OBJETIVO: Hacer
referencia a los principales componentes básicos de electrónica, propiciando su
funcionamiento así como referencias específicas, a fin de determinar las
características de dichos elementos de la electrónica, para así obtener
conocimientos básicos del tema.
INTRODUCCIÓN: Los componentes electrónicos su principio de
funcionamiento está basado en la corriente eléctrica. Se puede definir como la ciencia que estudia los fenómenos producidos por la circulación de
electrones a través de sólidos, gases, e incluso el vacío.
Haciendo hincapié en la electrónica la cual se ha convertido en un elemento
imprescindible en la automatización de la producción en todos los sectores
industriales.
La clasificación principal es en:
A. Componentes Activos.- Son los que suministran energía eléctrica a un circuito (Pilas,
baterías, etc) o bien modifican o amplían algún valor de la corriente eléctrica como su
intensidad, su tensión, etc (transistores, diodos, etc).
B. Componentes Pasivos.- Actúan como cargas para un circuito eléctrico, pero por si solos ni
modifican ni generan corriente eléctrica alguna.
1. Resistencias fijas
Siempre tienen el mismo valor. Su valor teórico viene determinado por un código de colores. Se usan para limitar o impedir el paso de la corriente por una zona de un circuito. El símbolo utilizado para los circuitos, en este caso, pueden ser 2 diferentes.Son las que presentan un valor óhmico que no podemos modificar.
En todas las resistencias nos podemos encontrar tres características, el valor nominal expresado en óhmios (W), la tolerancia en % y la potencia en vatios (W).
- Valor nominal: Es el que indica el fabricante. Valor normalmente es diferente del valor real, pues influyen diferentes factores de tipo ambiental o de los mismos procesos de fabricación, pues no son exactos. Suele venir indicado, bien con un código de colores, bien con caracteres alfanuméricos.
- Tolerancia: Debido a los factores indicados anteriormente, y en función de la exactitud que se le de al valor, se establece el concepto de tolerancia como un % del valor nominal. De esta forma, si nosotros sumamos el resultado de aplicar el porcentaje al valor nominal, obtenemos un valor límite superior. Si por el contrario lo que hacemos es restarlo, obtenemos un valor límite inferior. Con la tolerancia, el fabricante nos garantiza que el valor real de la resistencia va a estar siempre contenido entre estos valores, Si esto no es así, el componente está defectuoso.
- Potencia nominal: Es el valor de la potencia disipada por el resistor en condiciones normales de presión y temperatura.
Como ya se indicó con anterioridad, una dels formas de indicar el valor nominal de una resistencia es mediante un código de colores que consta, como norma general, de 3 bandas de valor y una de tolerancia.
Resistencias variables
Son resistencias cuyo valor varía en función de algún parámetro. Tienen la misma finalidad que los demás tipos de resistencia: Limitar el paso de la corriente eléctrica, sólo que, en esta ocasión, su valor de resistencia no es fijo: Puede cambiar. Se usan para variar el funcionamiento de un circuito o dispositivo.
Podemos clasificarlas así:
Resistencias cuyo valor óhmico ajustamos nosotros:
1) Potenciómetros
2) Trimmers
Resistencias cuyo valor óhmico cambia sin nuestra intervención:
3) PTC y NTC (Depende de la temperatura)
4) Varistor (depende de la tensión aplicada a sus terminales)
5) LDR (depende de la iluminación que recibe)
Termistores:
Son dispositivos semiconductores que se comportan como resistencias con un coeficiente de temperatura de resistencia alto y, generalmente negativo. En algunos casos, la resistencia de un termistor a temperatura ambiente puede disminuir hasta un 6% por cada 1ºC que se eleve la temperatura. Dada esta alta sensibilidad al cambio de temperatura hacen al termistor muy conveniente para mediciones, control y compensar con precisión la temperatura.
El uso de termistores está muy difundido en tales aplicaciones, en especial en el rango más bajo de temperatura de -100ºC a 300ºC. Se componen de una mezcla sintética de óxidos de metales, como manganeso, níquel, cobalto, cobre, hierro y uranio. Su rango de resistencia va de 0.5 ohms. a 75 ohms y están disponibles en una amplia gama de formas y tamaños.
Características importantes del termistor lo hacen extremadamente útil en aplicaciones de medición y control:
a) Resistencia-temperatura
b) Voltaje-corriente
c) Corriente-tiempo
RESISTENCIA DEPENDIENTE DE LA LUZ (LDR):
Este tipo de resistencia es capaz de variar su valor según la intensidad de luz que incida sobre ella. Esto la hace un componente muy útil y versátil.
