¿Por qué resistores, capacitores y otros componentes sólo se pueden encontrar con valores determinados que a veces dan la impresión de que no siguen ninguna lógica? ¿Por qué no podemos encontrar resistores de valores como 13 ohms, 1576 ohms o 102 500 ohms, habiendo sólo valores estandarizados próximos como 12 ohms, 1 500 ohms o 100 000 ohms? ¿Cómo se realiza esta estandarización? Todas estas preguntas que pueden afligir a muchos que todavía estudian electrónica o son nuevos en sus prácticas pueden tener serán contestadas en este artículo.
No sería práctico ni lógico intentar fabricar componentes, por ejemplo, resistores con todos los valores posibles.
Si se tiene en cuenta que en las aplicaciones prácticas tenemos resistores tan pequeños como 0,1 ohms y tan grandes como 22 millones de ohms, si intentáramos fabricar estos componentes con valores de 1 en 1 ohm, serían 22 millones de valores diferentes que, en una tienda de componentes o en un cajón de taller serían 22 millones de cajones.
La solución para que este tipo de problema no ocurra es fabricar componentes como, por ejemplo, resistores sólo con valores determinados o estandarizados elegidos según un criterio que no impida la realización de cualquier tipo de proyecto.
La producción de componentes con un número relativamente pequeño de valores es más simple si se tiene en cuenta su tolerancia.
Tolerancia
No podemos fabricar componentes con valores exactos, con la tecnología actualmente disponible.
Por muy sofisticado que sea el proceso de fabricación de un componente, pequeñas diferencias ocurren de unidad a unidad, de modo que en un lote tenemos, en realidad, una distribución de los valores en torno a aquel que se pretende.
Así, lo que se hace, por ejemplo, en el caso de las resistencias es especificar más allá del valor que pretendemos para el componente, las eventuales variaciones que pueden ocurrir dentro de una pista determinada.
Si un resistor de 1 k (1 000 ohms) tiene una tolerancia del 10%, esto significa que en un lote de estos resistores podemos encontrar unidades con cualquier valor entre 900 y 1 100 ohms, como muestra la figura 1.
Si la tolerancia es de 5% o 2% esta banda será más estrecha.
Si se necesita una resistencia que tiene un valor muy cercano a 1k, una solución a menudo dotada es de adquirir un lote de ellos y elegir entre ellos lo que tenga valores más cercanos a lo deseado, usando para este propósito un multímetro preciso.
Los proyectos más críticos pueden trabajar con resistores de una banda más estrecha, por ejemplo, el 1%.
Así, incluso con una variación dentro de los límites previstos, el funcionamiento ocurre en la mayoría de los casos de forma normal.
Esto ya está previsto cuando se proyecta un circuito.
Sólo aparatos muy precisos como instrumentos, requieren componentes con tolerancias muy pequeñas.
En los instrumentos, por ejemplo, la variación de valor de un resistor pasará a lo que está siendo medido, por eso es que usamos en este tipo de montaje resistores y otros componentes de precisión entre el 1% y el 2% normalmente, como muestra la figura 2.
Como en el proceso de fabricación las dificultades aumentan cuando se necesita más precisión, es natural que el costo del componente aumente siendo tanto mayor cuando menor la tolerancia.
Rango de valores
Si se tiene en cuenta un valor común como, por ejemplo, 1 000 ohmios, y la tolerancia del 10% vemos que en un lote de resistores podremos encontrar cualquier valor en el rango de 900 a 1 100 ohmios, como muestra la figura 3.
Así, no existe motivo para que, fabricando resistores de 1k con 10% de tolerancia, necesitaremos también fabricar cualquier otro resistor de 900 a 1100 ohmios.
Si la tolerancia del componente es del 20%, el rango abarcado es más amplio, de 800 a 1 200 ohms, y de la misma manera si la tolerancia es del 5% a la pista será de 950 a 1 050 ohms.
Para poder trabajar con facilidad, lo ideal sería planear los valores de los componentes de modo que ellos pudieran cubrir toda la banda posible, teniendo en cuenta la tolerancia sin dejar rangos vacíos.
Así, tendríamos una división como muestra la figura 4, en la que cada valor cubrirá una banda que se limitara con la banda inmediatamente superior o inferior, sin dejar intervalos.
La Asociación de Industrias Electrónicas (EIA) estableció entonces una secuencia de valores que dependen de la tolerancia y que se utiliza para prácticamente cualquier tipo de componente como resistores, capacitores, inductores, potenciómetros, etc.
La norma EIA para valores de componentes tiene entonces series que pueden cubrir toda la gama posible de valores, conforme a la tolerancia.
Así, para la tolerancia del 20% tenemos la siguiente serie que es conocida por E6, pues puede cubrir una década con apenas 6 valores.
Série E6 = 10 – 15 – 22 – 33 – 47 – 68
De esta forma, resistores o cualquier componente con 20% de tolerancia tienen valores que se obtienen multiplicando sólo uno de los números de esta tabla por valores como: 0,1, 1, 10, 100, etc.
Entonces encontramos valores como: 2,2 ohms, 1k5, 22k, 330k, 47 ohms, 6,8 M, etc.
La serie para el 10% de tolerancia requiere más valores para cubrir toda la gama de una década.
Se lleva a 12 valores siendo, por ese motivo, llamada de E12, conforme a la secuencia dada a continuación:
Série E12 = 10 – 12 – 15 – 18 – 22 – 27 – 33 – 47 – 56 – 68 – 82
En esta serie encontramos entonces valores de componentes como 10 ohmios, 120 ohms, 1k5, 56k, 820k, 3,9M, etc.
Para un 5% de tolerancia, necesitamos 24 valores, lo que nos lleva a la serie E24, como se muestra a continuación.
Série E24 = 10 – 11 – 12 – 13 – 15 – 16 – 18 – 20 – 22 – 24 – 27 – 30 – 33 – 36 – 39 – 43 – 47 – 51 – 56 – 62 – 68 – 75 – 82 – 91
Los valores de esta serie son entonces: 1 ohms, 0,12 ohms, 1k5, 43k, 510k, 75 ohms, 1,3M, etc.
Las series de 1% y 2% de tolerancia se denominan E96 y E48.
Otros Componentes
Los mismos valores básicos sirven para otros componentes como, por ejemplo, los capacitores,
Así, los capacitores de poliéster con 20% de tolerancia tendrán valores como 22 nF, 47nF, 4n7, 330 pF. 1500 nF, etc.
El mismo es válido para los capacitores electrolíticos.
Inductores, trimpots, potenciómetros también siguen la misma regla.
En los equipos antiguos, cuando no se adopta aún las normas EIA es posible encontrar componentes con valores "extraños" como resistores de 200k o 500k, capacitores de 50 uF o 200 uF y cosas así.
En estos casos, en el cambio o eventual montaje, podemos usar el valor estandarizado actual, en la mayoría de los casos, sin problemas.
No necesitamos tener 22 millones de cajones en nuestro cajón de componentes que, incluso con los valores limitados, todos los proyectos funcionan bien.
