01 · Punto de partida
El LED vive gracias a un freno
Si conectás un LED directo a una pila de 9 V, se quema en un instante: la pila empuja, nada limita el flujo y la corriente se dispara. Ahora intercalá entre la pila y el LED una piecita cilíndrica con franjas de colores, y el mismo LED brilla tranquilo durante días. Esa pieza es un resistor, y la propiedad que aporta se llama resistencia.
Con este tema se completa el trío básico. La tensión empuja, la resistencia frena, y de ese pulso entre las dos sale la corriente. En el Tema 4 dijimos que «el circuito pide» cierta corriente: la resistencia es, justamente, lo que determina cuánto pide.
- ¿Qué frena a los electrones dentro de un cable?
- ¿Qué significa que algo tenga «330 ohmios»?
- ¿Por qué el cobre casi no frena y el plástico frena del todo?
- ¿Cómo sé si el freno que elegí para mi LED es poco, justo o demasiado?
02 · Definición
Qué es la resistencia
Dentro de un material, los electrones no avanzan por un camino despejado. Se mueven entre los átomos, que no están quietos: vibran. A cada rato un electrón choca, pierde el impulso que traía y tiene que volver a acelerar. Esa dificultad para avanzar es la resistencia.
Cada choque entrega un poco de energía al material, que se calienta. Por eso todo lo que conduce corriente se entibia aunque sea un poco, y por eso un cortocircuito, donde circula muchísima corriente, calienta tanto.
Ohmio
La unidad. Algo tiene 1 Ω si, con 1 V aplicado, deja pasar 1 A. En electrónica son habituales los kΩ (miles) y los MΩ (millones).
Resistencia
Es la propiedad. La tienen todos los materiales: el cobre muy poca, el plástico muchísima. Se mide.
Resistor
Es el componente: una pieza fabricada para tener una resistencia precisa, como 330 Ω o 1 kΩ. Se compra (Temas 16 y 23).
Para trabajar en este curso alcanza con saber en qué dirección se mueve cada cosa:
Con la misma pila, una resistencia grande deja pasar un hilo de corriente y una chica deja pasar un chorro. La cuenta exacta se llama Ley de Ohm y es el primer tema del curso 2. Acá los simuladores hacen esa cuenta por vos, para que te concentres en entender qué pasa.
03 · Factores
De qué depende la resistencia
Cuatro cosas deciden cuánta resistencia tiene un trozo de material. Si las entendés, vas a poder explicar por qué los cables de potencia son gruesos y por qué un alargue largo y fino se calienta.
- 1. El material
- En algunos, los electrones se mueven casi libres; en otros chocan todo el tiempo; en otros directamente no pueden desplazarse. Es el factor que más pesa.
- 2. El largo
- Más recorrido significa más choques. Un cable el doble de largo tiene el doble de resistencia.
- 3. El grosor
- Un cable más grueso es como una autopista con más carriles: pasan más electrones a la vez. El doble de sección, la mitad de resistencia.
- 4. La temperatura
- En los metales, más calor hace vibrar más a los átomos, que estorban más. La resistencia sube.
04 · Simulador
El material por dentro
Este simulador amplía un trozo de material hasta ver sus átomos (los círculos grises) y sus electrones (los puntos verdes). Entre los dos extremos hay siempre la misma tensión aplicada. Cuando un electrón choca, el átomo se ilumina en naranja: eso es calor.
Un trozo de material bajo el microscopio
R = 34 mΩ
Cobre: tiene muchísimos electrones libres y chocan poco. Por eso los cables son de cobre.
Qué probar
- 1Cambiá solo el largo.
Pasá de 1 m a 10 m y mirá el número: se multiplica por diez. Los electrones avanzan más despacio porque el mismo empuje se reparte en un camino más largo.
- 2Volvé a 1 m y cambiá el grosor.
Con el cable grueso hay más electrones avanzando en paralelo y la resistencia baja cinco veces.
- 3Pasá de cobre a nicromo.
Mismo tamaño, otro material: los choques se multiplican y la resistencia sube unas 65 veces. Con esa aleación se fabrican las resistencias de las estufas.
- 4Elegí plástico.
Los electrones están, pero atados a sus átomos. No pueden avanzar y no hay corriente: es un aislante.
- 5Subí la temperatura con cobre.
Los átomos vibran más y la resistencia sube cerca de un 30 %.
05 · Materiales
Conductores, resistores y aislantes
Según cuánta resistencia ofrecen, los materiales cumplen papeles distintos dentro de un circuito. Ninguno es «mejor»: cada uno hace falta en su lugar.
| Material | Resistencia | Papel en el circuito |
|---|---|---|
| Cobre (cables) | Casi cero | Llevar la corriente sin frenarla ni calentarse |
| Carbón o aleaciones (resistores) | La que se necesite, de ohmios a millones | Frenar a propósito, en un valor conocido |
| Piel seca | Decenas de miles de ohmios o más | Con 9 V casi no pasa corriente; con 220 V, sí (Tema 24) |
| Plástico, aire, cerámica | Prácticamente infinita | Aislar: que por ahí no pase nada |
Un cable es entonces un equipo de dos materiales opuestos: cobre por dentro, para que la corriente pase sin esfuerzo, y plástico por fuera, para que no pase adonde no debe. Los tres grupos se estudian en el Tema 15.
