CAPACITORES
DEFINICION:
ESTRUCTURA DEL CAPACITOR
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Capacitor variable similar al anterior, pero mucho más pequeño,
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Además, de acuerdo con el tipo de corriente que emplean para su funcionamiento, los capacitores fijos
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Composición de un capacitor común (no polarizado)

Composición interna más común de un capacitor
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Cerámica
Cerámica multicapa
Mica-plata
Poliéster metalizado
Poliestireno
Polipropileno
Supercapacitores
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Capacitores
electrolíticos
SMD
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SurfaceMountedDevice
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Capacitor electrolítico de tantalio, de amplio uso en telefonía móvil. Sustituyen a los
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equipos consumidores de potencia inductiva, como ocurre con los grandes motores eléctricos.

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RESISTORES
Definición
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Código de colores

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Ohmios (Ω). El coeficiente de temperatura únicamente se
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La segunda línea representa el dígito de las unidades.
La tercera línea representa la potencia de 10 por la cual se
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1ª cifra: rojo (2)
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Las aleaciones empleadas son las que se dan en la tabla, y se procura la mayor independencia posible
de la temperatura, es...
Las patas de conexión se implementaban con hilo enrollado en los extremos del tubo de grafito, y
posteriormente se mejoró ...
Para obtener una resistencia más elevada se practica una hendidura hasta el sustrato en forma de
espiral, tal como muestra...
Resistencias dependientes de la temperatura.- Aunque todas las resistencias, en mayor o menor
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INDUCTORES
Definición
Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que,
debido al fenómeno de la ...
Expansión polar: Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que
bordea al entrehierro.
Polo auxiliar o de conmuta...
(choque) se haga referencia a los inductores que se emplean en aplicaciones donde su
valor no es crítico y que por lo tant...
2.2 Según la forma constructiva:
Solenoides:
Toroides:
2.3 Según la frecuencia de la corriente aplicada:
Alta frecuencia: ...
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  1. 1. CAPACITORES DEFINICION: ESTRUCTURA DEL CAPACITOR Primer capacitor de la historia El primer capacitor de la historia lo inventaron simultáneamente dos físicos en el mismo año 1745 en dos países diferentes: Pieter van Musschenbroek, de nacionalidad holandesa, en la Universidad de Leide, situada muy cerca de la ciudad de Ámsterdam y Ewald Georg von Kleist, en Alemania. En un principio el primitivo capacitor se componía de una botella de vidrio llena de agua y una tapa atravesada por un clavo en contacto con en el agua. Por ese motivo se le denominó “Botella de Leyden”, en alusión a la universidad donde se creó. En 1747 John Bevis, físico y astrónomo inglés, eliminó el agua y revistió la botella con dos capas de papel de aluminio, una interna y otra externa. Ambas capas quedaban separadas de forma equidistante por el propio vidrio de la botella, que a su vez hacía función de aislante Estructura de la botella de Leyden La botella de Leyden mejorada por John Bevis se compone de: 1.- Varilla metálica conductora de la corriente eléctrica (polo positivo). 2.- Tapón. 3.- Botella de vidrio. 4.- Revestimiento externo de papel de aluminio (polo negativo). 5.- Revestimiento interno también de papel de aluminio (polo positivo). 6.- Alambre conductor de interconexión entre la varilla metálica y la capa de.papel de aluminio interna con polaridad positiva. No obstante los años transcurridos desde su invento, los capacitores modernos aún se basan en el mismo principio físico de almacenamiento de energía de la primitiva Botella de Leyden. Estructura típica de un capacitor Como ya quedó apuntado anteriormente, la propiedad fundamental de un capacitor o condensador es acumular cargas eléctricas. Su estructura más simple consta de dos chapas o láminas metálicas denominadas “armaduras”, enfrentadas y separadas entre sí por un material aislante o “dieléctrico”, que puede ser aire, papel, mica, cerámica, plástico u otro tipo de aislamiento.