La diferencia de su valor óhmico según esté siendo iluminada o no, es bastante acusada. Algunos modelos de LDR pueden variar en miles de ohmios según el nivel de luz recibido. Si se le aplica una tensión a una LDR, un cambio de luminosidad hará que la corriente que circule por ella también sea variable en función de su resistencia.Las hay sensibles a luz visible o a luz infrarroja.
La diferencia de su valor óhmico según esté siendo iluminada o no, es bastante acusada. Algunos modelos de LDR pueden variar en miles de ohmios según el nivel de luz recibido. Si se le aplica una tensión a una LDR, un cambio de luminosidad hará que la corriente que circule por ella también sea variable en función de su resistencia.Las hay sensibles a luz visible o a luz infrarroja.
Los valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante.
Potenciometro:
Componente electrónico similar a los resistores pero cuyo valor de resistencia en vez de ser fijo es variable, permitiendo controlar la intensidad de corriente a lo largo de un circuito conectándolo en paralelo o la caída de tensión al conectarlo en serie.
Un potenciómetro es un elemento muy similar a un reostato , la diferencia es que este último disipa más potencia y es utilizado para circuitos de mayor corriente, debido a esta característica, por lo general los potenciómetros son generalmente usados para variar el voltaje en un circuito colocados en paralelo, mientras que los reostatos se utilizan en serie para variar la corriente .
Un potenciómetro está compuesto por una resistencia de valor total constante a lo largo de la cual se mueve un cursor, que es un contacto móvil que divide la resistencia total en dos resistencias de valor variable y cuya suma es la resistencia total, por lo que al mover el cursor una aumenta y la otra disminuye.
Capacitores/
Condensadores
Un capacitor se compone de dos conductores aislados eléctricamente uno del otro y de sus alrededores. Una vez que el capacitor se carga, los dos conductores adquieren cargas iguales pero de signo contrario, es decir, existe un desequilibrio de carga, por tanto, hay una diferencia de potencial y un campo eléctrico entre los conductores. (Gp:) + (Gp:) -.
Un capacitor es como una especie de recipiente con cargas adentro. Tiene carga en sus placas. Esa carga está ahí guardada y no se va a ningún lado. Mientras el capacitor esté cargado, la carga se conserva. Después uno puede usar esa carga para lo que uno necesite. Se lo llama capacitor porque tiene capacidad para almacenar carga. A veces se usa también el nombre "condensador ".
Cerámicos:
Los capacitores con dieléctrico de cerámica son una única familia con una constante dieléctrica relativamente alta, son de diseño físico de fácil fabricación, en donde se puede encontrar una gran variedad de formatos.
Los capacitores cerámicos están clasificados en tres tipos
Cerámicos de clase I [COG (NP0)] (estable):
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 II [XR7] (semiestable):
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.
Electrolíticos:
Los capacitores electrolíticos se han desarrollado para lograr grandes capacidades en dimensiones físicas reducidas.Este capacitor se logra con un dieléctrico especial. La capacidad de un capacitor tiene la siguiente fórmula:
C = EA / d
donde:
- A = superficie
- d = separación de placas
- E = constante dieléctrica
- A = superficie
- d = separación de placas
- E = constante dieléctrica
El capacitor electrolítico es un elemento polarizado, por lo que sus terminales no pueden ser invertidas. Generalmente el signo de polaridad viene indicado en el cuerpo del capacitor.
El inconveniente que tienen estos capacitores es que el voltaje permitido entre sus terminales no es muy alto. Si fuera necesario cambiar este capacitor, se debe buscar uno de la misma capacidad y con un voltaje igual o mayor al del capacitor dañado, pero...
No se recomienda utilizar un capacitor de voltaje (dato de fabrica) muy superior al dañado pues, un capacitor que recibe un voltaje mucho menor que para la que fue diseñado, siente que no estuvo polarizado en corriente continua y la capa de óxido de aluminio disminuye hasta que el elemento falla.
Determinar el valor de un capacitor por medio del código de colores no es difícil y se realiza sin problemas.
Código de colores de los capacitores
Determinar el valor de un capacitor por medio del código de colores no es difícil y se realiza sin problemas.
Diodos:
Componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. La flecha de la representación simbólica muestra la dirección en la que fluye la corriente.
Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar prácticamente en cualquier circuito electrónico.
Constan de la unión de dos tipos de material semiconductor, uno tipo N y otro tipo P, separados por una juntura llamada barrera o unión.Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.
El diodo se puede puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:
Polarización directa:
Cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del ánodo A al cátodo K, siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo). En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito. El diodo conduce.
Polarización inversa:
Cuando una tensión negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar la corriente en sentido inverso, opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto. El diodo está bloqueado.
