domingo, 7 de marzo de 2021

Potenciómetros - Resistencias Variables

¿Qué es un potenciómetro?
En pocas palabras y como la mayoría lo conocemos es:

"Un potenciómetro es un resistor variable"
¿Cómo funciona? ¿Qué es un potenciómetro?
Un potenciómetro es un resistor eléctrico con un valor de resistencia variable y generalmente ajustable manualmente. Los potenciómetros utilizan tres terminales y se suelen utilizar en circuitos de poca corriente, para circuitos de mayor corriente se utilizan los reostatos. En muchos dispositivos eléctricos los potenciómetros son los que establecen el nivel de salida. Por ejemplo, en un altavoz el potenciómetro ajusta el volumen; en un televisor o un monitor de ordenador se puede utilizar para controlar el brillo.

El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios (símbolo Ω) como las resistencias, y el valor del potenciómetro siempre es la resistencia máxima que puede llegar a tener. La mínimo lógicamente es cero. Por ejemplo un potenciómetro de 10KΩ puede tener una resistencia variable con valores entre 0Ω y 10.000Ω.

Puede variar su resistencia gracias a sus tres terminales que tiene y su contacto giratorio, a consecuencia de poder variar su resistencia, entonces puede varar el voltaje y la corriente eléctrica. Las unidad del potenciómetro son los Ohms (Ω) al igual que las resistencias, el potenciómetro viene dado con su valor máximo, 

Por ejemplo 

Si el potenciómetro es de 5kΩ, el valor del potenciómetro podrá variar de los 0Ω hasta los 5kΩ.


 Su forma física es el siguiente:
Potenciómetro
Y su simbología es la siguiente:

Potenciómetro simbología
Ahora... ¿Cómo conecto las tres terminales en mi circuito?
Las tres terminales que tiene el potenciómetro se pueden colocar de la siguiente manera:

Una terminal va conectada a la fuente de electricidad.
Otra va conectada a la terminal de en medio que es dónde varía el voltaje.
Una terminal a tierra.
Podrás observar nuestro voltaje variará al mover el contacto giratorio, si lo colocamos al máximo, tendremos la resistencia máxima, y si colocamos la resistencia a cero ohms, tendremos un corto circuito o un "cable" ya que la resistencia será casi nula.

 Funcionamiento y construcción:
Tenemos dos tipos de potenciómetros:

Impresos
Bobinados
Potenciómetros impresos:
Estos son los más comunes, están construidos con una pista de carbón circular que funciona como la resistencia, esta pista está cubierta con un soporte metálico, las terminales de los extremos conectan con la pista de carbón, y la terminal del centro es la que hace variar la resistencia por medio del contacto giratorio.

Construcción de un potenciómetro
Potenciómetros bobinados:
Construidos con un arrollamiento circular de un material resistivo, y con un cursos se varía la resistencia, estos potenciómetros suelen ser más grandes que los impresos.
Potenciómetro bobinado

 Tipos de potenciómetros:
Potenciómetros preajustables.
Potenciómetros de mando.
Potenciómetros digitales.
Potenciómetros de membrana.
Reóstatos.
Potenciómetros preajustables
Estos potenciómetros vienen con un voltaje de salida ya definido desde que se fabrican, y no se puede modificar esta medida desde el exterior, se tienen que abrir y entonces cambiar la resistencia.

 Potenciómetros de mando
Estos potenciómetros son los más comerciales y conocidos por todos los estudiantes, se puede variar su resistencia manualmente.

 Potenciómetros digitales
Estos potenciómetros por medio de señales digitales de entrada, varían la resistencia entre dos terminales, suelen ser muy usados en circuitos digitales.

 Potenciómetros de membrana
Como lo dice su nombre, por medio de una membrana que se deforma pueden variar su resistencia eléctrica, también pueden varar por el campo electromagnético, se suelen usar como sensores.
 Reóstatos

Estos son muy parecidos a los potenciómetros comunes y corrientes, pero la diferencia es que solo manejan dos terminales, estos potenciómetros se caracterizan por soportar corrientes muy elevadas, los podemos encontrar en ingeniería eléctrica y en industrias.


