miniatura|Símbolos utilizados para indicar unha resistencia eléctrica. Á esquerda, símbolo máis utilizado en Europa (ICE). Á dereita, símbolo máis utilizado nos Estados Unidos de América. Unha resistencia é un compoñente electrónico deseñado para introducir unha resistencia ao paso da corrente eléctrica entre dous puntos dun circuíto, de acordo coa Lei de Ohm.
Noutros casos, como nas máquinas de pasar o ferro, quentadores etc., as resistencias empréganse para producir calor aproveitando o efecto Joule.
Unha resistencia ideal é un compoñente cunha resistencia eléctrica que permanece constande a pesar da voltaxe aplicada ou o fluxo de corrende que percorre este dispositivo. Aínda que no "mundo real" as resistencias non poden alcanzar este obxectivo perfecto, son deseñadas para ofrecer pouca variación na súa resistencia eléctrica cando son sometidas a cambios de temperatura ou outros factores ambientais. As resistencias son un compoñente moi habitual en calquera circuíto eléctrico e, por tanto, atopámolas en case tódolos aparellos electrónicos. As resistencias poden estar feitas de diferentes substancias e compostos, pero tamén de fío metálico especial, como a aliaxe de níquel-cromo, que ten unha gran resistencia eléctrica. miniatura|Diferentes resistencias
Existen resistencias de valor variable, que reciben o nome de potenciómetros.
Medida A magnitude definitoria dunha resistencia é a súa resistencia ao paso de corrente eléctrica, que é unha proporción entre voltaxe e corrente e mídese en ohmios (símbolo Ω), unha unidade do Sistema Internacional de Unidades. Un compoñente que ten unha resistencia de 1 ohmio ao cal se aplica unha voltaxe de 1 voltio, é percorrido por unha corrente de 1 amperio. Isto é equivalente ao fluxo dun culombio de carga eléctrica (aproximadamente 6.241506 × 1018) por segundo en dirección contraria. Para medir a resistencia á corrente utilízase un óhmetro, quizais como parte dun polímetro.
Resistencia ideal miniatura|Comportamento dunha resistencia ideal. Na teoría de circuítos a resistencia é un compoñente ideal que responde linealmente á lei de Ohm, as resistencias non lineais son esenciais para facer, por exemplo, os osciladores electrónicos. No mundo real, as resistencias son dispositivos con diferentes formas, con características e límites operacionais moi específicos. A resistencia ideal é un bipolar pasivo que mantén unha resistencia eléctrica constante independentemente dos valores tomados pola tensión e a corrente. A súa ecuación característica segue a lei de Ohm e é:
ou:
onde G é a condutancia eléctrica.
Estas dúas fórmulas son elixidas en función de se se considera como un parámetro a resistencia ou a condutancia. O seu comportamento sería o dunha liña recta que pasa a través da orixe dos eixos, cunha pendente que depende do valor da resistencia. Este tipo de bipolar aproxímase ao comportamento dunha resistencia real, se se pode prescindir das variacións producidas na resistencia debido á temperatura ou outras causas.
A potencia absorbida pola resistencia virá dada por:
Teoría de funcionamento A lei de Ohm O comportamento dunha resistencia ideal virá dado pola relación que estabelece a lei de Ohm:
Esta lei estabelece que a voltaxe (V) entre os extremos dunha resistencia é proporcional á corrente eléctrica (I) que pasa ao seu través e onde a constante de proporcionalidade é a resistencia (R) opón ao paso da corrente.
Resistencias en serie e en paralelo miniatura|Esquema dun circuíto con varias resistencias conectadas en paralelo, cos seus extremos conectados ao mesmo cable. As resistencias nun circuíto en paralelo teñen todas a mesma diferenza de potencial (voltaxe).
Dado un circuíto podemos calcular a resistencia total do circuíto (Req):
miniatura|Esquema dun circuíto de varias resistencias conectadas en serie, coa mesma cantidade de correndo pasando por cada unha.
A corrente que pasa a través das resistencias conectadas en serie é a mesma a todas, pero a voltaxe é diferente a cada elemento. A suma das diferenzas de potencial nos extremos de cada resistencia é igual á voltaxe total que hai entre os extremos do circuíto. Dado un circuíto en serie podemos calcular a súa resistencia:
miniatura|150px|Esquema dun circuíto con tres resistencias, dúas en paralelo e unha en serie.
Se temos un circuíto onde se combinan resistencias en serie e en paralelo é posible subdividilo en partes máis pequenas que sexan ou dun tipo ou do outro. Dado o circuíto podemos calcular a súa resistencia total:
A pesar de que hai circuítos que non poden ser subdivididos deste xeito, na práctica pódese considerar que calquera valor non estándar de resistencia pode ser obtido por medio da combinación dos valores estándar en serie ou en paralelo.
Potencia disipada miniatura|Unha resistencia queimada. A potencia disipada por unha resistencia (ou a resistencia equivalente dun circuíto con resistencias) calcúlase da maneira seguinte:
As tres ecuacións son equivalentes. A primeira deriva do efecto Joule, as outras dúas da lei de Ohm.
A cantidade total de enerxía liberada en forma de calor é a integral da enerxía respecto do tempo:
Se a potencia disipada é máis grande da que pode soportar a resistencia pode chegar a danala por sobrequecemento. O exceso de disipación pode facer subir a temperatura ata un punto que poida chegase queimar a resistencia e mesmo causar un lume que afecte aos materiais e compoñentes adxacentes. Hai resistencias que abren o circuíto cando chegan a un certo nivel de temperatura para previr posibles incendios.
