Introducció
Una propietat dels materials és la seva resistència
elèctrica, és a dir, l'oposició que
presenten al pas del corrent elèctric a través
d'ells. En els circuits electrònics s'utilitzen components
que aprofiten aquesta propietat per aconseguir una determinada
caiguda de tensió o limitar la intensitat del corrent
en un circuit. Aquests elements s'anomenen de forma general
resistències o resistors i n'hi ha
de diferents tipus. Una primera classificació està
determinada per la seva resposta a la relació entre
tensió i intensitat:
R representa la resistència elèctrica; la seva unitat és l'ohm (
).
V representa la tensió elèctrica aplicada a la resistència; la seva unitat és el volt (V).
I representa la intensitat de corrent; la seva
unitat és l'amper (A).
Si aquesta relació és constant, és a
dir, en representar-la en una gràfic cartesià
V =
f(
I) el resultat és una línia
recta, es diu que el resistor és
lineal, i si
no ho és, diem que el resistor és
no lineal.
De resistors lineals n'hi ha que són
de valor fix i d'altres de valor variable entre uns límits.
Poden ser de dos terminals, anomenats reòstats
o resistors variables, o de tres terminals, anomenats potenciòmetres.
| Resistor fix |
|
|
| Reòstat |
|
|
| Potenciòmetre |
|
|
De resistors no lineals n'hi ha de
diferents tipus, però aquí només
ens referirem als resistors sensibles a la llum
o LDR, de l'anglès Light Dependant
Resistor. En aquest cas, la resposta típica
V = f (I) és una corba irregular i el seu
valor resistiu varia en funció de la il·luminació
incident a la seva part sensible. El valor resistiu de
l'LDR disminueix en augmentar la il·luminació
i augmenta el seu valor en disminuir la intensitat de la
llum. Hi ha altres resistors no lineals, com les resistències
sensibles a la temperatura i els potenciòmetres
logarítmics.
| Resistor sensible a la llum
LDR |
|
|
El valor d'una resistència pot arribar
a ser molt elevat; per aquest motiu, és habitual
emprar múltiples per expressar-lo: el quiloohm (k)
i el megaohm (M).
Els resistors transformen l'energia elèctrica
que reben en energia calorífica; és l'anomenat
efecte Joule. Una resistència en un circuit
elèctric s'escalfa i dissipa aquesta energia a l'aire
en forma de calor. Si no pot transferir aquesta energia
ràpidament a l'aire augmenta la temperatura i es
pot cremar. El paràmetre elèctric que permet
preveure aquesta situació és la potència
màxima que la resistència pot dissipar. De
forma general, podem dir que com més potència
pot dissipar un resistor més gran és el seu volum.
La potència que un resistor dissiparà en una aplicació es pot calcular amb aquestes expressions:
La potència es mesura en watt (W).
Resistències connectades
en sèrie
Un dels circuits elèctrics bàsics
és el circuit sèrie. En un circuit sèrie
només hi ha una malla o circuit tancat, per tant,
només hi ha un camí per al corrent. La caiguda de tensió o tensió a cada resistència
és el producte de la intensitat pel valor de la resistència
corresponent, i la suma de les caigudes de tensió
parcials és igual a la tensió del generador.
El generador entén el circuit com una resistència
única; és el que s'anomena resistència
total o equivalent. En el cas de resistències en
sèrie, el valor de la resistència total és
igual a la suma dels valors de les resistències.
El valor de la resistència total o equivalent sempre
serà més gran que la resistència de
valor més alt:
L'exemple s'ha descrit per al cas de tres resistències,
però es pot generalitzar a qualsevol nombre.
Resistències connectades en paral·lel
En la connexió en paral·lel, el circuit es
tanca des del generador a través de cada una de les
resistències connectades, per tant, hi ha tants camins
per al corrent com resistències. El corrent que surt
del generador és la suma dels corrents individuals
de cada un dels resistors. El valor de caiguda de tensió
a cada resistència és el mateix per a totes
i a més coincideix amb la tensió del generador.
El càlcul del valor de la resistència total
és més complicat perquè es dedueix de la inversa
(1/x) de la suma de les inverses de cada una de les resistències.
El valor de la resistència total sempre serà
més petit que la resistència de valor més
baix:
Resistències
fixes
A l'hora de comprar una resistor, resulta
que no està disponible qualsevol valor perquè la indústria electrònica va convenir
un conjunt de valors normalitzats als quals s'ha d'adaptar
l'usuari. Així, per exemple, no és possible
trobar un resistor de 31,5 ;
a la sèrie normalitzada hi ha un resistor de 30
i el
següent és de 33 ,
per tant, a la pràctica s'haurà d'escollir
un d'aquests dos valors.
El codi de colors
Per indicar el valor de la resistència
sobre el cos del resistor, es va optar per fer-ho amb
unes franges de color en lloc d'escriure-hi el valor numèric.
Això permet muntar el resistor en un circuit en
qualsevol posició i sempre se'n pot desxifrar el
valor.
| Color |
Franja 1 |
Franja 2 |
Franja 3 |
Franja 4 |
| Negre |
0 |
0 |
- |
|
| Marró |
1 |
1 |
0 |
± 1% |
| Vermell |
2 |
2 |
00 |
± 2% |
| Taronja
|
3 |
3 |
000 |
|
| Groc |
4 |
4 |
0
000 |
|
| Verd |
5 |
5 |
00
000 |
|
| Blau |
6 |
6 |
000
000 |
|
| Violeta |
7 |
7 |
|
|
| Gris |
8 |
8 |
|
|
| Blanc |
9 |
9 |
|
|
| Or |
|
|
:10 |
± 5 % |
| Plata |
|
|
:100 |
± 10 % |
| Exemple |
Groc |
Violeta |
Vermell |
Or
|
|
4
|
7
|
00
|
± 5 %
|
Valor nominal = 4.700 |
Tolerància = ± 5 %
|
Tolerància
En la fabricació d'una resistència
no es pot aconseguir sempre el valor exacte, per això
s'indica la tolerància o percentatge de variació
respecte del valor nominal, de manera que com menor és
la tolerància major és l'aproximació al
valor nominal. En el cas de l'exemple, el valor real de
la resistència està entre els valors següents:
Valor màxim = 4.700 + 4.700 ·
(5/100) = 4.700 (1 + 0,05) = 4.935
Valor mínim = 4.700 - 4700 · (5/100) = 4.700
(1 - 0,05) = 4.465