  2. 2. Estructura típica elemental de un capacitor formado por dos chapas o láminas metálicas (armaduras) separadas entre sí por una holgura de aire en función de dieléctrico. Cada chapa posee un terminal de alambre conductor acoplado, que permite conectarlo a una fuente suministradora de corriente eléctrica. A la derecha de la figura aparece el símbolo general por el cual se identifica al capacitor en los esquemas eléctricos y electrónicos. . Las chapas o armaduras de un capacitor pueden tener forma cuadrada, esférica o estar formada por dos tiras metálicas enrolladas y separadas por su correspondiente dieléctrico. Para construir artesanalmente un capacitor basta con enfrentar dos chapas metálicas (como de aluminio, por ejemplo) y mantenerlas separadas de tal forma que entre ambas medie un pequeño espacio de aire, sin que lleguen a tocarse. Esa separación hará las veces de dieléctrico en el capacitor así formado. Finalmente, a cada una de las chapas le conectamos su correspondiente terminal de alambre conductor de electricidad para obtener, como resultado, un capacitor. CAPACIDAD DE CARGA DEL CAPACITOR La capacidad de carga o capacitancia de los capacitores se mide en “faradio” o “farad” en el sistema internacional de medidas (SI) y se representa por la letra “F” en honor a Michael Faraday. Un farad equivale a una carga de 1 coulomb* (C), cuando a un capacitor se le aplica 1 volt (V) de tensión eléctrica. La representación matemática sería la siguiente: * Un coulomb equivale a 6,26 x 10 18 electrones. Para las aplicaciones más comunes, los capacitores se fabrican con unidades correspondientes a -6 submúltiplos del farad, como el microfarad (mF o µF), correspondiente a la millonésima parte (10 ) de -9 1 F; el nanofarad (nF), correspondiente a la milmillonésima parte (10 ) y el picofarad (pF) o -12 micromicrofarad (mmF), correspondiente a la billonésima parte (10 ), ya que 1 farad constituye una medida de capacidad muy grande, que queda reservada solamente para supercapacitores empleados en algunos tipos específicos de aplicaciones. Tabla de conversión de capacidad Microfarad (mF) Nanofarad (nF) Picofarad (pF) . 0,000 001 0,000 01 0,000 1 0,001 0,01 0,1 = = = = = = 0,001 0,01 0,1 1,0 10,0 100,0 = = = = = = 1,0 10,0 100,0 1 000,0 10 000,0 100 000,0
  3. 3. 1,0 10,0 100,0 = = = 1 000,0 10 000,0 100 000,0 = = = 1 000 000,0 10 000 000,0 100 000 000,0 La capacidad en farad (F) es directamente proporcional a la cantidad de carga eléctrica que puede almacenar un capacitor para diferentes valores de tensión aplicada y almacenada entre sus chapas. Matemáticamente esta relación se puede representar por medio de la siguiente fórmula: C=QV De C Q V donde: = Capacidad = Cantidad de = Diferencia de (o capacitancia), en carga eléctrica almacenada, potencial, en volt, entre farad en las (F). coulomb. placas. Si despejamos esta fórmula podemos calcular, igualmente, la cantidad de carga eléctrica almacenada ( Q = C V ) , o la diferencia de potencial o tensión del capacitor ( V = Q / C ) . La capacidad de carga de un capacitor es también directamente proporcional al tamaño o área de las chapas enfrentadas; mientras mayor sea la superficie de éstas, mayor será la capacidad. La capacidad igualmente aumenta o disminuye de forma inversamente proporcional a la distancia de separación existente entre ambas chapas. Por tanto, mientras más separadas estén, menos carga podrá almacenar el capacitor y, viceversa, a menos separación, mayor será su capacidad. No obstante, la mayor o menor aptitud de un capacitor para almacenar cargas depende también de forma directa del tipo de material aislante utilizado como dieléctrico. Cada material posee una “constante dieléctrica” (k) específica, representada por un determinado número, que resulta ser también directamente proporcional a la capacidad. Por tanto, a mayor constante dieléctrica, mayor será también la capacidad de un capacitor para retener una carga eléctrica con respecto a otro igual cuyo dieléctrico posea una constante “k” menor. En esta figura, el capacitor (A) tendrá más capacidad para.almacenar cargas eléctricas que el (B), por ser sus.chapas o armaduras metálicas de mayor tamaño. En los.dos casos, como se puede ver, la separación entre las.chapas (con dieléctrico de aire), es la misma. En esta otra figura de la derecha, (A) y (B) son capacitores con dieléctrico de aire, mientras que.el dieléctrico de (C) es mica. El capacitor (A), por.tanto, posee menos capacidad que el (B) por tener más separadas las chapas metálicas, mientras que el (C) posee mayor capacidad que
  4. 4. los dos anteriores por tener dieléctrico de mica. En los tres casos el tamaño o área de las chapas metálicas es el mismo. A continuación se expone, como ejemplo, una pequeña tabla con las constantes dieléctricas de algunos materiales empleados comúnmente en la fabricación de capacitores: Material . Aire Mica Papel Poliéster Poliestireno Polipropileno Porcelana Teflón Vacío Constante dieléctrica (k) 1,00059* 5,4 3,5 3,3 2,6 2,2 6,5 2,1 1,0 * Note que la constante dieléctrica del aire es prácticamente la misma que la del vacío. A manera de ejemplo y sabiendo que la constante dieléctrica para el aire es “1” y para la mica “5,4”, si a un capacitor de determinada capacidad, compuesto por dieléctrico de aire le intercalamos una capa de mica entre sus chapas metálicas, la capacidad de almacenamiento de energía aumentará en 5,4 veces. Capacitores variables de chapas metálicas rígidas Por otra parte, el grosor de las chapas metálicas no influye para nada en la capacidad de carga del capacitor, sino que sólo le proporciona mayor solidez mecánica, como era el caso de los capacitores variables con chapas rígidas de aluminio montadas sobre un eje, que empleaban los antiguos receptores de radio para sintonizar las estaciones. En la actualidad este tipo de dispositivo de accionamiento mecánico se sustituye por un pequeño semiconductor diodo de capacidad variable del tipo “varicap” o “varistor”, de accionamiento electrónico, que realiza la misma función y es muchísimo más fácil de fabricar y de menor costo. Antiguo capacitor variable de doble tándem, de accionamiento.mecánico manual, con chapas separadas por dieléctrico de aire,.utilizado para sintonizar las estaciones en los antiguos receptores.de radio que empleaban válvulas electrónicas. Las medidas del.capacitor que aparece en la foto es de aproximadamente 5 x 4 cm.de frente x 6 de fondo, pero los había también de mayores.dimensiones con triple o cuádruple tándem. Las chapas “A” eran.fijas, mientras las “B” eran movibles, lo que permitía variar la.capacidad haciéndolas girar sobre el eje donde van montadas.
