Iniciación a la Electricidad y a la Electrónica COMPONENTES ELECTRÓNICOS BÁSICOS Resistencias: Son componentes electrónicos pasivos cuya misión es oponerse al paso de la corriente eléctrica. Gracias a ellas podemos controlar la intensidad de corriente eléctrica que circula por una rama de un circuito u obtener una tensión determinada, pues con ellas podemos construir un divisor de tensión (conectando dos o más resistencias en serie).
Pirolíticas o de película:
Bobinadas:
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Iniciaci贸n a la Electricidad y a la Electr贸nica Ajustables:
Potenci贸metros:
NTC:
PTC:
LDR:
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Iniciación a la Electricidad y a la Electrónica Código de colores para identificar resistencias y condensadores Las resistencias de película, así como algunas NTC y ciertos condensadores, utilizan un código de colores para identificar su valor. En la siguiente tabla aparece este código:
Para leer el código en las resistencias, debemos buscar la banda de color que está situada algo más separada de las demás bandas y colocarla hacia la derecha. Seguidamente leemos el código de izquierda a derecha. De la primera banda extraemos el primer dígito del valor y de la segunda banda el segundo dígito. Escribimos uno a continuación del otro y multiplicamos el número resultante por lo que indique la tercera banda. En el ejemplo de arriba, con los colores marrón, rojo y naranja, obtendremos un valor de 12000Ω (12 x 1000). La cuarta banda de color indica la tolerancia. Este parámetro se incluye porque no es fácil fabricar las resistencias de un valor exacto, de modo que los fabricantes marcan con un valor determinado aquellas resistencias cuyo valor real se encuentre dentro de unos márgenes cercanos al valor marcado, indicando mediante la tolerancia, los límites mínimo y máximo entre los que debe encontrarse el valor real de la resistencia. En el caso del ejemplo, la cuarta banda es dorada (±5% de tolerancia), esto quiere decir que el valor real de la resistencia estará comprendido entre 11400Ω y 12600Ω, ya que el 5% de 12000 es 600. Para leer el código de colores en una resistencia NTC, debemos colocar sus terminales hacia la izquierda y proceder de la forma descrita. El valor indicado en este caso es el que presenta la resistencia a una temperatura de 20⁰C y no se indica la tolerancia. En el caso de los condensadores, se colocan los terminales hacia la derecha y se lee el código desde la izquierda. Hay que tener en cuenta que, dependiendo del tipo de condensador, pueden aparecer bandas de color que indican la temperatura de trabajo, la tensión máxima de trabajo, etc, además de la capacidad del condensador y su tolerancia.
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Iniciación a la Electricidad y a la Electrónica Condensadores: Los condensadores son componentes electrónicos pasivos capaces de almacenar energía eléctrica. Están formados por dos láminas metálicas enfrentadas, denominadas armaduras, separadas por un aislante, denominado dieléctrico. Su característica principal es la capacidad (C) y se mide en Faradios (F). La capacidad aumenta cuanto mayor sea la superficie enfrentada de las armaduras y cuanto más delgado sea el dieléctrico. Para conseguir condensadores de mayor capacidad y pequeño tamaño, se construyen a base de tiras de plástico con sus caras metalizadas, colocadas unas sobre otras, separadas por otras tiras de plástico, y enrolladas. Así se consiguen armaduras de gran superficie que ocupan poco espacio. El faradio es una unidad muy grande. La capacidad de la mayoría de los condensadores está por debajo de 1mF (un milifaradio), Por tanto, es muy frecuente utilizar submúltiplos. Los más frecuentes son: 1 mF (milifaradio) =10-3F 1µF (microfaradio) = 10-6F 1nF (nanofaradio) = 10-9F 1pF (picofaradio) = 10-12F Hay muchos modelos de condensadores, aunque los más frecuentes son los de poliéster (su dieléctrico es de poliéster) y los electrolíticos. Los condensadores electrolíticos permiten albergar grandes capacidades en poco espacio, sin embargo, tienen polaridad y soportan tensiones mucho más pequeñas que los condensadores cerámicos o de poliéster. Hay condensadores cuyo valor se identifica mediante el código de colores, otros mediante códigos alfanuméricos y otros incorporan los valores de capacidad y tensión de trabajo impresos directamente.
