Tema 2 OMPONENTES ÁSOS DE UN UTO ELETÓNO 1.- ESSTENAS Son elementos que ofrecen oposición al paso de la corriente eléctrica. Se emplean para regular la intensidad de corriente. Hay, básicamente, dos tipos de esistencias Las esistencias de valores fijos y las esistencias variables, que a su vez se subdividen dependiendo de características propias. 1.1.- La resistencia de valor fijo Tienen un valor nominal fijo Las más habituales son de película de carbón. Se clasifican en función de su potencia por tamaños de 1 W, de 1/2 W y de 1/4 W. Su valor está indicado mediante un código de colores sobre su superficie ÓDGO DE OLOES DE LAS ESSTENAS alor teórico Tolerancia NEGO 0 OO 5 % MAÓN 1 PLATA 10 % OJO 2 NAANJA 3 AMALLO 4 EDE 5 AZUL 6 OLETA 7 1ª cifra 2ª cifra Nº de ceros Tolerancia GS 8 LANO 9 En el ejemplo = 220 Ω ± 10 % También hay otros tipos de resistencia fijas, como las de película metálica y las bobinadas En cuanto a las bobinadas, pueden llegar a soportar potencias entre 5 y 100 w Su símbolo normalizado es cualquiera de los dos que se muestran 1.2.- esistencias variables Dentro de estas encontramos dos tipos, las ajustables manualmente y las dependientes de magnitudes físicas 1.2.1.- esistencias ajustables La resistencia ajustable es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante. Este contacto móvil se llama cursor o flecha y divide la resistencia en dos resistencias cuyos valores son menores y cuya suma tendrá siempre el valor de la resistencia total. Las resistencias ajustables se dividen a su vez en dos categorías Potenciómetros y reostatos POTENÓMETOS y EOSTATOS Los potenciómetros y los reostatos se diferencias entre si, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. Fuensanta Torrano uiz-funes - 1 -
omo regla general Los potenciómetros se utilizan para variar niveles de voltaje y los reostatos para variar niveles de corriente Normalmente los potenciómetros se utilizan en circuitos con poca corriente, pues no disipan casi potencia, en cambio los reostatos son de mayor tamaño, por ellos circula más corriente y disipan más potencia. 1.2.2.- esistencias dependientes de magnitudes físicas Son aquellas que varían su valor en función de los cambios de algunas magnitudes físicas como la luz, la temperatura o el voltaje LD (ESSTO LGHT DEPENDENT) O FOTOESSTENA El LD (resistor dependiente de la luz) es una resistencia que varía su valor dependiendo de la cantidad de luz que la ilumina. Los valores de una fotorresistencia cuando está totalmente iluminada y cuando está totalmente a oscuras varía, puede medir de 50 ohmios a 1000 ohmios (1K) en iluminación total y puede ser de 50K (50,000 Ohms) a varios megaohmios cuando está a oscuras. Hay muchas aplicaciones en las que una fotorresistencia es muy útil en circuitos donde se necesita detectar la ausencia o la presencia de luz - Luz nocturna de encendido automático, que utiliza una fotorresistencia para activar una o más luces al llegar la noche. - elé controlado por luz, donde el estado de iluminación de la fotorresistencia, activa o desactiva un relé, que puede tener un gran número de aplicaciones, como alarmas, aperturas automáticas de puertas, ventanas, persianas, etc. Su símbolo es el que se muestra a la derecha TEMSTO (THEMALLY SENSTE ESSTO) Un termistor es una resistencia sensible a la temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. Existen dos tipos de termistor NT (Negative Temperature oefficient) coeficiente de temperatura negativo. Es decir, a mayor temperatura, menor -t resistencia. PT (Positive Temperature oefficient) coeficiente de temperatura positivo. Es decir, a mayor temperatura, mayor resistencia +t Aplicaciones - Medición de temperaturas - ontrol de temperaturas Termostatos de calefacción y aire acondicionado) - Alarmas de llama ASTO (ariable esistor) Un varistor es un componente electrónico cuya resistencia óhmica disminuye cuando la tensión eléctrica que se le aplica aumenta Fuensanta Torrano uiz-funes - 2 -
