¿Qué es una resistencia y por qué se necesita en un circuito eléctrico?

Definición

La resistencia proviene del inglés "resistor" y del latín "resisto", que en traducción al ruso suena como "resistir". En la literatura en idioma ruso, la palabra "resistencia" se usa junto con la palabra "resistencia". Por el nombre, la tarea principal de este elemento es clara: resistir la corriente eléctrica.

Pertenece al grupo de elementos pasivos, porque como resultado de su funcionamiento, la corriente solo puede disminuir, es decir, a diferencia de los elementos activos, los pasivos por sí mismos no pueden amplificar la señal. Cual de los segundos Ley de Kirchhoff y Ley de ohmios significa que cuando la corriente fluye a través de la resistencia, el voltaje cae, cuyo valor es igual al valor de la corriente que fluye, multiplicado por el valor de la resistencia. A continuación puede ver cómo se indica la resistencia en el diagrama:

El símbolo en el diagrama es fácil de recordar: es un rectángulo, de acuerdo con GOST 2.728-74, sus dimensiones son 4x10 mm. Hay opciones de designación para resistencias de diferentes poderes de disipación.

Especie

La clasificación de las resistencias ocurre de acuerdo con varios criterios. Si hablamos de componentes discretos, de acuerdo con el método de instalación se dividen en:

• Salida. Se utiliza para montar a través de una placa de circuito impreso. Dichos elementos tienen conclusiones ubicadas radial o axialmente. En las personas, las conclusiones se llaman piernas. Este tipo de resistencia se usaba activamente en todos los dispositivos antiguos (hace 20 años y más): televisores antiguos, receptores, generalmente en todas partes, y ahora se usa en dispositivos simples, así como donde el uso de componentes SMD es difícil o imposible por alguna razón.
• SMD Estos son elementos que no tienen patas. Los resultados de la conexión se encuentran en la superficie de la carcasa, sobresaliendo ligeramente por encima. Se montan directamente en la superficie de la placa de circuito. La ventaja de tales resistencias es la simplicidad y el bajo costo de ensamblaje en líneas automatizadas, ahorrando espacio en la placa de circuito impreso.

La apariencia de los elementos de dos tipos que ve en la figura a continuación:

Ya sabemos cómo se ve este componente, ahora deberíamos aprender sobre la clasificación según la tecnología de fabricación. Las resistencias de salida son:

• Wirewound. Como componente resistivo, se usa un alambre enrollado en el núcleo, se usa un devanado bifilar para reducir la inductancia espuria. El cable se selecciona de un metal con un coeficiente de resistencia a baja temperatura y baja resistividad.
• Película de metal y composite.Como puede suponer, aquí, las películas de aleación de metal se utilizan como elemento resistivo.

Dado que la resistencia consiste en un material resistivo, el papel de este último puede ser un cable o película con una alta resistividad. Que es esto Materiales como:

• manganina
• constantan;
• nicromo;
• níquel
• dieléctricos metálicos;
• óxidos metálicos;
• Carbono y otros.

Las resistencias SMD o de chip son de película delgada y de película gruesa, y se utilizan como material resistivo:

La siguiente figura muestra en qué consiste la resistencia:

Por diseño, distinguen:

• Permanente. Tienen dos conclusiones, y no se puede cambiar la resistencia: es constante.
• Variables Estos son potenciómetros y resistencias de sintonía, cuyo principio se basa en el movimiento del contacto deslizante (deslizador) a lo largo de la capa resistiva.
• No lineal. La resistencia de los componentes de este tipo cambia bajo la influencia de la temperatura (termistores), la radiación de luz (fotoresistores), el voltaje (varistores) y otras cantidades.

