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Escuela Técnica Nº19 D.E. 1
Alejandro Volta
Taller de :
Alumno:.
Año:
Electrónica Analógica
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4° División:
Turno:
Maestro de Enseñanza Práctica:
MEP Jefe de Sección:
Jefe Gral de Enseñanza Práctica: Ing. Ledesma Rodolfo
Ciclo lectivo: 2015.
E. Analógica
4º Año
E. T. Nº 19
Alejandro Volta
Turno
Noche
Normas de seguridad y convivencia en todos los talleres
Obligaciones del alumno:
o
o
o
o
o
o
o
o
Traer diariamente el cuaderno de comunicaciones.
Traer a las clases de taller la carpeta.
Traer todos los elementos necesarios para realizar los trabajos prácticos de cada taller
Respetar las normas de seguridad dispuestas en cada taller.
Respetar a los compañeros y docentes
Cumplir con las indicaciones y consignas indicadas por los docentes.
Respetar normas de vestimenta, conducta e higiene
Cuidar herramientas, maquinarias e instalaciones del taller (bancos, mesas, paredes, etc.).
Vestimenta
o El alumno/a no puede concurrir con ojotas, sandalias, bermudas, musculosas, gorras, top,
escotes pronunciados, transparencias, polleras, ni camisetas de fútbol.
o No debe tener Piercing, pendientes, cadenas, pulseras y o cualquier otro elemento que
pueda provocar accidentes (electrocución, cortes, enganches con máquinas).
o No se permite utilizar durante el desarrollo de la clase dispositivos electrónicos que
generen distracción en el alumno (cámaras digitales, celulares, MP3, MP4, etc.)
Conducta
o No se puede correr en el taller.
o No se debe jugar ni molestar en el taller, ya que pueden provocar accidentes.
o Se debe respetar la propiedad privada de los compañeros (útiles, materiales, ropa, etc.).
Las presentes normas figuran en el documento escolar de convivencia
Período de apoyo y acompañamiento para la evaluación y promoción de asignaturas pendientes
El ciclo lectivo es un período educativo único integrado y continuo que se desarrolla de marzo a marzo del
año calendario siguiente y es obligatorio para alumnos y docentes.
El alumno que al finalizar el período de clases regulares no haya alcanzado una calificación de 6 o más
puntos deberá seguir concurriendo regularmente a clase con el mismo docente y en el mismo horario. Esta nueva
oportunidad que tienen tanto el alumno como el docente para continuar con el proceso de enseñanza-aprendizaje
culmina en el momento en que el alumno alcanza los saberes priorizados de la materia. En este momento finaliza
la obligación de concurrencia regular del alumno y el docente debe notificar por cuaderno de comunicaciones a los
padres la nota aprobatoria del alumno.
Con el fin de alcanzar los saberes priorizados el alumno deberá concurrir a clase munido de los siguientes
elementos:
o
o
o
o
Materiales y herramientas para terminar los trabajos prácticos.
Útiles escolares (hojas, lapicera, regla, lápices, goma, etc.).
Cuaderno de comunicaciones.
Boletín de calificaciones - Documento de Identidad.
Durante este proceso el alumno será evaluado en forma continua por el docente y deberá tener “Todos los
trabajos prácticos terminados, la carpeta del taller completa y el 75% de asistencia en este período de apoyo”
para que se den por alcanzados los saberes priorizados de la materia.
El alumno/a deberá respetar las normas de vestimenta, conducta e higiene enumeradas anteriormente en
la hoja.
Nota: Si el alumno/a no alcanzara los saberes priorizados al finalizar el ciclo lectivo se llevará previa la
materia taller, y en Julio u otra instancia de mesa previa, deberá rendir todos los talleres (los no
aprobados y los aprobados)
….………………………………………………
Firma y aclaración del Padre, Madre o tutor
……………………………………………………….
Firma y aclaración del alumno
Taller Electrónica Analógica
Alumno:.......................................................
D.N.I. Nº:………………………………
PRÁCTICA DE TALLER
1
Diagrama esquemático de la Fuente de Alimentación
2
Diseño del circuito impreso de la Fuente de Alimentación
3
Fabricación del circuito impreso de la Fuente de Alimentación
4
Armado de la Fuente de Alimentación
5
Ensayo de la Fuente de Alimentación
6
Diagrama esquemático del Amplificador de audio
7
Diseño del circuito impreso del Amplificador de audio
8
Fabricación del circuito impreso del Amplificador de audio
9
Armado del Amplificador de audio
10
Ensayo del amplificador de audio
11
Realización del informe técnico
FECHA APROBACIÓN
FIRMA
REQUISITOS PARA LA APROBACIÓN
Diseñar, construir y poner en marcha una fuente de alimentación regulada, destinada al
amplificador.
Diseñar, construir y poner en marcha un amplificador de potencia de audio
Presentar la carpeta con los dos diseños aprobados y el Informe Técnico completo.
Tener aprobada
tecnología.
Tener aprobado el práctico (modalidad oral), que comprende manejo de instrumental y
mediciones sobre el Trabajo Práctico.
la evaluación teórica (modalidad oral o escrita) sobre temas de
CARPETA 4° Año
Capacitación básica en electrónica
Resistencias
Son elementos que limitan el paso de la corriente eléctrica. Se fabrican de distintos valores y tolerancias.
La unidad de medida es el Ohm y se los puede clasificar en:
FIJOS:
- Resistencias comunes
- De composición
- Resistencias de alambre
- Resistencias de precisión
VARIABLES:
- De composición. Por ejemplo: potenciómetros, preséts, trimpots.
- De alambre. Por ejemplo: atenuadores de gran potencia.
FIJOS:
Para la elección de una resistencia fija, interesa conocer el valor (en Ohm), la potencia de disipación (en Watt) y la
tolerancia (en porcentaje).
Para la mayoría de las aplicaciones sólo es necesario saber lo nombrado anteriormente. Luego del cálculo del
componente se debe tomar un factor de seguridad en cuanto a la potencia de disipación incrementando este en el orden
de un 20% con respecto al valor obtenido matemáticamente. La tolerancia se refiere a la relación entre el valor real de la
resistencia y su valor comercial, esta tolerancia en un principio era de un 20% pero al mejorar la tecnología se redujo este
margen de error al 10% y en la actualidad este valor no supera el 5%, incluso existen tolerancias del 1% que se utilizan
en instrumental de medición.
Por ejemplo si en el diseño de un circuito doméstico se requiere de una resistencia de 10 ohm y de 1/4 de Watt de
disipación compraremos uno de 10 ohm de 1/2 Watt de disipación. En los circuitos que se publican en ediciones
comerciales no hace falta tener esta precaución dado que los diseñadores ya han tomado en cuenta lo dicho
anteriormente. Prácticamente es imposible encontrar circuitos electrónicos que no posean alguna resistencia en su
estructura.
Identificación de las resistencias (Código de Colores)
Color
Negro
Marrón
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
Gris
Blanco
Dorado
Plateado
Primera Banda o
Cifra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
Segunda Banda o
Cifra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
Tercera Banda o
Multiplicador
0
00
000
0000
00000
000000
No usado
No usado
No usado
Multiplicar por 0,1
Multiplicar por
0,01
Cuarta Banda o
Tolerancia
Ver sig. Tabla
Ver sig. Tabla
Ver sig. Tabla
Ver sig. Tabla
Ver sig. tabla
Ver sig. Tabla
Ver sig. Tabla
Ver sig. Tabla
Ver sig. Tabla
Ver sig. Tabla
Ver sig. Tabla
Ver sig. Tabla
Identificación de las tolerancias de las resistencias (Código de Colores)
Color
Dorado
Plateado
Sin Color
Taller de Electrónica Analógica
Porcentaje Máximo De Error
5%
10%
20%
Turno Noche
E.T. 19 Alejandro Volta
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CARPETA 4° Año
En las resistencias de precisión se utiliza una banda adicional entre la segunda y la tercera y la quinta banda (la cuarta en
las comunes) adopta el color rojo o marrón indicando una tolerancia de 2% o 1%
respectivamente.
VARIABLES:
Las resistencias variables, básicamente pueden ser potenciómetros o preset, aunque hay otros como reóstatos pero su uso
es muy limitado en electrónica.
Los potenciómetros pueden variar en forma lineal o logarítmica. Los primeros se utilizan por ejemplo para el control de
graves medios o agudos de un amplificador de audio, en fuentes regulables, mientras que los logarítmicos se usan como
variador de volumen, en generadores de funciones y múltiples aplicaciones más.