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Cuando los condensadores son muy pequeños sele indicarse su valor mediante el denominado código 101. Consiste en indicar el valor con un número de tres cifras, donde las dos primeras se leen directamente y la tercera indica el número de ceros que hay que añadir a las dos primeras. El resultado siempre se expresa en picofaradios. Ejemplo: 203 debe interpretarse como 20000pF. Una variante de este código consiste en utilizar una letra, para indicar el submúltiplo correspondiente, situada en el lugar de la coma decimal. De este modo, 4n7 corresponderá a 4,7nF. Así mismo, 1n0 equivale a 1nF. También se fabrican condensadores variables, constituidos por dos grupos de láminas metálicas, uno fijo y otro móvil. Haciendo girar su eje en un sentido, las láminas móviles se van insertando entre las láminas fijas, aumentando la superficie enfrentada entre ellas, y por tanto la capacidad, mientras que girando su eje en sentido contrario, se extraen las láminas fijas, reduciéndose la capacidad.
Bobinas: Una bobina consiste en un determinado número de espiras de hilo de cobre esmaltado, arrolladas sobre algún tipo de soporte. Además, pueden tener el núcleo de aire, de ferrita, de hierro u otros materiales, lo que las confiere diferentes propiedades. Cuando el núcleo es móvil, permite el ajuste de la inductancia de la bobina. La característica principal de una bobina es su inductancia, y se mide en henrios (H). El henrio es una unidad bastante grande, por lo que se suelen utilizar bobinas de varios milihenrios (mH). Conectando una bobina y un condensador en paralelo obtenemos un circuito resonante para una determinada frecuencia. Esto quiere decir que ese circuito dejará pasar a su través, toda la energía que llegue con forma de onda alterna y de la frecuencia a la que resuena, bloqueando todas las demás ondas.
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Iniciación a la Electricidad y a la Electrónica Por otro lado, las bobinas se utilizan como filtro para separa la corriente continua de la corriente alterna, debido a que dejan pasar la corriente continua a su través, pero bloquean el paso de la corriente alterna, pues apenas presentan oposición al paso de la corriente continua o la corriente alterna de baja frecuencia, mientras aumenta su oposición a medida que aumenta la frecuencia de la corriente aplicada. A continuación se muestran algunos modelos de bobinas, utilizadas frecuentemente en electrónica.
Relés: Los relés son dispositivos electromecánicos, formados por un electroimán y un grupo de contactos, asociado a una armadura móvil. Al activarse el electroimán, atrae a la armadura, que bascula y desplaza los contactos haciendo que se abran o se cierren, dependiendo del tipo de relé. Su principal aplicación consiste en conectar o desconectar grandes cargas, a través de circuitos electrónicos que trabajan con tensiones muy pequeñas. Por ejemplo, el encendido automático del alumbrado público, que está controlado por un circuito electrónico que capta el nivel de iluminación ambiental y, cuando éste disminuye demasiado, activa un relé que conecta las farolas de una calle.
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Iniciación a la Electricidad y a la Electrónica Diodo semiconductor: El diodo semiconductor es un componente electrónico formado por la unión de dos semiconductores de distinto tipo: N y P. El material base para su fabricación es el silicio, que tiene valencia 4 y cada átomo comparte esos cuatro electrones con otros cuatro átomos cercanos, de modo que son 8 los electrones que orbitan alrededor de cada átomo. Cuando insertamos unos pocos átomos trivalentes (de valencia 3, por ejemplo aluminio) en un trozo de silicio puro, por cada átomo trivalente habrá un enlace que no podrá completarse, pues falta un electrón, lo que confiere al material resultante un potencial positivo neto. Ya tenemos un semiconductor de tipo P. Si a un trozo de silicio puro, le añadimos unos pocos átomos de otro material pentavalente (de valencia 5, por ejemplo arsénico), por cada átomo pentavalente se establecerán cuatro enlaces con los átomos de silicio cercanos, y sobrará un electrón que no podrá enlazarse. Así obtenernos un semiconductor de tipo N, pues tiene carga neta negativa. Al unir dos semiconductores N y P, en la zona de la unión se recombinan electrones y huecos, apareciendo una zona aislante que impide que los electrones que aún quedan en la zona N sigan recombinándose con los huecos de la zona P. Conectando a esa unión una tensión con el polo positivo hacia el semiconductor de tipo P y el negativo hacia el semiconductor de tipo N (polarización directa), la zona aislante se estrecha permitiendo el paso de la corriente a través del diodo. Por el contrario, cuando se conecta el polo positivo a la zona N y el negativo a la zona P, la zona aislante se ensancha bloqueando el paso de la corriente a través del diodo.
