Cómo funcionan las resistencias y sus aplicaciones en los circuitos

Una resistencia es un componente electrónico común que limita el tamaño y la dirección de la corriente. Las resistencias funcionan explotando las propiedades resistivas de un material, que es lo bien que bloquea el flujo de electricidad. La unidad de resistencia es ohmios (Ω), y el tamaño de la resistencia depende del tipo, la forma y la temperatura del material. El valor de resistencia de una resistencia generalmente se identifica mediante un código de barras o número de color, y los diferentes colores representan diferentes valores.

Las resistencias son ampliamente utilizadas en circuitos. Pueden realizar funciones como control de corriente, división de voltaje, filtrado, polarización y coincidencia. El control de corriente es la función más básica de una resistencia. Puede ajustar el tamaño de la corriente de acuerdo con la ley de Ohm (V = IR), donde V es el voltaje, I es la corriente y R es la resistencia. Por ejemplo, si hay una fuente de alimentación de 5 V y una resistencia de $ 100 Ω en un circuito, la corriente a través de la resistencia es de 5 V / 100 Ω = 0,05 A o 50 mA. Si la resistencia se reemplaza con $ 200Ω$, entonces la corriente se convierte en 5V / 200Ω = 0.025A, que es 25mA. De esta manera, la magnitud de la corriente se puede controlar cambiando el valor de resistencia de la resistencia.

Las resistencias también se pueden utilizar para proteger otros componentes del circuito. Por ejemplo, si hay una fuente de alimentación de 5 V y una resistencia de 1 Ω en un circuito, entonces la corriente a través de la resistencia es de 5 V / 1 Ω = 5 A, que puede ser demasiado grande. , lo que hace que el circuito se sobrecaliente o se dañe. Para evitar esta situación, puede agregar una resistencia adecuada al circuito, como $ 100Ω$, luego la corriente se reducirá a 5V / 100Ω = 0.05A, que es 50mA, protegiendo así la seguridad del circuito.

Las resistencias también se pueden usar para dividir el voltaje, es decir, dividir un voltaje en dos o más voltajes diferentes. Esto aprovecha la ley de división de voltaje de la resistencia, lo que significa que si hay dos o más resistencias en serie en un circuito, el voltaje de la fuente de alimentación se distribuirá a cada resistencia en proporción a la resistencia. Por ejemplo, si un circuito tiene una fuente de alimentación de 10 V y dos resistencias, una de 100 Ω y otra de 200 Ω, entonces el voltaje a través de la resistencia de 100 Ω es de 10 V imes 100Ω / (100Ω + 200Ω) = 3.33V , el voltaje en la resistencia de 200Ω es de 10 V imes 200Ω / (100Ω + 200Ω) = 6.67V. De esta manera, puede obtener dos voltajes diferentes para diferentes propósitos.

Las resistencias también se pueden usar para filtrar, que es eliminar el ruido o las señales de interferencia de un circuito. Este utiliza una combinación de resistencias y condensadores o inductores para formar un filtro de paso bajo, paso alto, paso de banda o rechazo de banda. Un filtro de paso bajo solo permite el paso de señales de baja frecuencia, un filtro de paso alto solo permite el paso de señales de alta frecuencia, un filtro de paso de banda solo permite el paso de un cierto rango de señales de frecuencia y un filtro de paso de banda solo bloquea un cierto rango de frecuencias. Pasa la señal de frecuencia. Por ejemplo, si un circuito tiene una resistencia de 100 Ω y un condensador de 1 μF en paralelo, entonces el circuito es un filtro de paso bajo y su frecuencia de corte es 1 / (2pi RC) = 1.59kHz, es decir, solo las frecuencias por debajo de Solo las señales a 1.59kHz pueden pasar, y las señales por encima de 1.59kHz se filtrarán.

Las resistencias también se pueden usar para polarizar, es decir, para proporcionar un voltaje o corriente de funcionamiento estable para ciertos componentes de un circuito. Esto utiliza la función de división de voltaje de la resistencia para proporcionar un voltaje de polarización o corriente adecuados para los transistores, diodos, amplificadores operacionales y otros componentes del circuito para mantenerlos en condiciones normales de funcionamiento. Por ejemplo, si hay una fuente de alimentación de 10 V y una resistencia de 100 Ω en un circuito, entonces habrá un voltaje de 10 V a través de la resistencia. Si la base de un transistor está conectada a un extremo de la resistencia, entonces la base del transistor El voltaje es de 10V, lo que enciende el transistor.

Las resistencias también se pueden usar para coincidir, es decir, que las resistencias de diferentes partes de un circuito sean iguales o similares para aumentar la eficiencia y la estabilidad del circuito. Esto aprovecha las características de impedancia de la resistencia, es decir, cuánto bloquea la resistencia las señales de CA. La impedancia también se mide en ohmios (Ω), y su magnitud depende de la frecuencia de la señal y de la inductancia o capacitancia de la resistencia. La impedancia de una resistencia se puede calcular utilizando la ley de Ohm (V = IZ), donde V es el voltaje, I es la corriente y Z es la impedancia. Por ejemplo, si un circuito tiene una fuente de CA de 10 V y una resistencia de 100 Ω, la corriente a través de la resistencia es de 10 V/100 Ω = 0,1 A, independientemente de la frecuencia de la fuente. Si conecta una carga de 100 Ω a un extremo de la resistencia, entonces el circuito coincide y la energía de la fuente de alimentación se puede transferir completamente a la carga. Si la impedancia de la carga no es de 100 Ω, entonces el circuito no coincide y parte de la energía de la fuente de alimentación se reflejará, lo que provocará pérdidas e interferencias en el circuito.

En resumen, el principio de funcionamiento de una resistencia es utilizar las características de resistencia del material para limitar y distribuir la corriente. Las resistencias son ampliamente utilizadas en circuitos. Pueden realizar control de corriente, división de voltaje, filtrado, polarización, coincidencia y otras funciones, que facilitan el diseño y la optimización de circuitos. Comprender cómo funcionan las resistencias y los conceptos básicos de los circuitos puede ayudarnos a comprender y usar mejor los dispositivos electrónicos.