qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq Tutoriales Electrnica: Componentes wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui Componentes bsicos, semiconductores, optoelectrnica, circuitos integrados opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg hjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwert yuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas07/11/2010 Electrnica Unicrom

Tutoriales Electrnica: ComponentesComponentes BsicosResistencia (resistor) Tolerancia y valores normalizados de las resistencias Ruido de fondo, soldabilidad, disipacin de potencia de resistencia Clasificacin de las resistencias Resistencias bobinadas Cdigo de colores de las resistencias Resistencia variable - potencimetro, restato Condensador (capacitor) Valor capacitivo, tensin mxima Tolerancia y corriente de fuga de un capacitor Resistencia de aislamiento e inductancia parsita de un condensador Relacin de carga, tensin y capacidad en un condensador Energa almacenada en un capacitor / condensador Clasificacin de los condensadores Capacitor electroltico Cdigos de los condensadores Cdigo JIS condensadores

- Bobina (inductor) - Bobina / inductor con ncleo metlico - Bobinas / inductor con ncleo de aire Transformador ideal Transformador real (circuitos equivalentes) Autotransformador Embobinado y reparacin de transformadores Clculo de transformadores Relay, rel o relevador

Transformador de potencia - Utilizacin del transformador de potencia - Constitucin del transformador de potencia - Principio de funcionamiento del transformador de potencia - Relacin de transformacin K - Polaridad de un transformador - Prdidas de potencia en un transformador - Rendimiento de un transformador - Impedancia y tensin de corto circuito de un transformador Transformadores con diferentes cargas - Transformador con carga resistiva - Transformador con carga capacitiva - Transformador con carga inductiva Acople de transformadores - Conexin de transformadores monofsicos - Conexin de transformadores trifsicos

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Tutoriales Electrnica: ComponentesSemiconductoresDiodo semiconductor Diodo zener Diodo Schottky Diodo Tunnel Diodo varactor Diodo Gunn Transistor bipolar Regiones operativas y configuraciones del transistor bipolar Transistor Darlington

Caractersticas de Transistor bipolar - Introduccin, corrientes en el transistor bipolar Modos de operacin del BJT: - Operacin activa lineal - Operacin en corte - Operacin en saturacin - Regin de ruptura y zona inversa - Punto de trabajo Q - Recta de carga esttica - Potencia de disipacin esttica mxima - Circuitos de polarizacin FET de juntura o JFET MOSFET MOSFET. Principio de operacin Manipulacin del MOSFET C-MOSFET

Caractersticas del FET - Ventajas y desventajas del FET - Caractersticas elctricas del JFET - JFET en regin de lineal y corte - JFET en regin de saturacin y ruptura - Transistores MOSFET - Regiones de corte y lineal de transistores NMOS (MOSFET) - Regiones de saturacin y ruptura de transistores NMOS (MOSFET) - Polarizacin de los FET

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Tutoriales Electrnica: ComponentesOptoElectrnicaOptoacoplador Fotorresistencia o LDR Fotodiodo Fototransistor Diodo LED Diodo lser Display de 7 segmentos Visualizador LCD (Display de Cristal Lquido) Modos de visualizacin de los LCD Construccin de la lmpara incandescente Funcionamiento de lmpara de tungsteno Lmpara fluorescente Tubo fluorescente de precalentamiento

Circuitos Integrados+ El temporizador 555 - Distribucin de patillas del temporizador 555 - Multivibrador astable con temporizador 555 - Multivibrador monostable con temporizador 555 - Oscilador astable con 555 con t1 = t2 + Temporizador (Timer): Circuito fundamental en el control electrnico - Fundamentos del Temporizador (Timer). Control automtico de sistema de agua de sanitarios - Ajustes, modos y aplicaciones del Temporizador (Timer). Secuenciador con tiempos de encendido y apagado configurables + El Amplificador operacional - Inicios, caractersticas, ganancia a lazo abierto - Ganancia a lazo cerrado (realimentacin), inversor en CC - Circuito inversor en CA, frecuencia, saturacin, tierra virtual - Amplificador Operacional con fuente nica. Capacitor de bloqueo - Amplificador Operacional no inversor, ganancia, impedancia de entrada y salida - Comparadores con amplificador operacional - Comparador de ventana con dos amplificadores operacionales - Comparador regenerativo (disparador Schmitt) - generador de onda cuadrada - Integrador con amplificador operacional - Generador de onda triangular, entrada senoidal en un integrador - Derivador con amplificador operacional - Rectificador de instrumentacin de media onda - Rectificador de instrumentacin de onda completa

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Tutoriales Electrnica: ComponentesTiristores - Introduccin a los tiristores - Diodo Shockley. Diodo de 4 capas - SIDAC - Generador diente sierra con SIDAC MKP3V120 - SBS o Silicon Bidirectional Switch - Rectificador Gobernado de Silicio o SCR - Activacin o disparo de un tiristor por puerta - Activacin o disparo de un tiristor por luz, tensin ruptura y aumento dv/dt - Bloqueo de un tiristor - Regulacin de potencia de un SCR - Variantes del SCR: LASCR, GTO, PUT - Variantes del SCR: TRIAC - Transistor uni-unin o UJT - Funcionamiento de un UJT SCR - Silicon Controled Rectifier Curva caracterstica de un SCR SCR en corriente continua SCR en corriente alterna Proteccin del SCR TRIAC DIAC

- Transistor uniunin (UJT) - Caractersticas del Transistor de Uniunin programable (PUT) - Funcionamiento de PUT. Oscilador - Encapsulado de los transistores - Disipadores de calor (heatsinks) - Fusible - Funcionamiento bsico del Triodo Cdigos normalizados de semiconductores - JEDEC: Cdigo americano - JIS: Cdigo japons - PROELECTRON: Cdigo europeo

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Concepto, unidadesUna resistencia o resistor es un elemento que causa oposicin al paso de la corriente, causando que en sus terminales aparesca una diferencia de tensin (un voltaje).

En el grfico ms abajo tenemos un bombillo / foco en el paso de la corriente que sale del terminal positivo de la batera y regresa al terminal negativo.

Smbolo de la resistencia Este bombillo / foco que todos tenemos en nuestros hogares es una resistencia. Las resistencias se representan con la letra R y el valor de stas se mide en Ohmios ().

Las resistencias o resistores son fabricadas en una amplia variedad de valores. Hay resistencias con valores de Kilohmios (K), Megaohmios (M). Ests dos ltimas unidades se utilizan para representar resistencias muy grandes. En la siguiente tabla vemos las equivalencias entre ellas: 1 Kilohmio (K) = 1,000 Ohmios () 1 Megaohmio (M) = 1,000,000 Ohmios () 1 Megaohmio (M) = 1,000 Kilohmios (K) Para poder saber el valor de las resistencias sin tener que medirlas, existe un cdigo de colores de las resistencia que nos ayuda a obtener con facilidad este valor con slo verlas. Para obtener la resistencia de cualquier elemento de un material especfico, es necesario conocer algunos datos propios de ste, como son: su longitud, rea transversal, resistencia especfica o resistividad del material con que est fabricada.

ConductanciaUnicrom Pgina 6

Tutoriales Electrnica: ComponentesLa recproca (inverso) de la resistencia es la conductancia. Se representa generalmente por la letra G. Un circuito con elevada conductancia tiene baja resistencia, y viceversa. Una resistencia de 1 Ohmio (ohm) posee una conductancia de 1 mho Una resistencia de 1000 Ohmios (ohms) posee una conductancia de 0.001 mho.

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ToleranciaLa tolerancia de una resistencia / resistor es un dato que nos dice que tanto (en porcentaje) puede variar el valor de la resistencia (hacia arriba o hacia a bajo) de su valor indicado.Valores tpicos de tolerancia son 5%, 10% y 20%, pero tambin hay de 0.1%, 0.25%, 0.5%, 1%, 2%, 3% y 4%. La representacin de la tolerancia en un resistor se puede ver en el cdigo de colores de las resistencias. Ejemplo: un resistor de 1000 ohmios con una tolerancia del 10% puede tener un valor entre 900 y 1100 ohmios.

