Paolo Aliverti - Electrónica para makers

• la resistencia sirve para romper el voltaje y adaptarlo al led;

• la resistencia puede soportar una tensión de 7 voltios sin dañarse.

Probemos a sumar las tensiones. Las tensiones pueden tener signo positivo o negativo, nosotros decidimos la regla. Podemos decir que, si recorremos el anillo en sentido horario, las tensiones que concuerdan con la rotación tienen el signo + y las que son distintas tienen el signo -.

Que podemos rescribir así:

Ahora que conocemos algunos de los valores, los podemos sustituir en la fórmula:

El resultado es igual a la tensión que queremos encontrar en los extremos de la resistencia. Ahora calculamos la corriente: en el circuito deben circular 20 mA, porque son los que necesita el led. La batería puede proporcionar cientos de miliamperios, pero el led y la resistencia crearán unas condiciones según las cuales solo circule la corriente necesaria. Seguidamente centrémonos en la resistencia: tenemos 7 voltios en sus extremos y la atraviesa una corriente de 20 mA.

La ley de Ohm, que relaciona los valores de tensión, corriente y resistencia, se escribe así:

donde V indica la tensión, I la corriente y R la resistencia. También se puede escribir de las siguientes formas:

Para calcular la resistencia para nuestro circuito, insertamos los valores en la fórmula:

La resistencia correcta tiene un valor de 350 Ω. En el mercado no existen resistencias de 350 Ω porque se fabrican solo con unos valores determinados. El valor de resistencia que se acerca más es 390 Ω.

Ahora vamos a calcular la potencia consumida por la resistencia. Hemos visto que la potencia es igual a la tensión por la corriente:

La ley de Ohm dice que:

Por lo que la potencia puede escribirse como sigue:

Si sustituimos en la fórmula los valores que conocemos:

En el mercado existen distintos modelos de resistencia capaces de soportar diferentes potencias. En este caso, bastará una resistencia común de 1/4 de vatio, es decir, de 0,25 vatios. Si hubiéramos elegido una resistencia de potencia inferior, habríamos podido sufrir un sobrecalentamiento del componente... ¡o incluso podría haberse quemado!

Los fenómenos eléctricos son invisibles. No podemos ver los electrones que circulan por un cable metálico. Y también es imposible contarlos de manera efectiva. A pesar de estas dificultades, podemos medir corrientes y tensiones detectando efectos secundarios, como los campos electromagnéticos, provocados por el movimiento de las corrientes. Ya hemos visto que para medir corrientes y tensiones deberían utilizarse voltímetros o amperímetros, aunque es mucho más práctico utilizar un tester o multímetro, es decir, un instrumento capaz de medir distintas magnitudes eléctricas. Los tester tienen una pantalla numérica o una aguja, un selector rotativo y tres o cuatro orificios para insertar sondas, es decir, un par de lápices con la punta de metal, conectadas a unos cables. Las sondas son siempre una roja y una negra, que son los colores convencionales que corresponden al positivo (rojo) y al negativo (negro).

Figura 1.25 -Un multímetro digital moderno y un tester analógico de aguja.

Se pueden adquirir instrumentos a buen precio que miden solo tensión, corriente y resistencia por menos de diez euros, así como modelos más complicados y caros que pueden medir también capacidad, frecuencia, inductancia, transistor, diodos y temperaturas. Todavía se pueden encontrar modelos de aguja que pueden intimidar un poco, porque a menudo presentan muchas escalas de medida superpuestas y varios orificios (bujes) en los cuales se insertan las sondas. En realidad, los distintos modelos tienen una serie de características comunes y, cuando se aprende a utilizar uno, el resto no presenta ninguna dificultad. Todos los modelos tienen un buje con el texto COM que significa común. En este orificio se conecta siempre la sonda negra, la del polo negativo. Tenemos también un orificio con el texto V/OHM para medir tensiones y resistencias, y uno o más orificios para la corriente, normalmente identificados con mA y A. Las entradas para las corrientes están separadas, porque las medidas de una determinada entidad requieren una protección especial para el usuario y para los circuitos del tester. Las corrientes que utilizaremos en nuestros experimentos llegarán como máximo a unos pocos cientos de miliamperios.

El instrumento está dotado de un selector giratorio para ajustar el tipo de medida y el flujo (o la precisión). El selector está dividido en sectores. En el sector para los voltajes tenemos distintos ajustes, por ejemplo, los siguientes: 200 mV, 2 V, 20 V, 200 V. Los instrumentos modernos y más costosos se adaptan solos a las magnitudes que se desea medir. Si quisiéramos medir una tensión de 10 voltios con el instrumento ajustado a 2 voltios, no dañaríamos el tester, pero la lectura se hará a gran escala (en la pantalla aparece una advertencia o un texto especial). Lo mismo ocurre para medidas de corrientes y resistencias.

Figura 1.26 –Los multímetros tienen siempre un buje COM, un buje para las medidas de tensión y resistencia y uno o más para las medidas de corriente.

La medida de la tensión es una operación no invasiva: no es necesario modificar los circuitos para llevar a cabo una detección, sino que basta con apoyar las sondas en dos puntos del circuito para leer la diferencia de potencial.