  5. 5. Capacitor variable similar al anterior, pero mucho más pequeño, que emplea como dieléctrico láminas de teflón en lugar de aire para separar las chapas metálicas. El que aparece en la foto mide.2,5 x 2,5 x 1,5 cm aproximadamente y se utilizaba en la mayoría de los radiorreceptores transistorizados comercializados en los últimos años. En la parte inferior se puede ver parte de la rueda que permite hacer girar las chapas movibles de este capacitor para sintonizar las estaciones de radio. Vista esquemática de un antiguo capacitor variable de,sintonía de radio, de chapas rígidas, con dieléctrico de.aire, visto de frente. A.- Completamente abierto con el.mínimo de capacidad. B.- Parcialmente cerrado. A medida.que hacemos girar el eje manualmente y lo cerramos más,.su capacidad aumenta. C.- Completamente cerrado con el.máximo de capacidad. Diodo varicap o varistor de 3 mm de longitud, que sustituye actualmente a los antiguos. capacitores variables para sintonizar estaciones de radio y canales de televisión. Este diodo de capacidad variable abarata fundamentalmente la fabricación de los radiorreceptores, pues no sólo es más sencillo de producir, sino que elimina también el complicado sistema de dial mecánico empleado anteriormente para seleccionar exactamente la frecuencia de la estación que se. quería sintonizar. Esa función la permite simplificar este diodo en los actuales radiorreceptores por medio de una pantalla o "display" digital que muestra visualmente la frecuencia sintonizada. El trimmer o capacitor ajustable es un pequeño componente electrónico de unos pocos picofaradios. Su capacidad se regula haciendo girar con un destornillador el tornillo que tiene en la parte superior. Se compone de armaduras de plata vaporizada y como dieléctrico utiliza discos de cerámica. Generalmente se emplea para hacer ajustes en circuitos electrónicos de alta frecuencia. DIFERENTES TIPOS DE CAPACITORES Existen tres categorías diferentes de capacitores:    De capacidad fija, con láminas metálicas paralelas Semifijos o de capacidad ajustable De capacidad variables (prácticamente en desuso, pues han sido sustituido por diodos varicap o varistor)
  6. 6. Además, de acuerdo con el tipo de corriente que emplean para su funcionamiento, los capacitores fijos pueden ser “polarizados” o “no polarizados”. Los no polarizados se emplean en circuitos de corriente alterna (C.A.), mientras los polarizados como son, por ejemplo, los capacitores “electrolíticos”, se emplean en circuitos energizados con corriente directa (C.D.). Estos últimos se diferencian de los anteriores en que el extremo de conexión negativo se identifica con uno o varios signos menos (–) impresos a un costado del cuerpo. Resulta estrictamente necesario respetar esa polaridad cuando se conectan los capacitores electrolíticos en un circuito eléctrico de corriente directa (C.D.), porque de lo contrario se hinchan quedando inutilizados o, incluso, pueden llegar a explotar. Según la forma en que se encuentren colocados los terminales de.conexión en la cápsula o cuerpo del capacitor, estos pueden ser."A" axiales o "B" radiales Hasta la primera mitad del siglo XX sólo existían cuatro tipos de capacitores fijos: con dieléctrico de mica, de papel, de poliéster y electrolítico. Además de los fijos existían también ajustables (padders y trimmers)y los variables para sintonizar radioemisoras. Con el avance tecnológico y la miniaturización de los circuitos electrónicos en los últimos años del pasado siglo XX, se comenzaron a emplear también otros materiales dieléctricos, ampliándose así la variedad de capacitores disponibles en el mercado para realizar diferentes funciones en los circuitos electrónicos. Antiguos capacitores fijos, empleados durante la primera mitad y parte de la segunda del siglo XX. A.- Con dieléctrico de mica..B.- Con dieléctrico de papel. C.- Con dieléctrico de poliéster. Todos esos capacitores eran de mayor tamaño que los que se emplean actualmente para realizar las mismas funciones para la que en aquellos años fueron creados, a las que ahora se añaden otras nuevas. La tensión de trabajo de esos antiguos capacitores variaba entre los 125 y los 500 volt de tensión aproximadamente. COMPOSICIÓN DE LOS CAPACITORES MÁS COMUNES
