Componentes Electrónicos Fundamentales: Resistencias y Condensadores

Medición de Resistencias

La **medición** de una resistencia es relativamente sencilla. Para ello, solo se necesita un **óhmetro**, que proporcionará el **valor real** de la resistencia. Para medirla, se debe conectar en **serie** con el óhmetro. Además, si la resistencia se encuentra en un circuito, es **fundamental desconectarla** (ya sea desoldando una de sus patillas o asegurándose de que el circuito esté sin alimentación) antes de medirla. Bajo ninguna circunstancia se debe medir una resistencia mientras sus dos extremos permanezcan conectados a un circuito, ya que esto **falsearía la medida**. Para conocer el **valor nominal** (de fábrica) de una resistencia, se utiliza el **código de colores**.

Tolerancia en Resistencias

La **tolerancia** en las resistencias surge debido a que ciertos valores específicos pueden ser difíciles de encontrar en el mercado. Esta característica permite utilizar resistencias con un valor aproximado al deseado, lo cual es útil al diseñar o implementar un proyecto.

Potencia de Disipación en Resistencias

Cuando una **corriente eléctrica** atraviesa una resistencia debido a una **diferencia de potencial** (voltaje) aplicada, la resistencia **disipa energía eléctrica** en forma de **calor**. Cuanto mayor sea el flujo de corriente, más se calentará la resistencia. Este fenómeno se conoce como **potencia de disipación** de una resistencia. Para determinar la potencia nominal de una resistencia, es necesario considerar su tamaño físico, que generalmente está relacionado con su capacidad de disipación.

Conductancia y Conductividad

La **conductancia** es la propiedad opuesta a la resistencia, es decir, representa la **facilidad** con la que un material permite el paso de la **corriente eléctrica**. Un material con alta conductancia será un **excelente conductor**. La conductancia es la **inversa de la resistencia**: G = 1/R. Su unidad en el Sistema Internacional es el **Siemens (S)**. De manera análoga a la resistividad para la resistencia, la **conductividad** es la propiedad relacionada con la conductancia. La conductividad es la **inversa de la resistividad**: γ = 1/ρ.

Resistencias Fijas

Las **resistencias fijas** se insertan en los circuitos con la función principal de **oponerse al paso de la corriente eléctrica**, es decir, de **limitarla** para que no exceda un valor predeterminado.

Concepto de Resistencia Eléctrica

Una **resistencia** es un **componente eléctrico** diseñado para **oponerse al flujo de la corriente eléctrica**. La **corriente eléctrica** se define como el **flujo (movimiento) de electrones** a través de un circuito o de un componente (receptor) dentro de él. Dependiendo del **tipo**, **material** y **sección (grosor)** del conductor por el que deban pasar los electrones, estos encontrarán mayor o menor dificultad. Un **buen conductor** ofrecerá una resistencia mínima al paso de los electrones, mientras que un **aislante** presentará una resistencia tan elevada que impedirá su circulación. Este **esfuerzo** que los electrones deben vencer para circular es, precisamente, la **resistencia eléctrica**. En general, todo material posee una **resistencia intrínseca**, la cual depende de su **estructura interna**, la presencia de **impurezas** y su **composición atómica**. Para medir el valor de las resistencias se utiliza un instrumento denominado **óhmetro**, y su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el **Ohmio (Ω)**.

Resistividad

La **resistividad** describe el **comportamiento de un material** frente al paso de la corriente eléctrica, proporcionando una indicación de su capacidad como **conductor** o **aislante**. Un **valor alto de resistividad** indica que el material es un **mal conductor**, mientras que un **valor bajo** señala que es un **buen conductor**. Generalmente se designa con la letra griega minúscula **rho (ρ)** y se mide en **ohmios por metro (Ω·m)**. Aunque también puede expresarse en **ohmios por milímetro cuadrado por metro (Ω·mm²/m)** para simplificar ciertos cálculos y conversiones de unidades. Generalmente, la **resistividad de los metales aumenta con la temperatura**, mientras que la **resistividad de los semiconductores disminuye** con el incremento de la temperatura.