Los preset son resistencias ajustables que se colocan en un circuito solo cuando se los debe ajustar sólo una vez en la
calibración del equipo y luego de eso solo se vuelven a tocar solo cuando se hace alguna reparación y es necesario volver
a calibrarlo.
Capacitores
Son elementos que permiten almacenar energía eléctrica. En general, son dos placas metálicas que están separadas por
un aislante denominado dieléctrico. Los capacitores pueden ser fijos o variables y en general se clasifican conforme al
material con el cual se los construye. Nos referimos al material empleado para el dieléctrico.
Se llama capacidad del capacitor a la propiedad que tiene éste de almacenar energía eléctrica. La cantidad de carga
dependerá de la capacidad y de la tensión aplicada al capacitor.
Los capacitores fijos pueden ser de: aceite, poliéster, policarbonato, poliestireno, cerámica, electrolíticos, mica, tantalio.
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Turno Noche
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CARPETA 4° Año
En cuanto a los capacitores electrolíticos, estos componentes tienen polaridad, es decir poseen un terminal positivo y otro
negativo; si por error se los invierte puede llegar a causar una gran explosión (a diferencia de los demás capacitores). Se
los fabrica con capacidades comprendidas entre 1 mF y 330.000 mF con tensiones desde unos pocos voltios hasta cientos
de voltios. La mayor parte de su uso está destinado al campo de las bajas frecuencias y fuentes de alimentación.
Inductores
Un inductor es un conductor (generalmente de cobre) arrollado en forma de bobina sobre un soporte denominado núcleo.
La unidad que se usa para medir la inductancia es el Henry (H), y al igual que en la capacitancia, luego de la unidad
prácticamente se manejan los submúltiplos.
Los inductores de pequeña inductancia (en general pocas espiras de alambre) que suelen poseer núcleo de ferrite o no, se
usan para aplicaciones en alta frecuencia. Los inductores más grandes llamados choques o reactores, se utilizan como
filtros de baja frecuencia o para bloquear componentes de corriente alterna. El valor de cada inductor depende pura y
exclusivamente de las características constructivas del elemento, tales como la cantidad de vueltas de su bobina y el
núcleo empleado.
Transformadores
Si se tienen dos bobinas una cerca de otra, de forma tal de producirse entre ambas un acoplamiento magnético, se tendría
entonces un transformador. Esto es: un elemento que transfiere energía desde un bobinado primario a un bobinado
secundario a través de un medio magnético.
Los transformadores no funcionan en circuitos de corriente continua pura, ya que sólo se inducirá tensión en el
secundario sólo si hay variaciones en el flujo magnético del primario, consiguiendo esto por medio de la corriente alterna
o bien por corriente continua enferma de pulsos (bobina de encendido de cualquier auto).
Para que toda la energía del primario se transfiera del modo más eficiente al secundario, suelen arrollarse ambos
inductores sobre un núcleo que es de hierro para el caso de usarlo en bajas frecuencias (10 c/s hasta 20.000 c/s). Por
ejemplo, los transformadores para frecuencias mayores utilizan como núcleo el ferrite y también, a veces el núcleo puede
ser de aire.
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CARPETA 4° Año
Diodos
Los diodos son elementos que permiten la circulación de corriente en un solo sentido. En la actualidad se construyen de
germanio o de silicio.
Para que el diodo conduzca, el ánodo (A) debe ser positivo respecto del cátodo (K). En la mayoría de los diodos
comerciales, el cátodo se identifica con una raya en el cuerpo del mismo. Cuando este semiconductor conduce, en él cae
una diferencia de potencial constante de 0,2 ó 0,3 voltios en el caso de los diodos de germanio y de 0,6 a 0,7 voltios en el
caso de los diodos de silicio. Estos últimos son los más utilizados.
Las características salientes de los diodos comunes son: la tensión inversa que soportan y la corriente máxima de
conducción, aunque también es necesario saber si pueden rectificar señales de alta frecuencia. Así por ejemplo un diodo
de uso general como lo es el 1N4001 suele pedírselo en el comercio como un diodo de "1 Amper x 50 voltios", lo que
indica que admite la circulación de una corriente de hasta 1 Amper en sentido directo y además soporta una tensión
inversa de hasta 50 voltios. Los diodos ZENER trabajan y cumplen la función zener, sólo cuando se los polariza en
forma inversa, es decir en su ánodo se le conecta el potencial negativo y en su cátodo el potencial positivo.
Fundamentalmente se los utiliza como estabilizadores de tensión, dado que mantienen su estabilidad para una amplia
gama de corriente. Comercialmente se los consigue sólo con pedir su tensión de zener y la potencia que disipará.
Los foquitos que la mayoría de los gabinetes de PC poseen en su frente son una variedad de diodos denominados LED
(diodo emisor de luz en español). Estos foquitos se caracterizan por tener polaridad, o sea que un terminal se conecta a
positivo y el otro a masa. Si por algún motivo se lo conectara al revés no se encendería. Otra particularidad de estos LED
es que trabajan con una tensión de entre 2 y 3 voltios, si se le aplica una mayor tensión se dañara y deberá ser
reemplazado. Existen en diversos tamaños, formas y colores, incluso hay de dos colores, por este motivo en vez de tener
2 patas tiene 3 (una para cada color y una es común). Otra variedad de estos mismos LED se usa en los controles remotos
de los televisores desde hace más de 15 años los cuales son infrarrojos.
Los diodos también suelen ser agrupados de a cuatro o de a dos dando forma a un puente de diodos o un semipuente, y se
utilizan para el mismo fin, o sea, rectificar la corriente eléctrica de la red domiciliaria para que pueda ser utilizada por los
aparatos electrónicos.
Transistores
Los transistores son simplemente dos diodos conectados en forma opuesta. Esto significa que los ánodos de ambos
diodos están conectados entre sí o que por el contrario sus cátodos están conectados entre sí, de esta manera existen
básicamente dos tipos de transistores los PNP o los NPN.
Existen muchas formas de usar un transistor, se puede utilizar como amplificador de tensión, amplificador de corriente,
como interruptor, etc. Su función en la fuente de alimentación es la de trabajar como un interruptor que permite o impide
el paso de corriente según la tensión aplicada en su terminal central denominado base.
Existe una gran variedad de estos componentes que se dividen por sus propiedades tales como los transistores de
potencia, transistores Darlington, transistores switching (estos se utilizan en fuentes electrónicas que llevan el mismo
nombre) y otros tipos más.
Integrados
Los integrados son un conjunto de componentes encapsulados en un pequeño chip del cual salen varias patillas, las
cuales son los terminales del circuito electrónico que posee en su interior. Se puede decir que existe un integrado para
cada necesidad ya que en su interior es posible incorporar casi cualquier componente simple como resistencias, diodos,
transistores, etc. La principal ventaja de estos componentes es su pequeña dimensión que permite reducir el tamaño, el
peso y el consumo de energía de los aparatos electrónicos.
La mayor parte de los componentes electrónicos soldados en una placa madre de computadora son integrados ya que si
se construiría una placa madre solo con componentes simples como transistores, resistencias, etc. su tamaño sería tan
grande que no entraría en ningún gabinete y el consumo de energía y el calor que generaría serían inmensos. Por este
motivo es que casi cualquier aparato electrónico los posee desde un reloj hasta el más complejo sistema electrónico.
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CARPETA 4° Año
Diferencias entre tensión alterna y continua
La tensión alterna como su nombre lo indica no es constante sino que alterna entre +311vp y –311vp unas 50 veces por
segundo respecto de masa o tierra. Por este motivo la frecuencia de la red es de 50 Hertz o ciclos sobre segundo y
además los 220v se refieren a la tensión eficaz. La tensión pico es igual a la tensión eficaz por la raíz cuadrada de dos.
Los circuitos electrónicos funcionan con tensión continua, esta tensión se mantiene fija durante el tiempo sin alternar
entre dos valores opuestos como en la alterna y también están referidas a un común que se denomina masa o tierra.
Multímetro o téster
El multímetro es como su nombre lo indica un aparato que permite medir distintas cosas con el uso de un solo aparato.
