Explicación de la resistencia lineal: una guía para principiantes

Quizás cuando empezaste a aprender electrónica, también te preguntaste: ¿Qué es una resistencia? En pocas palabras, una resistencia es un componente electrónico que se utiliza para impedir o restringir el flujo de corriente en un circuito. Las resistencias están por todas partes. Se Se encuentran en electrodomésticos, teléfonos inteligentes, máquinas industriales, dispositivos electrónicos automotrices e incluso equipos médicos. Son componentes esenciales para tareas básicas como la regulación de voltaje, el control de corriente o el acondicionamiento de señales. Mientras un dispositivo tenga esta función, existe.

Existen muchos tipos de resistencias, y cada una tiene su aplicación específica. En los diagramas de circuitos, las diferentes resistencias se representan mediante sus correspondientes símbolos. Generalmente, las resistencias se clasifican en dos categorías principales: resistencias lineales y resistencias no lineales. A continuación, este artículo se centrará en las resistencias lineales, incluyendo su definición, características principales, tipos comunes y diferencias con las resistencias no lineales. Aprendamos sobre ellas.

¿Qué es una resistencia lineal?

Como se mencionó anteriormente, las resistencias lineales son uno de los dos tipos principales de resistencias. Dentro del rango de funcionamiento normal de una resistencia lineal, la corriente y el voltaje siguen estrictamente la ley de Ohm V=I.×R (donde R es una constante). Se denomina resistencia lineal porque su valor de resistencia R permanece constante al variar la tensión y la corriente. Su curva característica es una línea recta que pasa por el origen, con una pendiente de 1/R, como se muestra en la siguiente figura.

En aplicaciones prácticas, "lineal" indica que la resistencia instantánea (dinámica) dV/dI del dispositivo es consistente con su resistencia nominal dentro del rango operativo esperado.

Ejemplos numéricos intuitivos (dos valores de resistencia comunes):

Características de las resistencias lineales

Las características excepcionales de las resistencias lineales las hacen altamente confiables en circuitos electrónicos. A continuación, se enumeran varias características clave que suelen verificarse durante el diseño:

1. Siga la característica de Ohm (comportamiento lineal Vi)

Significado: El voltaje es directamente proporcional a la corriente. La curva característica es una línea recta.

Impacto: relación de división de voltaje predecible, red de polarización, diseño de retroalimentación de amplificador operacional.

2. Valor de resistencia constante

Significado: Dentro del rango de trabajo, la resistencia no depende del voltaje ni de la corriente.

Impacto: El punto de trabajo es estable y la medición es repetible.

3. Precisión del valor de resistencia (tolerancia, ±0.1%, ±1%, ±5%, etc.)

Significado: La desviación permitida entre el valor nominal y el valor real.

Impacto: La precisión de la división de voltaje y la ganancia del amplificador. Para circuitos de alta precisión, resistencias de ≤Se selecciona el 1%. Para circuitos convencionales, el 5% es suficiente.

4. Coeficiente de temperatura (TCR, ppm/°C)

Significado: El grado en que la resistencia varía con la temperatura. Las resistencias de película metálica suelen ser... ±50ppm/°C, resistencias de película de carbono ±200-500 ppm/°C, y las resistencias de lámina pueden ser tan bajas como ±5ppm/°C.

Fórmula: ΔR=R₀×TCR×ΔT

Impacto: Los circuitos de precisión requieren resistencias de deriva de baja temperatura.

5. Potencia nominal (vatios, W)

Significado: La potencia máxima que una resistencia puede consumir continuamente.

Consulte esta :  P=yo²R=V²/R

Impacto: La sobrecarga puede provocar que la resistencia se caliente o incluso se dañe. Generalmente, se selecciona un margen de dos veces.

6 Tensión nominal

Significado: El voltaje continuo máximo que una resistencia puede soportar.

Impacto: En aplicaciones de alta frecuencia o alta resistencia, la clasificación de voltaje suele ser más crítica que la clasificación de potencia.

7. Coeficiente de voltaje

Significado: El grado en que la resistencia varía con el voltaje.

Impacto: Los circuitos divisores de voltaje de alta precisión necesitan seleccionar resistencias de película/lámina metálica con VCR extremadamente bajo.

8. Modos de falla y confiabilidad

Significado: El exceso de potencia, la humedad, la sulfatación, etc., pueden provocar que las resistencias fallen.

Impacto: En entornos industriales se deben seleccionar resistencias que sean resistentes a la sulfuración, tengan una película de óxido metálico o estén bien empaquetadas.