Condensadores (Capacitores)

Un **capacitor** o **condensador** es un **componente eléctrico** formado por dos conductores (placas) separados por un **material aislante** o **dieléctrico**. El capacitor es, junto con la batería, el principal dispositivo capaz de **almacenar carga eléctrica**. El comportamiento de los capacitores se fundamenta en fenómenos asociados con los **campos eléctricos**. La fuente del campo eléctrico es la **separación de carga** o la **diferencia de potencial (voltaje)**. Si el voltaje varía con el tiempo, el campo eléctrico también lo hará. Un **campo eléctrico variable en el tiempo** produce una **corriente de desplazamiento** en el espacio que ocupa dicho campo. La **capacitancia (C)** es el parámetro que describe la capacidad de un capacitor para almacenar carga y se mide en **faradios (F)**.

Tipos de Condensadores

• Electrolíticos: Tienen el dieléctrico formado por papel impregnado en electrólito. Siempre presentan **polaridad** y una capacidad superior a **1 µF**.
• Electrolíticos de Tantalio (o de Gota): Emplean como dieléctrico una finísima película de óxido de tantalio amorfo, lo que les confiere un poder aislante mucho mayor con un menor espesor. También presentan **polaridad** y una capacidad superior a **1 µF**. Su característica forma de “gota” les da su nombre común.
• De Poliéster Metalizado (MKT): Suelen tener capacidades inferiores a **1 µF** y tensiones de trabajo a partir de **63V**. Su estructura se forma a partir de dos láminas de policarbonato recubiertas por un depósito metálico, las cuales se bobinan juntas.
• De Poliéster: Similares a los anteriores, pero con un proceso de fabricación ligeramente diferente. En ocasiones, se presentan en forma plana con sus datos impresos en bandas de color, siendo conocidos como condensadores “de bandera”. Su capacidad máxima suele ser de **470 nF**.
• De Poliéster Tubular: Similares a los anteriores, pero enrollados de forma cilíndrica, sin aplastar.
• Cerámico “de Lenteja” o “de Disco”: Son los condensadores cerámicos más comunes. Sus valores de capacidad oscilan entre **0.5 pF** y **47 nF**. En ocasiones, sus datos se imprimen en forma de bandas de color.
• Cerámico “de Tubo”: Sus valores de capacidad son del orden de los **picofaradios** y, generalmente, ya no se utilizan debido a su significativa **deriva térmica** (variación de la capacidad con las fluctuaciones de temperatura).

Propiedades de un Capacitor

1. El **voltaje** entre los terminales de un capacitor **no puede cambiar instantáneamente**, ya que esto implicaría una corriente infinita, lo cual es físicamente imposible.
2. Si el voltaje entre los terminales es **constante (DC)**, la **corriente del capacitor es cero**. Esto se debe a que no es posible establecer una corriente de conducción a través del material dieléctrico. En presencia de un voltaje constante, un capacitor se comporta como un **circuito abierto**.
3. Un **voltaje variable en el tiempo (AC)** puede producir una **corriente de desplazamiento**.
4. El capacitor permite un **cambio instantáneo en su corriente de terminal**.

Asociación de Condensadores

La **capacidad equivalente** de una asociación de condensadores se define como la capacidad de un único condensador que, al ser sometido a la misma diferencia de potencial, almacena la misma carga total. Existen dos configuraciones básicas para la asociación de condensadores: la **asociación en paralelo** y la **asociación en serie**. Gran parte de las configuraciones más complejas pueden reducirse a combinaciones de estas dos. La asociación de condensadores permite obtener **valores de capacidad equivalentes** que quizás no estén disponibles directamente como componentes comerciales.

Asociación en Paralelo

En una **asociación en paralelo**, todos los condensadores están conectados entre el mismo par de nodos, lo que implica que la **diferencia de potencial (voltaje)** entre sus armaduras es la misma para todos. La **carga total** almacenada por la asociación es la suma de las cargas individuales de cada condensador. El condensador equivalente almacenará la misma carga total al ser sometido a la misma diferencia de potencial.

Asociación en Serie

En una **asociación en serie**, la segunda placa de un condensador se conecta a la primera placa del siguiente, y así sucesivamente. De esta forma, las placas internas conectadas entre sí forman conjuntos aislados y equipotenciales. El intercambio de cargas se produce únicamente entre la primera armadura del primer condensador y la última armadura del último condensador. Sin embargo, debido a la **influencia electrostática** entre las armaduras, **todos los condensadores en serie almacenan la misma cantidad de carga**.