Este aparato en su versión más simple nos permite medir la tensión continua y alterna, la corriente continua y la
resistencia. Hay otros modelos que incluyen probador de transistores, diodos y continuidad, capacímetro y
frecuencímetro. Existen dos modelos, los analógicos que representan la medida que uno realiza mediante una aguja sobre
una escala y los digitales que lo representan mediante un display ofreciendo mayor precisión en la medición.
El modelo analógico se compone de las siguientes partes:
- Cuadro con escalas.
- Selector de funciones.
- Conjunto de componentes necesarios para su funcionamiento.
- Pilas o baterías.
- Caja externa con las fichas necesarias de conexión.
- Cables con las correspondientes puntas de contacto y las clavijas para su conexión a la caja.
El cuadro está normalmente construido por el sistema de bobina móvil y su funcionamiento es similar al del
amperímetro, es decir, que cualquier medida requiere que se produzca siempre una corriente, capaz de excitar la aguja.
Para poder realizar las medidas en las diferentes escalas, el aparato precisa de un conjunto de resistencias que
proporcionan las condiciones necesarias para cada tipo de medida; suelen estar montadas sobre el propio conmutador o
sobre un circuito impreso asociado al mismo.
El selector de funciones está construido mediante un conmutador giratorio que permite fijar las condiciones de medida
más apropiadas al estado eléctrico del punto que se va a medir.
El modelo digital consta de las mismas partes salvo que en vez de un cuadro con bobina móvil utiliza una pantalla en
donde muestra el valor medido.
Todas las medidas de resistencia, requieren que sobre el componente o circuito a comprobar se haga circular una cierta
corriente, que será la encargada de mover la aguja del cuadro. Esta va a ser suministrada por el propio téster por medio
de unas pilas o baterías dispuestas en su interior, que será necesario sustituir o recargar al cabo de un cierto tiempo de
utilización.
Hay saltos señalados sobre el selector, de la forma siguiente:
Hagamos de cuenta que estamos midiendo una resistencia.
- R x 1 - (Ohm) -Es para medir unidades y decenas.
- R x 10 - (Ohm) -Es para medidas de decenas y centenas.
- R x 100 - (Ohm) -Es para medidas de centenas y millares.
- R x 1 K - (Kilo-ohm) -Es para medidas de millares y decenas de millar.
- R x 10K - (Kilo-ohm) -Es para medir de decenas de millar y centenas de millar.
- R x 1 M - (Meg-ohm) -Es para medidas de millones.
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Turno Noche
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CARPETA 4° Año
Luego de seleccionar la escala adecuada procedemos a conectar los extremos de la resistencia a las puntas del tester para
realizar la medición de la misma y obtener su valor en el cuadro del tester o en la pantalla si es digital.
Para medir la tensión hay que colocar el selector de funciones, en tensión ya sea continua o alterna y en una determinada
posición, por ejemplo: en una resistencia se debe hacer en paralelo, por que si yo conecto el téster en paralelo con la
resistencia, la tensión que tenga en la resistencia también la tendré en el téster, y al poseer el téster esta tensión, nos
informará por medio de aguja en el caso de los téster Analógicos y por medio de una pantalla digital en el caso de que el
téster fuera digital, la tensión que posee la resistencia.
Existen dos tipos de tensión la alterna y la continua, dependiendo de cual es la que deseemos medir deberemos elegir y
además es necesario saber que nivel máximo puede alcanzar, si no lo sabemos deberemos colocarlo en la escala más alta
y tratar de realizar la medición, y si el valor obtenido es muy pequeño deberemos bajar de escalar e intentar de nuevo
hasta obtener un valor satisfactorio.
Sin embargo si yo, en vez de querer averiguar qué tensión tiene aplicada la resistencia quiero saber que corriente circula
por ella debo colocar el selector de funciones en corriente, y luego tengo que intercalar el téster en SERIE con la
resistencia, para que la corriente circule a través del mismo, y éste pueda medir.
Una vez que la corriente pasa por el téster, este me presentará la información por medio de la aguja en la escala en los
casos de los téster Analógicos, y por medio de una pantalla digital en caso que el téster sea Digital. Al igual que en la
medición de voltaje si no sabemos que valor máximo podría alcanzar debemos comenzar por la escala más alta e ir
bajando hasta obtener una medición aceptable. Los téster normalmente poseen un fusible que es utilizada solo en la
función de medición de corriente y sirve para protegerlo en caso de una mala conexión por parte del usuario o porque se
ha intentado medir una corriente demasiado elevada para el instrumento.
Además poseen una pila o batería que se utiliza para realizar las mediciones de resistencia pero también se utiliza en los
téster digitales para alimentar la pantalla en donde se observa el valor medido. Todos los instrumentos son delicados por
este motivo se recomienda no golpearlos y no dejarlos expuestos a los rayos del sol porque al igual que los relojes de
cuarzo la pantalla se vuelve negra y no volverá a funcionar.
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Turno Noche
E.T. 19 Alejandro Volta
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CARPETA 4° Año
MODELO DE PRESENTACIÓN DE INFORME TÉCNICO
1. PRESENTACIÓN: (En papel formato A4 y en carpeta).
2. CONTENIDO:
a. Carátula
b. Esquema eléctrico.
c. Presupuesto de materiales:( elaborado al completar la lista de materiales con los
precios abonados por los mismos).
d. Diseño de circuito impreso: (vistas del lado de soldadura y del lado de componentes,
en papel milimetrado a escala, o impresión del programa CAD).
e. Diagrama de conexiones externas a la plaqueta: (transformadores, entradas, salidas,
controles externos, etc.).
f. Descripción:
(como funciona el Circuito).
g. Resultados:
(descripción del ensayo de funcionamiento).
h. Hojas de datos:
(de los componentes utilizados)
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Turno Noche
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CARPETA 4° Año
Simbología de los componentes electrónicos básicos
Resistencia
Resistencia variable (preséts,
potenciómetro)
Transistor (NPN PNP)
Diodo
Diodo LED
Diodo Zener
Integrado
Capacitor
Inductor con núcleo de aire
Inductor con núcleo de hierro
Inductor con núcleo de ferrite
Inductor con núcleo de ferrite
ajustable
Transformador con núcleo de aire
Transformador con núcleo de
hierro
Transformador con núcleo de
ferrite
Fuente de alimentación de tensión Fuente de alimentación de tensión
continua
alterna
Taller de Electrónica Analógica
Turno Noche
Conexión a tierra o masa
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Trabajos
Práctico N° 1:
Fuente de Alimentación
PRESUPUESTO DE MATERIALES
FUENTE DE ALIMENTACIÓN 16V, ±12V
CANT
1
1
1
2
1
2
2
2
1
1
1
1
1
2
1
1
1
2
MATERIALES
Regulador de tensión
Regulador de tensión
Puente de diodos
Diodo rectificador
Capacitor Electrolítico
Capacitor Electrolítico
Capacitor cerámico
Capacitor cerámico
Diodo Led
Resistor
Portafusible para impreso
Fusible 20 mm
Bornera para circuito impreso
Bornera para circuito impreso
Llave tipo palanca o tecla
Transformador
Cable INTERLOCK
Placa pertinax
COSTO TOTAL
CARACTERISTICAS
7812T
7912T
1,5A 100V (W01 o sup.)
3A 100V (1N5401 o superior)
4700µF x 25v
470µF x 25v
0.1µF x 50V (104)
0.22µF x 50V (224)
Rojo 5 mm
1K8 Ω ¼ W (Ma,Gr,Ro)
Cuna para 20 mm
2A
2 pines; paso 5mm azul
3 pines; paso 5mm azul
ON-OFF o simple inversor
12+12 V 2 A
Sin hembra
Simple faz 10cm x 5cm
PRECIO
Práctico N° 2
Amplificador de 8W
Estereo
PRESUPUESTO DE MATERIALES
AMPLIFICADOR 8 W ESTÉREO
CANT
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
1
1m
2
1
1
2
MATERIALES
Amplificadores integrados
Diodo rectificador 1A
Capacitor Electrolítico
Capacitor Electrolítico
Capacitor Electrolítico
Capacitor cerámico
Capacitor cerámico
Resistor
Resistor
Resistor
Resistor
Potenciómetro doble p/impreso
Cable estereo mallado
Miniplug estereo
Jack estereo
Bornera a presión
Disipador TO-220 c/aletas
COSTO TOTAL
CARACTERISTICAS
TDA2003
1N4001 ó superior
10µF x 50v
1000µF x 25v
470µF x 25v
47 nF (473)
100 nF (104)
47 Ω ¼ w (Am,Vio, Ne)
2,2 Ω ¼ w (Ro, Ro,Do)
220 Ω ¼ W (Ro,Ro,Ma)
1 Ω ¼ W (Ma, Ne,Do)
50kΩ logarítmico
Plastico c/colita
3,5mm sin corte p/impreso
4 terminales
ZD35 x 40 mm
PRECIO
ANEXOS
Carpeta 4° Año
ANEXOS
Taller de Electrónica Analógica
E.T. 19 Alejandro Volta 1/24
Prof: Ortale Eduardo
ANEXOS
Carpeta 4° Año
Unidades eléctricas de intensidad, tensión y resistencia
Corriente eléctrica, es el movimiento o paso de electricidad a lo largo del circuito eléctrico desde el generador de electricidad hasta el aparato donde se va a utilizar, que
llamaremos receptor, a través de los conductores.
