6.1.1. ¿Qué es la resistencia?
Propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso de una corriente eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina, según la llamada ley de Ohm, cuánta corriente fluye en el circuito cuando se le aplica un voltaje determinado. La unidad de resistencia es el ohmio, que es la resistencia de un conductor si es recorrido por una corriente de un amperio cuando se le aplica una tensión
6.1.2. Tipos de resistores o resistencias.
6.1.2.1. Resistencia de baja potencia.
Son las resistencias que se usan comúnmente.
6.1.2.2. Resistencia de potencia.
Son resistencias capaces de soportar una potencia muy grande porque pueden disipar fácilmente el calor. El calor que disipan es proporcianal al tamaño que tengan.
6.1.2.3. Resistencia de precisión.
Las resistencias de precisión se caracterizan por tener cinco bandas en lugar de las tradicionales cuatro . Las aplicaciones más tradicionales de estos componentes son los Instrumentos de Medición , Máquinas Herramienta y Electro medicina , entre otros .
6.1.2.4. Potenciometros y reóstatos.
Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia puede ser ajustado. 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.
Un reostato es un resistor de resistencia variable. Es por tanto un tipo constructivo concreto de potenciómetro (resistencia variable) que recibe comunmente este nombre en vez del de potenciómetro al tratarse de un dispositivo capaz de soportar tensiones y corrientes muchísimo mayores, y de disipar potencias muy grandes.
6.1.3. Codigo de colores.
6.1.4. ¿Cómo se miden?
Las resistencias se miden con un multimetro, seleccionado la de medida en ohms y colocando las puntas del multimetro una en cada terminal de la resistencia.
6.2. Diodos y transistores.
6.2.1. Rectificadores.
En electrónica, un rectificador es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua. Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio.
Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases.
6.2.2. Puente de diodos.
Un puente de diodos es un arreglo de componentes electrónicos, que esta presente en la mayoría de las fuentes de voltaje; el puente de esta formado regularmente por 4 diodos, conectados de forma específica, y tienen como función transformar la corriente alterna a corriente directa.
6.2.3. Diodos zener.
El diodo Zener, que recibe un nombre por su inventor, el Dr. Clarence Melvin Zener, es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas. Llamados a veces diodos de avalancha o de ruptura, el diodo zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura.
6.2.4. Construccion de un transistor.
6.2.4.1. Transistor PNP.
Transistor del tipo NPN con su respectiva disposición de terminales.
El circuito que analizaremos será el siguiente:
Cuando acciones S1 llegará una cierta cantidad de corriente a la base del transistor, esta controlará la cantidad de corriente que pasa del Colector al Emisor, lo cual puedes notar en el brillo de los LED's.
Este es el famoso proceso de AMPLIFICACIÓN. Como puedes imaginar, a mayor corriente de base mayor corriente de colector. Prueba cambiar R2.
6.2.4.2. Transistor NPN.
En estos transistores, para obtener el mismo efecto que el anterior, su base deberá ser ligeramente negativa. Observa que en este esquema tanto los LED's como la fuente fueron invertidos.
Nuevamente la corriente de base controla la corriente de colector para producir el efecto de AMPLIFICACIÓN.
Estarás pensando ¿para qué lo necesito si con el anterior me basta...? No es tan así. En muchos casos necesitarás hacer una amplificación y sólo tendrás una pequeña señal negativa. Para entonces, aquí está la solución.
6.2.4.3. Aplicaciones de los transistores.
Los transistores tienen aplicación en muchísimos circuitos, por lo general son utilizados en procesos de amplificación de señales y también en circuitos de conmutación a ellos le dedicaremos un lugar especial.
6.3. Inductancia e inductores.
6.3.1. ¿Qué es la inductancia?
En un Inductor o bobina, se denomina inductancia, L, a la relación entre el flujo magnético, y la intensidad de corriente eléctrica, I:
6.3.2. Tipos de inductores.
Los inductores al igual que los capacitores no son ideales. A cada inductor se asocia una resistencia igual a la resistencia de las vueltas de alambre y una capacitancía parásita debido a la capacitancía entre las vueltas de la bobina.