Tipos de resistencias lineales

Las resistencias lineales se pueden dividir en dos categorías principales: resistencias fijas y resistencias variables. Ambos tipos de resistencias siguen estrictamente la ley de Ohm, es decir, sus valores de resistencia permanecen constantes en cualquier configuración. Una resistencia fija tiene un valor de resistencia permanente. Las resistencias variables permiten ajustar el valor de la resistencia de forma manual o electrónica. Ahora, veamos con más detalle en qué se dividen estos dos tipos de resistencias.

Resistencias lineales fijas

Resistencias lineales variables

Comparación entre resistencias lineales y no lineales

Anteriormente, presentamos una introducción detallada al contenido relevante sobre resistencia lineal. En resumen, las resistencias lineales siguen la Ley de Ohm, que establece que el voltaje es directamente proporcional a la corriente. A continuación, explicaremos las diferencias entre resistencias no lineales y lineales.

En primer lugar, ¿qué es una resistencia no lineal? A diferencia de las resistencias lineales, las resistencias no lineales no siguen estrictamente la ley de Ohm. Sus valores de resistencia varían con el voltaje, la corriente o condiciones ambientales como la temperatura y la luz. Sus curvas VI no son una línea recta, como se muestra en la siguiente figura:

Las resistencias no lineales típicas incluyen termistores, fotoresistores (LDR), varistores, diodos, etc. Las funciones de estos componentes no son simplemente limitar la corriente; también proporcionan respuestas dinámicas específicas.

En resumen, la diferencia entre resistencias lineales y no lineales se puede reflejar en los siguientes aspectos:

1. Curva característica

Resistencia lineal: El voltaje y la corriente tienen una relación lineal y la curva VI es una línea recta.

Resistencia no lineal: La relación entre voltaje y corriente no es lineal, y la curva VI es una curva o una línea recta por partes.

2. Estabilidad del valor de resistencia

Resistencias lineales: El valor de resistencia permanece constante y no cambia significativamente con las condiciones externas.

Resistencias no lineales: El valor de la resistencia varía con el voltaje, la corriente o el entorno.

3. Escenarios de aplicación

Resistencias lineales: Adecuado para su uso en circuitos que requieren valores de resistencia estables, como limitación de corriente, distribución de voltaje y regulación de señales.

Resistencias no lineales: Se utiliza comúnmente en escenarios como protección contra sobretensión, detección de temperatura y detección de luz.

4. Símbolo de resistencia

Ambos están representados por el símbolo de resistencia en los diagramas de circuitos, pero los componentes no lineales, como diodos y termistores, suelen tener símbolos especiales para distinguirlos.

Al elegir diferentes tipos de resistencias en aplicaciones prácticas, debemos determinar qué resistencia utilizar en función de la función de resistencia requerida por el circuito. Si se requiere un rendimiento estable y predecible, se debe elegir una resistencia lineal. Si es necesario responder a cambios de temperatura, luz y voltaje, se debe usar una resistencia no lineal. A continuación se muestra una tabla comparativa resumida.

Aplicaciones de resistencias lineales

Como componente pasivo fundamental en el diseño electrónico, la aplicación de las resistencias lineales es, por supuesto, muy extensa. A continuación, se enumeran algunos ejemplos típicos de aplicación:

1. División de voltaje en un circuito

La función más común de una resistencia lineal es la división de tensión. ¿Por qué usar resistencias lineales? Dado que su valor de resistencia se mantiene constante, se puede predecir la relación de salida. Al conectar un par o un grupo de resistencias lineales en serie, la tensión de entrada se puede dividir en tensiones más pequeñas y controlables.

Por ejemplo, en circuitos analógicos, a menudo se utilizan divisores de resistencias lineales para reducir la señal del sensor y luego enviarla al ADC (convertidor analógico a digital).

2. Limitación de corriente en aplicaciones LED

Al alimentar un LED, una corriente excesiva puede dañar fácilmente el diodo. En este caso, una resistencia lineal conectada en serie puede funcionar como limitador de corriente.

Por ejemplo, el circuito de la luz indicadora LED siempre está conectado en serie con una resistencia lineal. Como se muestra en la siguiente figura,

3. Equilibrio de carga en fuentes de alimentación

En los circuitos de suministro de energía, a menudo se utilizan resistencias lineales para equilibrar la carga entre múltiples ramas.

4. Acondicionamiento de señal en un amplificador

En los sistemas de audio y comunicación, las resistencias lineales juegan un papel clave en la conformación de la señal.

Conclusión

Las resistencias son la base de la electrónica. Se Parece simple, pero desde el símbolo de resistencia en el diagrama del circuito hasta la elección real entre una resistencia lineal y una resistencia no lineal, cada decisión de diseño En el circuito, todos son cruciales.

Comprender claramente los diferentes tipos de resistencias nos ayuda a diseñar sistemas estables y adaptables. En resumen, dominar la aplicación de resistencias, ya sean lineales o no lineales, es clave para crear productos electrónicos fiables y eficientes.

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