Y también según lo previsto: general y especial. Estos últimos se dividen en:

• Alta resistencia (el rango de resistencia es de decenas de megaohmios - unidades TO, con voltajes operativos de hasta 400V)
• Alto voltaje (diseñado para operar en circuitos con voltajes de hasta decenas de kV).
• Alta frecuencia (una característica de trabajar a alta frecuencia es el requisito de inductancias y capacitancias intrínsecas bajas. Dichos productos pueden funcionar en circuitos con una frecuencia de señal de cientos de MHz).
• Precisión y súper precisión (estos son productos con una clase de alta precisión. Tienen una tolerancia de desviación de la resistencia nominal de 0.001 - 1%, mientras que las tolerancias convencionales pueden ser de 5% y 10% o más).

Principio de funcionamiento

La resistencia se instala en un circuito eléctrico para limitar la corriente que fluye a través del circuito. La magnitud del voltaje que cae sobre él se calcula simplemente, de acuerdo con la ley de Ohm:

U = IR

La caída de voltaje es el número de voltios que aparecen en los terminales de la resistencia cuando la corriente fluye a través de ella. En consecuencia, si el voltaje cae a través de la resistencia y la corriente fluye a través de ella, significa que se libera cierta potencia. En física, hay una fórmula bien conocida para encontrar poder:

P = IU

O para acelerar los cálculos, a veces es conveniente usar la fórmula de potencia a través de la resistencia:

P = u²/ R = I²R

¿Cómo funciona una resistencia? Cada conductor tiene una estructura interna específica. Cuando fluye una corriente eléctrica, los electrones (portadores de carga) chocan con diversas inhomogeneidades de la estructura de la materia y pierden energía, se libera en forma de calor. Si es difícil de entender, entonces el principio de resistencia en palabras simples se puede decir así:

Este es un valor que muestra cuán difícil es que una corriente eléctrica fluya a través de una sustancia. Depende de la sustancia misma: su resistividad.

Donde: p es la resistividad, l es la longitud del conductor, S es el área de la sección transversal.

Características clave

Para elegir la resistencia correcta, es importante saber qué características debe tener en cuenta al elegir. Sus parámetros principales incluyen:

1. Resistencia clasificada
2. Máxima disipación de potencia.
3. Clase de tolerancia o precisión. Depende de cuánto porcentaje la resistencia de las partes de esta clase puede diferir de la declarada.

En la mayoría de los casos, esta información es suficiente. Los principiantes a menudo se olvidan del poder permisible de la resistencia y se queman.Puede calcular cuántos vatios se asignan a la resistencia utilizando la fórmula especificada en la sección anterior del artículo. Compre resistencias con un margen de potencia del 20-30%, ¡más es mejor, menos no es necesario!

Dónde y para qué se aplica

Ya consideramos que la resistencia está diseñada para limitar la corriente en el circuito, ahora veremos varios ejemplos prácticos en los que la resistencia se utiliza en ingeniería eléctrica.

La primera área de aplicación es la limitación actual, por ejemplo, para alimentar los LED. El principio de operación y cálculo de dicho circuito es que el voltaje de operación nominal del LED se resta del voltaje de la fuente de energía, la suma se divide por la corriente nominal (o deseada) a través del LED. Como resultado, obtiene la calificación de la resistencia limitante.

R_ogro= (U_{fuente de alimentación}-U_requerido) / I_clasificado

El segundo es el divisor de voltaje. Aquí, el voltaje de salida se calcula mediante la fórmula:

U_fuera= U_en(R2 / R1 + R2)

Además, la resistencia ha encontrado aplicación para configurar la corriente para los transistores. En esencia, el mismo circuito limitador discutido anteriormente.

Finalmente, recomendamos ver un video útil sobre el tema del artículo:

Examinamos cuáles son las resistencias, su propósito y principio de funcionamiento. Este es un elemento importante para comenzar el estudio de la ingeniería eléctrica. Para calcular los circuitos con él, utilizan la ley de Ohm y la potencia activa, y en los circuitos de alta frecuencia, también se tienen en cuenta los parámetros reactivos (capacitancia e inductancia parásitas). ¡Esperamos que la información proporcionada sea útil e interesante para usted!

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