  7. 7. Composición de un capacitor común (no polarizado) Composición interna más común de un capacitor no.polarizado. En (A) los números 1 y 3 representan las dos.hojas metálicas que lo componen, generalmente de.estaño; 2 y 4 corresponden al material dieléctrico que las.separa. En (B) se observa la forma en que se enrollan las.hojas metálicas junto con el dieléctrico, mientras que en.(C) se puede ver el capacitor ya terminado. Composición de un capacitor electrolítico seco (polarizado): A.– Electrodo de aluminio (Al) con polaridad positiva (+). B.– Electrodo también de aluminio, pero con polaridad negativa (– ).C.– Película de óxido de aluminio (Al2O). D.– Algodón embebido en electrolito. E.–Terminal, externo positivo (+) para conexión al circuito electrónico. F.– Terminal externo negativo (–) también para conexión al circuito. Corte seccional líquido(polarizado) de un capacitor electrolítico 1.– Envoltura cilíndrica de aluminio, correspondiente al polo negativo (–) o cátodo. 2.– Película de óxido de aluminio (Al2O). 3.– Electrolito. 4.– Electrodo de aluminio (Al), químicamente puro, correspondiente al polo positivo (+) o ánodo. 5.– Compuesto sellador. 6.– Terminales externos positivo (+) y negativo (–) para conectarlos al circuito electrónico. Cuando el capacitor del tipo radial con electrolito líquido es nuevo, el terminal positivo es más. largo que el negativo, de forma tal que las polaridades se puedan.identificar fácilmente de una sola ojeada. CAPACITORES MÁS UTILIZADOS EN LA ACTUALIDAD Entre los nuevos tipos de capacitores que surgieron a partir de los últimos años del siglo pasado y que más se emplean hoy en día en los circuitos electrónicos, se encuentran los siguientes de acuerdo con el tipo de dieléctrico que utilizan:
  8. 8.         Cerámica Cerámica multicapa Mica-plata Poliéster metalizado Poliestireno Polipropileno Supercapacitores Tantalio En la actualidad los capacitores se fabrican en diferentes tamaños y formas para trabajar con tensionesque cubren desde muy pocos volt hasta miles de volt y variadas capacidades. Su tamaño puede ser lo mismo de unos pocos milímetros solamente, como es el caso de los SMD (SurfaceMountedDevice – Dispositivo montado en superficie), o de varios centímetros de longitud o altura, como los empleados para corregir el factor de potencia en las líneas de distribución eléctrica. A continuación aparece una breve selección de diferentes tipos de capacitores: Capacitores MKP que emplean políester metalizado como dieléctrico. Este.que específicamente aparece en la foto, tiene una capacidad de 0,1 mFy.está concebido para trabajar con 275 volt de corriente.alterna (C.A.). Capacitores de disco de cerámica de baja tensión (de color naranja) y de poliéster metalizado (de color verde). Los capacitores de cerámica se fabrican con muy pequeñas capacidades y su tamaño también es pequeño. Se emplean, fundamentalmente, en circuitos de alta frecuencia y junto con los capacitores electrolíticos, son los más ampliamente utilizados en electrónica. Delante, al centro y atrás acostados se pueden ver capacitores.electrolíticos de diferentes tamaños, capacidades y voltajes de.trabajo. Supercapacitor electrolítico de alta capacidad de carga, de 1 farad y 5 volt de corriente directa.
  9. 9. Capacitores electrolíticos SMD ( SurfaceMountedDevice – Dispositivo.montado en superficie ), de 560 mF y 5 volt de corriente directa (C.D.) de trabajo. Conjunto de diferentes dispositivos SMD instalados en un circuito impreso. En este circuito los capacitores están identificados por la letra “C” (C4, C5 y C6) y, como se puede ver, ninguno sobrepasa los 3 mm de longitud. Capacitor de 1,1 mF y 2100 volt de tensión alterna, como los empleados en.hornos microondas para generar corrientes de muy alta frecuencia. Capacitor de 1,5 mF y 400 volt C.A. de tensión de trabajo, conectado al.circuito de un motor de un ventilador de corriente alterna monofásica para ayudar a romper la inercia del rotor durante el arranque. Capacitor de 16 mF y 450 volt C.A. de tensión de trabajo, utilizado.comúnmente también en el arranque de motores de corriente alterna.monofásicos.
