resistencias conectadas en serie es igual a la suma de todas ellas. Figura 1.1. Intensidad que circula por una asociación de resistencias conectadas en serie I V R V 1 R2 R3 RT RT = R1 + R2 + R3 La intensidad de corriente que circulará por las resistencias será la misma para todas. Es decir: IT = I1 = I2 = I3 V1 V2 V3 A R 1 R 2 R 3 I B I C I D P1 = V1 I P2 = V2 I P 3 = V 3 I V1 V2 V3 VT Figura 1.1. Caídas de tensión en una asociación de resistencias conectadas en serie P1 P2 PT P3 Entre A y B... V1= I x R1 Entre B y C... V2= I x R ENTRE C Y D... V3 = I X R3 Agrupación paralelo I1 I2 IT V1 V2 Vn V I3 V Figura 1.1. Intensidades sobre una asociación de resistencias en paralelo V = V1 = V2 = V N La intensidad total de la corriente es igual a la suma de las intensidades parciales. IT = I1 +I2 + I3 1 R 1 1 R 1 R 1 R 2 3 La resistencia conjunta o equivalente de varias resistencias conectadas en paralelo es igual a la inversa de la suma de las inversas de las resistencias. 28

29 Agrupación mixta Sean las resistencias R 1, R 2, R 3 y R 4 : R2 R1 R3 R4 Suma de las resistencias en serie de la rama en paralelo R 3 +R 4 =R 5 R R 1 1 R 1 1 R R Resistencias especiales 29

30 Resistencias especiales Resistencias especiales no lineales Están fabricadas de materiales especiales que modifican su resistencia ante determinados agentes: Temperatura NTC PTC Disminuye la resistencia al aumentar la temperatura. Aumenta la resistencia al aumentar la temperatura. Iluminación LDR Disminuye la resistencia al aumentar la luminosidad. Tensión VDR La resistencia disminuye al aumentar la tensión (varistor). Magnetismo MDR La resistencia varía según el campo magnético (magnetorresistores). Mecánica PIEZO-RESISTORES La resistencia depende de las tensiones mecánicas. Oxígeno LAMBDA La resistencia varía según las proporciones de oxígeno. 30

31 PTC - NTC En la PTC, a mayor temperatura, mayor resistencia. En la NTC, a mayor temperatura menor resistencia. Figura 4.1. Resistor PTC. Al aplicar cierta temperatura a una PTC, se obtiene una respuesta como la de la figura siguiente. Al principio aparece una disminución del valor de resistencia (zona I), pero a partir de cierto punto, la resistencia aumenta con la temperatura de forma brusca PTC Se fabrican con mezcla de titanatos de bario y estroncio, con formas diferentes según su empleo. Actúan de forma inversa a la NTC, por lo que sus aplicaciones son semejantes. A mayor temperatura, mayor resistencia. En el automóvil se emplean para medición de la temperatura del aire aspirado, de agua de refrigeración y en equipos de climatización. A continuación se exponen las características de este componente: Resistencia nominal (R 25 ): Similar definición que las NTC. Temperatura de conmutación (Ts): Temperatura a la que ya ha dejado de presentar coeficiente de temperatura negativo para hacerse positivo y tiene un valor de resistencia doble que el correspondiente al punto A de la Gráfica (en 0 C). Máxima tensión: Máxima tensión a que puede ser sometida en c.a. y c.c. (conectada en serie con una resistencia R 5, en cuyo caso se indica el valor, o sin dicha resistencia mencionándose expresamente). 31

32 PTC Son más utilizadas como dispositivos de protección, supresores de transitorios a la desconexión, dispositivos de retardo, etc., y generalmente se emplean bajo el efecto de autocalentamiento. A modo de ejemplo se incluyen algunos circuitos de utilización El circuito de la Figura A introduce un retardo desde el momento de aplicar tensión al dispositivo. En el instante de la conexión, la PTC ofrece una baja resistencia derivando la mayor parte de la corriente; a medida que transcurre el tiempo, su resistencia se eleva y por el relé circula más corriente cada vez, hasta llegado el momento en que se active. En el circuito de la Figura B, supuesta una carga reactiva, en el momento de la desconexión se producen arcos voltaicos entre las láminas del interruptor que se propagan a través de la red y en forma de ondas electromagnéticas. En la Figura C se representa un sencillo protector contra sobrecargas, elegida una PTC cuyo calentamiento sea mínimo para la corriente nominal absorbida por RL. NTC Son iniciales de Negative Temperature Coefficient. Se fabrican a partir de óxidos semiconductores de los metales de transición del grupo del hierro, como Cr, Mn, Fe, Co o Ni. La resistencia específica de éstos óxidos en estado puro es muy elevada, pero se transforman en semiconductores al añadirles pequeñas cantidades de otros iones de distinta valencia. Al aumentar la temperatura de los iones de los óxidos, disminuye la amplitud de su vibración facilitando así el paso de los electrones. La variación oscila entre (-3) y (-5) % por grado centígrado a temperatura ambiente, y (-1)% a unos C. Se denominan por su valor a temperatura ambiente, 25 0 C, al igual que los resistores fijos, en algunos llevan unas bandas coloreadas, que empiezan a interpretarse por la parte de los terminales. El código de colores rige el mismo que para el resto de los resistores. 32