Valores normalizadosLos valores comunes de resistencias son: 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, etc., todas ellas x 10n, donde n = 0,1,2,3,4,5,6. A continuacin se presentan los valores normalizados de stas para diferentes casos de tolerancia.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesRuido de fondo, soldabilidad y disipacin de potencia en un resistor / resistenciaRuido de fondoCuando una resistencia / resistor es atravesado por una corriente genera ruido. Este se llama ruido de fondo Este ruido es generado por diferentes factores y afectan el funcionamiento del resistor. Es importante tomar en cuenta esta caracterstica en etapas amplificadoras de baja frecuencia, pues al amplificarse este ruido a travs de sucesivas etapas, aparece al final una gran distorsin en la amplitud de la seal. Este problema se resuelve utilizando resistencias / resistencias de alta calidad

SoldabilidadUn resistor al ser soldado, puede cambiar su valor hasta en un 25%, si esta est expuesta por mucho tiempo al calor del soldador. Hay que realizar soldaduras rpidas y si es posible con usar elementos metlicos, como disipadores, unidos a los terminales a soldar, para radiar el calor.

Disipacin de potenciaCuando circula una corriente por una resistor, se produce calor, que es energa que no se aprovecha. Este calor (potencia a disipar) es un inconveniente y debe disiparse al ambiente. La capacidad de disipacin de calor de un resistor depende de su tamao. A mayor tamao, mayor capacidad de disipacin. Ver la Ley de Joule

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Tutoriales Electrnica: ComponentesClasificacin (tipos) de resistencias / resistores

Hay bsicamente dos tipos de Resistencias: Las resistencias de valores fijos y las Resistencias variables, que a su vez se subdividen dependiendo de caractersticas propias. A continuacin se presenta una tabla con una clasificacin general:

Resistencia / resistor Nota: Ver la tabla de clasificacin de izquierda a derecha Resistores de Pelcula (qumicas): se utilizan en potencias bajas, que van desde 1/8 watt hasta los 3 watts y consisten en pelculas que se colocan sobre bases de cermica especial. Este tipo de resistores depende del material, sea carbn o compuestos metlicos. Hay resistores de pelcula metlica y de carbn. Resistores bobinados: se fabrican con hilos resistivos que son esmaltados, cementados, vitrificados o son recubiertos de un material cermico. Estos resistores por lo general pueden disipar potencias que van desde los 5 watts (vatios) hasta los 100 watts o ms. Ver Resistencias bobinadas Resistores Variables: Resistores Ajustables Potencimetro de ajuste Potencimetro giratorio Potencimetro de cursor - Resistores Resistores de pelcula gruesa de Pelcula metlica - Resistores de pelcula delgada

Resistores Fijos: R E S I S T 0 R E S Tienen un valor nominal fijo. Se dividen en resistores de pelcula y bobinadas

Resistores de carbn

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Tutoriales Electrnica: ComponentesTienen un valor que se vara intencionalmente. Se dividen en: ajustables y dependientes de magnitudes

Resistores Dependientes de magnitudes

De De De De De

presin luz: (Fotorresistencias) temperatura (termistor) voltaje (varistor) campo magntico

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Tutoriales Electrnica: ComponentesResistencias bobinadas o de alambre

Una resistencia bobinada es una resistencia fabricada con una alambre conductor de una resistividad (resistencia especfica) alta. Este alambre es de una aleacin especial y est arrollado sobre un soporte de un tubo de material refractario como la cermica, porcelana, etc. Nota: Un material refractario es aquel que no permite la conduccin del calor, si no que al contrario lo refleja. El valor de la resistencia bobinada queda determinado por la seccin transversal del alambre, su longitud y la resistencia especfica de la aleacin de ste. Las resistencias bobinadas se utilizan cuando la potencia que deben de disipar es muy alta. Una vez que la resistencia ha sido construida generalmente se recubre con una capa de esmalte vitrificado. Este tipo de resistencia se puede comparar con el filamento de una lmpara incandescente, donde la potencia se transforma en calor (En una lmpara incandescente, esta potencia se transforma parte en luz y parte en calor) Cuanto mas largo es el alambre y mayor es la seccin de ste, mayor ser la capacidad de disipacin de potencia que podr aguantar, pues mayor ser la superficie de radiacin del calor. Estas resistencias se fabrican hasta valores de 100 Kilohmios aproximadamente, debido problemas con las dimensiones fsicas. La idea es lograr la mayor disipacin de calor en el menor espacio posible. Las resistencias bobinadas por lo general pueden disipar potencias que van desde los 5 watts (vatios) hasta los 100 watts o ms En el diagrama se puede observar el tubo refractario en color azul y los hilos a alambres que lo rodean. Los puntos negros representan los alambres que entran y salen de la pantalla formando como una bobina o resorte muy ajustado alrededor del tubo.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesCdigo de colores de las resistencias / resistoresLos resistores son fabricados en una gran variedad de formas y tamaos. En las ms grandes, el valor del resistor se imprime directamente en el cuerpo del mismo, pero en los ms pequeos no es posible. Para poder obtener con facilidad el valor de la resistencia / resistor se utiliza el cdigo de colores

Sobre estos resistores se pintan unas bandas de colores. Cada color representa un nmero que se utiliza para obtener el valor final del resistor. Las dos primeras bandas indican las dos primeras cifras del valor del resistor, la tercera banda indica cuantos ceros hay que aumentarle al valor anterior para obtener el valor final de la resistor. La cuarta banda nos indica la tolerancia y si hay quinta banda, sta nos indica su confiabilidad

Ejemplo: Si un resistor tiene las siguiente bandas de colores:

- El resistor tiene un valor de 2400,000 Ohmios +/- 5 % - El valor mximo de este resistor es: 25200,000 - El valor mnimo de este resistor es: 22800,000 - El resistor puede tener cualquier valor entre el mximo y mnimo calculados.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesLos colores de las bandas de los resistores no indican la potencia que puede disipar, pero el tamao que tiene la resistor da una idea de la disipacin mxima que puede tener. Los resistores comerciales disipan 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, 2 watts, etc.. A mayor tamao del resistor, ms disipacin de potencia (calor). Ver la Ley de Joule. Nota: En este artculo los trminos resistor y resistencia se han utilizado como sinnimos.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesResistencia variable: Potencimetro, restatoLa resistencia variable es un dispositivo que tiene un contacto mvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante. Este contacto mvil se llama cursor o flecha y divide la resistencia en dos resistencias cuyos valores son menores y cuya suma tendr siempre el valor de la resistencia total. Las resistencias variables se dividen en dos categoras:

PotencimetrosLos potencimetros y los restatos se diferencias entre si, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potencimetros, stos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de voltaje. Ver la figura.

RestatosEn el caso del restato, ste va conectado en serie con el circuito y se debe tener cuidado de que su valor (en ohmios) y su la potencia (en Watts (vatios)) que puede aguantar sea el adecuado para soportar la corriente I en amperios (ampere) que va a circular por l.

Como regla general:

Los potencimetros se utilizan para variar niveles de voltaje y los restatos para variar niveles de corrienteUnicrom Pgina 16

Tutoriales Electrnica: ComponentesLas resistencias tambin se pueden dividir tomando en cuenta otras caractersticas: - si son resistencia bobinadas. - si no son bobinadas. - de dbil disipacin. - de fuerte disipacin. - de precisin. Normalmente los potencimetros se utilizan en circuitos con poca corriente, pues no disipan casi potencia, en cambio los restatos son de mayor tamao, por ellos circula ms corriente y disipan ms potencia. Ver los diagramas.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesCondensador / CapacitorEn condensador es un dispositivo formado por dos placas metlicas separadas por un aislante llamado dielctrico. Un dielctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente.

El condensador o capacitor almacena energa en la forma de un campo elctrico (es evidente cuando el capacitor funciona con corriente directa) y se llama capacitancia o capacidad a la cantidad de cargas elctricas que es capaz de almacenar El smbolo del capacitor se muestra al lado derecho: La capacidad depende de las caractersticas fsicas del condensador: - Si el rea de las placas que estn frente a frente es grande la capacidad aumenta - Si la separacin entre placas aumenta, disminuye la capacidad - El tipo de material dielctrico que se aplica entre las placas tambin afecta la capacidad - Si se aumenta la tensin aplicada, se aumenta la carga almacenada.