  10. 10. Capacitor electrolítico de tantalio, de amplio uso en telefonía móvil. Sustituyen a los capacitores electrolíticos comunes de alumnio, ya que pueden almacenar una carga mayor siendo mucho más pequeños. Esta cualidad lo convierte en un elemento ideal para la fabricación de muchos dispositivos electrónicos portátiles de reducido tamaño. Al igual que los capacitores electrolíticos comunes de aluminio, estos son también polarizados. Banco de capacitores utilizados para corregir el factor de potencia o."coseno de fi" en circuitos de distribución de energía eléctrica con alto.consumo de corriente reactiva, como ocurre en fábricas e industrias donde.funcionan al mismo tiempo muchos motores de corriente alterna. EMPLEO DE LOS CAPACITORES El capacitor es un componente ampliamente utilizado en circuitos eléctricos y, sobre todo, imprescindible en cualquier circuito electrónico. A manera de ejemplo, a continuación se relacionan algunas tareas que requieren el uso de capacitores, como son:               Acoplar diferentes pasos o secciones de los circuitos electrónicos. Filtrar la corriente alterna cuando queremos convertirla en corriente directa completamente rectificada. Actuar como filtro “pasa altos” para desviar frecuencias de audio agudas hacia altoparlantes del tipo “tweeter”. Actuar como filtro “pasa bajos” para desviar las frecuencias de audio más graves hacia el altoparlante “subwoofer”. Actuar como filtro “pasa banda” permitiendo solamente el paso de un rango estrecho de frecuencias en receptores de radio y televisión. Sintonizar estaciones de radio en receptores. Bloquear la corriente directa, permitiendo solamente la circulación de corriente alterna por un circuito electrónico. Formar un circuito oscilante u oscilador local cuando trabaja acoplado con una inductancia, con el fin de generar ondas de radio frecuencia incluyendo las microondas en hornos domésticos. Retener información en dispositivos de memoria USB y tarjetas como son las SD (Secure Digital)utilizadas en las cámaras fotográficas, teléfonos celulares, etc. Seleccionar funciones de operación en diferentes dispositivos y equipos, tocando simplemente un selector táctil o una pantalla con la yema de los dedos. Realizar la descarga inmediata de la energía acumulada en determinado momento, tal como requieren las lámparas flash de las cámaras fotograficas. Eliminar las interferencias de radio que generan las líneas de transmisión eléctrica de corriente alterna y algunos aparatos domésticos como las lámparas de luz fluorescente. Desfasar el campo magnético giratorio que se produce entre el rotor y el estator en motores eléctricos de corriente alterna monofásica para romper la inercia en el momento del arranque. Corregir factor de potencia o coseno de fi en fábricas e industrias donde existen muchos
  11. 11. equipos consumidores de potencia inductiva, como ocurre con los grandes motores eléctricos. . RESISTORES Definición Se denomina resistor o bien resistencia al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule. Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente máxima en un resistor viene condicionada por la máxima potencia que pueda disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más comunes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W. Existen resistencias de valor variable, que reciben el nombre de potenciómetros.
  12. 12. Código de colores Figura 2: Diferentes resistencias todas ellas de empaquetado tipo axial. Artículo principal: Codificación de colores. Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión o tolerancia. Estos valores se indican normalmente en el encapsulado dependiendo del tipo de éste; para el tipo de encapsulado axial, el que se observa en las fotografías, dichos valores van rotulados con un código de franjas de colores. Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La última raya indica la tolerancia (precisión). De las restantes, la última es el multiplicador y las otras indican las cifras significativas del valor de la resistencia. El valor de la resistencia eléctrica se obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se obtiene el resultado en
  13. 13. Ohmios (Ω). El coeficiente de temperatura únicamente se aplica en resistencias de alta precisión o tolerancia menor del 1%. [editar]Como leer el valor de una resistencia En una resistencia tenemos generalmente 4 líneas de colores, aunque podemos encontrar algunas que contenga 5 líneas (4 de colores y 1 que indica tolerancia). Vamos a tomar como ejemplo la más general, las de 4 líneas. Leemos las primeras 3 y dejamos aparte la tolerancia que es plateada (±10%) o dorada (±5%). La primera línea representa el dígito de las decenas.
