25 de junio de 2024
A muchos principiantes en el diseño de circuitos les resultan desconcertantes los valores de las resistencias. ¿Por qué los valores estándar de las resistencias no son números redondos? Por ejemplo, ¿por qué suelen ser 4,7 kΩ o 5,1 kΩ en lugar de 5 kΩ?
Esto se debe a que las resistencias se diseñan y fabrican siguiendo un sistema de distribución exponencial, conforme al sistema de valores estándar de resistencias definido por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Este sistema incluye diversas series de valores de resistencias, como las series E3, E6, E12, E24, E48, E96 y E192.
Por ejemplo:
La serie E6 tiene una relación de aproximadamente 10^(1/6) ≈ 1,5
La serie E12 tiene una relación de aproximadamente 10^(1/12) ≈ 1,21
En la producción real, las resistencias no pueden fabricarse con precisión perfecta; siempre existe cierta tolerancia. Por ejemplo, una resistencia de 100 Ω con una tolerancia del 1% se considera aceptable si su valor está entre 99 Ω y 101 Ω. Por lo tanto, la Asociación de Industrias Electrónicas de América definió en el siglo pasado un sistema de valores estándar de resistencias.
Para entender este sistema de valores estándar de resistencias, tomemos como ejemplo las resistencias con una tolerancia del 10%. Si ya hemos producido una resistencia de 100 Ω, no hay necesidad de fabricar una de 105 Ω, porque el rango de tolerancia de la resistencia de 100 Ω va de 90 Ω a 110 Ω.
Del mismo modo, la siguiente resistencia que necesitemos producir debería ser de 120 Ω, ya que el rango de tolerancia de la resistencia de 120 Ω va de 110 Ω a 130 Ω. Así, para las resistencias de entre 100 Ω y 1000 Ω, solo necesitamos producir valores como 100 Ω, 120 Ω, 150 Ω, 180 Ω, 220 Ω, 270 Ω, 330 Ω, etc., en lugar de fabricar resistencias para cada valor posible. Al reducir la variedad de valores de resistencias en la línea de producción, se reduce el costo de fabricación de las resistencias.
En realidad, muchos diseños de valores siguen una relación exponencial. Por ejemplo, la moneda china tiene denominaciones de 1 RMB, 2 RMB, 5 RMB y 10 RMB, pero no de 3 RMB ni de 4 RMB. Esto se debe a que el uso de 1, 2 y 5 permite formar combinaciones convenientes para obtener cualquier valor entre 1 y 10, reduciendo así el número de denominaciones necesarias y manteniendo la facilidad de uso. Asimismo, las puntas de las plumas suelen presentarse en tamaños de 0,25, 0,35, 0,5 y 0,7.
Además, la distribución exponencial de los valores de las resistencias permite a los usuarios encontrar valores de resistencia adecuados dentro del rango de tolerancia. Si los valores de las resistencias siguen una distribución exponencial con un porcentaje de tolerancia definido, entonces los valores resultantes de las operaciones matemáticas (suma, resta, multiplicación, división) también tendrán una tolerancia definida.
