Componentes
básicos de la electrónica
objetivo
El objetivo principal de la realización
de este informe es que la persona que lea este informe tenga conocimientos sobre
los componentes básicos de la electrónica y así poder manipularlos o aplicarlos
en diferentes circuitos eléctricos.
Son aquellas en las que el valor en ohmios que posee es fijo y se define al fabricarlas,
No hay resistencias de cualquier valor, si no que se fabrican una serie de valores definidos y de los que damos las series normalizadas E12, E24 y E48, llamadas así por ser 12, 24 y 48 el número de valores que posee por década. Los valores dé las series estándar son los siguientes:
Código de colores
Cuadro con valores
La forma de usar la tabla es la siguiente: si tomamos uno de los valores por ejemplo el 150, sabremos automáticamente que se fabrican los valores 1·5, 15, 150, 1.500, 15.000, 150.000, y 1500.000, ohmios, ya que el valor máximo que se fabrica es el de 10.000.000 ohmios.
Las resistencias fijas se pueden clasificar en resistencias de usos generales y resistencias de alta estabilidad.
Las resistencias de uso generales se fabrican utilizando una mezcla de carbón, mineral en polvo y resina aglomerante; a estas se les llama resistencias de composición, y sus características más importantes son: pequeño tamaño, soportan hasta 3watts de potencia máxima, tolerancias altas (5%, 10%, 20%), amplio rango de valores y mala estabilidad de temperatura.
Las resistencias de alta estabilidad se clasifican a su vez en:
RESISTENCIAS PIROLITICAS: Se fabrican depositando una película de carbón sobre un soporte cerámico, y seguidamente se raspa dicha capa de forma que lo que queda es una especie de espiral de carbón sobre el soporte cerámico sus características más importantes son: pequeño tamaño hasta 2 watts de potencia máxima, tolerancias de 1 y 2% y coeficiente de temperatura medio
RESISTENCIAS DE HILO BOBINADO: se construye con un hilo metálico de constata o manganita arrollado sobre un tubo de porcelana sus características más importantes son: tamaño medio o grande, hasta 400 watts de potencia máxima, baja tolerancia 0·25% y coeficiente de temperatura bajo
RESISTENCIA DE PELÍCULA METÁLICA: consiste en una película metálica a la que se le va eliminando parte de esta capa dejando una forma similar a un hilo muy largo. Las características más importantes son: tamaño medio, pequeños valores de resistencia eléctrica, hasta 6 watts de potencia máxima, tolerancias de 1, 2 y 5% y bajo coeficiente de temperatura.
En las resistencias metálicas hay que tener en cuenta que
son inductivas y por tanto pueden variar el comportamiento a determinadas
frecuencias.
TERMISTOR
Un termistor es
un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semi-conductor con la temperatura. El término termistor
proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistor:
NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de
temperatura negativo
PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de
temperatura positivo (también llamado posistor).
Cuando la temperatura
aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la disminuyen.
LDR
Resistencia dependiente de la luz (LDR), conocida también
como fotorresistor o célula fotoeléctrica. Posee la característica de disminuir
el valor de su resistencia interna cuando la intensidad de luz que incide sobre
la superficie de la celda aumenta. Como material o elemento semiconductor
utiliza el sulfuro de cadmio (CdS) y su principal aplicación es en el encendido
y apagado automático del alumbrado público en las calles de las ciudades,
cuando disminuye la luz solar.
POTENCIOMETRO.
Un potenciómetro es un resistor cuyo
valor de resistencia es variable. De esta manera,
indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se
conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.
Normalmente,
los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos
de corrientes mayores, se utilizan los reóstatos, que pueden disipar más potencia.
Cerámicos de clase I
Este tipo de capacitores empleados, usualmente a base de dióxido de titanio o titanato de calcio con aditivos, pueden ser usados para lograr las características deseadas, éstas son el coeficiente de temperatura nominal sobre el rango de 25 a 85 ºC, la constante dieléctrica relativa de 6 a 500 y un factor de potencia de 0,4 o menor.
Los capacitores cerámicos de clase I son utilizados en circuitos resonantes, alta frecuencia y acoplamiento, dieléctricos de temperatura compensada, estabilidad dieléctrica y otras aplicaciones donde un alto Q son esenciales. Conocidos también como NP0 o Negativo Positivo Cero.
Cerámicos de clase (semi-estable):
Son usados cuando la miniaturización es requerida para aplicaciones de radio frecuencia, filtros y acoplamiento de etapas, donde el Q y la estabilidad pueden estar comprometida.
La clase II está subdividida en dos subgrupos, estable e inestable.
Los cerámicos estables (estable k) tienen una constante dieléctrica de 250 a aproximadamente 2400, tienen una característica no lineal de temperatura definida dentro de un rango de -60 a 120 ºC.
Los cerámicos inestables (alto k) tienen una constante dieléctrica de 3000 a 10000. Estos valores de alto k son obtenidos por formulaciones especiales de titanatos y aditivos. El rango de operación de temperatura es de –55 a 85 ºC o menos (dependiendo de la fórmula usada) causado por la disminución del k de un 30 al 80%.
Cerámicos de clase III [Z5U] (propósitos generales):
En estos diseños un disco cerámico aislante con un tratamiento de calor es aplicado en una atmósfera reducida para que disminuya la resistividad por debajo de 10 W -cm. Los electrodos de plata son aplicados en la superficie y son soldados al mismo tiempo, un capacitor formado entre el electrodo y el cuerpo semiconductor aplicados a ambos lados del disco, es decir, que la terminación está hecha por dos capacitores en serie.
Son aplicados en circuitos de acoplamiento y como supresores de interferencia.
Envejecimiento.