Para que se origine la corriente eléctrica es necesario que en el generador se produzca
una fuerza electromotriz que cree una diferencia de potencial entre los terminales o
polos del generador.
A esta diferencia de potencial se le llama tensión o voltaje y se mide en VOLTIOS (V).
La cantidad de electricidad que pasa por un conductor en un segundo se llama intensidad de la corriente y se mide en AMPERIOS (A).
La dificultad que ofrece el conductor al paso de una corriente eléctrica se llama resistencia eléctrica y se mide en OHMIOS Ω (R).
Así pues, tras definir estas magnitudes podemos relacionarlas por medio de la llamada
LEY DE OHM, que nos dice que la intensidad es directamente proporcional a la tensión
o voltaje e inversamente proporcional a la resistencia. Es decir que la intensidad crece
cuando aumenta la tensión y disminuye cuando crece la resistencia.
Esto se expresa de la siguiente forma:
TENSION E
V
INTENSIDAD= ------------- =--- ó --RESISTENCIA R
R
de donde: E ó V = I * R y R = E / I
Sus unidades serán:
1 Amperio = 1 Voltio / 1 Ohmio Ω
1 Voltio = 1 Amperio * 1 Ohmio Ω
1 Ohmio Ω = 1 Voltio / 1 Amperio
La unidad de intensidad es el Amperio (A), nombre dado en honor del físico francés
Ampere, como en electrónica esta es una unidad muy grande para las corrientes que
normalmente se controlan, definiremos sus submúltiplos mas empleados:
1 MILIAMPERIO = 10-3 Amperios
1 MICROAMPERIO = 10-6 Amperios
1 A = 1.000 mA = 1.000.000 uA
La unidad que nos mide la diferencia de potencial o tensión es el VOLTIO (V) llamado
así en honor al físico italiano Volta, que descubrió la pila eléctrica. Para grandes potenciales se emplea el KILOVOLTIO y en los pequeños el MILIVOLTIO.
1 KILOVOLTIO = 103 Voltios
1 MILIVOLTIO = 10-3 Voltios
1 V = 0.001 KV = 1.000 mV
Taller de Electrónica Analógica
E.T. 19 Alejandro Volta 2/24
Prof: Ortale Eduardo
ANEXOS
Carpeta 4° Año
La unidad de medida de la resistencia eléctrica es el OHMIO (Ω), nombre dado en
honor del físico alemán Ohm. Al ser una pequeña cantidad se emplean sus múltiplos:
1 KILOOHMIO = 103 Ohmios Ω
1 MEGAOHMIO = 106 Ohmios Ω
1 OHMIO = 0.001 K = 0.000001 MΩ
Unidades eléctricas de potencia
La electricidad puede producir energía de diferentes tipos, siendo la cantidad que produce por unidad de tiempo, que suele ser el segundo, lo que se llama potencia.
La unidad fundamental que mide la potencia desarrollada por un elemento es el VATIO
(W).
El vatio (W) es la potencia que consume un elemento al que se le ha aplicado una tensión de un voltio y circula por el una intensidad de un amperio.
W=A*VyW=E*I
A = Amperios
V = Voltios
Como múltiplo mas usual se emplea el:
1 KILOVATIO = 103 VATIOS
Como submúltiplo se utiliza el:
1 MILIVATIO = 10-3 VATIOS
Por lo tanto:
1 W = 1.000 mW = 0.001 Kw
Unidades eléctricas de capacidad e inducción
Unidades de capacidad
Un condensador es el conjunto formado por dos placas metálicas paralelas (armaduras) separadas entre si por una sustancia aislante (dieléctrico).
Aplicando una tensión a las placas del condensador, esta hará pasar los electrones de
una armadura a otra, cargando el condensador.
La relación entre la carga eléctrica que adquieren las armaduras del condensador y el
voltaje aplicado se denomina capacidad.
CAPACIDAD = CARGA / VOLTAJE
Siendo sus unidades:
Q = Culombios (1 Culombio = 1 Amperio / 1 Segundo)
V = Voltios
C = Faradios (F), siendo esta la unidad fundamental de capacidad.
Por ser muy grande esta unidad para las capacidades normales empleadas se utilizan
sus submúltiplos:
1 MICROFARADIO = 10-6 FARADIOS
1 NANOFARADIO = 10-9 FARADIOS
1 PICOFARADIO = 10-12 FARADIOS
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ANEXOS
Carpeta 4° Año
Unidades de inducción
Además de las resistencias, los componentes reactivos, o sea, las bobinas y los condensadores, también se oponen a las corrientes en los circuitos de corriente alterna.
La INDUCTANCIA (L) es la característica o propiedad que tiene una bobina de oponerse
a los cambios de la corriente.
La cantidad de oposición que presenta una inductancia se llama reactancia inductiva y
se mide en Ohmios.
La unidad de inductancia es el Henrio (H). Por ser una unidad muy grande, para las
medidas usuales se emplean sus submúltiplos:
1 MILIHENRIO = 1 mH = 10-3 H
1 MICROHENRIO = 1 uH = 10-6 H
1. Clasificación de los amplificadores
La primera clasificación que podemos hacer con los amplificadores viene determinada por
las frecuencias con las que van a trabajar.
Si las frecuencias están comprendidas dentro de la banda audible los amplificadores reciben
el nombre de amplificadores de audio frecuencia o amplificadores de Baja frecuencia.
(Amplificadores A. F. o amplificadores B. F., respectivamente).
En el tema anterior veíamos que en las transmisiones vamos a utilizar otros amplificadores
que trabajan con la gama alta de frecuencias, las radio frecuencias (amplificadores de R. F).
Dentro de las dos gamas de amplificadores vistas, también, podemos hacer una clasificación atendiendo a su forma de trabajo:
a) Amplificadores de tensión: son los que su principal misión es suministrar una tensión
mayor en su salida que en su entrada
b) Amplificadores de potencia: aquellos que, aparte de suministrar una mayor tensión,
suministran también un mayor corriente (amplificación de tensión y amplificación de corriente y, por ende, amplificación de potencia)
Podemos, según esto, tener: amplificadores de tensión (tanto para B. F. como para R. F.) y
amplificadores de potencia (también, para ambas gamas de frecuencias).
En este tema únicamente vamos a entrar en los amplificadores de potencia, que son los que
nos interesan para iniciar el campo de las R. F., el resto los damos por estudiados y aprendidos (porque son los montajes de amplificadores que se estudian en los principios básicos).
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ANEXOS
Carpeta 4° Año
2. Clases de amplificadores de potencia
Tal y como decíamos en el punto anterior, este tipo de amplificadores (amplificadores de
potencia, ya sean para B. F. o para R. F.), tienen la particularidad de que en su salida tenemos ganancia de tensión y de corriente con respecto a la señal de entrada.
Este tipo de amplificadores pueden entregarnos en su salida toda la señal de entrada o una
parte de la misma; atendiendo a esta característica, los amplificadores de potencia, podemos
clasificarlos de la siguiente forma:
A. Amplificadores de clase A: un amplificador de potencia funciona en clase A cuando la
tensión de polarización y la amplitud máxima de la señal de entrada poseen valores tales
que hacen que la corriente de salida circule durante todo el período de la señal de entrada.
B. Amplificadores de clase B: un amplificador de potencia funciona en clase B cuando la
tensión de polarización y la amplitud máxima de la señal de entrada poseen valores tales
que hacen que la corriente de salida circule durante un semiperíodo de la señal de entrada.