 Aplicaciones de los potenciómetros:
En audio:
Al variar la resistencia del potenciómetro podemos controlar el volumen, cuando movemos la perilla del volumen en nuestros radios lo que hacemos es mover un potenciómetro para controlar el volumen.
Potenciómetros como audio
 Para iluminación:
También, sabemos que al controlar la resistencia podemos controlar la corriente y por tanto, controlar la luminiscencia con que la alumbrará una lámpara, led, foco etc. Y de esa manera podemos controlar que tanto queremos que alumbre con elemento luminoso.
Controlar un LED con un potenciómetro

 Sensores:
Se utilizar para censar posición angular o desplazamiento. al variar su posición de ángulo, varían la resistencia en ellos.

Potenciometro Antilogarítmico.

El potenciómetro Antilogarítmico no describe una curva suave en su recorrido resistivo, más bien describe una curva ascendente por tramos. 
Se identifica con una letra F y es utilizado en circuitos con amplificadores operacionales, para hacer ajustes críticos en la adaptación de señales de algunos sensores.

Potenciómetro Antilogarítmico Potenciómetro Antilogarítmico curva.

Potenciometro Multivueltas. 

El potenciómetro  multivueltas es utilizado en aplicaciones que requieran precisión en el ajuste. Posee un tornillo que ralentiza el giro de su eje, para lograr mayor resolución  en su escala resistiva.

El potenciómetro  multivueltas aspecto fisico.

Trimmer
Es un potenciómetro en versión diminuta. Se utiliza directamente sobre el Pcb (circuito impreso) con el fin de hacer ajustes ocasionales del tipo técnico, más no esta al alcance del usuario. 

Su comportamiento eléctrico es del tipo lineal y también es conocido como preset.
Trimmer.


Potenciometro de alambre. 

También  conocido como reóstato, se podría decir que el potenciometro de alambre es un potenciómetro de potencia, debido a que puede conducir corrientes altas y soportar altas temperaturas en comparación con los potenciómetros comunes. 
Saludos... Profe Dany

Resistencias: Definición, tipos y Aplicaciones

Resistores tipos definición y aplicaciones
Puede definirse como resistencia eléctrica aquella oposición al flujo de electrones, cuando estos se mueven por medio de un conductor. En el Sistema Internacional la unidad de resistencia es representada con la letra griega Omega (Ω) y se le conoce como el ohmio. unidad que corresponde a la resistencia eléctrica, los resistores transforman la energía eléctrica en energía calorífica, si no se escoge bien un resistor, puede quemarse y dañar parte del circuito en dónde se encuentre. 

Los resistores son los elementos más usados para la introducción de análisis de circuitos eléctricos, con resistores en serie, resistores en paralelo y resistores en circuito mixto. Al igual que los resistores conectador en cierta forma, se pueden reducir a resistores equivalentes.

En la siguiente imagen se muestra un resistor de carbón de forma física.

 Tipo de resistores
En el mercado podremos encontrar muchos resistores, de diferentes formas, tamaños, colores y precios, esto depende de su potencia, el material con el que estén construidos, la aplicación que tenga, etc. 
Primeramente podemos definir a dos grupos:

Resistores fijos.
Resistores variables.
Resistores fijos:
Estos resistores son fabricados con un valor específico y no puede variar en ningún momento, su valor en Ohms que tenga el resistor jamás variará, ahora dentro de este grupo encontramos los siguientes resistores:

Resistores de carbón
Estos son construidos de carbón o grafito, este tipo de resistores serán los más comunes que encuentren a la venta. 

Este tipo de resistores tienen forma de una barra cilíndrica, se fabrican con grafito y carbón, así que los podemos catalogar como una subtipo de los anteriores resistores, en los extremos del resistores se colocan a presión unos pequeños casquillos y ahí es dónde se soldan las terminales. Los resistores se bañan en resina y los plastifican.


Resistores metálicos.
Estos resistores son fabricados con óxidos metálicos, metal o aleaciones, claramente no son resistores totalmente metálicos porque resultaría peligroso al entrar en contacto con ellos cuando esté circulando una corriente eléctrica, en este tipo de resistores encontramos los de capa metálica, película metálica y los resistores bobinados.


Resistor metálico

Resistor de alambre enrollado
En estos resistores, un alambre de manganina se enrolla alrededor de un cilindro de material aislante. El coeficiente de resistencia a la temperatura es prácticamente cero. El cable enrollado tiene una cubierta aislante para poder manejar el resistor sin problema, estos resistores se encuentran en diferentes tamaños y clasificaciones dependiendo de la longitud y diámetro del cable.