Dielctrico o aislanteUn dielctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente, y su funcin es aumentar la capacitancia del capacitor. Los diferentes materiales que se utilizan como dielctricos tiene diferentes grados de permitividad(diferente capacidad para el establecimiento de un campo elctrico

Mientras mayor sea la permitividad, mayor es la capacidad del condensador. La capacitancia de un condensador est dada por la frmula: C = Er x A / d

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Tutoriales Electrnica: Componentesdonde: - C = capacidad - Er = permitividad - A = rea entre placas - d = separacin entre las placas La unidad de medida es el faradio. Hay submltiplos como el miliFaradio (mF), microFaradio (uF), el nanoFaradio (nF) y el picoFaradio (pF) Las principales caractersticas elctricas de un condensador son su capacidad o capacitancia y su mxima tensin entre placas (mxima tensin que es capaz de aguantar sin daarse). Nunca conectar un capacitor a un voltaje superior al que puede aguantar, pues puede explotar

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Tutoriales Electrnica: ComponentesCapacitancia y voltaje de ruptura de un CapacitorLa capacitancia es un parmetro del capacitor que indica la capacidad de almacenamiento de carga que ste tiene y su unidad es el Faradio.Esta unidad es muy grande y para representar valores comerciales de este elemento se utilizan los submltiplos del Faradio, como por ejemplo: - El uF (microfaradio) - El pF (picofaradio) - El nF (nanofaradio), etc. La siguiente tabla muestra los diferentes rangos de valores de capacidad para algunos tipos de condensadores, as como su tipo de dielctrico y tensin de ruptura.

Voltaje de ruptura de un condensadorEl voltaje de ruptura es aquel voltaje mximo que se puede aplicar a los terminales del capacitor. Si se sobrepasa, el dielctrico se puede perforar provocando un corto circuito. Ver tambin la clasificacin de los capacitores

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Tolerancia y corriente de fuga de un CapacitorTolerancia del capacitorTolerancia: Son los lmites dentro de los cuales puede variar el valor terico o nominal del capacitor. Ver la siguiente tabla.

Corriente de Fuga del capacitorEn un capacitor adems de la corriente de carga ya conocida existe otra corriente llamada corriente de fuga, debido a imperfecciones en el dielctrico que no es un aislante perfecto. Cuando se realicen mediciones de la capacitancia de un capacitor es un parmetro a tomar en cuenta - En el capacitor electroltico de aluminio la corriente de fuga es: < 0.05 uA x voltio x uF y siempre superior a 4 uA - En el capacitor electroltico de tantalio la corriente de fuga es: < 0.02 uA x voltio x uF y siempre superior a 1 uA

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Tutoriales Electrnica: ComponentesResistencia de aislamiento. Inductancia parsita de un CapacitorResistencia de aislamientoLa resistencia de aislamiento es el factor causante de las prdidas que se presentan cuando se aplica corriente continua a un capacitor. Ver la siguiente tabla.

Inductancia parsitaLa inductancia parsita se debe a la forma en que est construido el capacitor y se representa como una bobina en serie con el mismo. A bajas frecuencias es despreciable, pero a frecuencias ms altas, influye en la reactancia del capacitor y no debe despreciarse.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesRelacin de carga, voltaje y capacidad en un capacitorLa corriente por un conductor es un flujo orientado de cargas elctricas. Si un capacitor es conectado a una fuente de corriente continua, este recibe carga elctrica. El valor de la carga almacenada se obtiene multiplicando la corriente entregada por la fuente por el tiempo durante el cual la fuente estuvo conectada al capacitor. Entonces: Q = I x t (carga = corriente x tiempo) Donde: Q: est en coulombios I: est en amperios t: est es segundos Experimentalmente se puede comprobar que la carga almacenada en un capacitor es directamente proporcional al voltaje aplicado entre sus terminales. Entonces: Q = C x V (carga = capacidad x voltaje) Donde: Q: est en coulombios C: est en faradios V: est en voltios Igualando la ltima ecuacin con la primera se tiene que: Q = I x t = C x V Despejando: V = I x t / C. Si se mantiene el valor de la corriente "I" constante y como el valor de "C" tambin es constante, el voltaje "V" es proporcional al tiempo. Entonces se puede decir que:

Cuando un capacitor se carga a corriente constante, el voltaje entre sus terminales es proporcional al tiempo de carga.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesEnerga almacenada en un capacitor / condensadorSi se tiene un capacitor totalmente descargado y a ste se le aplica una fuente de alimentacin, habr una transferencia de energa de la fuente hacia el capacitor. Un conocimiento ya adquirido es que:

La potencia es la capacidad que se tiene de realizar un trabajo en una cantidad de tiempoLa frmula:

P=W/t W=Pxt

Donde: P = potencia W = trabajo t = tiempo Otra frmula de potencia es:

P=IxV

En la ltima frmula, si se considera que la corriente es constante (corriente continua), entonces la potencia es proporcional al voltaje. Si el voltaje aumenta en forma lineal, la potencia aumentar igual. Ver el diagrama

Como la potencia vara en funcin del tiempo, no se puede aplicar la frmula W = P x t, para calcular la energa transferida. Pero observando el grfico, se ve que esta energa se puede determinar midiendo el rea bajo la curva de la figura. El rea bajo la curva es igual a la mitad de la potencia en el momento t, multiplicada por t. Entonces: W = (P x t) / 2. Pero se sabe que P = V x I. Si se reemplaza esta ltima frmula en la anterior se obtiene: W = (V x I x t) / 2, y como I x t = CV, entonces:

W = (CV2 / 2) juliosDonde: W = trabajo en julios C = Capacidad en faradios V = voltaje en voltios en los extremos del capacitor

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Tutoriales Electrnica: ComponentesClasificacin de los Condensadores: Fijos y variables

Capacitores fijos:Estos se diferencian entre si por el tipo de dielctrico que utilizan. Materiales comunes son: la mica, plstico y cermica y para los capacitores electrolticos, xido de aluminio y de tantalio. Hay de diseo tubular, y de varias placas y dielctrico intercalados. El diseo de mltiples placas es un diseo para aumentar el rea efectiva de la placa. Entre placa y placa se coloca el aislante y se hace una conexin de placa de de por medio, como si fueran capacitores en paralelo. (ver diagrama).

1 - Condensadores de cermicaSon capacitores en donde las inductancias parsitas y las prdidas son casi nulas. La constante dielctrica de estos elementos es muy alta (de 1000 a 10,000 veces la del aire) - Algunos tipos de cermica permiten una alta permitividad y se alcanza altos valores de capacitancia en tamaos pequeos, pero tienen el inconveniente que son muy sensibles a la temperatura y a las variaciones de voltaje. - Hay otros tipos de cermica que tienen un valor de permitividad menor, pero que su sensibilidad a la temperatura, voltaje y el tiempo es despreciable. Estos capacitores tienen un tamao mayores que los otros de cermica. Se fabrican en valores de fracciones de picoFaradios hasta nanoFaradios.

2 - Condensadores de lmina de plstico- Lminas de plstico y lminas metlicas intercaladas: Estos tipos de capacitores son generalmente ms grandes que los de lmina metalizada, pero tienen una capacitancia ms estable y mejor aislamiento. - Lmina metalizada: Tiene la lmina metlica depositada directamente en la lmina de plstico. Estos capacitores tienen la cualidad de protegerse a si mismos contra sobre voltajes. Cuando esto ocurre aparece un arco de corriente que evapora el metal eliminando el defecto.

Capacitor tubular

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3 - Condensadores de mica:Capacitores que consisten de hojas de mica y aluminio colocados de manera alternada y protegidos por un plstico moldeado. Son de costo elevado. Tiene baja corriente de fuga (corriente que pierden los condensadores y que hacen que este pierda su carga con el tiempo) y alta estabilidad. Su rango de valores de va de los pF a 0.1 uF.

4 -Capacitores de poliester:Sustituyen a los capacitores de papel, solo que el dielctrico es el polister. Se crearon capacitores de polister metalizado con el fin de reducir las dimensiones fsicas. Ventajas: muy poca prdida y excelente factor de potencia

5 - Condensadores electrolticos:Estos capacitores pueden tener capacitancias muy altas a un precio razonablemente bajo. Tienen el inconveniente de que tienen alta corriente de fuga y un voltaje de ruptura bajo. Son polarizados y hay que tener cuidado a hora de conectarlos pues pueden estallar si se conectan con la polaridad invertida. Se utilizan principalmente en fuentes de alimentacin. Fsicamente estos elementos constan de un tubo de aluminio cerrado, en donde est el capacitor. Tienen una vlvula de seguridad que se abre en el caso de que el electrolito entre en ebullicin, evitando as el riesgo de explosin. Ver capacitor electroltico

6 - Condensadores de tantalio:Son polarizados por lo que hay que tener cuidado a la hora de conectarlo.