Silicio
Al diodo Zener, también llamado diodo regulador de tensión, podemos definirlo como un elemento semiconductor de silicio que tiene la característica de un diodo normal cuando trabaja en sentido directo, es decir, en sentido de paso; pero en sentido inverso, y para una corriente inversa superior a un determinado valor, presenta una tensión de valor constante. Este fenómeno de tensión constante en el sentido inverso convierte a los diodos de Zener en dispositivos excepcionalmente útiles para obtener una tensión relativamente invisible a las variaciones de la tensión de alimentación, es decir, como dispositivos reguladores de tensión.
Germanio
Dispositivo de dos terminales que permite el paso de la corriente en una sola dirección. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad. Este es una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricas. El diodo de alto vacío (actualmente ya no se usa excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo y un cátodo.
Resumen
La clasificación principal es en:
A. Componentes Activos.- Son los que suministran energía eléctrica a un circuito (Pilas, baterías, etc) o bien modifican o amplían algún valor de la corriente eléctrica como su intensidad, su tensión, etc (transistores, diodos, etc).
B. Componentes Pasivos.- Actúan como cargas para un circuito eléctrico, pero por si solos ni modifican ni generan corriente eléctrica alguna.
Resistencias fijas
Siempre tienen el mismo valor. Su valor teórico viene determinado por un código de colores. Se usan para limitar o impedir el paso de la corriente por una zona de un circuito. El símbolo utilizado para los circuitos, en este caso, pueden ser 2 diferentes.Son las que presentan un valor óhmico que no podemos modificar.
En todas las resistencias nos podemos encontrar tres características, el valor nominal expresado en óhmios (W), la tolerancia en % y la potencia en vatios (W).
Resistencias variables
Son resistencias cuyo valor varía en función de algún parámetro. Tienen la misma finalidad que los demás tipos de resistencia: Limitar el paso de la corriente eléctrica, sólo que, en esta ocasión, su valor de resistencia no es fijo: Puede cambiar. Se usan para variar el funcionamiento de un circuito o dispositivo.
Termistores:
Termistores:
Son dispositivos semiconductores que se comportan como resistencias con un coeficiente de temperatura de resistencia alto y, generalmente negativo. En algunos casos, la resistencia de un termistor a temperatura ambiente puede disminuir hasta un 6% por cada 1ºC que se eleve la temperatura. Dada esta alta sensibilidad al cambio de temperatura hacen al termistor muy conveniente para mediciones, control y compensar con precisión la temperatura.
RESISTENCIA DEPENDIENTE DE LA LUZ (LDR):
Este tipo de resistencia es capaz de variar su valor según la intensidad de luz que incida sobre ella. Esto la hace un componente muy útil y versátil.
La diferencia de su valor óhmico según esté siendo iluminada o no, es bastante acusada. Algunos modelos de LDR pueden variar en miles de ohmios según el nivel de luz recibido. Si se le aplica una tensión a una LDR, un cambio de luminosidad hará que la corriente que circule por ella también sea variable en función de su resistencia.Las hay sensibles a luz visible o a luz infrarroja.
Los capacitores cerámicos están clasificados en tres tipos
Cerámicos de clase I [COG (NP0)]
Potenciometro:
Componente electrónico similar a los resistores pero cuyo valor de resistencia en vez de ser fijo es variable, permitiendo controlar la intensidad de corriente a lo largo de un circuito conectándolo en paralelo o la caída de tensión al conectarlo en serie.
Capacitores/ Condensadores
Un capacitor se compone de dos conductores aislados eléctricamente uno del otro y de sus alrededores. Una vez que el capacitor se carga, los dos conductores adquieren cargas iguales pero de signo contrario, es decir, existe un desequilibrio de carga, por tanto, hay una diferencia de potencial y un campo eléctrico entre los conductores. (Gp:) + (Gp:) -.
Cerámicos:Los capacitores con dieléctrico de cerámica son una única familia con una constante dieléctrica relativamente alta, son de diseño físico de fácil fabricación, en donde se puede encontrar una gran variedad de formatos.Los capacitores cerámicos están clasificados en tres tipos
Cerámicos de clase I [COG (NP0)]
Electrolíticos:Los capacitores electrolíticos se han desarrollado para lograr grandes capacidades en dimensiones físicas reducidas.
Diodos:Componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. La flecha de la representación simbólica muestra la dirección en la que fluye la corriente.
Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar prácticamente en cualquier circuito electrónico.
Silicio:Al diodo Zener, también llamado diodo regulador de tensión, podemos definirlo como un elemento semiconductor de silicio que tiene la característica de un diodo normal cuando trabaja en sentido directo, es decir, en sentido de paso; pero en sentido inverso, y para una corriente inversa superior a un determinado valor, presenta una tensión de valor constante.
Germanio:Dispositivo de dos terminales que permite el paso de la corriente en una sola dirección. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad.
Bibliografia
