12 Dic
Electrónica: Conceptos Básicos y Componentes Pasivos
La electrónica es la ciencia que estudia el tratamiento de la información mediante corrientes eléctricas, generalmente muy débiles. Podemos decir que la electrónica es la parte de la electricidad que estudia los componentes semiconductores.
La electrónica es, hoy en día, una de las herramientas más importantes en nuestro entorno, ya que soluciona infinidad de problemas por complejos y diversos que sean.
Las aplicaciones de la electrónica han ido aumentando continuamente y abarcan muchos campos: telefonía, radio, televisión, etc.
Resistencias Electrónicas
Las resistencias electrónicas son los componentes electrónicos más sencillos que encontramos en los circuitos. Presentan una determinada oposición al paso de la corriente eléctrica. Su principal función es limitar la intensidad de corriente a un valor deseado o la de provocar una determinada caída de tensión entre sus extremos.
Conforme va aumentando la resistencia, la oposición es mayor y circulan menos electrones: la intensidad de corriente disminuye. La relación entre el voltaje (V), la intensidad de corriente (I), y la resistencia (R), se conoce como ley de Ohm: I = V / R.
Tipos de Resistencias
Resistencias Fijas
Reciben el nombre de resistencias o resistores y vienen definidas por su valor en ohmios y por la potencia que son capaces de disipar. Se pueden clasificar en los siguientes tipos:
- Resistencias bobinadas: constituidas por un hilo metálico enrollado en espiral sobre un cilindro de porcelana, cerámica u otro material aislante. Disipan más calor.
- Resistencias aglomeradas: formadas por una mezcla de materiales resistentes, generalmente carbón, y un aglutinante; todo ello moldeado en forma de cilindro en cuyas dos bases se fijan sendos conductores de cobre, envolviéndose todo el conjunto con una cubierta de cerámica o material plástico.
- Resistencias de película depositada: constituidas por una película de metal, óxido metálico o carbón, depositadas sobre un cilindro de material cerámico. En los extremos se colocan unos casquillos con los terminales.
Resistencias Variables
Se utilizan para ajustar las magnitudes eléctricas de los circuitos eléctricos y conseguir un control extremo de los mismos.
Si a las resistencias fijas se les adosa un contacto móvil que permite variar el valor de las mismas, reciben el nombre de:
- Reóstatos: si tienen dos conexiones (una fija y otra móvil).
- Potenciómetros: si tienen tres conexiones (dos fijas entre los extremos y otra sobre un contacto móvil).
Resistencias que dependen de un parámetro físico
Según que el parámetro físico que afecta al valor de la resistencia sea la luz o la temperatura, cabe distinguir entre:
- LDR (Resistencias Dependientes de la Luz): Ciertos materiales, como el selenio, varían sus propiedades conductoras cuando varía la intensidad de la luz que incide sobre ellos. Este efecto se denomina fotoconductividad. Si construimos un circuito eléctrico formado por una pila, un amperímetro y un trozo de selenio y hacemos incidir un fuerte rayo de luz sobre el selenio, veremos que el amperímetro marca mayor paso de corriente. Las resistencias LDR, también llamadas fotorresistencias, tienen muchas aplicaciones tales como: puertas automáticas de ascensores, control del alumbrado público, alarmas, máquinas que detectan la luz (visión artificial), etc.
- NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo): Tienen la particularidad de disminuir la resistencia interna al aumentar su temperatura. También se llaman termistores. Pueden tener muchas aplicaciones entre las que podríamos destacar: la medida de la temperatura en motores y máquinas, termostatos, alarmas contra calentamientos, etc.
- PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo): Aumentan su resistencia interna al aumentar su temperatura. Suelen ser utilizados para el control y protección de circuitos electrónicos.
Asociación de Resistencias
En Serie
Es la que resulta al conectar las resistencias una a continuación de otra, de manera que a través de todas ellas circule la misma intensidad, cumpliéndose que la diferencia de potencial entre los extremos de la resistencia equivalente es igual a la suma de las diferencias de potencial entre los extremos de las resistencias asociadas.
En una asociación de resistencias en serie, la resistencia equivalente es igual a la suma de las resistencias asociadas.
Cuando se conectan varias resistencias en serie se obtienen divisores de tensión, de forma que la tensión total se divide en tantas partes como resistencias haya.