Capacitores variables 1 - Capacitores variables giratorios:Unicrom Pgina 26

Tutoriales Electrnica: ComponentesMuy utilizado para la sintona de aparatos de radio. La idea de estos es variar con la ayuda de un eje (que mueve las placas del capacitor) el rea efectiva de las placas que estn frente a frente y de esta manera se vara la capacitancia. Estos capacitores se fabrican con dielctrico de aire, pero para reducir la separacin entre las placas y aumentar la constante dielctrica se utiliza plstico. Esto hace que el tamao del capacitor sea menor.

2 - Capacitores ajustables "trimmer":Se utiliza para ajustes finos, en rangos de capacitancias muy pequeos. Normalmente stos, despus de haberse hecho el ajuste, no se vuelven a tocar. Su capacidad puede variar entre 3 y 100 picoFaradios. Hay trimmers de presin, disco, tubular, de placas. Nota: Capacitor = Condensador

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Tutoriales Electrnica: ComponentesCapacitor / Condensador electrolticoA diferencia de los capacitores comunes, los capacitores electrolticos se han desarrollado para lograr grandes capacidades en dimensiones fsicas reducidas. Este capacitor se logra con un dielctrico especial. La capacidad de un capacitor tiene frmula:

C = EA / ddonde: - A = superficie - d = separacin de placas - E = constante dielctrica Si el valor de la constante dielctrica (E) aumenta, tambin aumenta la capacitancia del capacitor. Este dielctrico es un electrolito constituido por xido de aluminio impregnado en un papel absorbente. Cuando se fabrica el capacitor electroltico, se arrollan dos lminas de aluminio, separadas por un papel absorbente impregnado con el electrolito.

Despus se hace circular una corriente entre las placas, con el propsito de provocar una reaccin qumica que crear una capa de xido de aluminio que ser el dielctrico (aislante). Ver diagrama. Fsicamente consta de un tubo de aluminio cerrado, dentro del cual se haya el capacitor. Est provisto de una vlvula de seguridad que se abre en caso de que que el electrolito (de all viene el nombre) entre en ebullicin y evitando el riesgo de explosin.

El capacitor electroltico es un elemento polarizado, por lo que sus terminales no pueden ser invertidas. Generalmente el signo de polaridad viene indicado en el cuerpo del capacitor. El inconveniente que tienen estos capacitores es que el voltaje permitido entre sus terminales no es muy alto. Si fuera necesario cambiar este capacitor, se debe

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Tutoriales Electrnica: Componentesbuscar uno de la misma capacidad y con un voltaje igual o mayor al del capacitor daado, pero... No se recomienda utilizar un capacitor de voltaje (dato de fabrica) muy superior al daado pues, un capacitor que recibe un voltaje mucho menor que para la que fue diseado, siente que no estuvo polarizado en corriente continua y la capa de xido de aluminio disminuye hasta que el elemento falla. Nota: Este tipo de capacitores deben de utilizarse lo antes posible despus de su fabricacin. Si el perodo de almacenamiento antes de usarlo es muy largo, al no recibir voltaje, se empieza a daar (se reduce la capa de xido de aluminio). Es conveniente tomar en cuenta siempre la fecha de fabricacin.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesCdigo de colores de los capacitores. Cdigo 101 Porcentaje de tolerancia

Cdigo de colores de los capacitoresDeterminar el valor de un capacitor por medio del cdigo de colores no es difcil y se rea se realiza sin problemas.

Al igual que en los resistores este cdigo permite de manera fcil establecer su valor

El cdigo 101 de los capacitores:El cdigo 101 es muy utilizado en capacitores cermicos. Muchos de ellos que tienen su valor impreso, como los de valores de 1 uF o ms. Donde: uF = microfaradio Ejemplo: 47 uF, 100 uF, 22 uF, etc. Para capacitores de menos de 1 uF, la unidad de medida es el pF (picoFaradio) y se expresa con una cifra de 3 nmeros. Los dos primeros nmeros expresan su significado por si mismos, pero el tercero expresa el valor multiplicador de los dos primeros. Ver la siguiente tabla.Unicrom Pgina 30

Tutoriales Electrnica: ComponentesEjemplo: Un capacitor que tenga impreso el nmero 103 significa que su valor es 10 + 1000 pF = 10,000 pF. Ver que 1000 tiene 3 ceros (el tercer nmero impreso). En otras palabras 10 ms 3 ceros = 10,000 pF El significado del tercer nmero se muestra en la tabla siguiente.

Despus del tercer nmero aparece muchas veces una letra que indica la tolerancia del capacitor expresada en porcentaje (algo parecido a la tolerancia en las resistores). Ver el prrafo siguiente

Tabla de tolerancia del cdigo 101 de los capacitoresLa siguiente tabla nos muestra las distintas letras y su significado (porcentaje) Ejemplo: Un capacitor tiene impreso lo siguiente: 104H 104 significa 10 + 4 ceros = 10,000 pF H = +/- 3% de tolerancia. 474J 474 significa 47 + 4 ceros = 470,000 pF, J = +/- 5% de tolerancia. 470.000pF = 470nF = 0.47F Algunos capacitores tiene impreso directamente sobre ellos el valor de 0.1 o 0.01, lo que sindica 0.1 uF o 0.01 uF

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Tutoriales Electrnica: ComponentesCdigo JIS (Japan Industrial Standard) de un condensador / Capacitor.Cdigo japons para identificacin de condensadores (JIS)El cdigo JIS (Japan Industrial Standard) es el cdigo utilizado por la industria japonesa para la identificacin de condensadores. El cdigo es alfanumrico (letras y nmeros) y se lee de la siguiente manera: - El primer nmero y la primera letra se refiere a la tensin mxima de operacin del capacitor. Ver listado abajo. - Los tres nmeros que siguen indican el valor de la capacidad del capacitor en picofaradios (pF). Los dos primeros nmeros son las cifras significativas y el tercero es el multiplicador decimal. - La ltima letra denota la tolerancia: - J = 5% - K = 10% - M = 20% Para determinar la mxima tensin de operacin se utiliza la siguiente nomenclatura: 1H = 50 V. 2A = 100 V. 2T = 150 V. 2D = 200 V. 2E = 250 V. 2G = 400 V. 2J = 630 V.

Ejemplos: 1) 2E 185 K 2E: 250 V 183: 18 x 103 pF = 18 000 pF K: tolerancia 10% El capacitor es de: 18,000 pF +/- 10% con una tensin mxima de 250V 2) 1H 323 M 1H: 50V. 324: 3 x 104 pF = 30, 000 pF M: tolerancia = 20% El capacitor es de: 30,000 pF +/- 20% con una tensin mxima de 50V.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesBobina o inductor

Definicin de bobina o inductorLa bobina o inductor por su forma (espiras de alambre arrollados) almacena energa en forma de campo magntico El smbolo de una bobina / inductor es:

El inductor es diferente del condensador / capacitor, que almacena energa en forma de campo elctrico Todo cable por el que circula una corriente tiene a su alrededor un campo magntico, siendo el sentido de flujo del campo magntico, el que establece la ley de la mano derecha (ver electromagnetismo). Al estar el inductor hecho de espiras de cable, el campo magntico circula por el centro del inductor y cierra su camino por su parte exterior. Una caracterstica interesante de los inductores es que se oponen a los cambios bruscos de la corriente que circula por ellas. Esto significa que a la hora de modificar la corriente que circula por ellos (ejemplo: ser conectada y desconectada a una fuente de alimentacin de corriente continua), esta intentar mantener su condicin anterior. Este caso se da en forma continua, cuando una bobina esta conectada a una fuente de corriente alterna y causa un desfase entre el voltaje que se le aplica y la corriente que circula por ella. En otras palabras:La bobina o inductor es un elemento que reacciona contra los cambios en la corriente a travs de l, generando un voltaje que se opone al voltaje aplicado y es proporcional al cambio de la corriente.