Resistores variables


Termistor:
Es un resistor térmico que varia su resistencia con el cambio de temperatura, su coeficiente de temperatura es negativo, en otras palabras, su resistencia disminuirá al aumento de temperatura, los termistores están hechos de materiales semiconductores, algunas aplicaciones de estos termistores es proteger circuitos de cambios de temperatura repentinos.

Termistor negro


Fotorresistor
También llamado LDR, esta resistencia varía dependiendo de la cantidad de luz que incida sobre ella, a mayor luz, menos resistencia. Están hechas de sulfuro de cadmio, cuando un rayo de luz incide sobre la superficie del fotorresistor, los electrones que contiene se expulsan y aumenta la conductividad y es por esto que la resistencia baja. 
También podemos decir que la resistencia será alta a la oscuridad.


LDR

Potenciómetro
Es un resistor variable, constan de 3 terminales, si se conectan dos terminales de estas 3 (las terminales correctas) podremos variar la resistencia de un valor máximo a un valor mínimo por medio de una pequeña perilla la cual deberemos dar vuelta, si se conectan otras dos terminales (las terminales correctas) tendremos un resistor fijo, y su valor en Ohm será el valor máximo.
En su interior cuenta con una barra resistiva y en esta entrar en contacto las 3 terminales.
Potenciómetro resistivo


Potencia en los resistores
Los resistores al producir calor (como se mencionó anteriormente) están en riesgo que ese calor aumente a tal punto que el resistor se prenda en fuego y cause una accidente en el circuito. Cuando vayas a comprar un resistor, deberás saber a qué "Potencia" lo necesitas, y bien.... ¿Cómo rayos se de cuánta potencia necesito el resistor?

Para saber la potencia que necesito, deberás analizar el circuito en dónde se encuentra tu resistor a usar, y deberás calcular su voltaje y corriente que circule por tal resistor, por ejemplo:

Si tengo un resistor de 400 Ohms con estos valores:

V = 10 V

I = 25mA

Para saber la potencia aplicamos la fórmula:

P = VI

P = (10V)(25mA) = 250mW

Ahora sabemos que el resistor debe tener una potencia de 250 mW, pero....los fabricantes solo fabrican valores estándar de potencias en resistores que son:

 1/8 W = 125 mW

1/4 W = 250 mW

1/2 W = 500 mW

1 W

2 W

5 W

Y valores más elevados.

Para nuestro ejemplo deberíamos comprar un resistor de 400 Ohms a 1/4 W ya que es la potencia que tiene el resistor.

Resistores código de colores

Para saber los valores de los resistores, estos tienen unas bandas de colores que por medio de un código de colores podemos saber su valor, existen código de colores de 3, 4 y 5 bandas, mientras más bandas tenga, el valor es más exacto.

Código de colores 4 bandas.
En el código de 4 bandas, la primera y segunda banda son los primeros números del valor, y la tercer banda es el multiplicador y la cuarta banda su tolerancia como se muestra en la imagen:


Código de 4 bandas de resistores

Ejemplo:

Si tenemos estos colores


Y respecto a la tolerancia, el valor de 6.2 MΩ puede tener +5% o -5% de su valor, es decir, el resistor puede tener valores entre:

5.875 MΩ y 6.525 MΩ

Entre esos rangos puede tener el valor el resistor, si no se encuentra en ese rango, el resistor no es de buena calidad.


Códigos de colores 5 bandas.
En este código las primeras tres bandas son los números del valor y la cuarta el multiplicador, la quinta banda es la tolerancia de esta. El procedimiento para saber el valor es igual al de 4 bandas.


Código de 5 bandas de resistores

Resistores comerciales
Como ya te mencionamos, los fabricantes de resistores no se pondrán a hacer resistores de todas las unidades, solo fabrican ciertas unidades que se encuentran ya estandarizadas, si no logras conseguir un resistor que necesites porque no es comercial, puedes hacer combinaciones de resistores en serie y paralelo para obtener el valor, o bien usar un potenciómetro.

A continuación te mostramos los resistores comerciales existentes (código de 4 bandas):

Y aquí te mostramos los resistores comerciales pero con el código de colores (4 bandas):
luego en clase vemos algunos ejemplos más... Saludos profe Dany 😄