Sobre las resistencias de las placas de circuito: Todo lo que quieres saber

Resistencias de placa de circuito Son componentes fundamentales de los circuitos electrónicos. Estos pequeños pero significativos elementos controlan el flujo de corriente y voltaje en las placas de circuito impreso (PCB).

Las resistencias son los componentes más comunes que vemos en una placa de circuito. Estos componentes básicos del diseño electrónico desempeñan varias funciones clave:

● Control del flujo de corriente en circuitos

● División de voltaje entre componentes

● Creación de calor en aplicaciones específicas

● Protección de componentes sensibles contra daños

● Establecer condiciones de funcionamiento adecuadas

La electrónica moderna depende en gran medida de resistencias para mantener un funcionamiento estable y fiable de los circuitos. Los diseñadores de PCB consideran las resistencias como los "controladores de tráfico" de la corriente eléctrica, garantizando que cada componente reciba la cantidad correcta de corriente y voltaje para su correcto funcionamiento.

Las resistencias cumplen múltiples funciones críticas en las placas de circuitos. Protegen los componentes sensibles limitando el flujo de corriente a niveles seguros y estableciendo las condiciones de polarización adecuadas para componentes activos como transistores y circuitos integrados. Los diseñadores de circuitos las utilizan para crear circuitos de temporización, filtrar señales no deseadas y ajustar los niveles de ganancia en los circuitos amplificadores.

Las aplicaciones de tierra suelen requerir un control preciso de la corriente. Los circuitos LED necesitan resistencias para evitar que los LED consuman demasiada corriente y se quemen. Los circuitos analógicos utilizan resistencias para crear divisores de tensión que proporcionan niveles de tensión específicos para diversos componentes.

Las resistencias son vitales para la gestión de la energía. Disipan el exceso de energía en forma de calor y protegen a otros componentes de daños causados ​​por voltaje o corriente excesivos. Los circuitos digitales necesitan resistencias pull-up o pull-down para garantizar niveles lógicos adecuados y evitar entradas flotantes que podrían causar un comportamiento impredecible.

Los profesionales del diseño y la reparación de electrónica deben comprender el funcionamiento de las resistencias en las placas de circuitos. Las siguientes secciones analizarán en profundidad los distintos tipos de resistencias y sus aplicaciones específicas.

Tipos de resistencias utilizadas en PCB

Hoy en día se utilizan muchas resistencias diferentes en las placas de circuitos, cada una con su propia función. Veamos las más comunes y sus características especiales.

Las resistencias de composición de carbono son las más antiguas que existen. Combinan polvo de carbono con cerámica y pueden manejar pulsos de alta energía a temperaturas de hasta 350 °C. Funcionan con voltajes de hasta 15 kV.

Las resistencias de película de carbono ofrecen rangos de resistencia de 1 ohmio a 22 megaohmios, con tolerancias de entre ±5 % y ±0.5 %. Son ideales para aplicaciones de uso general.

Las resistencias de película metálica representan un gran avance en precisión. Estos componentes ofrecen rangos de resistencia de 1 ohmio a 1 megaohmio, con impresionantes tolerancias de ±1 % a ±0.01 %. Su coeficiente de temperatura oscila entre ±15 y ±25 ppm/°C.

Las resistencias de película de óxido metálico superan a otros tipos en varios aspectos:

● Capacidades de clasificación de potencia

● Manejo de voltaje

● Funcionamiento a alta temperatura hasta 450 °C

Según nuestra experiencia, las resistencias bobinadas destacan por su precisión y capacidad de gestión de potencia. Ofrecen valores de resistencia de 0.1 ohmios a 10 kiloohmios, con tolerancias de ±5 % a ±0.02 %.

Las resistencias de composición cerámica son excelentes para manejar pulsos de alta energía. Se encuentran a menudo en fuentes de alimentación de alto voltaje y circuitos amortiguadores RC.

Las resistencias fusibles funcionan de dos maneras: actúan como resistencias normales hasta que la corriente supera un límite establecido y, entonces, como fusibles. Muchos productos electrónicos de alta gama, como amplificadores y televisores, las utilizan.

Las resistencias de ajuste, también conocidas como potenciómetros de ajuste, permiten ajustar correctamente los niveles de resistencia. Son ideales para la calibración, ya que pueden soportar varios cientos de ciclos.

Los termistores son útiles para detectar la temperatura.

Tipos de coeficiente de temperatura:

1. Coeficiente de temperatura negativo (NTC)

2. Coeficiente de temperatura positivo (PTC)

Los termistores NTC pueden ser increíblemente precisos: hasta 0.1 °C o 0.2 °C al medir temperaturas entre 0 °C y 70 °C.