Se clasifican por distintos aspectos. La principal división es la de bobinas fijas y variables.
Las fijas tienen una inductancia estable que está dada por sus características fijas.
Las variables pueden cambiar su inductancia por medio de diferentes métodos.
Bobinas fijas
Las bobinas también se dividen según el tipo de núcleo utilizado. Los principales tipos son los de núcleo de hierro, aire y ferrita.
Bobinas con núcleo de hierro.
Son las que tienen una mayor inductancia debido a este tipo de núcleo. Este núcleo se fabrica con laminas que se van intercalando dentro de la bobina, también reciben el nombre de choques y se hallan en circuitos de baja frecuencia.
Bobinas con núcleo de aire.
Tienen una inductancia muy pequeña y se usan en circuitos de alta frecuencia, especialmente en sintonizadores de radio y transmisores de baja potencia. También se usan como choques de radiofrecuencia para eliminar ciertas señales indeseables en algunos circuitos.
Bobinas con núcleo de ferrita.
Son muy usadas por su alto rendimiento y sus buenas características. El núcleo de ferrita esta formado por polvo de hierro combinado por otros elementos que le dan muy buenas propiedades magnéticas.
Un núcleo de ferrita puede aumentar la inductancia de una bobina de 1mH, hasta valores de 500mH.
Bobinas variables.
En los circuitos transmisores y receptores de radio se usan con mucha frecuencia bobinas cuya inductancia puede alterarse.
El principal método para producir esta variación es el de mover un núcleo de ferrita en forma cilíndrica dentro de la bobina. Este núcleo se fabrica en forma de tornillo para que se pueda ajustar fácilmente.
6.3.3. Como se miden los inductores. Lectura de inductores.
Puente de Maxwell
Una red en puente de CA en la que una rama está compuesta de una inductancia y una resistencia en serie; la opuesta, de un condensador y una resistencia en paralelo; y las otras dos ramas, de resistencias.
El puente se ilustra en la figura 1-14A y se usa para la medida de inductancias (en función de un condensador conocido) o capacidades (en función de una inductancia conocida), siendo la relación de equilibrio:
6.3.4. Oposición inductiva a la corriente
La resistencia eléctrica es definida como la dificultad u oposición que una corriente eléctrica tiene para circular por un conductor eléctrico, por ello "paga" un cierto "precio" en forma de "energía disipada por calor", la que es producida por esta circulación.
En el caso de no ser un conductor común por tener una capa de barniz y estar enrollado sobre una cavidad o hueco muchas veces como una bobina, existirá una concentración de los efectos calóricos y magnéticos dentro de la bobina. Ahora bien, si la corriente circulante es del tipo que cambia de sentido periódicamente o corriente alterna, tanto el efecto calórico como el magnético variarán de acuerdo con leyes físicas ya conocidas, siendo el efecto magnético el que más interesa en este asunto. La ley de Lenz dice que todo conductor sometido a un campo magnético variable, crea en sí una corriente inducida que tiende a oponer sus efectos a la causa que la produce. Llamamos a la oposición a la circulación reactancia. Para una bobina o inductancia es denominada reactancia inductiva.
6.4. Capacitancia y capacitores.
6.3.1. ¿Qué es la capacitancia?
La capacitancía es una medida de la capacidad de un capacitor para almacenar cargas en sus placas; en otras palabras, su capacidad de almacenamiento.
La capacitancía de un capacitor depende de gran medida de tres factores:
1- El área de sus placas cuanto mas grande sea el área, mayor será la capacitancía.
2- El espacio o distancia entre las placas; cuanto mas cercanas están las placas, mayor será la capacitancía
3- El material dieléctrico.
6.3.2. ¿Qué son los capacitores?
Un capacitor o condensador es un componente electrónico pasivo que consiste en un par de conductores separados por un dieléctrico (aislante). Cuando una diferencia de potencial (voltaje) existe a través de los conductores, un campo eléctrico está presente en el dieléctrico. Este campo almacena la energía y produce una fuerza mecánica entre los conductores. El efecto es mayor cuando hay una separación estrecha entre grandes zonas de conductor, por lo tanto, condensadores conductores a menudo se llaman placas.