C. Amplificadores de clase AB: son, por así decirlo, una mezcla de los dos anteriores, un
amplificador de potencia funciona en clase AB cuando la tensión de polarización y la amplitud máxima de la señal de entrada poseen valores tales que hacen que la corriente de salida circule durante menos de un período y más de un semiperíodo de la señal de entrada.
D. Amplificadores de clase C: un amplificador de potencia funciona en clase C cuando la
tensión de polarización y la amplitud máxima de la señal de entrada poseen valores tales
que hacen que la corriente de salida circule durante menos de un semiperíodo de la señal de
entrada.
Alguien puede que haya visto, en algún libro o manual de reparación, una notación tipo a
esto: Amplificador clase AB1 o también amplificador clase B2; estas notaciones vienen
de los antiguos amplificadores con válvulas.
Los subíndices 1 y 2 indicaban que no existía corriente de reja (el 1) o que si existía (el 2),
esto era debido a que en la polarización de la válvula, la reja se hacía positiva con respecto
al cátodo (para los que nunca hayan oído hablar de las válvulas, diremos, que la reja se correspondería con la base de un transistor y el cátodo con el terminal de salida, que en los
transistores, dependiendo del tipo de conexión, puede ser el emisor o el colector).
En los amplificadores de clase A no hay nunca corriente de reja (base) por lo que es indiferente decir que el amplificador es de clase A1 o de clase A. Lo contrario ocurre en los
amplificadores de clase C donde siempre va a existir corriente de reja (base), en este caso
es indiferente decir que el amplificador es de clase C2 o de clase C (a secas).
En los amplificadores de clase B y AB, puede que exista o no la corriente de base (o reja)
por lo que sí es importante que nos especifiquen el tipo de amplificador del que se trata
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ANEXOS
Carpeta 4° Año
(AB1 diría que no tiene corriente de base y B2 indicaría que sí hay corriente de base). Este
tipo de notación también podemos encontrarla en los amplificadores transistorizados.
Amplificadores de Clase G
(De las clase E y F ya no fabrican modelos comerciales).
Incorporan varias líneas de tensión que se activan de forma progresiva a medida que el voltaje de entrada aumenta con el fin de lograr mayor eficiencia.
Estos equipos dan una potencia de salida a la de los amplificadores de clase A-B, pero con
un menor tamaño.
Amplificadores MOSFET
Mosfet son las siglas de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Se trata de un
tipo de amplificadores aparecidos en la década de 1980 que como su nombre indica crean
un efecto de campo gracias a la unión de un semiconductor formado por la pareja metaloxido.
Desde su aparición son muy usados, porque aseguran una distorsión más baja, al controlar
el desprendimiento térmico que se produce durante el procesado de la señal.
Grafica complementaria de los distintos tipos de amplificadores
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¿Qué es Espectro Electromagnético?
El Espectro Electromagnético es un conjunto de ondas que van desde las ondas con
mayor longitud como las ondas de radio, hasta los que tienen menor longitud como los
rayos Gamma.
Entre estos dos limites están: las ondas de radio, las microondas, los infrarrojos, la luz
visible, la luz ultravioleta y los rayos X
Es importante anotar que las ondas con mayor longitud de onda tienen menor frecuencia y viceversa.
Las características propias de cada tipo de onda no solo es su longitud de onda, sino
también su frecuencia y energía.
En la siguiente tabla se muestra como se divide el espectro electromagnético: (empezando de con la que tiene mayor longitud de onda)
Tabla de las ondas del espectro electromagnético (longitud de onda, frecuencia, energía)
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Componentes Electrónicos
Introducción
En Electrónica se usa una serie de componentes o elementos que van a formar los circuitos
y es conveniente saber identificarlos correctamente:
•
resistencias
•
condensadores
•
transistores
•
diodos
•
bobinas
•
interruptores
•
fusibles
•
lámparas
•
...etc.
Se describirán los componentes más usados y además se incluirán algunas imágenes para
conocerlos de vista.
Aprenderemos a determinar algunas características determinantes que nos ayudarán a elegir
los componentes cuando diseñemos nuestros circuitos y/o cuando vamos al comercio a
comprarlos.
Las Resistencias
Las resistencias son unos elementos eléctricos cuya misión es dificultar el paso de la corriente eléctrica a través de ellas. Su característica principal es su resistencia óhmica aunque tienen otra no menos importante que es la potencia máxima que pueden disipar. Ésta
última depende principalmente de la construcción física del elemento.
La resistencia óhmica de una resistencia se mide en ohm, valgan las redundancias. Se suele
utilizar esa misma unidad, así como dos de sus múltiplos: el Kilo-Ohmio (1KΩ=103Ω) y el
Mega-Ohmio (1MΩ=106Ω).
El valor resistivo puede ser fijo o variable. En el primer caso hablamos de resistencias comunes o fijas y en el segundo de resistencias variables, ajustables, potenciómetros y reóstatos. Nos centraremos en el primer tipo, las fijas.
Las resistencias fijas pueden clasificarse en dos grupos, de acuerdo con el material con el
que están constituidas: "resistencias de hilo", solamente para disipaciones superiores a 2 W,
y "resistencias químicas" para, en general, potencias inferiores a 2 W.
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Resistencias de hilo o bobinadas
Generalmente están constituidas por un soporte de material aislante y resistente a la temperatura (cerámica, esteatita, mica, etc.) alrededor del cual esta la resistencia propiamente dicha, constituida por un hilo cuya sección y resistividad depende de la potencia y de la resistencia deseadas.
En los extremos del soporte hay fijados dos anillos metálicos sujetos con un tornillo o remache cuya misión, además de fijar en él el hilo de resistencia, consiste en permitir la conexión de la resistencia mediante soldadura. Por lo general, una vez construidas, se recubren de un barniz especial que se somete a un proceso de vitrificación a alta temperatura
con el objeto de proteger el hilo y evitar que las diversas espiras hagan contacto entre sí.
Sobre este barniz suelen marcarse con serigrafía los valores en ohm y en vatios, tal como se
observa en esta figura. En ella vemos una resistencia de 250 Ω, que puede disipar una potencia máxima de 10 vatios.
Aquí vemos el aspecto exterior y estructura constructiva de las resistencias de
alta disipación (gran potencia). Pueden soportar corrientes relativamente elevadas y están protegidas con una capa de esmalte.
A. hilo de conexión
B. soporte cerámico
C. arrollamiento
D. recubrimiento de esmalte.
Aquí vemos otros tipos de resistencias bobinadas, de diferentes tamaños y potencias,
con su valor impreso en el
cuerpo.
La de la izquierda es de 24 Ω,
5% (inscripción: 24R 5%)
La más pequeña es de 10 Ω,
aunque no se aprecia su inscripción en la foto.
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Resistencias químicas
Las resistencias de hilo de valor óhmico elevado necesitarían una cantidad de hilo tan grande que en la práctica resultarían muy voluminosas. Las resistencias de este tipo se realizan
de forma más sencilla y económica empleando, en lugar de hilo, carbón pulverizado mezclado con sustancias aglomerantes.
La relación entre la cantidad de
carbón y la sustancia aglomerante determina la resistividad por centímetro,
por lo que es posible fabricar resistencias de diversos valores. Existen tipos
de carbón aglomerado, de película
de carbón y de película metálica.
Normalmente están constituidas por
un soporte cilíndrico aislante (de porcelana u otro material análogo) sobre
el cual se deposita una capa de material resistivo.
En las resistencias, además del valor
óhmico que se expresa mediante un
código de colores, hay una contraseña que determina la precisión de su valor (aproximación), o sea la tolerancia anunciada por el fabricante. Esta contraseña está constituida por
un anillo pintado situado en uno de los extremos del cuerpo.
En la imagen de arriba vemos resistencias de película de carbón de diferentes potencias (y
tamaños) comparadas con una moneda.
De izquierda a derecha, las potencias son de 1/8, ¼, ½, 1 y 2 W, respectivamente. En ellas
se observan las diferentes bandas de color que representan su valor óhmico.
Aquí abajo vemos unos ejemplos de resistencias de película de carbón y de película metálica, donde se muestra su aspecto constructivo y su aspecto exterior:
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Interpretación del código de colores en las resistencias
Las resistencias llevan grabadas sobre su cuerpo unas bandas de color que nos permiten
identificar el valor óhmico que éstas poseen. Esto es cierto para resistencias de potencia pequeña (menor de 2 W.), ya que las de potencia mayor generalmente llevan su valor impreso
con números sobre su cuerpo, tal como hemos visto antes.