Los varistores protegen los circuitos delicados contra sobretensiones. Resisten bien las corrientes de pulso de pico alto.

En ausencia de luz, los fotorresistores presentan una resistencia baja, mientras que en presencia de luz, presentan una resistencia alta.e.

Las resistencias magneto funcionan de manera diferente: a medida que aumenta la fuerza del campo magnético, también lo hace su resistencia, lo que las hace útiles para detectar la posición.

¿Cómo leer resistencias?

Leer los valores de las resistencias en las placas de circuito puede parecer complicado al principio. La buena noticia es que existen dos métodos fiables para identificar estos valores. Analicemos ambos métodos para que la identificación sea rápida y precisa.

Bandas de color

Las resistencias de orificio pasante siguen un sistema de codificación por colores que podemos decodificar con este sencillo método:

La mayoría de las resistencias vienen con cuatro o cinco bandas. Estas bandas se leen de izquierda a derecha, y la banda de tolerancia aparece al final, generalmente en oro o plata.

Códigos de marcado SMD

● Esquema de etiquetado de resistencias SMD:

○ Utiliza un código compuesto por tres o cuatro números.

● Código de 3 dígitos:

○ Primeros dos dígitos: Representa las cifras más significativas.

○ Tercer dígito: Indica el número de ceros a agregar.

○ Ejemplo: "103" = 10 + 3 ceros = 10,000 ohmios (10kΩ).

● Código de 4 dígitos:

○ Proporciona más precisión, especialmente para resistencias con tolerancia estrecha.

○ Dígito final: Actúa como multiplicador.

● Estos sistemas de etiquetado facilitan la identificación valores de resistencia de la placa de circuito.

¿Cómo seleccionar la resistencia adecuada para su PCB?

La elección correcta de la resistencia para una placa de circuito depende de varios parámetros vitales. Permítanme explicarles todo lo que ayuda a determinar la mejor opción para nuestro diseño de PCB.

Valor de resistencia

El valor exacto de resistencia que necesita nuestro circuito es lo primero. Los requisitos de corriente y voltaje de nuestro diseño determinan este valor. Seleccionamos valores estándar de la serie E (E12, E24, E96) porque están fácilmente disponibles.

Tolerancia

La tolerancia indica la diferencia entre la resistencia real y el valor nominal. Normalmente, seleccionamos lo siguiente:

●   ±1% para aplicaciones de precisión

●  ±5% para circuitos de uso general

●  ±0.1 % para circuitos de medición de alta precisión

Potencia nominal

La potencia nominal nos indica la temperatura que una resistencia puede soportar con seguridad. Calculamos la potencia máxima usando P = I²R o V²/R y, a continuación, elegimos una resistencia con una potencia nominal al menos el doble de este valor para mayor seguridad.

Coeficiente de temperatura

El coeficiente de temperatura (tempco) muestra cómo cambia la resistencia con la temperatura. Este es un factor vital en:

● Aplicaciones sensibles a la temperatura

● Equipo para exteriores

● Circuitos de alta potencia

Voltaje

Cada resistencia tiene su voltaje de funcionamiento máximo. El voltaje de funcionamiento de nuestro circuito, más el margen de seguridad, no debe superar este valor.

Tamaño

Las dimensiones físicas juegan un papel importante en el diseño de PCB moderno. WNecesitamos pensar en:

● Espacio disponible en el tablero

● Restricciones de altura de los componentes

● Requisitos de gestión térmica

● Método de ensamblaje (SMD vs. orificio pasante)

Ruido

Las características de ruido de las resistencias son importantes en circuitos analógicos sensibles. Las resistencias de película metálica ofrecen un mejor rendimiento acústico que las de composición de carbono.

Tiempo de Respuesta

Debemos prestar mucha atención al tiempo de respuesta de las aplicaciones de alta frecuencia. Estos son los factores clave:

Aplicaciones de las resistencias de PCB

Las resistencias desempeñan funciones vitales en el diseño electrónico. Analicemos sus aplicaciones comunes y cómo mejoran la funcionalidad de los circuitos.

Divisores de voltaje

Podemos usar divisores de tensión para obtener una tensión más baja de una fuente de mayor tensión. Estas configuraciones requieren dos o más resistencias en serie para crear relaciones de tensión específicas:

La limitación de corriente protege eficazmente los componentes sensibles. Algunos usos comunes son:

● Control de brillo del LED

● Protección de entrada para microcontroladores

● Regulación de la corriente de alimentación

● Control de corriente del motor

● Protección de entrada del sensor

Tirar hacia arriba/tirar hacia abajo

Las resistencias pull-up y pull-down ayudan a establecer estados lógicos definidos en circuitos digitales. Sus valores suelen oscilar entre 1 kΩ y 100 kΩ, según la aplicación. Estas resistencias evitan entradas flotantes que podrían provocar un comportamiento impredecible en los circuitos de microcontroladores.

