Resistencias 101

¿Qué es una resistencia?

La resistencia es el más común y conocido de los componentes eléctricos pasivos. Una resistencia resiste o limita el flujo de la corriente eléctrica en un circuito. Las resistencias tienen muchos usos: se utilizan para reducir la tensión, limitar la corriente, atenuar las señales, actuar como calentadores, actuar como fusibles, suministrar cargas eléctricas y dividir tensiones.

Introducción

En Resistencias 101 se ofrece una visión general de los tipos de resistencias y de la terminología común, antes de mostrar un resumen de los productos de resistencias y de las distintas tecnologías.

¿Qué es la Ley de Ohm?

La ley de Ohm es una ecuación simple que muestra la relación entre la resistencia, el voltaje y la corriente a través de un cable metálico, o algún otro tipo de material resistivo. En términos matemáticos, la ley de Ohm se escribe como

donde I es la corriente (amperios), V es la tensión y R es la resistencia.

La ley de Ohm también puede mostrar la relación entre la resistencia, la tensión y la potencia mediante la siguiente ecuación:

donde P es la potencia (vatios), V es la tensión y R es la resistencia.

Tipos de resistencias

Resistencias fijas

Una resistencia fija es aquella en la que el valor de su resistencia no puede variar.

Resistencias variables

Una resistencia variable es una resistencia cuyo valor puede ajustarse girando un eje o deslizando un mando. También se denominan potenciómetros o reóstatos y permiten modificar la resistencia del aparato de forma manual.

Resistencias no lineales

Una resistencia no lineal es una resistencia que tiene resistencias que varían significativamente con la tensión aplicada, la temperatura o la luz. Los tipos de resistencias no lineales son los varistores, los termistores y las fotorresistencias.

Terminología común de las resistencias

Valor de la resistencia crítica

El valor máximo de resistencia nominal al que se puede cargar la potencia nominal sin superar la tensión máxima de trabajo. La tensión nominal es igual a la tensión máxima de trabajo en el valor de la resistencia crítica.

Curva de reducción

Es la curva que expresa la relación entre la temperatura ambiente y el valor máximo de la potencia continuamente cargable a su temperatura, que generalmente se expresa en porcentaje.

Voltaje no disruptivo dieléctrico

La tensión nominal que puede aplicarse a un punto designado entre el elemento resistivo y el revestimiento exterior, o el elemento resistivo y la superficie de montaje, sin provocar una ruptura dieléctrica.

Tensión máxima de sobrecarga

El valor máximo de la tensión que se puede aplicar a las resistencias durante un corto período de tiempo en la prueba de sobrecarga. Normalmente, la tensión aplicada en la prueba de sobrecarga de corta duración es 2,5 veces mayor que la tensión nominal. Sin embargo, no debe superar la tensión máxima de sobrecarga.

Tensión máxima de trabajo (o tensión máxima del elemento limitador)

El valor máximo de la tensión continua o de la tensión alterna (RMS) capaz de aplicarse de forma continua a las resistencias o elementos. Sin embargo, el valor máximo de la tensión aplicable es la tensión nominal al valor de la resistencia crítica o inferior.

Ruido

El ruido es una señal de CA no deseada procedente del interior de la resistencia. El ruido resistivo puede tener un efecto devastador en las señales de bajo nivel, los amplificadores de carga, los amplificadores de alta ganancia y otras aplicaciones sensibles al ruido. Lo mejor es utilizar tipos de resistencias con un ruido bajo o mínimo en aplicaciones sensibles al ruido.

Potencia nominal

Los valores nominales de potencia se basan en el tamaño físico, el cambio admisible de la resistencia a lo largo de la vida útil, la conductividad térmica de los materiales, los materiales aislantes y resistivos y las condiciones ambientales de funcionamiento. Para obtener los mejores resultados, emplee las resistencias de mayor tamaño físico a menos de su temperatura y potencia nominales máximas.

Temperatura ambiente nominal

La temperatura ambiente máxima a la que las resistencias son capaces de ser utilizadas de forma continua con la potencia nominal prescrita. La temperatura ambiente nominal se refiere a la temperatura alrededor de las resistencias en el interior del equipo, no a la temperatura del aire en el exterior del equipo.

Terminología común de las resistencias

Potencia nominal

La cantidad máxima de potencia que puede cargarse continuamente a una resistencia a una temperatura ambiente nominal. Los productos de red y array tienen tanto la potencia nominal por paquete como por elemento.

Tensión nominal

El valor máximo de la tensión continua o de la tensión alterna (RMS) capaz de aplicarse de forma continua a las resistencias a la temperatura ambiente nominal.

Fiabilidad

La fiabilidad es la probabilidad de que una resistencia (o cualquier otro dispositivo) cumpla la función deseada. Hay dos formas de definir la fiabilidad. Uno es el tiempo medio entre fallos (MTBF) y el otro es la tasa de fallos por cada 1000 horas de funcionamiento. Ambos medios de evaluación de la fiabilidad deben determinarse con un grupo específico de pruebas y una definición de lo que es el final de la vida útil de un dispositivo, como un cambio máximo de resistencia o un fallo catastrófico (cortocircuito o apertura). Se utilizan varios estudios estadísticos para llegar a estas tasas de fallo y se prueban grandes muestras a la temperatura máxima nominal con carga nominal hasta 10.000 horas (24 horas al día durante aproximadamente 13 meses). La fiabilidad suele ser mayor a niveles de potencia más bajos.

