Resistencia
La resistencia eléctrica tiene el propósito de impedir el flujo de electrones, los cuales suelen viajar a través de un conductor. Por lo tanto, la resistencia cumple con el papel de limitar la corriente de electrones que llega al circuito, para que este no se queme o eleve su temperatura por encima de lo requerido.
En realidad, todos los materiales usados como conductores tienen algún tipo de resistencia, pero algunos materiales tienen algunos electrones débilmente ligados a su estructura, lo que ayuda a que los electrones fluyan con mayor libertad al aplicar un voltaje.
Dentro de la electrónica, no es necesario preocuparse por el material del conductor, pero en circuitos de potencia es necesario tomar en cuenta el material, el diámetro del cable y el largo. Esto se debe a que si el cable es muy largo, los electrones tendrán cierta resistencia al tratar de recorrer un tramo de cable muy extenso, mientras que al tener un cable con mayor grosor, por el contrario, enfrentarán menos resistencia para fluir libremente.
Conductores
Los conductores eléctricos más comunes son:
Metales: Los metales, como el cobre, la plata, el oro, el aluminio y el hierro, son excelentes conductores eléctricos debido a su estructura cristalina y a la disponibilidad de electrones libres en su banda de conducción. El cobre es especialmente utilizado en la mayoría de las aplicaciones eléctricas debido a su alta conductividad y relativamente bajo costo.Semiconductores: Los semiconductores varían su resistencia en base a la luz, la temperatura, el dopaje o impurezas, el campo eléctrico o magnético y la tensión aplicada. Aunque los semiconductores tienen una resistencia mayor que los conductores, ciertos semiconductores, como el grafeno, pueden presentar una baja resistencia eléctrica en determinadas condiciones y configuraciones.Superconductores: Los superconductores son materiales que, cuando se enfrían por debajo de una cierta temperatura crítica, exhiben una propiedad única: la resistencia eléctrica desaparece por completo. Esto significa que pueden transportar corriente eléctrica sin pérdidas de energía, lo que los convierte en conductores ideales en ciertas aplicaciones.
La contraparte de los conductores sería los dieléctricos, que tienen la función de aislar la corriente eléctrica, como sería el caso del vidrio, la madera o el plástico.
Cálculo
Es necesario saber calcular el valor de la resistencia para poder obtener los valores deseados en nuestro circuito. En la siguiente imagen se tienen los significados de cada banda dentro de las resistencias tradicionales.
Tipos de resistencia
Existen otros tipos de resistencias, tales como:
Resistencias fijas: Son resistencias con un valor de resistencia predeterminado que no se puede ajustar. Vienen en diferentes valores de resistencia y potencias para adaptarse a diversas aplicaciones.Resistencias variables o potenciómetros: Son resistencias que permiten ajustar su valor de resistencia manualmente. Los potenciómetros se utilizan en circuitos donde se requiere un ajuste manual, como en controles de volumen o brillo.Resistencias de película de carbono: Estas resistencias tienen una película de carbono aplicada a un sustrato cerámico. Son comunes y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones.Resistencias de película metálica: Estas resistencias utilizan una fina película metálica, como níquel o cromo, sobre un sustrato cerámico. Son conocidas por tener una mayor estabilidad térmica y una mayor precisión en comparación con las resistencias de película de carbono.Resistencias de alambre bobinado: Estas resistencias están hechas de un alambre resistivo bobinado en forma de espiral alrededor de un núcleo. Se utilizan en aplicaciones que requieren una alta potencia y precisión.Resistencias de montaje superficial (SMD): Son resistencias diseñadas para montarse directamente en la superficie de una placa de circuito impreso (PCB). Son pequeñas y se utilizan en dispositivos electrónicos de alta densidad.Termistores: Son resistencias cuyo valor cambia significativamente con la temperatura. Se utilizan en aplicaciones de control de temperatura, protección contra sobrecalentamiento, etc.LDR (Light Dependent Resistors) o fotoreceptores: Son dispositivos electrónicos que presentan una resistencia que varía en respuesta a la intensidad de la luz que incide sobre ellos. Estas resistencias son sensibles a la luz y se utilizan en una variedad de aplicaciones donde se necesita detectar cambios en la iluminación ambiental.Varistores: Aunque no son resistencias en el sentido tradicional, los varistores son dispositivos que presentan una resistencia variable según la tensión aplicada. Se utilizan para proteger equipos electrónicos contra sobretensiones y picos de voltaje.
Ley de Ohm
La Ley de Ohm es un principio fundamental de la electricidad que describe la relación entre el voltaje, la corriente eléctrica y la resistencia en un circuito eléctrico. Fue formulada por el físico alemán Georg Simon Ohm en 1827.
La ley establece que la corriente eléctrica (I) que fluye por un conductor es directamente proporcional al voltaje (V) aplicado al conductor e inversamente proporcional a la resistencia (R) del mismo. Esto se puede expresar matemáticamente como:
V = I * R
Donde:
V representa el voltaje o tensión en voltios (V).
I es la corriente eléctrica en amperios (A).
R es la resistencia en ohmios (Ω).
En simples palabras, la Ley de Ohm nos dice que si aumentamos la tensión aplicada a un conductor, aumentará la corriente que fluye a través de él, siempre que la resistencia se mantenga constante. Del mismo modo, si disminuimos la resistencia en un circuito, la corriente aumentará para una tensión dada.
La Ley de Ohm es fundamental para el análisis y diseño de circuitos eléctricos. Permite calcular y predecir cómo diferentes componentes eléctricos interactúan entre sí y cómo se comportan en diversas configuraciones. También es esencial para comprender cómo funcionan dispositivos y sistemas eléctricos, así como para garantizar que se cumplan los requisitos de diseño y seguridad en diversas aplicaciones.