33 NTC NTC Las resistencias NTC se fabrican con: a) Soluciones sólidas de Fe y materiales con estructura cristalina de forma de espinela, por ejemplo, Zn 2 Ti 04 o Mg Crz 04. b) Oxido férrico con adición de pequeñas cantidades de óxido de titanio (Ti 02). c) Oxido de níquel (Ni O~) o de cobalto (Co ~~ o una combinación de estos óxidos con pequeñas adiciones de L Cada NTC presenta caracteristicas propias que la hacen distinta a las demás, y asi se definen una serie de ellas, como más importantes, para poder elegir la más adecuada a cada aplicación concreta, éstas son: Resistencia nominal (1?2 5): Expresa el valor óhmico a 25 0 C. Disipación máxima: Máxima potencia disipable (W). 33

34 NTC LDR Sus siglas vienen de Light Dependent Resistor, resistor dependiente de la luz, también llamados fotorresistencias. Se fabrican a base de sulfuro de cadmio. Este material, convenientemente tratado, contiene pocos o ningún electrón libre, si se mantiene en completa oscuridad. En estas condiciones, su resistencia es elevada. Si absorbe luz, se libera cierto número de electrones, y esto hace aumentar la conductividad del material. Al cesar la iluminación, los electrones son recapturados a sus posiciones originales. Se recomienda su no utilización por ser materiales altamente contaminantes. Tienen varios Megaohmios de resistencia, pero ésta disminuye a unos 100 ohmios al ser expuesta a la luz. Apariencia externa Símbolo en circuito LDR 34

35 LDR Son componentes cuya resistencia disminuye sensiblemente cuando son expuestas a la luz, mientras que cuando permanecen en la oscuridad total presentan resistencia muy elevada, del orden de algunos M. Están compuestas, generalmente, a base de sulfuro de cadmio (5 Cd) convenientemente encapsulado y con una ventana o cubierta de material transparente, de tal forma que cuando los fotones inciden sobre la superficie de dicho material, imprimen a los electrones suficiente energía como para elevar su conductividad. A una iluminación de 1000 lux son típicos valores de resistencia de 100 a 300 Ohmios. LDR A continuación se exponen las características de este componente. Resistencia en oscuridad (RD): Mínima resistencia que presenta en esa condición. Resistencia a la luz (RL): Máxima que puede presentar o margen de valores bajo una iluminación de 1000 lux. Se suele dar información acerca de la temperatura de color, que es la temperatura en grados Kelvin a la que hay que situar a un «cuerpo negro» incandescente para que emita una radiación que abarque todo el espectro visible de forma más. o menos desigual. Un cuerpo negro no transmite ni refleja radiación alguna exterior, pero tiene esa propiedad de emisión al ponerse incandescente. Respuesta espectral: Margen de longitudes de onda de la luz a que es sensible la LDR, típicamente 680 nm. Velocidad de variación: Velocidad con que varia la resistencia cuando se expone a una iluminación de 1000 lux desde la oscuridad, se expresa en k/seg. Cuando el sentido es el inverso, de iluminación a oscuridad, la velocidad de variación aumenta. Esta característica hace inservible la LDR para someterla a iluminaciones de corta duración. Disipación máxima: Potencia máxima que puede disipar a una temperatura determinada (mw). 35

36 LDR APLICACIONES LDR Contador de objetos en una cinta transportadora VISUALIZACIÓN LDR CIRCUITO DETECTOR Y CONTADOR Conmutador crepuscular LÁMPARA RED 220V H LDR CIRCUITO DETECTOR RELÉ 36

37 VDR Sus siglas vienen de Voltage Dependent Resistor, resistencia dependiente de la tensión. El material utilizado en su fabricación es carburo de silicio principalmente. Pueden ser empleados para la estabilización de sencillos circuitos y como supresores de chispas en contactos de relés. Para su comprobación hay que utilizar sólo corriente continua, efectuar la medición en el menor tiempo posible, y emplearlos para la tensión e intensidad indicadas por el fabricante; no tienen polaridad. VDR A continuación se exponen las características de este componente. Intensidad nominal c.c. (Inom): Corriente a partir de la cual se considera que se hace efectiva la variación de la resistencia en función de la tensión, o de estabilización de la tensión. Tensión a intensidad nominal: Tensión correspondiente a la intensidad nominal. Disipación máxima: Máxima potencia de disipación admisible. 37

38 APLICACIONES VDR Su campo de aplicación es el siguiente: Estabilización de tensiones. Limitación de tensiones Protección de contactos Protección de contactos y supresión de chispas. Protección de pequeños motores de batería. IDENTIFICACIÓN VDR A la hora de identificarlas el primer anillo indica la corriente que circula por la resistencia a la tensión nominal, y puede ser de 1 ma, 10 o 100. El código de colores de este primer anillo es: 1 ma.- naranja / 10 ma.- rojo / 100 ma.- marron Relación entre el código de identificación de las VDR y su tensión nominal Tensión nominal N. 0 de orden Código de color en VDR en voltios según (anillos II y III) serie E12 16 marrón - azul marrón - gris rojo - negro rojo - rojo rojo. amarillo rojo - azul rojo - gris naranja - negro naranja - rojo naranja - amarillo naranja - azul naranja~ gris amarillo - negro amarillo - rojo amarillo - amarillo amarillo - azul amarillo - gris verde - negro verde - rojo verde - amarillo 38