  14. 14. La segunda línea representa el dígito de las unidades. La tercera línea representa la potencia de 10 por la cual se multiplica el número. Por ejemplo: Registramos el valor de la primera línea (verde): 5 Registramos el valor de la segunda línea (amarillo): 4 Registramos el valor de la tercera línea (rojo): 102 o 100 Unimos los valores de las primeras dos líneas y multiplicamos por el valor de la tercera 54 X 102 = 5400Ω o 5,4 kΩ y este es el valor de la resistencia expresada en Ohmios [editar]Ejemplos Figura 3: Resistencia de valor 2.700.000 Ω y tolerancia de ±10%. La caracterización de una resistencia de 2.700.000 Ω (2,7 MΩ), con una tolerancia de ±10%, sería la representada en la figura 3:
  15. 15. 1ª cifra: rojo (2) 2ª cifra: violeta (7) Multiplicador: verde (100000) Tolerancia: plateado (±10%) Figura 4: Resistencia de valor 65 Ω y tolerancia de ±2%. El valor de la resistencia de la figura 4 es de 65 Ω y tolerancia de ±2% dado que: 1ª cifra: azul (6) 2ª cifra: verde (5) 3ª cifra: negro (0) Multiplicador: dorado (10-1) Tolerancia: rojo (±2%) Tipos de resistencias Convencionalmente, se han dividido los componentes electrónicos en dos grandes grupos: componentes activos y componentes pasivos, dependiendo de si éste introduce energía adicional al
  16. 16. circuito del cual forma parte. Componentes pasivos son las resistencias, condensadores, bobinas, y activos son los transistores, válvulas termoiónicas, diodos y otros semiconductores. El objetivo de una resistencia es producir una caída de tensión que es proporcional a la corriente que la atraviesa; por la ley de Ohm tenemos que V = IR. Idealmente, en un mundo perfecto, el valor de tal resistencia debería ser constante independientemente del tiempo, temperatura, corriente y tensión a la que está sometida la resistencia. Pero esto no es así. Las resistencias actuales, se aproximan mejor a la resistencia "ideal", pero insisto, una cosa es la teoría y otra muy diferente la vida real, en la que los fenómenos físicos son mucho más complejos e intrincados como para poder describirlos completamente con una expresión del tipo de la Ley de Ohm. Esta nos proporciona una aproximación muy razonable, y válida para la gran mayoría de circuitos que se diseñan. Por su composición, podemos distinguir varios tipos de resistencias: De hilo bobinado (wirewound) Carbón prensado (carboncomposition) Película de carbón (carbon film) Película óxido metálico (metal oxide film) Película metálica (metal film) Metal vidriado (metal glaze) Por su modo de funcionamiento, podemos distinguir: Dependientes de la temperatura (PTC y NTC) Resistencias variables, potenciómetros y reostatos Resistencias de hilo bobinado.- Fueron de los primeros tipos en fabricarse, y aún se utilizan cuando se requieren potencias algo elevadas de disipación. Están constituidas por un hilo conductor bobinado en forma de hélice o espiral (a modo de rosca de tornillo) sobre un sustrato cerámico.
  17. 17. Las aleaciones empleadas son las que se dan en la tabla, y se procura la mayor independencia posible de la temperatura, es decir, que se mantenga el valor en ohmios independientemente de la temperatura. resistividad relativa (Cu = 1) Coef. Temperatura a (20° C) Aluminio 1.63 + 0.004 Cobre 1.00 + 0.0039 Constantan 28.45 ± 0.0000022 Karma 77.10 ± 0.0000002 Manganina 26.20 ± 0.0000002 Cromo-Níquel 65.00 ± 0.0004 Plata 0.94 + 0.0038 metal La resistencia de un conductor es proporcional a su longitud, a su resistividad específica (rho) e inversamente proporcional a la sección recta del mismo. Su expresión es: En el sistema internacional (SI) rho viene en ohmios·metro, L en metros y el área de la sección recta en metros cuadrados. Dado que el cobre, aluminio y la plata tienen unas resistividades muy bajas, o lo que es lo mismo, son buenos conductores, no se emplearán estos metales a no ser que se requieran unas resistencias de valores muy bajos. La dependencia del valor de resistencia que ofrece un metal con respecto a la temperatura a la que está sometido, lo indica el coeficiente de temperatura, y viene expresado en grado centígrado elevado a la menos uno. Podemos calcular la resistencia de un material a una temperatura dada si conocemos la resistencia que tiene a otra temperatura de referencia con la expresión: Los coeficientes de temperatura de las resistencias bobinadas son extremadamente pequeños. Las resistencias típicas de carbón tienen un coeficiente de temperatura del orden de decenas de veces mayor, lo que ocasiona que las resistencias bobinadas sean empleadas cuando se requiere estabilidad térmica. Un inconveniente de este tipo de resistencias es que al estar constituida de un arrollamiento de hilo conductor, forma una bobina, y por tanto tiene cierta inducción, aunque su valor puede ser muy pequeño, pero hay que tenerlo en cuenta si se trabaja con frecuencias elevadas de señal. Por tanto, elegiremos este tipo de resistencia cuando 1) necesitemos potencias de algunos watios y resistencias no muy elevadas 2) necesitemos gran estabilidad térmica 3) necesitemos gran estabilidad del valor de la resistencia a lo largo del tiempo, pues prácticamente permanece inalterado su valor durante mucho tiempo. Resistencias de carbón prensado.- Estas fueron también de las primeras en fabricarse en los albores de la electrónica. Están constituidas en su mayor parte por grafito en polvo, el cual se prensa hasta formar un tubo como el de la figura.
