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TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA RESISTORES LINEALES FIJOS

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALES

•Resistencia Nominal

•Tolerancia

•Coeficiente de Tensión

•Potencia Nominal o Disipación Nominal

•Tensión Nominal

•Tensión Máxima de Funcionamiento

•Temperatura Nominal de Funcionamiento

•Temperatura Máxima de Funcionamiento

•Coeficiente de Temperatura

•Características de Frecuencia

•Resistencias de Aislamiento

•Nivel de Ruido de fondo

•Resistencia Crítica

•Fiabilidad

•Derivas

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Coeficiente de Tensión:

Existe una ligera dependencia entre la variación de tensión aplicada a un conductor y la resistencia de este.

Ejemplo:

Coef=-20 ppm/V

V=200V; R=100; R = -20·10-6·100·200 = -4·10-1 = 0,4

Potencia Nominal o Disipación Nominal

Potencia en vatios que el elemento puede disipar en régimen continuo sin sufrir deterioro, a la temperatura nominal de servicio. Los valores normalizados son 1/8, ¼, ½, 1, 2, 4, 8, 16, etc.

En régimen variable, se debe cumplir que la potencia media disipada Pm debe ser menor que la potencia nominal Pn.

Tensión nominal

Se mide en continua

ppm/V 106

VR

R

VRR

Coef

nnn RPV

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Tensión Máxima de Funcionamiento:

Vmax es la tensión continua o eficaz a 50 Hz, de la cual no se puede pasar en servicio continuado a la temperatura nominal de funcionamiento. El valor de pico para tensiones alternas aplicadas debe ser Vp Vmax. Si la temperatura ambiente aumenta, se debe recalcular Vmax para no sobrepasar la potencia máxima que puede disipar el dispositivo.

Posibles limitaciones:

1.- Potencia máxima aplicable:

Casos:

•Si la señal varía rápidamente en comparación con la constante de tiempo térmica del

resistor, V será la máxima tensión eficaz aplicable

•Si la variación de señal es lenta en comparación con la constante de tiempo térmica

del resistor V será la máxima tensión de pico aplicable.

RnPV maxmax

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2.- Tensión nominal:

Máxima tensión instantánea que se puede aplicar entre los terminales del componente

sin provocar su ruptura dieléctrica. Depende del tamaño (mayor tensión nominal a

mayor tamaño) y del tipo de resistor.

En ambos casos se refiere a la máxima tensión aplicable en bornas del resistor. Para

calcular la “máxima tensión del generador” debe resolverse el circuito.

Temperatura Nominal de Funcionamiento:

Es la temperatura ambiente a la cual se define la disipación nominal. Generalmente 25ºC.

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALESTemperatura Máxima de Funcionamiento:

Es la temperatura ambiente máxima a la cual puede ser utilizado el resistor. Cuando la temperatura ambiente aumenta, es necesario disminuir la potencia nominal admisible (reduciendo el voltaje aplicado), con objeto de mantener la temperatura dentro de los límites admisibles, como consecuencia del equilibrio generación-disipación de calor:

Equilibrio térmico: Paplicada = Pdisipada Tresistor = Cte.

Potencia máxima aplicable en función de latemperatura ambiente (“derating”)

Incremento de temperatura respecto a la del ambiente en función de la potencia aplicada.

th

ambiente

R

TTP

.max

max ath PRT

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALESTemperatura Máxima de FuncionamientoII (disipación de potencia):

Ecuación general del gasto de potencia aplicada:

Constante de tiempo térmica:

Casos:T >> th:

La señal varía lentamente. El resistor “sigue” al valor instantáneo de potencia.La temperatura del resistor “sigue” a la variación de señal.

T << th:La señal varía rápidamente. El resistor “sigue” al valor medio de la potencia.La temperatura del resistor se estabiliza.

Otros:Para conocer la temperatura del punto caliente debe resolverse la ecuación diferencial .