06 · El caso del LED
Por qué el LED lleva siempre un resistor
Una lamparita común se limita sola: su filamento tiene bastante resistencia. Un LED, no. En el Tema 5 viste que necesita unos 2 V para empezar a conducir; lo que falta decir es que, una vez superado ese umbral, casi no ofrece resistencia. Con un poquito más de tensión deja pasar muchísima más corriente.
Si lo conectás directo a 9 V, sobran 7 V que nada frena, la corriente se dispara y el LED se destruye. El resistor se pone en el mismo camino, uno a continuación del otro, para hacerse cargo de esa tensión que sobra:
| Resistor | Corriente | Resultado |
|---|---|---|
| Ninguno | Cientos de mA | El LED se quema al instante |
| 100 Ω | Unos 60 mA | Freno insuficiente: se quema igual |
| 330 Ω | Unos 20 mA | Brillo pleno y vida larga |
| 1 kΩ | Unos 7 mA | Brillo algo menor, muy seguro |
| 10 kΩ | Menos de 1 mA | Apenas se ve |
| 100 kΩ | Menos de 0,1 mA | No enciende: freno excesivo |
El resistor justo no es ni el más chico ni el más grande: es el que deja al LED en su zona de trabajo. En el próximo simulador vas a ver esa zona dibujada.
07 · Simulador
Elegí el freno y mirá la curva
Un LED rojo, una fuente y un resistor que podés cambiar entre 10 Ω y 100 kΩ, pasando por los valores que se consiguen en el comercio. El gráfico muestra cuánta corriente circula para cada resistencia. Las franjas de color indican qué le pasa al LED.
Corriente del LED según el resistor
9 V con 330 Ω → 20 mA
Con 330 Ω circulan 20 mA: el LED trabaja en su zona.
Qué observar
- 1Mové el resistor de punta a punta.
La curva siempre baja: más resistencia, menos corriente. Pero no baja parejo. Con resistencias chicas, un cambio pequeño mueve muchísimo la corriente; con resistencias grandes, casi nada.
- 2Buscá los límites de la zona de trabajo con 9 V.
Anotá el resistor más chico y el más grande que dejan al LED en la franja verde. Ese rango es bastante amplio: no hace falta acertar un valor exacto.
- 3Dejá 330 Ω y cambiá la fuente.
Con menos tensión, el punto baja a otra curva. A igual freno, menos empuje deja pasar menos corriente.
- 4Mirá el calor en el resistor.
Con valores muy chicos, además del LED sufre el resistor: lo que frena lo convierte en calor. De eso trata el Tema 7.
Preguntas para pensar
- Con 9 V, tanto 330 Ω como 1 kΩ dejan al LED en la zona de trabajo. ¿Para qué elegirías 1 kΩ?
- ¿Por qué con la fuente de 3 V podés usar resistores mucho más chicos sin quemar el LED?
- Un resistor de 100 kΩ «protege» muchísimo. ¿Por qué no es una buena elección?
Ver respuestas sugeridas
- Para gastar menos: con la tercera parte de la corriente, la pila dura unas tres veces más, y el LED sigue viéndose bien. También da más margen de seguridad.
- Porque el LED usa unos 2 V, y con 3 V solo sobra 1 V para empujar corriente a través del resistor. Con 9 V sobran 7 V: hace falta bastante más freno para llegar a la misma corriente.
- Porque protege tanto que no deja trabajar al circuito: el LED no enciende. Proteger no es bloquear, es dejar pasar lo justo.
08 · Analogía para programadores
La resistencia como limitador
En el Tema 4 comparamos el resistor con un limitador de tráfico. Ahora se puede completar la idea:
- 1Limita, no consume.
Un limitador no se queda con los pedidos: regula a qué ritmo pasan. El resistor hace lo mismo con la carga. Toda la que entra por un extremo sale por el otro.
- 2Es el cuello de botella elegido a propósito.
En un sistema buscás el cuello de botella para eliminarlo. En un circuito lo colocás vos, en el lugar y con el valor que te conviene.
- 3El calor es su registro de actividad.
Un resistor muy caliente avisa que está frenando más de lo previsto, igual que una cola de pedidos que crece avisa que el sistema se satura.
La regla de dirección alcanza para ordenar circuitos sin hacer una sola cuenta. Es lo que hace este fragmento; cambiá los valores y ejecutalo:
Python en tu navegador. Hacé clic dentro de un bloque para editarlo y usá el botón «Ejecutar Python». La primera vez se descarga el intérprete (Pyodide) y tarda unos segundos; después es inmediato.
