Resistencias o resistores (Conceptos básicos)

  Han pasado casi 4 años desde que publiqué la última entrada en este blog (diciembre 2014); cuando comencé con este blog en el 2011, lo hice para no desesperarme y tratar de sobrellevar algunos problemas de salud que tenía en ese entonces. En esta ocasión, nuevamente tengo algunos inconvenientes de salud menores por lo que no pude asistir el día de hoy a impartir clase en el instituto en donde actualmente trabajo. Desde el escritorio donde me encuentro redactando esta entrada, mando un afectuoso saludo a todos los lectores, en especial, a los compañeros(as) de la materia de Física General, esperando que la información aquí publicada les sea de utilidad. Comenzamos...

De los elementos y compuestos que existen en la naturaleza, algunos de ellos presentan cierta resistencia u oposición al flujo de electrones a través de ellos. Esta propiedad se le conoce como resistencia eléctrica o simplemente resistencia (R), la unidad de medición en el Sistema Internacional (SI) es el ohm (Ω, letra griega omega), nombrado así en honor al físico - matemático alemán, Georg Simon Ohm, quien estudió la relación entre la corriente eléctrica (I), el voltaje (E) y la resistencia (R), dando origen a una famosa ley, conocida como "Ley de Ohm".

El símbolo básico de una resistencia utilizado en los diagramas electrónicos; es el que se muestra a continuación:

 

 Figura 1. Símbolo que representa un elemento resistivo o resistencia simple.

 A dicho símbolo, se le coloca la letra "R" junto con un número que identifica a la resistencia, así también, el valor en ohms de esa resistencia ya sea utilizando valores enteros o con los prefijos Kilo- (k) o Mega- (M):

  

Figura 2. Nomenclatura utilizada para indicar valores en las resistencias.

El aspecto físico y tamaño de una resistencia varía según la aplicación, el material con el que está construida y su la capacidad de disipar calor (W, Watts). El aspecto de una resistencia común comercial es el que se muestra en la Figura 3:

Figura 3. Encapsulado de una resistencia comercial estándar de 1/2 W.

El encapsulado de una resistencia, como se mencionó anteriormente, también varía en función de la capacidad para disipar calor (W, Watts), que genera el flujo de corriente eléctrica (I) a través de ella:

Figura 4. Distintos tipos de encapsulados.

También dependiendo de su aplicación; existen resistencias variables manualmente, llamadas potenciómetros, presets y trimpots:

Figura 5. Símbolo y diversos aspectos físicos de un potenciómetro.

Resistencias que varían con la intensidad de luz que incide sobre ellas, denominadas fotorresistencias (LDR, Light Dependent Resistor)

 

 Figura 6. Símbolos y aspecto físico de una fotorresistencia o LDR.

Y resistencias que incrementan o decrementan su valor con la temperatura, nombradas como termistores (tipo PTC o NTC).

Figura 7. Símbolos y aspecto físico de un termistor PTC.

Después de comentar de forma general los tipos y encapsulados de algunas resistencias, se habrá notado que algunas permiten estampar el valor en ohms en su superficie, mientras que otras utilizan números y franjas de colores, éstas últimas son las que se estudiarán a continuación. Como se observó en la Figura 3, el encapsulado de las resistencias comerciales estándar, posee 4 franjas de distintos colores para expresar su valor de resistencia, éstas franjas indican lo siguiente:

Figura 8. Código de colores para saber el valor de una resistencia comercial estandar.

1a. Banda: Corresponde al primer dígito de la cantidad en ohms. 

2a. Banda: Corresponde al segundo dígito de la cantidad en ohms. 

3a. Banda: Corresponde al multiplicador o al número de ceros que se agregan a los dos dígitos anteriores.

4a. Banda: Corresponde a la tolerancia del valor indicado por las 3 bandas anteriores.

En la resistencia que se muestra en la Figura 8, se tienen los colores: Gris, Rojo, Café y Oro, por lo que la resistencia es de 820 Ω con una tolerancia de más/menos 5%; el 5 % de 820 Ω es 41 Ω, entonces al medir la resistencia con un multímetro en una escala de 2 kΩ, el valor real oscilará entre los 779 Ω y 861 Ω como se muestra a continuación; si la lectura se sale de esos valores, se puede decir que la resistencia está defectuosa o errónea.

  

 Figura 9. Valor real (808 Ω) de la resistencia de 820 Ω  de  1/2 W.

 A continuación, se muestran otros tres ejemplos para estimar el valor en resistencias con bandas de colores:

 

 Figura 10. Valores de las resistencias de acuerdo a las bandas.