En Paralelo
Es la que resulta de unir varias resistencias de tal modo que tengan sus extremos conectados a puntos comunes. Por tanto, la diferencia entre los extremos de todas las resistencias será la misma, pero por cada una de ellas circulará distinta intensidad, cumpliéndose que la intensidad de corriente total es igual a la suma de las que pasan por cada una de las resistencias asociadas.
Cuando se conectan en paralelo se obtienen divisores de intensidad, de forma que la intensidad total se divide en tantas partes como resistencias haya.
Asociación Mixta
Es una combinación de las dos anteriores que se produce cuando en la misma asociación existen series acopladas en paralelo o paralelos en serie. La resistencia equivalente se calcula resolviendo por separado cada una de las asociaciones sencillas formadas, hasta llegar a una resistencia única. Si se desea conocer la intensidad que circula por una cualquiera de las resistencias, lo más cómodo es obtener la diferencia de potencial entre sus extremos y aplicar luego la ley de Ohm.
El Condensador
Un condensador es un componente electrónico que tiene por misión almacenar carga eléctrica de forma temporal, por tanto, puede decirse que acumula energía eléctrica. Después de las resistencias, los condensadores son los componentes más comunes en los circuitos eléctricos.
Un condensador consta de dos placas metálicas llamadas armaduras y separadas por un aislante llamado dieléctrico.
Carga y descarga de un condensador
Cuando el condensador se conecta a una batería, los electrones de la placa conectada al terminal positivo son extraídos por la batería e inyectados en la placa conectada al terminal negativo. Una vez que se ha cargado del todo, deja de circular corriente. Si desconectamos la batería, el condensador queda cargado, no pudiendo los electrones rellenar los huecos dejados en la placa positiva.
Una vez cargado, el condensador mantiene una tensión entre sus extremos debido a la diferencia de cargas establecida entre las placas. Si se conectan los terminales, circulará una corriente eléctrica que descargará al condensador. Si la conexión de los terminales se realiza a través de una resistencia, una lámpara u otro dispositivo, la energía eléctrica acumulada hará funcionar dichos dispositivos.
Capacidad y Tensión
A la propiedad de acumular energía eléctrica se le denomina capacidad. Esta depende directamente de la superficie de sus armaduras e inversamente de la distancia que las separa. Por tanto:
- A mayor tamaño de las placas, más capacidad.
- A menor espesor del dieléctrico, más capacidad.
La capacidad (C) viene expresada en Faradios (F), K es la constante dieléctrica del material (F/m), S la superficie de cada una de las placas, y d la distancia entre placas (m).
El Faradio (F) es una unidad muy grande, por lo que se utilizan los siguientes submúltiplos:
- Milifaradios (mF)
- Microfaradios (µF)
- Nanofaradios (nF)
- Picofaradios (pF)
En los condensadores viene impreso el valor de la capacidad y el voltaje o tensión máxima que se le puede aplicar. Si superamos esa tensión máxima, el condensador se perfora y ya no se puede utilizar.
Asociación de condensadores
Cuando conectamos varios condensadores en paralelo es como si sumásemos la superficie de las placas y, por tanto, la capacidad total aumenta. Sin embargo, si los conectamos en serie es como si aumentásemos la distancia entre placas y, por ello, la capacidad total disminuye.
El tiempo de carga y descarga de un condensador depende de la capacidad y de la resistencia de carga que se le conecte. El tiempo de carga es aproximadamente (t = 5 * C * R) siendo t el tiempo de carga en segundos, C la capacidad en Faradios y R la resistencia de carga en ohmios.
Tipos de Condensadores
Básicamente existen dos tipos de condensadores: cerámicos y electrolíticos.
- Cerámicos: No tienen polaridad y se pueden conectar como queramos. Están formados por una pasta que contiene, entre otros compuestos, óxidos metálicos. Tienen una elevada capacidad en un tamaño reducido.
- Electrolíticos: Las placas metálicas están recubiertas por una fina capa de óxido de aluminio. Este tipo de condensadores, a igualdad de volumen, tienen una capacidad muy superior a cualquier otro, ya que la separación de las placas es muy pequeña, lo que corresponde a la capa de óxido.
Aplicaciones
Los condensadores acumulan energía eléctrica y liberan energía a través de una lámpara, resistencia, etc.
En el siguiente circuito, cuando pulsamos el pulsador i1, el condensador C se carga. Una vez cargado, si pulsamos i2, el condensador se descarga y se produce un destello de la lámpara.
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