2.- ONDENSADOES El condensador es un componente electrónico que está constituido por dos placas metálicas (llamadas armaduras) paralelas entre sí y muy próximas, separadas por un material aislante, como papel, cerámica o mica, denominado dieléctrico. En el exterior tiene dos patillas o terminales por donde se conecta al circuito. Algunos, como los cerámicos, no tienen polaridad; Armaduras mientras que otros, como los electrolíticos, tienen una patilla que se debe conectar a positivo y otra a negativo Terminal Terminal Símbolos Aspecto + Dieléctrico erámico Electrolítico Al aplicar una d.d.p. (tensión) entre las armaduras la corriente intenta atravesarlo pero no puede pasar por él debido al dieléctrico, sin embargo sí se produce una brevísima corriente que provoca una acumulación de cargas positivas y negativas en las armaduras. Actúa por tanto como un almacén de energía, ya que se carga con la misma tensión que se aplica en sus extremos y se mantiene cargado aunque se desconecte el generador, hasta que tiene un circuito cerrado por el que descargarse. Todo está descargado. No hay corrientes Al cerrar el interruptor el condensador se carga a través de la de 10 K Al abrir el interruptor el condensador sigue cargado Al cambiar el conmutador de posición el condensador se descarga a través de la de 5 K La cantidad de carga eléctrica que puede almacenar se mide como su apacidad () y su unidad es el Faradios (F). omo el Faradio es una unidad muy grande se utilizan siempre los submúltiplos - El milifaradio 1 mf = 10-3 F - El microfaradio 1 µf = 10-6 F - El nanofaradio 1 nf = 10-9 F - El picofaradio 1 pf = 10-12 F El tiempo que tarda en cargarse o descargarse un condensador depende de su capacidad () y de la resistencia () del circuito de carga o de descarga T = 5 * * En el ejemplo anterior Tiempo de carga T = 5 * 10 *10 3 * 50 *10-6 = 2500 *10-3 = 2,5 segundos Tiempo de descarga T D = 5 * 5 *10 3 * 50 *10-6 = 1250 *10-3 = 1,25 segundos 2.1.- Asociación de condensadores uando se asocian dos o más condensadores se puede calcular la capacidad equivalente del conjunto de la siguiente forma 1 2 3 1 1 1 1 - Si están en serie = + + T 1 2 3 - Si están en paralelo 1 2 3 T = 1 + 2 + 3 Fuensanta Torrano uiz-funes - 3 -
3.- DODOS Un diodo es un componente electrónico construido con material semiconductor (*) que permite el paso de la corriente eléctrica únicamente en un sentido Tiene dos terminales, ánodo y cátodo. Su símbolo es Su aspecto es Ánodo átodo El diodo comercial presenta una banda en un extremo para indicar el cátodo La corriente circulará cuando sólo cuando el ánodo esté conectado al polo positivo y el cátodo al negativo de la fuente de energía. =0 Polarización directa Polarización inversa 3.1.- El diodo LED El diodo LED es un tipo de diodo particular que cuando conduce emite luz (Light-Emitting-Diode). Su comportamiento es el mismo que el del diodo común, es decir, sólo conduce cuando está en polarización directa, la diferencia está en que es luminiscente. Su símbolo Su aspecto o también La patilla más corta o la que lleva una muesca es el cátodo, o sea que es la que hay que conectar a negativo El diodo LED tiene que ir siempre en serie con una resistencia para regular la intensidad de corriente que lo atraviesa. 3.1.1.- álculo de la resistencia en serie con el LED Para calcular el valor de la resistencia que debemos poner en serie con el LED tenemos que aplicar, como siempre, la Ley de Ohm T D = = donde MAX eamos un ejemplo Tenemos un diodo LED que provoca una caída de tensión de 1,5 v y soporta una corriente máxima de 10 ma, qué resistencia habrá que poner en serie con el LED si el circuito está alimentado con 12 v? Esquema Datos Fórmula esolución T D MAX Tensión de alimentación del circuito aída de tensión en el diodo ntensidad máxima admisible en el diodo 12 v D = 1,5 v T = 12 v T D 12 1,5 10,5 3 = = = = 1,05* 10 Ω 3 3 10*10 10*10 MAX = 10 ma = 1,05 kω = 1050Ω Fuensanta Torrano uiz-funes - 4 -
