Electrónica

Departamento de Tecnología. I.E.S. Iturralde

Componentes pasivos

Profesor: Juan Carlos Martín San José

Electrónica La electrónica estudia el diseño de circuitos que permiten generar, modificar o tratar una señal eléctrica.

Los circuitos electrónicos se clasifican en:

Analógicos

Digitales

Analógicos: Tratan señales analógicas, que son aquellas que pueden tomar cualquier valor en el tiempo.

Digitales: Tratan señales digitales, que son aquellas que solo pueden tener dos valores, uno máximo y otro mínimo.

El funcionamiento de un circuito electrónico solo puede entenderse desde el conocimiento de los componentes que lo integran.

t

t

Electrónica Clasificación de los componentes de un circuito:

Componentes pasivos: No generan ni amplifican por sí mismos señales eléctricas. Se comportan como cargas o receptores que pueden atenuar, compensar o ajustar una señal eléctrica en un circuito.

ResistenciasFijas

Variables

Dependientes o sensibles

Condensadores

Bobinas

Relés (elemento de control)

Componentes activos:

Pueden generar, modificar y amplificar el valor de una señal eléctrica.

Diodos

Transistores

Circuitos integrados

Electrónica Clasificación de los componentes de un circuito:

Componentes pasivos: RESISTENCIAS

Resistencias fijas:La función de una resistencia en un circuito es dificultar el paso de la corriente eléctrica y, como consecuencia, producir una caída de tensión entre sus terminales.

Las resistencias permiten distribuir adecuadamente los valores de tensión e intensidad en los diferentes puntos del circuito electrónico.

Simbología: Parámetros o valores característicos: Valor óhmico:

Tolerancia:

Potencia disipada:

Mide el grado de oposición al paso de la corriente.

Indica los valores máximo y mínimo entre los cuales está comprendido su valor real.

Indica la potencia máxima a la que es capaz

de trabajar sin que se produzca un sobrecalentamiento y se estropee.

P = I2 R Potencias normalizadas:

1/8 W, ¼ W, ½ W, 1W, 2W, 5W y 10 W

Son las que tienen siempre el mismo valor.

Resistencias fijas: Código de colores:

El valor de las resistencias y su tolerancia se indican mediante un código de colores. Formado por cuatro anillos de colores estampados en su superficie.

Los dos primeros anillos representan la primera y la segunda cifra del valor óhmico.

0 2

El tercer anillo nos da el factor por el cual debemos multiplicar lo anterior.

105

El cuarto anillo (que se

encuentra un poco más alejado) nos da la tolerancia en tanto por ciento.

%10±Valor de R: 02 * 105 = 200.000Ω = 200KΩ

%10±

Resistencias fijas: Aplicación más común:

Divisor de tensión

Es un circuito formado por resistencias conectadas en serie que nos permite obtener tensiones de salida distintas a la entrada en una proporción deseada.

Ejemplo:

R1

R2

Ve

Vs

Ve

R1

R2

Vs

Circuito en electrónica

Tensión en la salida

1º. Aplicamos 2ª Ley de Kirchhoff

I- Ve + I R1 + I R2 = 0I

21 RR

VI e

+=

Vs = VR2 Vs = I R2

Obtenemos la intensidad:

2º. Aplicamos ley de Ohm:

Sustituimos I por su valorEl valor de salida depende del valor de las resistencias.

es VRR

RV

21

2

+=

Resistencias variables o potenciómetros

Las resistencias variables son las que tienen la capacidad de variar o modificar su valor óhmico dentro de unos límites.

Se basan en una resistencia sobre la que se desliza un contacto móvil que, según la posición que ocupa, puede tomar valores entre 0 y R Ω.

Símbolo:Dispone de tres terminales o patillas. El central es el cursor, y los extremos se alternan de forma que si uno presenta un valor máximo el otro será mínimo con respecto al terminal central.

Conexión:Su valor suele estar impreso sobre la carcasa externa

Cursor

Normalmente solo se conecta el cursor y uno de los dos terminales, quedando el otro sin conectar.

Entre estas patillas la resistencia es la máxima.10K

10K

Conectamos estas patillas y movemos el cursor hasta obtener un valor de 7KEntre estas

patillas la resistencia será de 3K

Resistencias dependientes o sensiblesSon resistencias no lineales (no siguen la ley de Ohm) construidas con materiales semiconductores. Su valor depende de la variación de magnitudes físicas como la intensidad luminosa, la temperatura o el voltaje.

1. Dependientes de la temperatura ( Termistores) NTC (Negative Temperature Coefficient)

Su resistencia desciende a medida que aumenta la temperatura.R

Tª

Símbolo:

-tº

PTC (Positive Temperature Coefficient)

Su resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura.R

Tª

Símbolo:

+tº

Tienen aplicación en el control,compensación, regulación y medida de la temperatura.

Resistencias dependientes o sensibles

2. Dependientes de la luz ( Fotorresistencias)

LDR (Light Dependent Resistor)

El valor de la resistencia cambia con la cantidad de luz que recibe. A más luz, menos resistencia.