En la resistencia de la izquierda vemos el método de codificación más difundido. En el
cuerpo de la resistencia hay 4 anillos de color que, considerándolos a partir de un extremo y
en dirección al centro, indican el valor óhmico de este componente
El número que corresponde al primer color indica la primera cifra, el segundo color la segunda cifra y el tercer color indica el número de ceros que siguen a la cifra obtenida, con lo
que se tiene el valor efectivo de la resistencia. El cuarto anillo, o su ausencia, indica la tolerancia.
Podemos ver que la resistencia de la izquierda tiene los colores amarillo-violeta-naranjaoro (hemos intentado que los colores queden representados lo mejor posible en el dibujo),
de forma que según la tabla de abajo podríamos decir que tiene un valor de: 4-7-3ceros,
con una tolerancia del 5%, o sea, 47000 Ω ó 47 KΩ. La tolerancia indica que el valor real
estará entre 44650 Ω y 49350 Ω (47 KΩ±5%).
La resistencia de la derecha, por su parte, tiene una banda más de color y es que se trata de
una resistencia de precisión. Esto además es corroborado por el color de la banda de tolerancia, que al ser de color rojo indica que es una resistencia del 2%. Éstas tienen tres cifras
significativas (al contrario que las anteriores, que tenían 2) y los colores son marrónverde-amarillo-naranja, de forma que según la tabla de abajo podríamos decir que tiene
un valor de: 1-5-4-4ceros, con una tolerancia del 2%, o sea, 1540000 Ω ó 1540 KΩ ó 1.54
MΩ. La tolerancia indica que el valor real estará entre 1509.2 KΩ y 1570.8 KΩ (1.54
MΩ±2%).
Por último, comentar que una precisión del 2% se considera como muy buena, aunque en la
mayoría de los circuitos usaremos resistencias del 5%, que son las más corrientes.
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Código de colores en las resistencias
COLORES Banda 1 Banda 2 Banda 3 Multiplicador Tolerancia
Plata
Oro
x 0.01
10%
x 0.1
5%
Negro
0
0
0
x1
Marrón
1
1
1
x 10
1%
Rojo
2
2
2
x 100
2%
Naranja
3
3
3
x 1000
Amarillo
4
4
4
x 10000
Verde
5
5
5
x 100000
Azul
6
6
6
x 1000000
Violeta
7
7
7
Gris
8
8
8
Blanco
9
9
9
--Ninguno--
-
-
-
0.5%
20%
Nota: Estos colores se han establecido internacionalmente, aunque algunos de ellos en
ocasiones pueden llevar a una confusión a personas con dificultad de distinguir la zona de
colores rojo-naranja-marrón-verde. En tales casos, quizá tengan que utilizar en algún
momento un multímetro para saber con certeza el valor de alguna resistencia cuyos colores
no pueden distinguir claramente. También es cierto que en resistencias que han tenido un
"calentón" o que son antiguas, a veces los colores pueden haber quedado alterados, en cuyo
caso el multímetro nos dará la verdad.
Otro caso de confusión puede presentarse cuando por error leemos las bandas de color al
revés. Estas resistencias de aquí abajo son las mismas que antes, pero dadas la vuelta.
En la primera, si leemos de izquierda a derecha, ahora vemos oro-naranja-violetaamarillo.
El oro no es un color usado para las cifras significativas, así que algo va mal. Además el
amarillo no es un color que represente tolerancias. En un caso extremo, la combinación naranja-violeta-amarillo (errónea por otro lado porque la banda de tolerancia no va a la izquierda de las otras) nos daría el valor de 370 KΩ, que no es un valor normalizado.
En la segunda, ahora vemos rojo-naranja-amarillo-verde-marrón. La combinación nos
daría el valor 234000000 Ω = 234 MΩ, que es un valor desorbitado (generalmente no suele
haber resistencias de más de 10 MΩ), además de no ser un valor normalizado. Eso sí, la resistencia tendría una tolerancia del 1% (marrón), que no tiene sentido para un valor tan alto
de resistencia.
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ANEXOS
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Valores normalizados de resistencias
Vamos a mostrar ahora una tabla con los valores normalizados de resistencias, que ayudará
a encajarlas según valores establecidos internacionalmente.
Tolerancia 10 % Tolerancia 5 %
Tolerancia 2 %
1.0
1.0, 1.1
1.00, 1.05, 1.1, 1.15
1.2
1.2, 1.3
1.21, 1.27, 1.33, 1.40, 1.47
1.5
1.5, 1.6
1.54, 1.62, 1.69, 1.78
1.8
1.8, 2.0
1.87, 196, 2.00, 2.05, 2.15
2.2
2.2, 2.4
2.26, 2.37, 2.49, 2.61
2.7
2.7, 3.0
2.74, 2.87, 3.01, 3.16
3.3
3.3, 3.6
3.32, 3.48, 3.65, 3.83
3.9
3.9, 4.3
4.02, 4.22, 4.42, 4.64
4.7
4.7, 5.1
4.87, 5.11, 5.36
5.6
5.6, 6.2
5.62, 5.90, 6.19, 6.49
6.8
6.8, 7.5
6.81, 7.15, 7.50, 7.87
8.2
8.2, 9.1
8.25, 8.66, 9.09, 9.53
Los Condensadores
Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de
campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de
aluminio) separadas por un material dieléctrico.
Va a tener una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y polaridad, que deberemos aprender a distinguir.
Aquí vemos esquematizado un condensador, con las dos láminas = placas = armaduras, y el
dieléctrico entre ellas. En la versión más sencilla del condensador, no se pone nada entre las
armaduras y se las deja con una cierta separación, en cuyo caso se dice que el dieléctrico es
el aire.
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ANEXOS
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•
Capacidad: Se mide en Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan grande que se suelen utilizar varios de los submúltiplos, tales como microfaradios (µF=10-6 F ), nanofaradios (nF=10-9 F) y picofaradios (pF=10-12 F).
•
Tensión de trabajo: Es la máxima tensión que puede soportar un condensador, que depende del tipo
y espesor del dieléctrico con que esté fabricado. Si se supera dicha tensión, el condensador puede
perforarse (quedar cortocircuitado) y/o explotar. En este sentido hay que tener cuidado al elegir un
condensador, de forma que nunca trabaje a una tensión superior a la máxima.
•
Tolerancia: Igual que en las resistencias, se refiere al error máximo que puede existir entre la capacidad real del condensador y la capacidad indicada sobre su cuerpo.
•
Polaridad: Los condensadores electrolíticos y en general los de capacidad superior a 1 µF tienen polaridad, eso es, que se les debe aplicar la tensión prestando atención a sus terminales positivo y negativo. Al contrario que los inferiores a 1µF, a los que se puede aplicar tensión en cualquier sentido, los
que tienen polaridad pueden explotar en caso de ser ésta la incorrecta.
Tipos de condensadores
Vamos a mostrar a continuación una serie de condensadores de los más típicos que se pueden encontrar. Todos ellos están comparados en tamaño a una moneda.
Electrolíticos. Tienen el dieléctrico formado por papel impregnado en electrólito. Siempre tienen polaridad, y
una capacidad superior a 1 µF. Arriba observamos claramente que el condensador nº 1 es de 2200 µF, con una
tensión máxima de trabajo de 25v. (Inscripción: 2200 µ / 25 V).
Abajo a la izquierda vemos un esquema de este tipo de condensadores y a la derecha vemos unos ejemplos de
condensadores electrolíticos de cierto tamaño, de los que se suelen emplear en aplicaciones eléctricas (fuentes
de alimentación, etc...).
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ANEXOS
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1.
Electrolíticos de tantalio o de gota. Emplean como dieléctrico una finísima película de óxido de
tantalio amorfo, que con un menor espesor tiene un poder aislante mucho mayor. Tienen polaridad
y una capacidad superior a 1 µF. Su forma de gota les da muchas veces ese nombre.
2.
De poliéster metalizado MKT. Suelen tener capacidades inferiores a 1 µF y tensiones de trabajo a partir de 63v. Más abajo
vemos su estructura: dos láminas de policarbonato recubierto
por un depósito metálico que se bobinan juntas. Aquí al lado vemos un detalle de un condensador
plano de este tipo, donde se observa que es de 0.033 µF y 250v. (Inscripción: 0.033 K/ 250 MKT).
3.
De poliéster. Son similares a los anteriores, aunque con un proceso de fabricación algo diferente.