Tolerancia de la resistencia

La tolerancia de la resistencia se expresa como las desviaciones del valor nominal en porcentaje y se mide normalmente a 25 °C. El valor de una resistencia también cambia con la tensión aplicada (VCR) y la temperatura (TCR). En el caso de las redes, la tolerancia absoluta de las resistencias se refiere a la tolerancia global de la red. La tolerancia de relación se refiere a la relación de cada resistencia con las demás en el paquete.

Estabilidad

La estabilidad es la variación de la resistencia con el tiempo a una carga, un nivel de humedad, una tensión o una temperatura ambiente determinados. Cuando estas tensiones se reducen al mínimo, mayor es la estabilidad.

Coeficiente de temperatura de la resistencia (TCR también conocido como RTC)

El TCR se expresa como el cambio de resistencia en ppm (0.0001%) con cada grado centígrado de cambio de temperatura. El TCR suele estar en + 25 ˚C y cambia a medida que la temperatura aumenta (o disminuye). Una resistencia con un TCR de 100 ppm/°C cambiará un 0.1% ante un cambio de 10 °C y un 1% ante un cambio de 100 °C. En el contexto de una red de resistencias, el valor del TCR se denomina TCR absoluto, ya que define el TCR de un elemento de resistencia específico. El término seguimiento del TCR se refiere a la diferencia de TCR entre cada resistencia específica de una red.

Clasificación de la temperatura

La temperatura nominal es la temperatura máxima admisible a la que se puede utilizar la resistencia. Generalmente se define con dos temperaturas. Por ejemplo, una resistencia puede tener un valor nominal a plena carga de hasta +70 °C y estar reducida a sin carga a + 125 °C. Esto significa que, con ciertos cambios admisibles en la resistencia a lo largo de la vida útil de la misma, esta puede funcionar a +70 °C a la potencia nominal. También puede funcionar con temperaturas superiores a +70 °C si se reduce la carga, pero en ningún caso debe superar la temperatura de diseño de +125 °C con una combinación de temperatura ambiente y autocalentamiento debido a la carga aplicada.

Coeficiente de resistencia a la tensión (VCR)

El coeficiente de tensión es la variación de la resistencia con la tensión aplicada. Esto es totalmente diferente y se suma a los efectos del autocalentamiento cuando se aplica la energía. Una resistencia con un VCR de 100 ppm/V cambiará un 0.1% ante un cambio de 10 V y un 1% ante un cambio de 100 V. En el contexto de una red de resistencias, este valor VCR se denomina VCR absoluto, ya que define el VCR de un elemento de resistencia específico. El término seguimiento de VCR se refiere a la diferencia de VCR entre cada resistencia específica de una red.

* La tecnología de resistencias también es ofrecida por otras divisiones de Vishay

Tabla 1: Resistencias de montaje en superficie / sustratos / adheribles por cable

*La tecnología de resistencias también es ofrecida por otras divisiones de Vishay

Tabla 2: Resistencias axiales con plomo / pasantes

Tecnologías de resistencias fijas

Cableado (montaje en superficie / con plomo)

Tipo de resistencia que se fabrica enrollando un hilo metálico, como el nicromo, sobre una forma aislante, como un núcleo de cerámica, plástico o fibra de vidrio.

Power Metal Strip® / Elemento metálico (montaje en superficie / con plomo)

Tipo de resistencia construida con una aleación metálica sólida, como el nicromo o el cobre manganeso, como elemento resistivo, que se suelda a los terminales de cobre. Se utiliza en aplicaciones de detección de corriente y derivación.

Película (montaje en superficie / con plomo)

Película metálica (con plomo/MELF)

Tipo de resistencia cilíndrica que se fabrica depositando un elemento resistivo formado por una fina película conductora de un metal o aleación metálica, como el nicromo, sobre un núcleo cilíndrico de cerámica o vidrio. La resistencia se controla cortando una ranura helicoidal a través de la película conductora.

Óxido metálico (con plomo)

Un tipo de resistencia cilíndrica que utiliza materiales como el óxido de rutenio o el óxido de estaño como elemento resistivo. Estas resistencias pueden ser excelentes dispositivos de alta tensión o de alta potencia.

Película gruesa (Resistencias de chip/Arreglos de chip/Redes)

Resistencia de película de montaje superficial especialmente construida que transporta una gran potencia para el tamaño de la pieza. En el caso de las resistencias de película gruesa, la "película" de óxido de rutenio se aplica mediante la tecnología tradicional de serigrafía.

Película fina (Resistencias de chip/Arreglos de chip/Redes)

Tipo de resistencia de película de montaje superficial con un elemento resistivo relativamente fino, medido en angstroms (millonésimas de pulgada). Las resistencias de película fina se fabrican por pulverización (también conocida como deposición al vacío) de un material resistivo, como el nicromo o el nitruro de tántalo, sobre la superficie de un sustrato.

Película de carbono (con plomo/MELF)

Descripción general de la clase de resistencias cilíndricas fabricadas mediante el depósito de una película de carbono en la superficie de un aislante de núcleo central.

Lámina metálica (montaje en superficie/conducción)

Tipo de resistencia fabricada a partir de la fotofabricación de un metal homogéneo en un patrón específico sobre un sustrato cerámico. La combinación única de materiales y construcción da como resultado un producto con unas características de rendimiento inigualables y una gran fiabilidad.

Composición (con plomo)

Composición del carbono

Una descripción de clase general para las resistencias compuestas por un núcleo resistivo de mezcla de carbono y un núcleo aislante exterior moldeado.

Composición cerámica

Un tipo de resistencia que consiste en una mezcla de arcilla, alúmina y carbono que ha sido mezclada y presurizada en un núcleo resistivo y luego cubierta con un núcleo aislante exterior moldeado.