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Estas características permiten utilizar el diodo para rectificar la corriente alterna, primer paso para obtener corriente continua a partir de ella.
Diodo LED: Un tipo de diodo semiconductor característico es el diodo emisor de luz (LED), que emite luz de un color determinado al ser polarizado directamente. El color de la luz depende de los semiconductores utilizados en su fabricación y no del color de su carcasa, casa, así como su tensión típica de funcionamiento depende también del color de la luz: Rojo, Verde, Amarillo y Ámbar se iluminan con 2V, mientras que azul y blanco se iluminan con 3,6V. Para identificar el cátodo en un diodo LED real, es aconsejable fijarse se en la parte plana de su corona, la cual aparece siempre al lado del cátodo. Se fabrican con multitud de formas y tamaños.
Transistor: Es un componente electrónico activo formado por dos uniones de semiconductores de distinto tipo, lo que da lugar a dos tipos de transistor, en función de los semiconductores utilizados: NPN y PNP. Dispone de tres terminales, denominados emisor, base y colector.
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Iniciación a la Electricidad y a la Electrónica Para conseguir un funcionamiento correcto, la primera unión (Base-Emisor) (Base Emisor) debe polarizarse directamente, mientras ntras que la segunda unión (Base-Colector) (Base Colector) debe polarizarse inversamente. Básicamente,, el transistor puede comportarse como interruptor y como amplificador, dependiendo de cómo se haya polarizado su base. Cuando la tensión base-emisor emisor es insuficiente (zona (zona de corte) el transistor bloquea la corriente entre el emisor y el colector, mientras que si la tensión base-emisor base emisor alcanza los 0,7V el transistor permite la circulación de corriente entre el emisor y el colector como si se tratara de un interruptor cerrado cerra (zona de saturación). Polarizando la unión base-emisor emisor entorno a 0,6V, pequeñas variaciones de la intensidad que circula por la base provocan grandes variaciones en la intensidad que circula entre el emisor y el colector. En este caso decimos que el transistor nsistor se encuentra en la zona activa, y se comporta como amplificador. A la derecha se muestra el circuito de polarización de un transistor NPN como amplificador, en configuración de emisor común (el emisor forma parte del circuito de entrada y del circuito ito de salida del amplificador. Existen miles de transistores diferentes, por lo que es imprescindible saber manejar las tablas de características para averiguar, en primer lugar, la disposición de los terminales. Existen libros publicados en librerías especializadas pecializadas y en tiendas de electrónica, que recopilan las principales características de los transistores. En la actualidad, también es posible encontrar las características de cualquier transistor, realizando una búsqueda en Internet. A la derecha se muestran estran algunos modelos.
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Iniciación a la Electricidad y a la Electrónica Circuito integrado: Un circuito integrado es un dispositivo electrónico que contiene en su interior un circuito electrónico formado por cientos, miles o millones de transistores, acompañados por algunos otros componentes como pequeñas resistencias, diodos, o condensadores. Este circuito recibe el nombre de chip. Exteriormente, aparece como una carcasa de plástico con una o varias filas de terminales, necesarios para conectar su circuito interno con otros componentes o circuitos externos, que permiten que funcione correctamente. Existen circuitos integrados desarrollados para aplicaciones concretas, cuyo circuito interno es bastante simple, pero también los microprocesadores son circuitos integrados. Éstos últimos están formados por miles de millones de transistores. La mayoría de los circuitos integrados disponen de dos filas de terminales. En ese caso, situando hacia arriba la muesca que aparece en un extremo, el terminal que aparece a su izquierda es siempre el número 1. La numeración continúa siguiendo la fila de terminales hacia abajo hasta el final, salta a la fila siguiente, y continúa por la otra fila hacia arriba. Veamos como ejemplo el circuito integrado 555. Se trata de un temporizador muy versátil, que puede comportarse de varias maneras diferentes, en función de su conexión externa. A continuación se muestra el aspecto de este circuito integrado, el esquema de su circuito interno, y el esquema de conexión para que trabaje produciendo una señal sonora de alarma.
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