 Valores reales de las resistencias:

Figura 11. (a) Resistencia de 220 Ω, (b) Resistencia de 1 MΩ y(c) Resistencia de 1 kΩ,.

¡Muchas gracias por leer ésta entrada del blog!

Alfredo Alcázar

Identificar la base, colector y emisor de un transistor bipolar.

Después de haber estado impartiendo clases 1 año, y haber estado enfermo un par de meses, estoy de regreso con esta nueva entrada :-D.

Algunas revistas de electrónica y también páginas web, muestran cómo realizar la tarea de identificar los pines de los transistores BJT; considerando como base la siguiente anécdota, no veo porque no, poner en este blog el cómo hacerlo.

Esta anécdota me hace recordar nuevamente mis estudios del bachillerato; estando una vez con mi compañero el Ing. Fonseca y otra compañera (que no recuerdo su nombre, además le mando un saludo donde quiera que se encuentre :-D) entre otros chavos,  en una prueba "contra reloj" para armar individualmente una fuente de voltaje regulada con protección contra corto circuitos, en el diagrama mencionaba usar 2 transistores bipolares o BJT, recuerdo que la mayor parte de los que estábamos ahí no sabían o no recordaban el cómo identificar los pines de los transistores con el  multímetro, por lo que tenían que estar buscando la matrícula en el manual de reemplazo ECG (descontinuado en la actualidad) o en su sucesor el NTE.

Lo que tomaba un tiempo considerable el estar buscando la matrícula en el manual, y algunas figuras del mismo, para su servidor, se hacían medio confusas. La ventaja de mis compañeros y yo, fue que el profesor que nos capacitó para dichas pruebas, previamente nos había enseñado a identificar los pines de un transistor (emisor, base y colector) usando el multímetro, eso nos hizo tomar un poco de ventaja de unos 10 o 15 minutos a la hora de armar el circuito que nos habían entregado los jueces. No recuerdo el resultado de los demás, sólo recuerdo que el día de clausura del evento, aunque en las evaluaciones de teoría no me fue muy bien, el armar el circuito de la fuente y el de un contador ascendente/descendente me ayudaron bastante a mejorar la puntuación final, lo que me valió pasar a la siguiente etapa del evento, la cual se realizó en la ciudad de Durango, Dgo. (un saludo a los compañeros de ese estado, aún recuerdo el corrido de Durango que nos enseñó a cantar la chica que fue nuestra guía, mientras estuvimos de visita en el parque Guadiana).

Después de esta anécdota veamos algo de historia y construcción de un transistor bipolar, para comprender un poco mejor el cómo funciona el transistor y el por qué, de las lecturas que muestra el multímetro al hacer las mediciones.

Historia

Durante el periodo de 1904 a 1947, el tubo al vacío fue, sin duda, el dispositivo electrónico de mayor interés y desarrollo (pregúntenle a sus abuelitos). El diodo de tubo al vacío fue presentado por J.A Fleming en 1904. Poco tiempo después en 1906, Lee De Forest le añadió un tercer elemento al diodo al vacío, denominado “rejilla de control”, con lo que se originó el primer amplificador; el tríodo. En los años siguientes, la radio y la televisión proporcionaron un gran estímulo a la industria de los bulbos. 

Sin embargo, en la tarde del 23 de diciembre de 1947 (como verán, no siempre todos están con los preparativos de la cena de navidad X-D), Walter H. Brattain y John Bardeen demostraron la acción de amplificación del primer transistor en los laboratorios Bell Telephone. Las ventajas de este dispositivo de estado sólido de tres terminales sobre el bulbo se manifestaron de inmediato: era más pequeño y ligero, no tenía requerimientos de calentamiento o disipación de calor, tenía una construcción resistente y era más eficiente debido a que el mismo dispositivo absorbía menor potencia.

Construcción del transistor

El transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que consta ya sea de dos capas de material tipo N y una capa tipo P, o bien de dos capas de material tipo P y una tipo N. Al primero se le denomina transistor NPN mientras que al segundo PNP. La capa del emisor (E) se encuentra fuertemente dopada, la de la base (B) ligeramente dopada y la del colector  (C) muy poco dopada. La base (B) del transistor generalmente es muy estrecha y poco dopada, para que tenga lugar poca recombiación de portadores provenientes del emisor (E), para que éstos fluyan hacia el colector (C). De lo contrario una región extensa de la base (B), provocaría que el transistor se comportara como si se tratase de dos diodos unidos por el cátodo o el ánodo.

Ahora en el presente video, se da una breve explicación de cómo identificar las terminales de un transistor, utilizando un multímetro digital.

¡Muchas gracias por leer esta entrada!

ALF