Estos dieléctricos presentan un fenómeno conocido como Transformación de la fase del cristal a la temperatura de Curie, es decir, el rango de la temperatura en la que algunos cristales cambian su forma, dando por resultado un incremento en la constante dieléctrica (k) en o sobre la temperatura de Curie. El incremento en (k) provoca un incremento en el valor de la capacitancia. Llevar los capacitores cerámicos de la temperatura de Curie a la temperatura ambiente (25 ºC) da como resultado una disminución gradual de (k). Esta disminución es una función logarítmica dependiente del tiempo y la velocidad del cambio es la velocidad de envejecimiento.
La velocidad de envejecimiento para los dieléctricos es:
COG (NP0) = 0 (no envejece)
X7R = 1 % (máximo de decrecimiento por década de tiempo)
Z5U = 3 % (máximo de decrecimiento por década de tiempo)
La temperatura de Curie para dieléctricos susceptibles de envejecimiento es:
X7R = alrededor de + 120 ºC
CAPACITORES ELECTROLITICOS:
Un condensador electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de sus placas. Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente continua pero no corriente alterna.
En los condensadores electrolíticos de aluminio, la capa de óxido aislante en la superficie de la placa de aluminio actúa como dieléctrico, y es la delgadez de esta capa la que permite obtener una gran capacidad en un pequeño volumen. La capa de óxido puede mantenerse inafectada incluso con una intensidad de campo eléctrico del orden de 109 voltios por metro. La combinación de alta capacidad y alto voltaje resultan en una gran densidad energética.
DIODOS
Los diodos rectificadores son dispositivos electrónicos que se utilizan para controlar la dirección del flujo de corriente en un circuito eléctrico. Dos materiales comúnmente utilizados para los diodos son el germanio y el silicio. Mientras que ambos diodos realizan funciones similares, existen ciertas diferencias entre los dos que deben ser tomadas en consideración antes de instalar uno u otro en un circuito electrónico.
Diodo de silicio: La construcción de un diodo de silicio comienza con silicio purificado. Cada lado del diodo se implanta con impurezas (boro en el lado del ánodo y arsénico o fósforo en el lado del cátodo), y la articulación donde las impurezas se unen se llama la "unión pn". Los diodos de silicio tienen un voltaje de polarización directa de 0,7 voltios. Una vez que el diferencial de voltaje entre el ánodo y el cátodo alcanza los 0,7 voltios, el diodo empezará a conducir la corriente eléctrica a través de su unión pn. Cuando el diferencial de voltaje cae a menos de 0,7 voltios, la unión pn detendrá la conducción de la corriente eléctrica, y el diodo dejará de funcionar como una vía eléctrica. Debido a que el silicio es relativamente fácil y barato de obtener y procesar, los diodos de silicio son más frecuentes que los diodos de germanio.
Diodos de germanio: Los diodos de germanio se fabrican de una manera similar a los diodos de silicio. Los diodos de germanio también utilizan una unión pn y se implantan con las mismas impurezas que los diodos de silicio.
Sin embargo los diodos de germanio, tienen una tensión de polarización directa de 0,3 voltios. El germanio es un material poco común que se encuentra generalmente junto con depósitos de cobre, de plomo o de plata. Debido a su rareza, el germanio es más caro, por lo que los diodos de germanio son más difíciles de encontrar (y a veces más caros) que los diodos de silicio.
Resumen
Resistencias fijas:
Son aquellas en las que el valor en ohmios que posee es fijo y se define al fabricarlas,
No hay resistencias de cualquier valor, si no que se fabrican una serie de valores definidos y de los que damos las series normalizadas E12, E24 y E48, llamadas así por ser 12, 24 y 48 el número de valores que posee por década. Las resistencias fijas se pueden clasificar en resistencias de usos generales y resistencias de alta estabilidad.
Resistencia variable:
Son resistencias cuyo
valor varía en función de algún parámetro
Potenciómetro:
Resistencias que varía manualmente entre cero y un valor indicado en el
componente.
LDR: Resistencia que varía en función de la luz que recibe. A más luz menos
resistencia
Capacitores cerámicos:
Este tipo de capacitores empleados, usualmente a base de dióxido de titanio o titanato de calcio con aditivos, pueden ser usados para lograr las características deseadas, éstas son el coeficiente de temperatura nominal sobre el rango de 25 a 85 ºC, la constante dieléctrica relativa de 6 a 500 y un factor de potencia de 0,4 o menor.
Capacitores electrolíticos:
Un condensador electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de sus placas. Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente continua pero no corriente alterna.
En los condensadores electrolíticos de aluminio, la capa de óxido aislante en la superficie de la placa de aluminio actúa como dieléctrico, y es la delgadez de esta capa la que permite obtener una gran capacidad en un pequeño volumen. La capa de óxido puede mantenerse inafectada incluso con una intensidad de campo eléctrico del orden de 109 voltios por metro. La combinación de alta capacidad y alto voltaje resultan en una gran densidad energética.
Los diodos rectificadores son dispositivos electrónicos que se utilizan para controlar la dirección del flujo de corriente en un circuito eléctrico. Dos materiales comúnmente utilizados para los diodos son el germanio y el silicio. Mientras que ambos diodos realizan funciones similares, existen ciertas diferencias entre los dos que deben ser tomadas en consideración antes de instalar uno u otro en un circuito electrónico.
Debido a que el silicio es relativamente fácil y barato de obtener y procesar, los diodos de silicio son más frecuentes que los diodos de germanio.
Bibliográfias
http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_3.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Potenci%C3%B3metro
http://es.wikipedia.org/wiki/Termistor
http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_electrol%C3%ADtico
http://www.ehowenespanol.com/caracteristicas-del-diodo-germanio-del-diodo-silicio-lista_153695/
http://www.tecnoastro.es/tecnologia/resistencias%20variables.html