Hai que facer notar que a potencia nominal dunha resistencia non é o mesmo que a potencia que pode disipar de maneira segura na práctica. A circulación do aire e a proximidade á placa do circuíto, a temperatura ambiente, e outros factores poden reducir a disipación de maneira significativa. A potencia nominal de disipación pode ser dada por unha temperatura ambiente de 25 °C ao aire libre. Dentro da caixa dun equipo a 60 °C, a disipación será significativamente menor, se se disipa algo menos da cifra máxima indicada polo fabricante, podemos aínda estar fóra da zona de operación segura, e abocados ao fallo prematuro do compoñente.
As resistencias reais miniatura|Unha resistencia conectada nun circuíto.
As resistencias reais caracterízanse polo valor da súa resistencia eléctrica, expresada en Ohm (Ω), e pola potencia máxima (enerxía por unidade de tempo) que poden disipar sen destruírse, expresada en watts (W). Ás veces, pero moi poucas, en lugar do valor da resistencia, indícase o da súa condutancia (a inversa da resistencia). Para moitas aplicacións civís e industriais, no canto do valor da resistencia, o que se indica é a tensión típica de funcionamento, expresada en voltios (V).
Tanto no campo civil como no industrial, a principal aplicación das resistencias é a produción de calor a partir da electricidade polo efecto Joule. Hai moitos usos que podemos identificar no campo dos electrodomésticos, como as cociñas de indución, o ferro de pasar, os fervedoiros de auga, o secador de cabelo (para quentar o aire), a lavadora ou o lavalouza (para quentar a auga), etc. Un ferro normalmente ten unha resistencia dunha potencia de 1 kW. Resistencias de potencia moito máis grandes son utilizadas nos fornos industriais ou nos circuítos de control de vehículos eléctricos como as locomotoras dos trens eléctricos para disipar o exceso de enerxía, a pesar de que para este tipo de uso empezan a ser substituídos en gran parte por circuítos electrónicos de regulación que son máis eficientes.
Estas resistencias, denominadas de potencia son tipicamente feitas enrolando fío de aliaxes metálicas a base de ferro, cromo, tungsteno ou outros materiais. Unha aliaxe moi utilizada é o constantán (55% de cobre e 45% de níquel). Para evitar, en parte, que este tipo de resistencias de fío condutor se comporten como un indutor (a pesar de ser un enrolamento de fío condutor quérese conseguir un comportamento de resistencia puro e evitar a xeración de interferencias electromagnéticas) o enrolamento faise seguindo dúas espirais opostas coa idea de que as respectivas indutancias se anulen, esta construción recibe o nome de Ayrton-Perry.
Outra grande utilización das resistencias atopámola nos circuítos electrónicos, para os que se producen nunha gran variedade de formas e valores de resistencia (desde fraccións de ohmio ata varios centenares de megaohms) e de potencia (desde uns poucos milivatios ata centenares de watts). As resistencias úsanse como parte dos circuítos eléctricos e electrónicos, fundamentalmente utilízanse con tres finalidades: Para xerar voltaxes de referencia ou reducir o rango de variación dunha voltaxe, como no caso dos divisores de tensión Para limitar a corrente que circula por unha malla, como no caso dos circuítos con díodos LED onde temos que limitar a corrente ao valor indicado polo fabricante. Como elemento protector doutros compoñentes máis caros.
Na táboa seguinte hai unha serie de parámetros que determinan as características funcionais das resistencias que se atopan no mercado:
+ Parámetros das resistenciasParámetroDescrición Tolerancia Máxima desviación respecto dos valores nominais especificados polo fabricante. Exprésase en %.Coeficiente térmico Máxima variación da resistencia nominal en función da temperatura. Adóitase a expresar en partes por millón por grao, o grao pode ser kelvin ou celsius dado que a súa magnitude é equivalente, así podemos atopar ppm/K ou ppm/°C. Tamén se pode atopar expresado en porcentaxe por grao (%/K, %/°C). Disipación de potencia Máxima potencia que pode disipar a temperatura ambiente unha resistencia sen que se queime nin se altere a súa resistencia.Coeficiente de tensión Expresa a variación da resistencia nominal como consecuencia da aplicación de altas diferenzas de potencial. Depende do material utilizado na construción da resistencia e é difícil de medir, adóitase a expresar en partes por millón por voltio (ppm/V) e tamén en porcentaxe por voltio (%/V). Tensión de traballo máxima Máxima tensión que pode ser aplicada a unha resistencia, depende do material utilizado na súa construción. Ruído Denomínase ruído a calquera tensión non desexada que se xera no interior da resistencia. Coñécese co nome de ruído térmico ou ruído de Johnson-Nyquist e é producido pola axitación dos portadores de carga, os electróns dentro do condutor. Tamén pode haber outro tipo de ruído que depende da frecuencia da corrente.Temperatura máxima de traballo Máxima temperatura posible á que se mantén o valor da resistencia nominal, tendo en conta a temperatura ambiente e a calor producida polo funcionamento do dispositivo. Se non houbese disipación a máxima temperatura ambiente posible sería a temperatura máxima de traballo.Frecuencia de traballo Frecuencia máxima que pode soportar unha resistencia.
Tipos de resistencias miniatura|Tira de resistencias miniatura|Resistencia para montaxe superficial, a cuadrícula azul é de 1 mm.
As resistencias poden ser fixas ou variables. As resistencias variables tamén teñen denominacións específicas por exemplo potenciómetros ou reóstatos e permiten alterar a resistencia do dispositivo mediante o xiro dunha roda ou deslizando un control. Tamén hai outras resistencias variables especiais, por exemplo a fotorresistencia ou LDR que varía a súa resistencia eléctrica en función da luz que recibe, ou tamén o termistor que varía a súa resistencia en función da temperatura.