  18. 18. Las patas de conexión se implementaban con hilo enrollado en los extremos del tubo de grafito, y posteriormente se mejoró el sistema mediante un tubo hueco cerámico (figura inferior) en el que se prensaba el grafito en el interior y finalmente se disponian unas bornas a presión con patillas de conexión. Las resistencias de este tipo son muy inestables con la temperatura, tienen unas tolerancias de fabricación muy elevadas, en el mejor de los casos se consigue un 10% de tolerancia, incluso su valor óhmico puede variar por el mero hecho de la soldadura, en el que se somete a elevadas temperaturas al componente. Además tienen ruido térmico también elevado, lo que las hace poco apropiadas para aplicaciones donde el ruido es un factor crítico, tales como amplificadores de micrófono, fono o donde exista mucha ganancia. Estas resistencias son también muy sensibles al paso del tiempo, y variarán ostensiblemente su valor con el transcurso del mismo. Resistencias de película de carbón.- Este tipo es muy habitual hoy día, y es utilizado para valores de hasta 2 watios. Se utiliza un tubo cerámico como sustrato sobre el que se deposita una película de carbón tal como se aprecia en la figura.
  19. 19. Para obtener una resistencia más elevada se practica una hendidura hasta el sustrato en forma de espiral, tal como muestra (b) con lo que se logra aumentar la longitud del camino eléctrico, lo que equivale a aumentar la longitud del elemento resistivo. Las conexiones externas se hacen mediante crimpado de cazoletas metálicas a las que se une hilos de cobre bañados en estaño para facilitar la soldadura. Al conjunto completo se le baña de laca ignífuga y aislante o incluso vitrificada para mejorar el aislamiento eléctrico. Se consiguen así resistencias con una tolerancia del 5% o mejores, además tienen un ruido térmico inferior a las de carbón prensado, ofreciendo también mayor estabilidad térmica y temporal que éstas. Resistencias de película de óxido metálico.- Son muy similares a las de película de carbón en cuanto a su modo de fabricación, pero son más parecidas, eléctricamente hablando a las de película metálica. Se hacen igual que las de película de carbón, pero sustituyendo el carbón por una fina capa de óxido metálico (estaño o latón). Estas resistencias son más caras que las de película metálica, y no son muy habituales. Se utilizan en aplicaciones militares (muy exigentes) o donde se requiera gran fiabilidad, porque la capa de óxido es muy resistente a daños mecánicos y a la corrosión en ambientes húmedos. Resistencias de película metálica.- Este tipo de resistencia es el que mayoritariamente se fabrica hoy día, con unas características de ruido y estabilidad mejoradas con respecto a todas las anteriores. Tienen un coeficiente de temperatura muy pequeño, del orden de 50 ppm/°C (partes por millón y grado Centígrado). También soportan mejor el paso del tiempo, permaneciendo su valor en ohmios durante un mayor período de tiempo. Se fabrican este tipo de resistencias de hasta 2 watios de potencia, y con tolerancias del 1% como tipo estándar. Resistencias de metal vidriado.- Son similares a las de película metálica, pero sustituyendo la película metálica por otra compuesta por vidrio con polvo metálico. Como principal característica cabe destacar su mejor comportamiento ante sobrecargas de corriente, que puede soportar mejor por su inercia térmica que le confiere el vidrio que contiene su composición. Como contrapartida, tiene un coeficiente térmico peor, del orden de 150 a 250 ppm/°C. Se dispone de potencias de hasta 3 watios. Se dispone de estas resistencias encapsuladas en chips tipo DIL (dual in line) o SIL (single in line).