Inductancia, unidadesLa inductancia mide el valor de oposicin de la bobina al paso de la corriente y se miden en Henrios (H), pudiendo encontrarse valores de MiliHenrios (mH). El valor depende de:

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Tutoriales Electrnica: Componentes- El nmero de espiras que tenga la bobina (a ms vueltas mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios). - El dimetro de las espiras (a mayor dimetro, mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios). - La longitud del cable de que est hecha la bobina. - El tipo de material de que esta hecho el ncleo, si es que lo tiene.

Aplicaciones de una bobina / inductor- En los sistemas de iluminacin con lmparas fluorescentes existe un elemento adicional que acompaa al tubo y que comnmente se llama balastro - En las fuentes de alimentacin tambin se usan bobinas para filtrar componentes de corriente alterna y solo obtener corriente continua en la salida - En muchos circuitos osciladores se incluye un inductor. Por ejemplo circuitos RLC serie o paralelo Notas: Bobina = Inductor

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Tutoriales Electrnica: ComponentesBobina / Inductor con ncleo metlicoEn el inductor con ncleo de aire se ve que el valor de la inductancia de esta depende de el nmero de vueltas (espiras), la longitud, el dimetro, el grosor de la espira, etc. El valor de la inductancia que se puede obtener es limitado cuando el ncleo es de aire.

Para poder incrementar el valor de la inductancia de una bobina se coloca dentro de ella un ncleo metlico de caractersticas magnticas muy especiales, que lo que hacen es reforzar el campo magntico. El magnetismo del material del ncleo depende de la polarizacin de "los dominios magnticos moleculares", cuando el campo magntico que afecta el inductor cambia continuamente. Estos dominios deben poder cambiar su posicin para que el ncleo cumpla su objetivo. Los dominios magnticos podrn o no seguir las variaciones del campo magntico dependiendo del material de que est hecho el ncleo. Si esta variacin del campo magntico no puede ser seguida el ncleo pierde su razn de ser y lo dominios moleculares se desordenan, quedando el ncleo despolarizado magnticamente. El material magntico que se utiliza como ncleo de la bobina depende de la frecuencia a la que trabajar esta. - Metal slido: para frecuencias muy bajas. - Metal laminado: para frecuencias de 10 hertz (Hz) a algunos kilohertz (Khz) - Ncleos de polvo metlico: para frecuencias arriba de cientos de Kilohertz y hasta varios cientos de Megahertz (Mhz) - Ncleo de aire: frecuencia superiores a los 500 Megahertz. En este caso el ncleo metlico se vuelve obsoleto. Notas: - 1 hertz = 1 ciclo por segundo - Bobina = Inductor

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Tutoriales Electrnica: ComponentesBobina (inductor) con ncleo de aireHay ocasiones en que se tiene una bobina o inductor con ncleo de aire y no conoce su valor (en henrios). Ver definicin de unidades comunes Existe un mtodo para obtener este valor si se tienen las medidas externas de la bobina / inductor.

La frmula a utilizar es la siguiente: L(uH)=(0.393a2n2)/(9a+10b) Donde: - n: es la cantidad de espiras (vueltas de alambre) del inductor - a: es el radio del inductor en centmetros - b: es la longitud del arrollado del inductor en centmetros Esta frmula es una buena aproximacin para inductores de una longitud mayor o igual a 0.8a. Ver el grfico anterior. Ejemplo 1: Se tiene una bobina o inductor de 32 espiras, 13 vueltas por centmetro y 25 mm de dimetro. Cul ser su inductancia? - a = 25 mm / 2 = 1.25 centmetros - b = 32 / 13 = 2.46 - n = 32 Entonces: L = (0.393 x 1.252 x 322) / (9 x 1.25 + 10 x 2.46) = 17.54 uHenrios Ejemplo 2: Se desea construir una bobina o inductor que sea de 10 uHenrios (uHenrys), que tenga 2.54 centmetros de dimetro y una longitud de 3.175 centmetros. Entonces: - a = 2.54 centmetros / 2 = 2.27 centmetros - b = 3.175 centmetros - L = 10 uHenrios Se despeja de la ecuacin original la variable "n" en funcin de todas las dems.Unicrom Pgina 36

Tutoriales Electrnica: Componentesn = [10 x (9a + 10b) / ( 0.393 x a2)]1/2 y reemplazando los valores..... n = [10 x (11.43 + 31.75) / 0.393 x 1.613]1/2 = 6801/2 = 26.1 espiras Notas: - Bobina = Inductor. - Los parntesis elevados a la 1/2 es lo mismo que una raz cuadrada. - uHenrio = microHenrio.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesTransformador ideal

Relacin de voltajes, corrientes, potencias en un transformadorEl transformador es un dispositivo que se encarga de "transformar" el voltaje de corriente alterna que tiene a su entrada en otro diferente amplitud, que entrega a su salida.

Se compone de un ncleo de hierro sobre el cual se han arrollado varias espiras (vueltas) de alambre conductor. Este conjunto de vueltas se llaman bobinas y se denominan: Bobina primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de entrada y Bobina secundaria o "secundario" a aquella que entrega el voltaje transformado. La Bobina primaria recibe un voltaje alterno que har circular, por ella, una corriente alterna. Esta corriente inducir un flujo magntico en el ncleo de hierro. Como el bobinado secundario est arrollado sobre el mismo ncleo de hierro, el flujo magntico circular a travs de las espiras de ste. Al haber un flujo magntico que atraviesa las espiras del "Secundario", se generar por el alambre del secundario un voltaje. En este bobinado secundario habra una corriente si hay una carga conectada (el secundario conectado por ejemplo a un resistor)

La razn de transformacin del voltaje entre el bobinado "Primario" y el "Secundario" depende del nmero de vueltas que tenga cada uno. Si el nmero de vueltas del secundario es el triple del primario. En el secundario habr el triple de voltaje. La frmula:Unicrom Pgina 38

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Entonces: Vs = Ns x Vp / Np Un transformador puede ser "elevador o reductor" dependiendo del nmero de espiras de cada bobinado. Si se supone que el transformador es ideal. (la potencia que se le entrega es igual a la que se obtiene de l, se desprecian las perdidas por calor y otras), entonces: Potencia de entrada (Pi) = Potencia de salida (Ps). Pi = Ps Si tenemos los datos de corriente y voltaje de un dispositivo, se puede averiguar su potencia usando la siguiente frmula. Potencia = voltaje x corriente P = V x I (en watts) Aplicando este concepto al transformador y como P(bobinado pri) = P(bobinado sec) entonces... La nica manera de mantener la misma potencia en los dos bobinados es que cuando el voltaje se eleve, la corriente se disminuya en la misma proporcin y viceversa. Entonces:

As, para conocer la corriente en el secundario (Is) cuando tengo: - Ip (la corriente en el primario), - Np (espiras en el primario) y - Ns (espiras en el secundario) se utiliza siguiente frmula: Is = Np x Ip / Ns

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Tutoriales Electrnica: ComponentesTransformador real

Circuitos equivalentes de un transformador real

Circuitos equivalentes para transformadores de potencia y audio para video y RF (radio frecuencia)Normalmente en los diseos y anlisis donde se utilizan transformadores, es muy comn utilizar las caractersticas de ste como si fuera transformador ideal Esto - No - No - No - No significa que: tiene prdidas por calor hay cadas de voltaje en los bobinados de los arrollados hay capacitancias debido a los bobinados hay prdidas por histresis en el ncleo, etc.

Cuando es necesario tomar en cuenta estos parmetros se utilizan circuitos equivalentes.

Para transformadores de potencia o de audioLos valores son: - Rp: es la resistencia del bobinado primario medida directamente con un multmetro. - Rs: es la resistencia del bobinado secundario medida directamente con un multmetro. En este caso el efecto piel se puede despreciar (el efecto piel causa que el valor de la resistencia se incremente dependiendo de las dimensiones del conductor) Lp y Ls (los bobinados primario y secundario) se comportan como en un transformador ideal. Esto significa que: - Cualquier tensin que haya en el bobinado primario aparecer en el secundario modificado en un factor 1/n. - Cualquier corriente que haya en el bobinado secundario aparecer en el secundario modificada en un factor n. - Una impedancia a travs de Ls se refleja en Lp multiplicada por un factor igual a 1/n2. (ver transformador ideal) Donde n: es la razn de transformacin o razn de vueltas entre los bobinados primario y secundario La resistencia Rh representa las prdidas por histresis en el ncleo. Usualmente es varias veces mayor en magnitud que la reactancia XLp. (reactancia

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Tutoriales Electrnica: Componentesdel bobinado primario). Dependiendo de su magnitud se podra despreciar.