6.3.3. ¿Cómo se construyen los capacitores?
Consistente en don placas metálicas como láminas de aluminio y el interior puede estar formado por una lámina de plástico como las de los sobres que se usan para contener hojas de carpeta. Las láminas de aluminio no deben estar en contacto.
6.5. Transformadores.
6.5.1. ¿Qué es un transformador?
Se denomina transformador a una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida.
6.5.2. ¿Cómo se construye un transformador?
consta de una bobina de cable situada junto a una o varias bobinas más, y que se utiliza para unir dos o más circuitos de corriente alterna (CA) aprovechando el efecto de inducción entre las bobinas. La bobina conectada a la fuente de energía se llama bobina primaria. Las demás bobinas reciben el nombre de bobinas secundarias. Un transformador cuyo voltaje secundario sea superior al primario se llama transformador elevador. Si el voltaje secundario es inferior al primario este dispositivo recibe el nombre de transformador reductor. El producto de intensidad de corriente por voltaje es constante en cada juego de bobinas, de forma que en un transformador elevador el aumento de voltaje de la bobina secundaria viene acompañado por la correspondiente disminución de corriente
6.5.3. Tipos de Transformadores.
Según su construcción
El primario y el secundario del transformador están conectados en serie, constituyendo un bobinado único. Pesa menos y es más barato que un transformador y por ello se emplea habitualmente para convertir 220 V a 125 V y viceversa y en otras aplicaciones similares. Tiene el inconveniente de no proporcionar aislamiento galvánico entre el primario y el secundario.
Transformador toroidal
Pequeño transformador con núcleo toroidal.El bobinado consiste en un anillo, normalmente de compuestos artificiales de ferrita, sobre el que se bobinan el primario y el secundario. Son más voluminosos, pero el flujo magnético queda confinado en el núcleo, teniendo flujos de dispersión muy reducidos y bajas pérdidas por corrientes de Foucault.
Como caracterizar un núcleo toroidal. Transformador de grano orientado [editar]El núcleo está formado por una chapa de hierro de grano orientado, enrollada sobre sí misma, siempre en el mismo sentido, en lugar de las láminas de hierro dulce separadas habituales. Presenta pérdidas muy reducidas pero es caro. La chapa de hierro de grano orientado puede ser también utilizada en transformadores orientados (chapa en E), reduciendo sus pérdidas.
Transformador de núcleo de aire: En aplicaciones de alta frecuencia se emplean bobinados sobre un carrete sin núcleo o con un pequeño cilindro de ferrita que se introduce más o menos en el carrete, para ajustar su inductancia.
Transformador de núcleo envolvente: Están provistos de núcleos de ferrita divididos en dos mitades que, como una concha, envuelven los bobinados. Evitan los flujos de dispersión.
Transformador piezoeléctrico: Para ciertas aplicaciones han aparecido en el mercado transformadores que no están basados en el flujo magnético para transportar la energía entre el primario y el secundario, sino que se emplean vibraciones mecánicas en un cristal piezoeléctrico. Tienen la ventaja de ser muy planos y funcionar bien a frecuencias elevadas. Se usan en algunos convertidores de tensión para alimentar los fluorescentes del backlight de ordenadores portátiles.
6.5.4. Aplicaciones de los Transformadores.
Tipos y sus aplicaciones
Transformador elevador/reductor de voltaje: Son empleados por empresas transportadoras eléctricas en las subestaciones de la red de transporte de energía eléctrica, con el fin de disminuir las pérdidas por efecto Joule. Debido a la resistencia de los conductores, conviene transportar la energía eléctrica a tensiones elevadas, lo que origina la necesidad de reducir nuevamente dichas tensiones para adaptarlas a las de utilización.
Transformador de aislamiento: Proporciona aislamiento galvánico entre el primario y el secundario, de manera que consigue una alimentación o señal "flotante". Suele tener una relación 1:1. Se utiliza principalmente como medida de protección, en equipos que trabajan directamente con la tensión de red. También para acoplar señales procedentes de sensores lejanos, en resistencias inesianas, en equipos de electromedicina y allí donde se necesitan tensiones flotantes entre sí.