En ocasiones este tipo de condensadores se presentan en forma plana y llevan sus datos impresos
en forma de bandas de color, recibiendo comúnmente el nombre de condensadores "de bandera".
Su capacidad suele ser como máximo de 470 nF.
1.
2.
De poliéster tubular. Similares a los anteriores, pero enrollados de forma normal, sin aplastar.
Cerámico "de lenteja" o "de disco". Son los cerámicos más corrientes. Sus valores de capacidad
están comprendidos entre 0.5 pF y 47 nF. En ocasiones llevan sus datos impresos en forma de bandas
de color.
Aquí abajo vemos unos ejemplos de condensadores de este tipo.
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Cerámico "de tubo".
Sus valores de capacidad son del orden de los picofaradios y generalmente ya no se usan, debido a la gran
deriva térmica que tienen (variación de la capacidad con las variaciones de temperatura).
Identificación del valor de los condensadores
Codificación por bandas de color
Hemos visto que algunos tipos de condensadores llevan sus datos impresos codificados con
unas bandas de color. Esta forma de codificación es muy similar a la empleada en las resistencias, en este caso sabiendo que el valor queda expresado en picofaradios (pF). Las
bandas de color son como se observa en esta figura:
•
En el condensador de la izquierda vemos los siguientes datos:
verde-azul-naranja = 56000 pF = 56 nF (recordemos que el "56000" está expresado en pF). El color
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ANEXOS
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negro indica una tolerancia del 20%, tal como veremos en la tabla de abajo y el color rojo indica una
tensión máxima de trabajo de 250v.
•
En el de la derecha vemos:
amarillo-violeta-rojo = 4700 pF = 4.7 nF. En los de este tipo no suele aparecer información acerca
de la tensión ni la tolerancia.
Código de colores en los condensadores
COLORES Banda 1
Banda 2
Multiplicador
Tensión
Negro
--
0
x1
Marrón
1
1
x 10
100 V.
Rojo
2
2
x 100
250 V.
Naranja
3
3
x 1000
Amarillo
4
4
x 104
5
Verde
5
5
x 10
Azul
6
6
x 106
Violeta
7
7
Gris
8
8
Blanco
9
9
400 V.
630 V.
COLORES Tolerancia (C > 10 pF) Tolerancia (C < 10 pF)
Negro
+/- 20%
+/- 1 pF
Blanco
+/- 10%
+/- 1 pF
Verde
+/- 5%
+/- 0.5 pF
Rojo
+/- 2%
+/- 0.25 pF
Marrón
+/- 1%
+/- 0.1 pF
Codificación mediante letras
Este es otro sistema de inscripción del valor de los condensadores sobre su cuerpo. En lugar
de pintar unas bandas de color se recurre también a la escritura de diferentes códigos mediante letras impresas.
A veces aparece impresa en los condensadores la letra "K" a continuación de las letras; en este caso no se traduce por "kilo", o sea, 1000 sino
que significa cerámico si se halla en un condensador de tubo o disco.
Si el componente es un condensador de dieléctrico plástico (en forma
de paralelepípedo), "K" significa tolerancia del 10% sobre el valor de
la capacidad, en tanto que "M" corresponde a tolerancia del 20% y "J",
tolerancia del 5%.
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ANEXOS
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LETRA
Tolerancia
"M"
+/- 20%
"K"
+/- 10%
"J"
+/- 5%
Detrás de estas letras figura la tensión de trabajo y delante de las mismas el valor de la capacidad indicado con cifras. Para expresar este valor se puede recurrir a la colocación de un
punto entre las cifras (con valor cero), refiriéndose en este caso a la unidad microfaradio
(µF) o bien al empleo del prefijo "n" (nanofaradio = 1000 pF).
Ejemplo: un condensador marcado con 0,047 J 630 tiene un valor de 47000 pF = 47 nF, tolerancia del 5% sobre dicho valor y tensión máxima de trabajo de 630 v. También se podría
haber marcado de las siguientes maneras: 4,7n J 630, o 4n7 J 630.
Código "101" de los condensadores
Por último, vamos a mencionar el código 101 utilizado en los condensadores cerámicos
como alternativa al código de colores. De acuerdo con este sistema se imprimen 3 cifras,
dos de ellas son las significativas y la última de ellas indica el número de ceros que se deben añadir a las precedentes. El resultado debe expresarse siempre en picofaradios pF.
Así, 561 significa 560 pF, 564 significa 560000 pF = 560 nF, y en el ejemplo de la figura
de la derecha, 403 significa 40000 pF = 40 nF.
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ANEXOS
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Código de valores para Capacitares cerámicos
a) En algunos casos el valor esta dado por tres números...
1º número = 1º guarismo de la capacidad.
2º número = 2º guarismo de la capacidad.
3º número = multiplicador (número de ceros)
La especificación se realiza en picofaradios.
Ejemplo:
104 = 100.000 = 100.000 picofaradios ó = 100 nanofaradios
Los Transistores
Los transistores son unos componentes que han facilitado, en gran medida, el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control.
Vienen a sustituir a las antiguas válvulas termoiónicas de hace unas décadas. Gracias a
ellos fue posible la construcción de receptores de radio portátiles llamados comúnmente
"transistores", televisores que se encendían en un par de segundos, televisores en color...
Antes de aparecer los transistores, los aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones
bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían.
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ANEXOS
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Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran:
•
Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación)
•
Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión de radiofrecuencia)
•
Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentación conmutadas, control de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM)
•
Detección de radiación luminosa (fototransistores)
Los transistores de unión (uno de los tipos más básicos) tienen 3 terminales llamados Base,
Colector y Emisor, que dependiendo del encapsulado que tenga el transistor pueden estar
distribuidos de varias formas.
Por otro lado, los Transistores de Efecto de Campo (FET) tienen también 3 terminales, que
son Puerta (Gate), Drenaje (Drain) y Sumidero (Sink), que igualmente dependiendo del
encapsulado que tenga el transistor pueden estar distribuidos de varias formas.
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Tipos de transistores. Simbología
Existen varios tipos que dependen de su proceso de construcción y de las aplicaciones a las
que se destinan. Aquí abajo mostramos una tabla con los tipos de uso más frecuente y su
simbología:
Transistor Bipolar de Unión (BJT)
Transistor de Efecto de Campo, de Unión (JFET)
Transistor de Efecto de Campo, de Metal-ÓxidoSemiconductor (MOSFET)
Fototransistor
Nota: En un esquema electrónico, los transistores se representan mediante su símbolo, el
número de transistor (Q1, Q2, ...) y el tipo de transistor, tal como se muestra aquí:
Aquí podemos ver una selección de los transistores más típicos, mostrando su encapsulado
y distribución de patillas.
Encapsulado de transistores
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Ahora vamos a ver los transistores por fuera. Están encapsulados de diferentes formas y
tamaños, dependiendo de la función que vayan a desempeñar. Hay varios encapsulados
estándar y cada encapsulado tiene una asignación de terminales que puede consultarse en
un catálogo general de transistores.
Independientemente de la cápsula que tengan, todos los transistores tienen impreso sobre su
cuerpo sus datos, es decir, la referencia que indica el modelo de transistor. Por ejemplo, en
los transistores mostrados a la derecha se observa la referencia "MC 140".
Cápsula TO-3. Se utiliza para transistores
de gran potencia, que
siempre suelen llevar
un radiador de aluminio que ayuda a disipar
la potencia que se genera en él.
Arriba a la izquierda
vemos su distribución
de terminales, observando que el colector
es el chasis del transistor. Nótese que los
otros terminales no
están a la misma distancia de los dos agujeros.
A la derecha vemos la
forma de colocarlo sobre un radiador, con
sus tornillos y la mica
aislante. La función de
la mica es la de aislante eléctrico y a la vez
conductor térmico. De
esta forma, el colector
del transistor no está
en contacto eléctrico
con el radiador.
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Cápsula TO-220. Se
utiliza para transistores
de menos potencia, para reguladores de tensión en fuentes de alimentación y para tiristores y triacs de baja
potencia.
Generalmente necesitan un radiador de
aluminio, aunque a veces no es necesario, si
la potencia que van a
disipar es reducida.
Abajo vemos la forma
de colocarle el radiador y el tornillo de sujeción. Se suele colocar una mica aislante
entre el transistor y el
radiador, así como un
separador de plástico
para el tornillo, ya que
la parte metálica está
conectada al terminal
central y a veces no interesa que entre en
contacto eléctrico con
el radiador.