))((1)(

ambienteresistorth

resistortha TtT

Rdt

tdTCP

Parte de la potencia se invierte en autocalentamiento (Joule)

Parte de la potencia se disipa en forma de calor.

ththth CR

R

VP p

a

2

R

VP eff

a

2

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALESCoeficiente de temperatura

Definición: Unidades: [K-1]

Si es cte.

EJEMPLO:

El fabricante representa el valor del coeficiente de temperatura (en ppm/K) en función del valor óhmico del componente para dos series deferentes en todo el rango de temperaturas de utilización. Especifica un valor de 200 ppm/K para RCO1 y de 50 ppm/K para la serie RCO2G

0)(

1)(

00

TTT

R

TRT

nn TTRTR 1)(

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALESCaracterística de frecuencia En altas frecuencias, debido al efecto pelicular, la resistencia de un conductor aumenta. Este aumento varia de unos componentes a otros. El comportamiento con la frecuencia se da por el fabricante de manera gráfica R = R(f)

Variación de |Z|/R en función de f (Hz)

Variación de la fase de |Z|/R en función de f (Hz)

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALESResistencia de aislamiento

Es la resistencia a la cual son aplicables los ensayos de resistencia de aislamiento y de rigidez eléctrica.

Nivel de ruido de fondo

Todos los resistores presentan en sus bornes una tensión parásita debida al efecto de ruido por agitación térmica. Se expresa en microvoltio por cada voltio aplicado en bornes del dispositivo.

Se puede considerar como una fuente de voltaje de ruido:

ó como una fuente de corriente de ruido:

A efectos prácticos:

El fabricante lo caracteriza mediante el “Indice de Ruido”

Indice de Ruido (NI) = 20 log10 (Voltaje de ruido(m V)/Voltaje c.c. (V))

Importante para:

Valores elevados de resistencia

Tensiones continuas elevadas

Circuitos con alta ganacia (niveles de entrada muy bajos)

Aplicaciones en frecuencias de audio(zumbidos)

KTBRe 42 K =cte de BoltzmanT = temperatura del resistor en kelvinB = banda pasante de frecuenciasR = Resistencia en ohmios

RKTBi /42

fRTvoltVeff 12ruido de 104.7)(

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALESResistencia crítica

Se puede definir como el valor de la resistencia que, utilizada a su potencia nominal, provoca una caída de tensión igual a la tensión máxima en bornes, admisible para cada modelo.

Dicho de otra manera, es el valor óhmico de una serie en el que, a temperatura ambiente, coinciden las limitaciones por potencia disipada y por tensión nominal.

Por debajo de un cierto valor de la resistencia, denominada crítica, el empleo de dicho componente está limitado por la potencia máxima:

n

nn R

VP

2

nnn RPU

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALESDerivas y estabilidad

La deriva puede ser producida por degradación ambiental u operativa por almacenamientos prolongados o por el propio funcionamiento. (ver tema de tolerancias).

Se dice que un resistor es estable cuando, tras un periodo largo de almacenamiento, su valor queda aproximadamente igual al que tenía originalmente. Esta variación depende del modelo y de la tecnología de fabricación.

Algunos ejemplos: EFECTO DE LA TEMPERATURA-DURACIÓN DE LA SOLDADURA:

Variación relativa de resistencia (%) después de soldar los resistores durante 10 s a 260ºC

mediante inmersión completa (Philips Passive Components).

R

Rderiva

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALESAlgunos ejemplos: ENSAYOS CLIMÁTICOS: TEMPERATURA AMBIENTE-HUMEDAD

Variación relativa de resistencia (%) después de estar 56 días (a 40ºC , humedad relativa del

90-95%) disipando la potencia nominal (Philips Passive Components).

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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALESAlgunos ejemplos: MÁXIMA TEMPERATURA DEL COMPONENTE

Variación relativa de resistencia (%) después de estar 1000 horas a 70ºC de temperatura

ambiente disipando la potencia nominal (Philips Passive Components).

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