Bobina De Tesla (como Hacer)

Objetivos

Al término de esta práctica, el alumno:

Explicará el efecto que tiene un resistor en un circuito eléctrico.

Identificará los símbolos que representan a la resistencia eléctrica.

Expresará el valor de la resistencia con sus respectivas incertidumbres.

Manejará el código de colores de los resistores.

Introducción

La resistencia eléctrica describe la tendencia de un material para impedir el flujo de cargas eléctricas a través de él. La unidad de medida de la resistencia en el SI es el ohm (Ω). Si un circuito o dispositivo necesita el efecto que produce una cantidad específica de resistencia (como limitar la corriente que pasa a través de él o disipar energía), se emplea un elemento que aumenta la resistencia total del circuito. Este elemento recibe el nombre de resistor.

Los resistores (que comúnmente se llaman resistencias) se fabrican con materiales que conducen la corriente, pero que poseen una oposición grande al paso de ésta comparada con la resistencia de los alambres conductores y de los contactos. El símbolo de un resistor se muestra en la figura 8.1. El voltaje a través de una resistencia es directamente proporcional a la corriente que pasa a través de él. La ecuación que describe esta relación fue descubierta por Georg Simon Ohm en su trabajo con circuitos de corriente directa en 1836, se conoce como ley de Ohm y está dada por:

V = R I

Figura 8.1 Símbolo del resistor.

Si se desea expresar cuán bien un resistor conduce un elemento, en lugar de cuán bien impide el paso de la electricidad, la ley de Ohm puede escribirse en la forma siguiente:

I = GV

En donde a G = I / R se le llama conductancia y sus unidades en el SI son los siemens (S).

Decir que un elemento de circuito tiene una baja conductancia implica que conduce poca electricidad y que tiene una resistencia alta. Por ejemplo, una conductancia de 10-6 S (conductancia muy baja) es equivalente a una resistencia de 1 MΩ (106 Ω).

Las resistencias se emplean en muchos instrumentos, como calentadores eléctricos, elementos divisores de corriente y de voltaje, y dispositivos limitadores de corriente. Sus valores y tolerancias varían ampliamente. Se fabrican resistencias desde 0.1 Ω hasta muchos mega ohms. Las tolerancias aceptables pueden ir desde + 20% (resistencia de los elementos calefactores) hasta + 0.001% (resistencia de precisión en los instrumentos sensibles de medición).

Se fabrican algunas resistencias que tienen valores ajustables o variables. Esas resistencias variables tienen por lo general tres terminales: dos fijas y una móvil. Si se hace contacto con sólo dos de las terminales de la resistencia, la resistencia variable se emplea como un reóstato (figura 8.2b). Si se emplean los tres contactos en un circuito (figura 8.2a), a la resistencia se le llama potenciómetro.

Usos comunes de las resistencias en los circuitos

Limitar la corriente que fluye en una rama de un circuito. En estas aplicaciones, las resistencias pueden actuar a fin de proteger otros elementos en la rama, tales como los dispositivos semiconductores o los movimientos de medidores muy sensibles.

Como divisores de voltaje, de tal forma que únicamente un voltaje deseado aparezca a través de una sección de un circuito.

a) b)

Figura 8.2 a) Potenciómetro, b) reóstato.

Figura 8.3 Código de colores para las resistencias de carbón.

Como elementos eléctricos de calefacción y en las lámparas incandescentes.

Como elementos que sirven como caminos de baja resistencia (por ejemplo, en las resistencias de derivación o shunts).

Como amortiguador (para reducir) de oscilaciones indeseadas. En estas aplicaciones, disipan la energía de las oscilaciones.

Código de colores de las resistencias

La mayoría de las resistencias grandes tienen su valor y tolerancia impresos en sus cuerpos.

Sin embargo, las de carbón y algunas de alambre devanado son muy pequeñas para utilizar este método de identificación. Se utiliza un código de colores para identificar visualmente el valor y tolerancia de las resistencias de carbón sin tener que medirlas. Se pintan tres o cuatro bandas de colores en el cuerpo de la resistencia a fin de identificar estos datos. La figura 8.3 muestra una resistencia de carbón y la fórmula utilizada para calcular su valor y tolerancia a partir de los colores de las bandas.

Las primeras dos bandas de colores dan los valores de los dos primeros dígitos del valor nominal de la resistencia; la tercera banda de color corresponde al número de ceros, es decir, si las primeras dos bandas de colores de un resistor son café y rojo, y la tercera banda es anaranjada, la resistencia tiene un valor de 12 000 Ω. La cuarta banda de colores corresponde a la tolerancia; si la resistencia de nuestro ejemplo tiene una banda plateada, su tolerancia es de 10% de su valor, es decir, el fabricante garantiza que la resistencia de dicho resistor está comprendida entre 10 800 Ω y 13 200 Ω.

El valor indicado por el código de colores en las resistencias de carbón se llama valor nominal. Se fabrican únicamente en un conjunto específico de valores nominales. Estos valores se determinan de acuerdo con una fórmula que establece que cada valor nominal es aproximadamente (1 + 2N) veces el valor nominal precedente (donde N es la tolerancia de la resistencia).

Conforme a esta fórmula, el valor de cada resistencia se ubica dentro del rango de tolerancia de cada valor nominal. La figura 8.4 muestra los valores nominales para tolerancias de 5, 10 y 20%.

Figura 8.4 Valores nominales y rangos de tolerancia para resistencias de carbón (escala logarítmica).

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