Para transformadores de vdeo y RFEn este caso el efecto piel no es despreciable y hace que los valores de Rs y Rp sea mayores que los valores de medicin directa en los bobinados. Se supone que son transformadores que no tienen un acoplamiento magntico perfecto debido a que tienen ncleo de aire o ferrita. El subndices k indica acoplamiento y el subndice L fugas en las reactancias. As: - LP = LPL + LPk - LS = LSL + LSk - k = LPk / LP = LSk / LS Valores de k (ndice de acoplamiento) para transformadores con ncleo de aire: - k = 0.95 : cuando el arrollamiento de los bobinados estn juntos (dos cables arrollados juntos) - k = 0.90: cuando el arrollamiento primario est sobre el secundario - k = 0.35: cuando los arrollamiento estn uno despus del otro y su longitud es igual a la mitad del dimetro - k = 0.10: cuando los arrollamiento estn uno despus del otro y su longitud es igual a 2 dimetros CP y CS representan las capacitancias de los arrollamientos que van de 0.01 a 0.02 pF por vuelta.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesAutotransformadorEl autotransformador es un transformador donde una parte del devanado es comn tanto al primario como al secundario. El principio de funcionamiento es el mismo que el de el transformador comn, entonces la relacin de transformacin entre las tensiones y las corrientes y el nmero de vueltas se mantiene. Las corrientes primaria y secundaria estn en oposicin y la corriente total que circula por las espiras en comn es igual a la diferencia de la corriente del devanado de baja tensin y el devanado de alta tensin. Para que un autotransformador funcione adecuadamente, los dos devanados deben tener el mismo sentido de bobinado.

Autotransformador reductor- Si se aplica una tensin alterna entre los puntos A y B, y se mide la tensin de salida entre los puntos C y D, se dice que el autotransformador es reductor de tensin.

relacin de vueltas Ns / Np < 1

Autotransformador elevador- Si se aplica una tensin alterna entre los puntos C y D, y se mide la tensin de salida entre los puntos A y B, se dice que el autotransformador es elevador de tensin.

relacin de vueltas Ns / Np > 1 Los autotransformadores tienen la ventaja sobre los transformadores comunes, de un peso y costo menor. En lugar de tener un bobinado de alta tensin de N1 espiras, se debe preveer, para el bobinado de baja tensin, con un nmero N2 de espiras, un nmero de espiras adicional de N1 - N2.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesTambin hay que tomar en cuenta que el conductor de la seccin comn del bobinado, debe de tener una seccin de cobre en funcin de la diferencia de corrientes entre baja y alta tensin. Otra ventaja es la de no necesitar aislamiento entre los bobinados primario y secundario. Sin embargo esto trae la desventaja de que el bobinado primario no es independiente del secundario. Esto causa peligro para una persona, pues entre tierra y el hilo comn del secundario y el primario, existe la tensin del primario. Ver diagrama del autotransformador reductor.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesEmbobinado y reparacin de TransformadoresPor: Jorge L. Jimnez, director de LADELEC. Barranquilla, Colombia. www.ladelec.com

Concepto, frmulas, ejemploTutorial terico-prctico para aprender a embobinar y reparar transformadores de poder con potencias de hasta 1000W. Dirigido a personas con conocimientos bsicos de electrnica.

Resumen de conceptosRelacin de transformacin: Es la relacin entre el nmero de espiras del primario y del secundario, la cual es igual a la relacin entre la tensin del primario y del secundario sin carga. Relacin entre corrientes: Es inversa a la relacin de transformacin. Rendimiento: Nos dice cuanta potencia se aplica al transformador y cuanta entrega este a la carga. La diferencia se pierde en los devanados en forma de calor por efecto JOULE, debido a que estos no tienen una resistencia nula, y tambin en el ncleo debido a histresis y corrientes de Foucault. Ncleos: Son las chapas de material ferro-magntico, hierro al que se aade una pequea porcin de silicio. Se recubre de barniz aislante que evita la irculacin de corrientes de Foucault. Potencia= V x I N1/N2 = V1/V2

Frmulas Area = A donde * = 0.8 si el ncleo es fino y 1.2 si el ncleo es de inferior calidad. Se da en cm2 y est determinada por los lados del sector azul de la figura. Es el resultado de L x L. El nmero de vueltas por voltio = A x 0.02112 El voltaje deseado para cada caso se dividir por el resultado de este nmero. Ejemplo real:Embobinar un transformador de 200 W con un V primario = 115V y un V secundario=50V. Comenzamos por el rea del transformador:

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Nmero de vueltas por voltio: A x 0.02112 = 14.14 x 0.02112 VxV = 0.29 Entonces: 115 V / 0.29 = 396 vueltas en el primario. 50 V / 0.29 = 172 vueltas en el secundario. Ahora sabiendo la potencia (200W) podemos calcular la corriente presente en ambos devanados. I=W/V I = 200/ 115 I = 1.73 amperios en el primario. I = 200/ 50 I = 4 amperios en el secundario. Si utilizamos una tabla de equivalencias en AWG como la que mostramos a continuacin sabremos el calibre del alambre a utilizar. De acuerdo a la tabla, para el primario necesitamos comprar alambre calibre 20 y para el secundario alambre calibre 16. AWG 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Diam. mm 7.35 6.54 5.86 5.19 4.62 4.11 3.67 3.26 2.91 2.59 2.30 2.05 1.83 1.63 1.45 Amperaje 120 96 78 60 48 38 30 24 19 15 12 9,5 7,5 6,0 4,8 AWG 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Diam. mm 1.29 1.15 1.024 0.912 0.812 0.723 0.644 0.573 0.511 0.455 0.405 0.361 0.321 0.286 0.255 Amperaje 3,7 3,2 2,5 2,0 1,6 1,2 0,92 0,73 0,58 0,46 0,37 0,29 0,23 0,18 0,15

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Tutoriales Electrnica: ComponentesClculo de un transformadorAutor: Jos Manuel Escoboza, Escuela Tcnica de las Fuerzas Armadas de Repblica Dominicana. Donante: Michel Sandino Fras Jimnez, Estudiante.

Tutorial que muestra el mtodo a seguir para el bobinado de un transformador cuando se tiene el ncleo y se conocen los voltajes para el primario y el secundario. Frmula: Area= A X B Siendo A = 4 cm y B = 5 cm, entonces: Area = 4 cm x 5 cm = 20 cm

Constante: (K) = 37.54 Espira = Significa una vuelta en el carretn. Frmula = K / Area = Espiras x voltios (Tambin AREA = Seccin del ncleo = SN) Ejemplo: 37.54 / 20 = 1.877 espiras por voltio As que si queremos un transformador de 120V a 18V, tenemos: 1.877 x 120v = 225.24 espiras en el embobinado primario 1.877 x 18v = 33.78 espiras en el embobinado secundario Frmula para la potencia mxima: (AREA) Siendo Area = 20cm, entonces; Potencia mxima = (20) = 400 Watts o Vatios Por la ley de potencia : I = W /V, tenemos que: IP (corriente en el primario) = 400/120 = 3.33 Amperes que nos da: AWG # 18 (calibre del cable) IS (corriente en el secundario) = 400/18 = 22.2 Amperes que nos da: AWG # 10 (calibre del cable)

Uso de alambres segn su amperaje

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Mtodo para determinar el nmero de pies de alambre en los bobinados de un transformador.1- Se elige cual bobina va primero en el carrete, si es el primario o el secundario. 2- Se mide una espira en el carrete en centmetros. 3- Se dividen los centmetros de la espira obtenida anteriormente por un pie, el cual equivale a 30.34 cm y el resultado ser una constante la cual da pies por espira. 4- La constante se multiplica por el nmero de espiras del embobinado que vaya primero y al resultado se le aumenta un 15 %, porque ir creciendo y as se obtiene los pies de la primera bobina. 5- La constante se multiplica por el nmero de espiras del embobinado que vaya segundo y al resultado se le aumenta un 30%, porque ir creciendo y as se obtiene los pies de la segunda bobina. ((Un pie = 30.48 cm)) Frmula: Una espira en centmetros/30.48 = Constante As si tenemos que una espira en el primario nos da 15.5 centmetros tenemos: K= 15.5/30.48 = 0.5085 Siguiendo con los datos anteriores tenemos que: Devanado primario: 0.5085 X 33.78 vueltas = 17.1806 + 15% = 19.7577 pies (#10 AWG)