Redes de sesgo

Las redes de polarización ayudan a establecer los puntos de operación adecuados para los componentes activos. La configuración nos permite:

● Establecer puntos de operación de CC para transistores

● Configurar etapas de ganancia en amplificadores

● Control de impedancia de entrada

● Mantener estable el funcionamiento del circuito

● Hacer que el consumo de energía sea eficiente

Las resistencias suelen desempeñar múltiples funciones en nuestros diseños. Una sola resistencia puede funcionar como limitador de corriente y elemento de polarización en un circuito controlador LED. Los divisores de tensión también funcionan bien con redes de polarización en circuitos analógicos.

Las resistencias son excelentes para la adaptación de impedancia entre etapas del circuito. Esto cobra especial importancia en diseños de alta frecuencia, donde la calidad de la señal es fundamental.

La selección y colocación inteligente de resistencias garantiza un rendimiento óptimo del circuito y protege los componentes sensibles. El diseño electrónico moderno depende en gran medida de estos componentes versátiles.

¿Cómo probar resistencias en una placa de circuito?

La prueba de resistencias de circuitos impresos requiere atención minuciosa y el uso de los métodos adecuados. Veamos métodos probados para comprobar el correcto funcionamiento de nuestras resistencias.

Inspección visual

Lo primero que se debe hacer es realizar una comprobación visual completa de la resistencia. WDebemos tener cuidado con:

● Decoloración o marcas de quemaduras

● Daños físicos como grietas o astillas

● Deterioro de la banda de color

● Cambios extraños en el color del componente

Prueba de multímetro

Usamos un multímetro digital para obtener mediciones de resistencia precisas. Esto es lo que necesitamos hacer:

1. Apague toda la energía de la placa de circuito.

2. Configure el multímetro en modo de resistencia (Ω)

3. Coloque las sondas en los cables de la resistencia.

4. Compare las lecturas con los valores esperados

5. Documente cualquier diferencia importante

Las variaciones aceptables suelen estar entre el ±5 % y el 10 % del valor indicado. Las aplicaciones de alta precisión podrían requerir tolerancias más estrictas.

Consideraciones de prueba

Hay varios factores que importan cuando probamos resistencias en circuito:

Esto sucede porque:

● Las trayectorias de corriente paralelas afectan las lecturas

● Otros componentes influyen en las mediciones

● El diseño del circuito afecta la precisión de las pruebas

WObtendremos los resultados más precisos:

● Prueba de resistencias críticas levantando un cable

● Uso de técnicas de protección para mediciones precisas

● Verificación de lecturas en ambas direcciones

● Comparación de resultados con las especificaciones de diseño

● Los entornos de pruebas automatizados utilizan:

● Equipo de prueba en circuito

● Sistemas de inspección óptica

● Inspección por rayos X para detectar defectos ocultos

Las variaciones más allá del rango de tolerancia del componente indican problemas potenciales que requieren más investigación o reemplazo.

Conclusión

Las resistencias son componentes esenciales que definen el diseño y la funcionalidad de la electrónica moderna en las placas de circuitos. Este artículo aborda todos los aspectos de estos componentes vitales, desde principios sencillos hasta aplicaciones avanzadas. Los diseñadores de PCB deben comprender los tipos, valores y aplicaciones de las resistencias para establecer circuitos fiables. Existen diversos tipos de resistencias para aplicaciones específicas. Restringen el flujo de corriente, protegen componentes delicados y dividen el voltaje con precisión.

Elegir las resistencias correctas requiere un poco de cuidado con las especificaciones. Nuestro profundo análisis de los códigos de color, las marcas SMD y cómo elegirlas te brindará los conocimientos necesarios para tomar decisiones inteligentes. Estas habilidades son muy útiles para obtener información, especialmente cuando necesitamos reparar circuitos existentes o crear nuevos. Los métodos de prueba abarcan desde la inspección visual hasta mediciones precisas con un multímetro y la comprobación de la fiabilidad de los circuitos. El control de calidad se garantiza mediante métodos de prueba adecuados. Estos métodos detectan posibles riesgos antes de que el funcionamiento del sistema se vea afectado.

Con los avances tecnológicos, las resistencias de las placas de circuito se actualizan continuamente. Ofrecen mayor precisión, fiabilidad y funcionalidad. Dado que constituyen la base del diseño electrónico, son indispensables. Los ingenieros las emplean. a Diseñar el método más rápido para crear circuitos confiables para las necesidades de ingeniería modernas.