R

Luminosidad

Símbolo:

Se utilizan en dispositivos de control relacionados con la luz, como células fotoeléctricas, fotómetros, detectores alarma…

3. Dependientes de la tensión (Varistores)

VDR (Voltage Dependent Resistor)

El valor de la resistencia cambia con la tensión en sus extremos. A mayor tensión, menos resistencia.

Símbolo:V

Se utilizan en circuitos estabilizadores de tensión, protección contra sobretensiones…

Componentes pasivos: CONDENSADORESEl condensador es un componente formado por dos placas metálicas paralelas, separadas entre sí por un aislante.

Son capaces de almacenar y descargar energía eléctrica.

Símbolos:

No polarizado

+ -

Electrolítico

Al aplicar una tensión a los terminales del condensador se produce su carga, una vez cargado se comporta como si fuese un interruptor abierto.

Parámetros fundamentales:

Capacidad : Indica la cantidad de carga que puede almacenar el condensador.

Se mide en Faradios (F)

Tensión : Indica la tensión máxima que soporta un condensador sin que se destruya el dieléctrico.

V

qC =

Componentes pasivos: CONDENSADORES

Carga y descarga de un condensador:Al someter a una tensión a un condensador descargado este se carga hasta una tensión aproximadamente igual a la del generador.

C

R

V

(1)

(2)

Tiempo (s)Carga (1) Descarga (2)

Constante de tiempo : (ζ)

Es el producto de la capacidad del condensador por el valor de la resistencia a través de la cual se carga o se descarga.

ζ= R CRepresenta el 63% de carga del condensador.

Tiempo de carga o descarga (t)Se considera que un condensador se carga o descarga completamente para 5ζ (99,3%)

t = 5ζ = 5 R C Está expresada en segundos (s) para la resistencia en Ω y la capacidad en F. Ecuación de carga o descarga

RC

t

fifc eVVVV−

⋅−+= )(Vf : tensión final

Vi : tensión inicial

e = 2,718

Componentes pasivos: CONDENSADORES

Problema:¿Cuánto tiempo tarda en cargarse totalmente el condensador del circuito?. Tensión en el condensador transcurridos 5 segundos.

Datos:

V = 12 V

R = 220KΩ = 220000Ω

C = 10μF = 10 * 10-6 = 10-5 F

t = 5 R C

t = 5 * 220000Ω * 10-5F

t = 11 s

RC

t

fifc eVVVV−

⋅−+= )(

Vf = 12 V

Vi = 0 V

t = 5 s

VC = 10,76 V

Tensión:

Asociación de condensadores:

• Serie

C1C2 C3

Condensador equivalente

CT

321

1111

CCCCT++=

• Paralelo C1

C2

Condensador equivalente

CT

CT = C1 + C2

Componentes pasivos: BOBINAS

Las bobinas se utilizan en todos los receptores y dispositivos donde es necesario producir un campo magnético; electroimanes, relés, motores, transformadores, filtros, etc.

Símbolo:Su comportamiento eléctrico depende del tipo de corriente al que se conecta.

• Corriente continua (CC):

La corriente que pasa será muy elevada, ya que su resistencia suele ser muy baja.

• Corriente alterna (CA):

Cuando una bobina es recorrida por una corriente eléctrica variable, se crea un campo magnético también variable.

Coeficiente de autoinducción (L), que se mide en henrios (H). Su valor depende del número de espiras, de la sección, la longitud y el coeficiente de permeabilidad manética del núcleo.

Parámetros fundamentales:

Frecuencia de trabajo, que se expresa en hertzios (HZ)

Relés Un relé es un dispositivo electromagnético que sirve para controlar o gobernar un circuito eléctrico.

Dispone de dos circuitos:

• Circuito de maniobraSon los elementos electromagnéticos; núcleo, bobina y parte mecánica. Permite actuar sobre la bobina por control eléctrico o electrónico.

• Circuito de potencia

Formado por los contactos de salida, que pueden ser uno o varios conmutadores.

Un relé permite el mando y control de un circuito externo (potencia), por lo general con una intensidad de corriente elevada e incluso de diferente naturaleza (CA), desde el circuito donde se encuentra la bobina del electroimán (maniobra), con una débil intensidad de corriente.

Relés

Relé de un contacto: Tiene un solo conmutador en el circuito de salida.

Símbolo:

Distribución de terminales

Terminales de la bobina

Común

NCNA

COM

NANCVista desde abajo

Relés

Relé de dos contacto: Tiene dos conmutadores en el circuito de salida.

Distribución de terminales

Símbolo:COM COM`

NC`NCNA NA`

Terminales de la bobina

COM

NA`COM`

NA

NC`

NC

Relés

Conexión del relé de dos contacto en una placa board:

Todas las patillas deben estar conectadas independientemente y la única posición posible es colocarlo en el centro de la placa.

Esquema de conexión