# Misma pila en los tres circuitos.
circuitos = [
{"nombre": "A", "ohmios": 470},
{"nombre": "B", "ohmios": 10000},
{"nombre": "C", "ohmios": 100},
]
# A igual empuje, manda el freno:
# menos resistencia, mas corriente.
circuitos.sort(key=lambda c: c["ohmios"])
orden = [c["nombre"] for c in circuitos]
print("De mayor a menor corriente:")
print(" > ".join(orden))Cambiá la resistencia de B a 50. ¿Qué circuito pasa a tener la mayor corriente?
09 · Comprensión
Confusiones frecuentes
«El resistor consume corriente»
No la consume: la limita. La corriente que entra por un extremo es la misma que sale por el otro. Lo que el resistor se queda es energía, que entrega como calor.
«Cuanto más grande el resistor, mejor protege»
Hasta cierto punto. Un resistor enorme protege tanto que el circuito deja de funcionar. El valor correcto es el que deja pasar la corriente que el componente necesita.
«Los cables tienen resistencia cero»
Casi cero, pero no cero. En los circuitos de este curso la diferencia no se nota. Con corrientes grandes sí: por eso los cables de potencia son gruesos.
«Resistencia y resistor son lo mismo»
La resistencia es la propiedad, que se mide en ohmios. El resistor es el componente que trae una resistencia determinada. Es la diferencia entre «peso» y «pesa». En el habla diaria se dice «resistencia» para las dos cosas; conviene saber cuál es cuál.
«Un aislante no tiene electrones»
Tiene tantos como cualquier otro material. Lo que no tiene son electrones libres: están ligados a sus átomos y no pueden desplazarse.
10 · Práctica guiada
Ejercicios de resistencia
Ejercicio 1: ordenar sin calcular
Tres circuitos con la misma pila de 9 V: A con 100 Ω, B con 470 Ω y C con 10 kΩ. Ordenalos de mayor a menor corriente.
Ver solución razonada
A, después B, después C. Con el mismo empuje manda el freno: a menor resistencia, mayor corriente.
Ejercicio 2: predecí con el primer simulador
Tenés un cable de cobre de 1 m y sección media. ¿Qué cambio lo deja con menos resistencia: acortarlo a 10 cm o reemplazarlo por uno grueso del mismo largo? Respondé y después comprobalo.
Ver solución
Acortarlo: diez veces menos largo da diez veces menos resistencia (3,4 mΩ). El cable grueso tiene cinco veces más sección, así que baja cinco veces (6,8 mΩ). Los dos cambios ayudan, pero en este caso gana el largo.
Ejercicio 3: encontrar al culpable
Un LED con un resistor de 470 Ω brilla bien. Rearmás el circuito con otro resistor «igual» y ahora apenas se ve. La pila sigue marcando 9 V. ¿Qué sospechás primero?
Ver solución
Si el empuje no cambió y la corriente bajó, creció el freno. Lo más probable es que el resistor nuevo sea de otro valor (por ejemplo, 47 kΩ en lugar de 470 Ω: se confunden fácil) o que haya un mal contacto. Se revisa el resistor antes de culpar al LED.
Ejercicio 4: el calor como síntoma
Un resistor de 100 Ω conectado con un LED a 9 V se calienta tanto que no se puede tocar. ¿Está funcionando bien? ¿Qué harías? Buscá ese caso en el segundo simulador.
Ver solución
No. El calor excesivo avisa que circula demasiada corriente: unos 60 mA, que además queman el LED. Se desconecta y se reemplaza por un resistor mayor, de 330 Ω o más. Nunca se deja algo calentando «a ver qué pasa».
11 · Síntesis
Ideas para recordar
- La resistencia es la oposición al paso de la corriente. Se mide en ohmios y la tienen todos los materiales.
- Con la misma tensión, más resistencia deja pasar menos corriente. Con la misma resistencia, más tensión hace pasar más.
- Depende del material, del largo, del grosor y de la temperatura.
- La resistencia es la propiedad; el resistor es el componente fabricado con un valor preciso.
- El resistor limita la corriente, no la consume. Lo que frena lo entrega como calor.
- Un LED lleva siempre un resistor. El valor justo es el que lo deja en su zona de trabajo.
¿Listo para el Tema 7?
Podés avanzar si sos capaz de responder esto sin mirar:
- Explicar qué frena a los electrones dentro de un material.
- Nombrar los cuatro factores de los que depende la resistencia.
- Distinguir resistencia de resistor.
- Explicar por qué un LED conectado sin resistor se quema.
Carga, corriente, tensión y resistencia ya están sobre la mesa. Falta ponerle número al calor que viste en los dos simuladores: en el próximo tema, la potencia eléctrica.