Objetivos
Terminada la lección podrás:
- Explicar lo que es un resistor.
- Identificar la Ley de Ohm.
- Enumerar los usos de los resistores.
¿Qué es un resistor eléctrico?
Un resistor eléctrico es un componente pasivo en un circuito cuya función principal es limitar o regular el flujo de corriente eléctrica. Un resistor introduce una resistencia específica al paso de la corriente, generando una caída de voltaje en el circuito y controlando cuánta corriente puede fluir a través de él.
En la figura puedes observar un resistor. Este se distingue porque posee distintos colores que representan su resistencia. Los resistores tienen un código de colores en bandas pintadas que te permite determinar su valor de resistencia, así como su tolerancia (la precisión con la que ese valor puede variar). Este código de colores sigue un estándar internacional y se compone de entre cuatro y seis bandas. Cada color representa un número o un multiplicador específico.
Características de un resistor eléctrico:
Una de las principales caracterísiticas del resistor es que produce resistencia. La resistencia se mide en ohmios (Ω), y determina qué tan difícil es para los electrones moverse a través del resistor. Cuanto mayor es la resistencia, más difícil es que la corriente pase. Los resistores siguen la Ley de Ohm. Esta explica la relación entre la corriente, el voltaje y la resistencia se describe mediante la ecuación de la Ley de Ohm que incluye:
V=I×RV = I \times RV=I×R
Donde:
- V es el voltaje (en voltios),
- R es la resistencia (en ohmios).
- I es la corriente (en amperios).
La imagen muestra la relación entre el voltaje, la resistencia y la corriente. También el diagrama muestra como el voltaje es la multiplicación de la corriente por la resistencia. Así mmismo se pueden obtener las ecuaciones simplificadas para cada una de las variables de la ecuación: V, I y R.
Analogía Hidráulica
Existen varios tipos de resistores, incluidos los resistores fijos (con un valor de resistencia constante) y los resistores variables, como los potenciómetros, que permiten ajustar manualmente la resistencia.
La imagen de abajo es una analogía hidráulica que se utiliza para explicar conceptos básicos de electricidad. La imagen representa la fuente de alimentación, la resistencia y la corriente en el circuito.
Los elementos de la imagen incluye:
- Fuente de alimentación: Representada por una llave de agua abierta. En electricidad, esto sería una batería o una fuente de voltaje que proporciona la energía necesaria para que circule la corriente eléctrica.
- Corriente: Simbolizada por el flujo de agua a través de la manguera. En electricidad, la corriente eléctrica es el flujo de electrones a través de un conductor.
- Resistencia: Representada por la manguera, que ofrece cierta resistencia al flujo del agua. En electricidad, la resistencia es un componente que dificulta el paso de la corriente eléctrica. Se representa con la letra “R”.
- Circuito eléctrico: La manguera y los componentes conectados representan un circuito eléctrico simple.
Explicación de la analogía:
La analogía funciona de la siguiente manera:
- La llave de agua abierta es como una batería, que proporciona la energía necesaria para que el agua fluya.
- El flujo de agua a través de la manguera es similar al flujo de electrones en un circuito eléctrico.
- La manguera representa una resistencia, ya que el agua encuentra cierta dificultad para pasar a través de ella.
- El circuito eléctrico completo se forma cuando el agua fluye desde la llave, a través de la manguera y vuelve al depósito.
Esta analogía hidráulica es una forma sencilla de visualizar conceptos eléctricos como la fuente de alimentación, la corriente y la resistencia. Al comparar el flujo de agua con el flujo de electrones, se facilita la comprensión de cómo funciona un circuito eléctrico básico. Todos los modelos tienen limitaciones. Por ejemplo este modelo simplifica la realidad ya que el fenómeno de la electricidad es más complejo. Tampoco considera otros aspectos de la electricidad como la capacitancia o la inductancia. Esta imagen es útil para comprender el concepto pero no explica todas las características o complejidad del proceso.
¿Para qué se utilizan los resistores?
- Limitar la corriente: Los resistores se colocan en circuitos para limitar la cantidad de corriente que puede pasar. Esto es crucial para evitar daños en componentes sensibles, como los LED, que podrían quemarse si reciben demasiada corriente.
- División de voltaje: En configuraciones de circuitos en serie, los resistores se utilizan para crear divisores de voltaje, permitiendo obtener diferentes valores de voltaje a partir de una fuente de voltaje más alta.
- Control de la ganancia en amplificadores: En circuitos de amplificación, los resistores ayudan a controlar la ganancia (cuánto se amplifica una señal), determinando la relación entre la señal de entrada y la salida.
- Filtrar señales: En combinación con capacitores o inductores, los resistores se usan en filtros para modificar señales de corriente alterna (CA), como en circuitos de audio y comunicaciones.
- Disipación de energía: Los resistores convierten parte de la energía eléctrica en calor, lo cual es útil para controlar la cantidad de potencia en ciertos circuitos o para disipar energía en exceso.
Un resistor eléctrico es un componente clave en los circuitos eléctricos y electrónicos, utilizado para controlar el flujo de corriente, ajustar voltajes, y proteger componentes. Es esencial para la operación segura y estable de cualquier dispositivo que utilice electricidad.
Simulación
Use la simulación para predecir y explicar como cambia la corriente cuando se mantiene la resistencia constante y se aplica una fluctuación en el voltaje.
Enlaces externos para explorar
- Simulaciones: PhET
Recursos en vídeo
Por favor estudie este vídeo para entender como funciona la ley de Ohm.
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Resistor y la Ley de Ohm
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Resistor y la Ley de Ohm