4.- TANSSTOES Son también dispositivos semiconductores, pero en este caso con tres terminales. En su interior un transistor lleva tres capas de semiconductor, dos dopadas (contaminadas) con cargas negativas (N) y la de en medio dopada con cargas positivas (P). También puede ser al contrario, una capa negativa (N) entre dos positivas (P). Esta distribución del material de dopaje da lugar a dos tipos de transistor NPN ase olector Emisor Sentido de circulación de la corriente El funcionamiento de un transistor es realmente diferente a todos los componentes vistos hasta ahora. La corriente principal circula entre el colector y el emisor (o entre el emisor y el colector, en un PNP), pero esta corriente no puede pasar hasta que una pequeña corriente entre por la base del transistor (o salga si en un PNP). Podríamos decir que la base de un transistor es como un portero de discoteca, que si recibe una propinilla, deja que entren por la puerta grande un montón de personas, mientras que si no recibe propina, no pasa nadie por la puerta, aunque aparentemente esté abierta. eamos algún circuito de ejemplo PNP ase olector Emisor Sentido de circulación de la corriente =0 1 1 1 5 v =0 E 6 v 1 5 v E 6 v En el circuito de la izquierda, aparentemente, debería estar encendida la bombilla 1, pero no es así, ya que por la base del transistor no entra ninguna corriente y por tanto la corriente entre el colector y la base también es cero (como no hay propina para el portero, no pasa nadie por la puerta). Sin embargo, en el circuito de la derecha sí tenemos corriente por la base, aunque es muy pequeña, pero es suficiente para que se permita el paso de la corriente entre el colector y el emisor (como le damos una propina al portero, deja que los invitados pasen por la puerta de la discoteca) 4.1.- Funcionamiento del transistor como llave Es el que hemos descrito hasta ahora si hay corriente de base, hay corriente de colector y si no hay corriente de base, no hay corriente de colector. Se puede decir que en este caso el transistor funciona como un interruptor controlado por la corriente de base. uando el transistor conduce se dice que está en saturación y cuando no conduce está en corte 4.2.- Funcionamiento del transistor como amplificador maginemos ahora la puerta de la discoteca que poníamos de ejemplo. Pero resulta que ahora el portero nos pide una propina por cada persona que quiere entrar. Es decir, que si quiero que pasen pocos invitados le tengo que dar poca propina y si quiero que pasen muchos invitados, le tengo que dar mucha propina. O sea, que el número de personas que pasa por la puerta hacia la discoteca, es proporcional al número de monedas que le doy al portero. Pues bien, en este caso el transistor funciona también de forma proporcional, si entra poca corriente por la base, pasa poca corriente por el colector al emisor, y si entra mucha corriente por la base, pasa mucha corriente entre el colector y el emisor. Esto se expresa matemáticamente con la siguiente fórmula h * = donde FE corriente de base corriente de colector h FE ganancia del transistor, que puede oscilar entre 50 y 1000, (también denominada con la letra griega β) Es decir que una pequeña corriente en la base, se convierte en una gran corriente en el colector. Supongamos una ganancia de 100, entonces una corriente de 0,01 A se convierte en el colector en una corriente de 0,01 * 100 = 10 A, o sea, 100 veces mayor. Esto es lo que significa actuar como amplificador. Fuensanta Torrano uiz-funes - 5 -