Transformador de alimentación: Pueden tener una o varias bobinas secundarias y proporcionan las tensiones necesarias para el funcionamiento del equipo. A veces incorporan fusibles que cortan su circuito primario cuando el transformador alcanza una temperatura excesiva, evitando que éste se queme, con la emisión de humos y gases que conlleva el riesgo de incendio. Estos fusibles no suelen ser reemplazables, de modo que hay que sustituir todo el transformador.
Transformador trifásico: Tienen tres bobinados en su primario y tres en su secundario. Pueden adoptar forma de estrella .
Transformador de pulsos: Es un tipo especial de transformador con respuesta muy rápida (baja autoinducción) destinado a funcionar en régimen de pulsos y además de muy versátil utilidad en cuanto al control de tensión 220.
Transformador de línea o flyback: Es un caso particular de transformador de pulsos. Se emplea en los televisores con TRC (CRT) para generar la alta tensión y la corriente para las bobinas de deflexión horizontal. Además suele proporcionar otras tensiones para el tubo (foco, filamento, etc.). Además de poseer una respuesta en frecuencia más alta que muchos transformadores, tiene la característica de mantener diferentes niveles de potencia de salida debido a sus diferentes arreglos entre sus bobinados secundarios.
Transformador con diodo dividido: Es un tipo de transformador de línea que incorpora el diodo rectificador para proporcionar la tensión contínua de MAT directamente al tubo. Se llama diodo dividido porque está formado por varios diodos más pequeños repartidos por el bobinado y conectados en serie, de modo que cada diodo sólo tiene que soportar una tensión inversa relativamente baja. La salida del transformador va directamente al ánodo del tubo, sin diodo ni triplicador.
Transformador de impedancia: Este tipo de transformador se emplea para adaptar antenas y líneas de transmisión (tarjetas de red, teléfonos, etc.) y era imprescindible en los amplificadores de válvulas para adaptar la alta impedancia de los tubos a la baja de los altavoces. Si se coloca en el secundario una impedancia de valor Z, y llamamos n a Ns/Np, como Is=-Ip/n y Es=Ep.n, la impedancia vista desde el primario será Ep/Ip = -Es/n²Is = Z/n². Así, hemos conseguido transformar una impedancia de valor Z en otra de Z/n². Colocando el transformador al revés, lo que hacemos es elevar la impedancia en un factor n².
Estabilizador de tensión: Es un tipo especial de transformador en el que el núcleo se satura cuando la tensión en el primario excede su valor nominal. Entonces, las variaciones de tensión en el secundario quedan limitadas. Tenía una labor de protección de los equipos frente a fluctuaciones de la red. Este tipo de transformador ha caído en desuso con el desarrollo de los reguladores de tensión electrónicos, debido a su volumen, peso, precio y baja eficiencia energética.
Transformador híbrido o bobina híbrida: Es un transformador que funciona como una híbrida. De aplicación en los teléfonos, tarjetas de red, etc.
Balun: Es muy utilizado como balun para transformar líneas equilibradas en no equilibradas y viceversa. La línea se equilibra conectando a masa la toma intermedia del secundario del transformador.
Transformador electrónico: Esta compuesto por un circuito electrónico que eleva la frecuencia de la corriente eléctrica que alimenta al transformador, de esta manera es posible reducir drásticamente su tamaño. También pueden formar parte de circuitos más complejos que mantienen la tensión de salida en un valor prefijado sin importar la variación en la entrada, llamados fuente conmutada.
Transformador de frecuencia variable: Son pequeños transformadores de núcleo de hierro, que funcionan en la banda de audiofrecuencias. Se utilizan a menudo como dispositivos de acoplamiento en circuitos electrónicos para comunicaciones, medidas y control.
Transformadores de medida: Entre los transformadores con fines especiales, los más importantes son los transformadores de medida para instalar instrumentos, contadores y relés protectores en circuitos de alta tensión o de elevada corriente. Los transformadores de medida aíslan los circuitos de medida o de relés, permitiendo una mayor normalización en la construcción de contadores, instrumentos y relés.