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Tutoriales Electrnica: ComponentesDevanado secundario: 0.5085 X 225.24 vueltas = 114.54 + 30% =148 pies (#18 AWG)

Peso de una bobina (bobinado)((Una libra = 16 Onzas)) Frmula: Onza = [pies bobina / libra x pie] x onzas / libra Devanado primario : 19.7577 X 16 / 31.8= 9.94 Onzas

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Tutoriales Electrnica: ComponentesRel, Relay - RelevadorRel, Relay

El Rel es un interruptor operado magnticamente. El rel se activa o desactiva (dependiendo de la conexin) cuando el electroimn (que forma parte del rel) es energizado (le ponemos un voltaje para que funcione). Esta operacin causa que exista conexin o no, entre dos o ms terminales del dispositivo (el rel). Esta conexin se logra con la atraccin o repulsin de un pequeo brazo, llamado armadura, por el electroimn. Este pequeo brazo conecta o desconecta los terminales antes mencionados.

Funcionamiento del Rel:Si el electroimn est activo jala el brazo (armadura) y conecta los puntos C y D. Si el electroimn se desactiva, conecta los puntos D y E.Unicrom Pgina 49

Tutoriales Electrnica: ComponentesDe esta manera se puede conectar algo, cuando el electroimn est activo, y otra cosa conectada, cuando est inactivo. Es importante saber cual es la resistencia del bobinado del electroimn (lo que est entre los terminales A y B) que activa el rel y con cuanto voltaje este se activa. Este voltaje y esta resistencia nos informan que magnitud debe de tener la seal que activar el rel y cuanta corriente se debe suministrar a ste. La corriente se obtiene con ayuda de la Ley de Ohm: I = V / R. donde: - I es la corriente necesaria para activar el rel - V es el voltaje para activar el rel - R es la resistencia del bobinado del rel

Ventajas del Rel- El Rel permite el control de un dispositivo a distancia. No se necesita estar junto al dispositivo para hacerlo funcionar. - El Rel es activado con poca corriente, sin embargo puede activar grandes mquinas que consumen gran cantidad de corriente. - Con una sola seal de control, puedo controlar varios rels a la vez.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesTransformador de potenciaUtilizacin de los transformadores de potenciaLos transformadores son mquinas elctricas estticas que permiten modificar los valores de voltaje y corriente con el fin de que stos tomen los valores ms adecuados para el transporte y distribucin de la energa elctrica. La utilidad de los transformadores elctricos se debe a la economa que se obtiene al efectuar el transporte de la energa elctrica a altos voltajes. Acordarse de que, para la misma potencia, a mayor tensin menor corriente circular por el conductor y el calibre de este ser menor. Y un conductor de menor calibre es ms barato. La seccin o rea transversal del conductor necesaria en una lnea de transmisin es inversamente proporcional al cuadrado del valor del voltaje que se haya adoptado para el transporte de la electricidad. Lo anterior explica la conveniencia del empleo de altos voltajes en el transporte de la energa elctrica. As como los transformadores se utilizan para elevar el voltaje y permitir el transporte de la corriente a largas distancias, los transformadores tambin se utilizan para la reduccin del voltaje a niveles aceptables para uso domstico e industrial

En el grfico anterior se muestra el procedimiento general de distribusin de energa desde su generacin hasta la entrega final de esta en la industria o para uso domstico. Nota: - Muchas industrias no obienen su conexin de alimentacin del punto con voltaje de 120 / 240V sino del punto de 34.5 KV - 1 KV = 1000 V. Ejemplo 34.5 KV = 34500 voltios. - Los voltajes mostrados en el grfico anterior podran variar de un pas a otro.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesConstitucin del transformador de potenciaConstitucin del transformador de potenciaTodos los transformadores sin importar su tamao, tienen tres partes fundamentales:

- Bobinado de alta tensin:Es un bobinado de alambre de cobre aislado, de poca seccin transversal (es ms delgado), construido para recibir o entregar la tensin mayor nominal del transformador.

- Bobinado de baja tensin:Es un bobinado de alambre de cobre aislado, de mayor seccin transversal (es ms grueso), construido para recibir o entregar la tensin menor nominal del transformador. Cuando el transformador est instalado, al bobinado que est conectado a la fuente se le denomina primario y el bobinado que est conectado a la carga, se le denomina secundario.

- Ncleo:Construido con chapas magnticas con alta proporcin de silicio (4%), grano orientado y prdidas por histresis muy bajas, las cuales tienen por un lado un aislamiento impregnado en el proceso metalrgico. De acuerdo a su disposicin, los ncleos pueden ser: a- Simple o de columnas: Es estos los bobinados van dispuestos sobre las dos columnas. El flujo magntico se canaliza a travs de las columnas y las culatas. b- Doble o acorazado: La columna central tiene el doble de seccin que las culatas laterales, los bobinados van dispuestos en la columna central. El flujo magntico se canaliza de la columna central hacia las culatas laterales. Las columnas de seccin rectangular se usan en pequeos transformadores (hasta 50KVA). En los transformadores de mayor potencia, se utiliza la seccin escalonada, para aumentar la superficie de enfriamiento.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesEn los de alta potencia se utiliza el escalonado con canales de refrigeracin. En el grfico abajo a la derecha se muestra la parte exterior de un transformador real. En el se describen los nombres de las diferentes partes que son visibles. Internamente es posible observar el ncleo, los bobinados primario y secundario con sus respectivos terminales. Esto ltimo sumergido en aceite dielctrico (no conductor de la electricidad) que sirve como disipador de calor.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesPrincipio de funcionamiento del transformadorPara poder comprender el funcionamiento de un transformador se examinar el de construccin ms elemental. Un circuito magntico simple, constituido por dos columnas y dos culatas, en el que han sido arrollados dos circuitos elctricos: - Uno, constituido por una bobina de N1 espiras, es conectado a la fuente de corriente alterna y recibe el nombre de primario. - Otro constituido por un bobinado de N2 espiras, permite conectar a sus bornes un circuito elctrico de utilizacin (la carga) y recibe el nombre de secundario. Al alimentar el bobinado primario con una fuente de voltaje alterno, por l (el bobinado) circular una corriente elctrica alterna (I1), que produce una fuerza magnetomotriz que causa que se establezca un flujo de lneas de fuerza alterno (1) en el circuito magntico del transformador.

El flujo 1 al estar canalizado en el ncleo, induce en las espiras del bobinado secundario una fuerza electromotriz (E2). Las espiras del bobinado primario tambin estn en la influencia del 1. por lo tanto en ellas se va a inducir una fuerza contraelectromotriz (E1), que se opone al voltaje de alimentacin, dando como resultado una disminucin de la intensidad de corriente I1

Cuando se le aplica carga (R) al bobinado secundario, circula por l la intensidad de corriente I2, la cual produce el flujo magntico 2, opuesto al 1, por lo tanto reduce el flujo resultante en el ncleo dando como resultado que la fuerza contraelectromotriz disminuya y la intensidad de corriente I1 aumente.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesSe observa como un aumento de la corriente en el secundario (I2) provoca un aumento de la corriente en el primario (I1), sin que exista conexin elctrica entre ambos bobinados.

Dado que la fuerza contraelectromotriz es directamente proporcional al flujo inductor (1), al disminuir ste, por la contraposicin del 2, se da un incremento en la corriente I1.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesRazn de transformacin K del transformadorRelacin de transformacin KLa razn de transformacin K es el valor del conciente que resulta de dividir la cantidad de espiras del bobinado primario (N1) y del bobinado secundario (N2).

K= N1/N2En un transformador al vaco (sin carga), las fuerzas electromotrices inducidas (E1 y E2) guardan un relacin directa, por lo que tambin se puede determinar la relacin de transformacin con E1 y E2.