  20. 20. Resistencias dependientes de la temperatura.- Aunque todas las resistencias, en mayor o menor grado, dependen de la temperatura, existen unos dispositivos específicos que se fabrican expresamente para ello, de modo que su valor en ohmios dependa "fuertemente" de la temperatura. Se les denomina termistores y como cabía esperar, poseen unos coeficientes de temperatura muy elevados, ya sean positivos o negativos. Coeficientes negativos implican que la resistencia del elemento disminuye según sube la temperatura, y coeficientes positivos al contrario, aumentan su resistencia con el aumento de la temperatura. El silicio, un material semiconductor, posee un coeficiente de temperatura negativo. A mayor temperatura, menor resistencia. Esto ocasiona problemas, como el conocido efecto de "avalancha térmica" que sufren algunos dispositivos semiconductores cuando se eleva su temperatura lo suficiente, y que puede destruir el componente al aumentar su corriente hasta sobrepasar la corriente máxima que puede soportar. A los dispositivos con coeficiente de temperatura negativo se les denomina NTC (negativetemperaturecoefficient). A los dispositivos con coeficiente de temperatura positivo se les denomina PTC (positive temperaturecoefficient). Una aplicación típica de un NTC es la protección de los filamentos de válvula, que son muy sensibles al "golpe" de encendido o turn-on. Conectando un NTC en serie protege del golpe de encendido, puesto que cuando el NTC está a temperatura ambiente (frío, mayor resistencia) limita la corriente máxima y va aumentando la misma según aumenta la temperatura del NTC, que a su vez disminuye su resistencia hasta la resistencia de régimen a la que haya sido diseñado. Hay que elegir correctamente la corriente del dispositivo y la resistencia de régimen, así como la tensión que caerá en sus bornas para que el diseño funcione correctamente. NTC PTC
  21. 21. INDUCTORES Definición Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. Un inductor está constituido normalmente por una bobina de conductor, típicamente alambre o hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo hecho de material ferroso (por ejemplo, acero magnético), para incrementar su capacidad de magnetismo. Los inductores pueden también estar construidos en circuitos integrados, usando el mismo proceso utilizado para realizar microprocesadores. En estos casos se usa, comúnmente, el aluminio como material conductor. Sin embargo, es raro que se construyan inductores dentro de los circuitos integrados; es mucho más práctico usar un circuito llamado "girador" que, mediante un amplificador operacional, hace que un condensador se comporte como si fuese un inductor. El inductor consta de las siguientes partes: Devanado inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica. Culata: Es una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por devanados, y destinada a unir los polos de la máquina. Pieza polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entrehierro, incluyendo el núcleo y la expansión polar. Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor.
  22. 22. Expansión polar: Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea al entrehierro. Polo auxiliar o de conmutación: Es un polo magnético suplementario, provisto o no, de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Suelen emplearse en las máquinas de mediana y gran potencia. También pueden fabricarse pequeños inductores, que se usan para frecuencias muy altas, con un conductor pasando a través de un cilindro de ferrita o granulado. TIPOS: INTRODUCCIÓN Los inductores o bobinas son elementos lineales y pasivos que pueden almacenar y liberar energía basándose en fenómenos relacionados con campos magnéticos. Una aplicación de los inductores, consistente en bloquear ("choke" en inglés) las señales de AC de alta frecuencia en circuitos de radio, dio origen a que con dicho término
  23. 23. (choque) se haga referencia a los inductores que se emplean en aplicaciones donde su valor no es crítico y que por lo tanto admiten grandes tolerancias. Básicamente, todo inductor consiste en un arrollamiento de hilo conductor. La inductancia resultante es directamente proporcional al número y diámetro de las espiras y a la permeabilidad del interior del arrollamiento, y es inversamente proporcional a la longitud de la bobina. Símbolos 1. MODELO EQUIVALENTE Los inductores ideales no disipan energía como lo hacen los resistores. Pero en la práctica, el inductor real presenta una resistencia de devanado que disipa energía. A continuación figura un modelo práctico (simplificado) de inductor. R representa las pérdidas en el devanado, cuyo valor generalmente es pequeño pero puede llegar a varios cientos de ohms. Un modelo más completo contempla además la capacidad parásita o distribuida debido a la capacidad entre las vueltas del bobinado (Cp en paralelo con el circuito anterior). 2. CLASIFICACIÓN 2.1 Según el núcleo o soporte: Núcleo de aire: el devanado se realiza sobre un soporte de material no magnético (fibra, plástico, ...). En los casos donde no se utiliza soporte, la bobina queda conformada sólo debido a la rigidez mecánica del conductor. Núcleo de hierro: como tiene mayor permeabilidad que el aire (10 a 100), aumenta el valor de la inductancia. Sin embargo, sólo se emplea en bajas frecuencias porque a altas frecuencias las pérdidas son elevadas. Aplicaciones: fuentes de alimentación y amplificadores de audio. Núcleo de ferrita: las ferritas son óxidos de metales magnéticos, de alta permeabilidad (10 a 10000) que además son dieléctricos. Existe una gran variedad en el mercado en función de la frecuencia de trabajo. Nota: radiofrecuencia (100kHz a 100GHz) <> audiofrecuencia (20Hz a 20kHz).
  24. 24. 2.2 Según la forma constructiva: Solenoides: Toroides: 2.3 Según la frecuencia de la corriente aplicada: Alta frecuencia: de reducido tamaño y número de espiras Baja frecuencia: de mayor tamaño y número de espiras 2.4 Según el recubrimiento: -, plástico, resina, metal (apantalladas). 2.5 Según la característica de su valor: fijos y ajustables. 2.6 Según el tipo de montaje: de inserción y SMD. En la siguiente tabla se pueden observar los inductores más comunes:

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