Cápsula TO-126. Se
utiliza en transistores
de potencia reducida, a
los que no resulta generalmente necesario
colocarles radiador.
Arriba a la izquierda
vemos la asignación de
terminales de un transistor BJT y de un Tiristor.
Abajo vemos dos transistores que tienen esta
cápsula colocados sobre pequeños radiadores de aluminio y fijados con su tornillo correspondiente.
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Cápsula TO-92. Es
muy utilizada en transistores de pequeña
señal.
En el centro vemos la
asignación de terminales en algunos modelos
de transistores, vistos
desde abajo.
Abajo vemos dos transistores de este tipo
montados sobre una
placa de circuito impreso. Nótese la indicación "TR5" de la serigrafía, que indica que
en ese lugar va montado el transistor número
5 del circuito, de
acuerdo al esquema
electrónico.
Cápsula TO-18. Se utiliza en transistores de
pequeña señal. Su
cuerpo está formado
por una carcasa metálica que tiene un saliente que indica el
terminal del Emisor.
Cápsula miniatura. Se
utiliza en transistores
de pequeña señal. Al
igual que el anterior,
tienen un tamaño bastante pequeño.
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Disipadores
4° Año
Información
Complementaria
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Disipadores
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Cálculo de disipadores de calor.
Los disipadores de calor son unos elementos complementarios que se usan para
aumentar la evacuación de calor del componente al que se le coloque hacia el aire que
lo rodea. Esto trae como consecuencia que se reduce la temperatura de trabajo del
componente ya que la cantidad de calor que se acumula en él es menor que sin
disipador. Un cálculo estricto de los disipadores puede ser complejo. En este artículo se
tratará un sistema de cálculo aproximado, que sin embargo proporciona buenos
resultados y está muy difundido. Este sistema se basa en una analogía entre circuitos
de flujo de calor y circuitos eléctricos resistivos.
¿Disipador o radiador?
Ambos términos se usan como sinónimos en el ámbito de la evacuación de calor en los
componentes electrónicos. Sin embargo, en opinión del autor de este artículo, el
término apropiado es el de disipador de calor. Y esto porque el método que se usa para
extraer el calor del componente no es el de radiación, sino el de convección. Por tanto,
al ser el término disipador (que disipa o extrae el calor) más genérico que el de radiador
(que extrae el calor por radiación) creo que el primero es el más adecuado. Por tanto,
me referiré a estos elementos como disipadores y no como radiadores.
Establezcamos la analogía: la Ley de Ohm térmica:
Al igual que en los circuitos eléctricos, se puede definir una Ley de Ohm en los circuitos
de flujo de calor. Pero antes identifiquemos los elementos térmicos equivalentes a sus
análogos eléctricos. Así, el papel de la fuente de tensión eléctrica (por ejemplo una
batería) lo cumple el componente que genera el calor que se desea evacuar. El papel
de masa de un circuito eléctrico lo tiene el aire, que supondremos a una temperatura de
unos 25ºC. La diferencia de tensión eléctrica encuentra su homólogo en la diferencia
de temperatura. La potencia generada en forma de calor en el componente tiene su
equivalente en la corriente eléctrica entregada por la fuente de tensión. Por último, la
resistencia eléctrica tiene su reflejo en la resistencia térmica medida en º C/W (grados
centígrados por vatio).
Con estos elementos podemos ya formular la Ley de Ohm térmica
:
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Disipadores
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Sí, pero ¿realmente necesito colocar un disipador?:
Supongamos que tenemos cierto componente de tipo semiconductor y queremos saber
si necesitará o no un disipador. Pues bien, deberemos empezar por buscar en su hoja
de características (data sheet) algunos datos. A saber
•Temperatura máxima de la unión (o las uniones), Tj.
•Resistencia térmica entre la unión y el aire circundante, Rth j-amb (o en su defecto la
resistencia térmica entre la unión y la cápsula del componente, Rth j-c).
Conocidos estos parámetros, necesitaremos saber también la potencia que va a estar
disipando el componente, P, y la temperatura ambiente de trabajo que estimemos
oportuna, Ta (digamos 35 ó 40º C).
Pues bien, si conocemos Rth j-amb podemos estimar la temperatura que alcanzaría la
unión (o uniones) del componente, Tj estimada, de la siguiente forma:
Así, si Tj estimada > Tj o Tj estimada = Tj o Tj estimada < Tj pero está peligrosamente
cerca de esta última, debe de colocarse un disipador que ayude al componente a
evacuar el calor.
¿Qué ocurre si el fabricante proporciona Rth j-c en lugar de Rth j-amb en el
data sheet? En ese caso el fabricante proporcionará también la potencia
máxima disipable por el componente, normalmente a 25º C. Entonces Rth j-amb
se puede hallar mediante un simple cálculo:
donde Ta es en este caso la temperatura para la que el fabricante especifica la
potencia máxima, P máx
Entonces, Rth -amb se obtendría de la siguiente forma:
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Disipadores
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Necesito un disipador, pero ¿cual?:
Llegados a la conclusión de que el disipador es necesario tendremos que
realizar un cálculo que nos oriente sobre el disipador que debemos usar. El
diagrama del montaje componente-disipador podría ser el siguiente:
Este montaje tiene el siguiente circuito térmico, o de flujo de calor, asociado:
Por la analogía con los circuitos eléctricos se puede ver que
con lo que la Ley de Ohm térmica podrá expresarse así:
Lo que se pretende hallar es Rth d-amb, debiendo de ser conocidos el resto de
parámetros (por el data sheet del componente y por un cálculo de la potencia
que deba disipar dicho componente). Así, despejando de la Ley de Ohm
térmica el valor de Rth d-amb tendremos que:
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Disipadores
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Por regla general, Rth c-d se puede tomar entre 0.5 y 1º C/W siempre y cuando
la unión que se haga entre el componente y el disipador sea directa (sin mica
aislante) y con silicona termo conductora. Si esta unión se efectúa con mica y
sin silicona estaremos hablando de resistencias térmicas de contacto entre 1 y
2º C/W. Si necesitamos usar mica para aislar también podemos aplicar silicona
termo conductora, en cuyo caso la resistencia estaría comprendida entre 1 y
1.5º C/W.
Se necesita calcular el disipador que debe colocarse a un transistor 2N3055
que trabajará disipando una potencia de 30W. Considerar la temperatura
ambiente de trabajo igual a 40º C.
Por el data sheet del 2N3055 sabemos que Rth j-c es de 1,5ºC/W. Además, su
temperatura máxima de la unión, Tj, es de 200º C. Este valor lo rebajaremos por
seguridad hasta los 150º C (a pesar de lo que diga el fabricante). Como la unión
con el disipador será directa con silicona termo conductora supondremos Rth c-d de 1º
C/W. Con estos datos ya podemos calcular Rth d-amb:
Por tanto, el disipador que le coloquemos al transistor deberá tener una
resistencia térmica de como mucho 1.2º C/W. La elección del modelo concreto
ya se haría mirando en los catálogos.
¿Qué temperatura alcanzará el disipador del ejemplo anterior? ¿Y la cápsula
del transistor?
La unión estará, según hemos supuesto en el cálculo anterior, a 150º C. En Rth j-c
existirá una diferencia de temperatura debida al flujo de calor. En concreto:
También en Rth c-d caerá una temperatura dada por
Entonces, la temperatura de la cápsula del transistor será
y la temperatura del disipador será
La conexión de más de un componente activo en un disipador:
Es habitual colocar más de un componente semiconductor en un solo disipador.
Por ejemplo, podrían colocarse sobre un disipador los transistores finales de un
amplificador con la etapa de potencia en simetría complementaria. Veamos cómo
calcular el disipador necesario en estos casos basándonos en el ejemplo expuesto. El
circuito térmico sería el siguiente:
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Disipadores
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Supondremos que la situación (tanto eléctrica como física a efectos de transmisión de
calor) es simétrica, ya que de lo contrario podría darse el caso de que uno de los
componentes fuese receptor de calor del otro, lo que complicaría todo el cálculo amén
de que podría darse el caso de que el componente que actuase como receptor
alcanzare una temperatura mayor que sin disipador. Bien, con esta limitación que
hemos impuesto se podría simplificar el circuito térmico a este otro:
Un circuito de este tipo ya se ha calculado en el apartado anterior, con lo que
no debería tener ningún problema con él
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