K= E1/E2Otra forma de determinar la relacin de transformacin es partiendo de las intensidades (corrientes) nominales del bobinado primario y del bobinado secundario (I1 e I2), basado en la relacin inversa que guardan con las fuerza electromotrices.

K= I2/I1

En el grfico anterior se ilustran los parmetros de N1, N2, E1, E2, I1 e I2 De lo anterior se resume que la relacin de transformacin se determina:

K= N1/N2 = E1/E2 = I2/I1Estas ltimas ecuaciones no solo permiten obtener la relacin de transformacin K por diferentes medios, si no que permiten obtener los valores de voltaje, corriente y nmero de vueltas en los bobinados (N1 y N2) si se conocen el valor de K y uno o ms de los otros parmetros.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesPolaridad de un transformadorQu es polaridad en un transformador?Las bobinas secundarias de los transformadores monofsicos se arrollan en el mismo sentido de la bobina primaria o en el sentido opuesto, segn el criterio del fabricante. Debido a esto, podra ser que la intensidad de corriente en la bobina primaria y la de la bobina secundaria circulen en un mismo sentido, o en sentido opuesto.

Polaridad Aditiva:La polaridad positiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario est arrollado en el mismo sentido que el bobinado primario. Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en el mismo sentido y se sumen. Los terminales H1 y X1 estn cruzados. Ver diagrama.

Polaridad Sustractiva:La polaridad sustractiva se da cuando en un transformador el bobinado secundario esta arrollado en sentido opuesto al bobinado primario. Esto hace que los flujos de los dos bobinados giren en sentidos opuestos y se resten. Los terminales H1 y X1 estn en lnea. Ver diagrama.

Como determinar la polaridad de un transformadorPara determinar la polaridad del transformador, se coloca un puente entre los terminales del lado izquierdo del transformador y se coloca un voltmetro entre los terminales del lado derecho del mismo, luego se alimenta del bobinado primario con un valor de voltaje (Vx). Ver el diagrama. Si la lectura del voltmetro es mayor que Vx el transformador es aditivo o si es menor el transformador es sustractivo.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesPrdidas de potencia de un transformador elctricoPerdidas de potenciaEn un transformador elctrico, al igual que en todas las mquinas elctricas, hay prdidas de potencia. Por tratarse de una mquina esttica, no existen prdidas de potencia de origen mecnico en un transformador y stas se reducen a las del hierro del circuito magntico y las del cobre de los bobinados.

Prdidas en el hierro (Ph):La potencia prdida en el hierro del circuito magntico de un transformador puede ser medida la prueba de vaco. Se alimenta el transformador al vaco, la potencia absorbida en ese momento corresponde exactamente a las prdidas en el hierro. En efecto por ser nula la intensidad de corriente en el bobinado secundario no aparecen en el prdidas de potencia. Por consiguiente se puede afirmar que el total de la potencia absorbida por un transformador funcionando al vaco bajo a voltaje nominal, representa el valor de la potencia prdida en el hierro del circuito magntico. Dichas prdidas son causadas por el fenmeno de histresis y por las corrientes de foucoult, las cuales dependen del voltaje de la red, de la frecuencia y de la inductancia a que est sometido el circuito magntico. La potencia prdida en el ncleo permanece constante, ya sea en vaco o con carga.

Prdidas en el cobre (Pc):Es la suma de las potencias prdidas en los bobinados de un transformador, funcionando bajo carga nominal. El valor de esta potencia depende de la intensidad de corriente tanto en el bobinado primario como en el secundario, la cual vara mucho desde el funcionamiento en vaco a plena carga. La variacin del valor de la potencia prdida en el cobre es proporcional al cuadrado de la intensidades de corriente de carga y a la resistencia de los bobinados. Pcu = I12 x r1 + I22 x r2 Donde: Pcu = Prdidas en los bobinados del transformador. I1 = Intensidad en el bobinado primario.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesI2 = Intensidad en el bobinado secundario. r1 = Resistencia del bobinado primario. r2 = Resistencia del bobinado secundario. Otra forma de determinar las prdidas en los bobinados de un transformador es mediante la prueba de cortocircuito. Para lograr sto se alimenta el bobinado primario bajo un voltaje de valor tal, que estando cerrado en cortocircuito el bobinado secundario, sean recorridos ambos bobinados por intensidades de corriente iguales a sus valores nominales respectivos. La potencia absorbida por el transformador en estas condiciones corresponde exactamente a las prdidas totales en el cobre del conjunto de los dos bobinados. En efecto las prdidas de potencia totales es el resultado de la prdidas en el ncleo (Ph) ms las prdidas en el cobre de los bobinados (Pcu). Prdidas totales = Ph + Pcu

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Tutoriales Electrnica: ComponentesRendimiento de un transformador elctricoRendimiento de un transformadorEl rendimiento de un transformador es variable y depende varios factores: - Del valor de la potencia suministrada - De la forma del transformador y - De la calidad de los materiales con los que fue contruido (ncleo y bobinados). El rendimiento, por ser un dato relativo (un dato de potencia medida depende del otro dato de potencia medido). se expresa en porcentaje. Ver la frmula abajo. Para determinar el rendimiento de un transformador, se alimenta el bobinado primario con el voltaje nominal, se coloca la carga nominal en el bobinado secundario y se miden la potencia de entrada Pa (potencia absorbida por el transformador) y la potencia de salida Pu (potencia til). Estos valores medidos se reemplazan en la siguiente frmula. Rendimiento (%) = (Pu x 100) / Pa Donde: - Pu = Potencia til - Pa = Potencia absorbida.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesImpedancia y tensin de corto circuitoImpedancia y Tensin de corto circuito de un transformadorEl propsito que tiene el ensayo o prueba de cortocircuito es el de determinar: - Las prdidas en los bobinados. - Las prdidas de voltaje en el secundario cuando el transformador est funcionando nominalmente y - La impedancia del transformador principalmente. Para realizar la prueba se pone el bobinado secundario del transformador en cortocircuito y se alimenta el bobinado primario con un voltaje alterno regulable. El voltaje alterno regulable parte de cero voltios y va incrementando su valor hasta alcanzar las corrientes (Ver corriente alterna) nominales en ambos bobinados del transformador. Con los valores nominales de corriente en ambos bobinados se mide el valor del voltaje en el primario (Ecc) y se determina la impedancia del transformador utilizando la siguiente frmula

Imp = Ecc x 100 / E1 (%)Donde: Imp = Impedancia del transformador en %. Ecc = Voltaje o tensin de cortocircuito. E1 = Voltaje primario nominal. En el diagrama que se muestra a continuacin se utiliza un autotransformador para obtener el voltaje alterno regulable para alimentar el bobinado primario del transformador.

I1 es corriente en el bobinado primario e I2 es corriente en el secundario que est en corto circuito. El valor de la impedancia del transformador (Imp) debe tomarse en cuenta a la hora de realizar acoples para que no existan desbalances a la hora de aplicarle carga al banco de transformadores. Tambin indica la eficiencia y calidad del transformador, ya que mientras ms alto es el valor de la impedancia, mayores sern sus prdidas.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesTransformador con diferentes cargas. Carga ResistivaLas caractersticas de funcionamiento de los transformadores cambian segn el tipo de carga que tenga conectada en el bobinado secundario. Esta carga puede ser de origen resistivo, capacitivo o inductivo. Tomando en consideracin que la fuerza electromotriz (E2) que se induce en el secundario, est determinada por la suma vectorial del voltaje de utilizacin (v) ms la cada de voltaje interna (ec) producida por los propios bobinados, la cual es de origen inductiva y constante con cualquier tipo de carga. Dicha cada, tiene un desfase con respecto a la intensidad (corriente) que vara de acuerdo a las caractersticas ohmicas de los bobinados.

Transformador con carga resistivaAl aplicarle carga resistiva al transformador, la intensidad (corriente) de la carga se encuentra en fase con el voltaje de utilizacin (v), al circular corriente por los bobinados se produce la cada interna (ec) que esta adelantada en un ngulo x con respecto a la intensidad (corriente). Al representar grficamente los vectores de estas magnitudes se obtiene:

Se puede ver en el diagrama anterior que la corriente y el voltaje estn en fase como corresponde a una carga resistiva. Para realizar el clculo de la representacin vectorial, se toma como ejemplo: E2 = 240V, ec = 10V, con un ngulo de desfase de 60

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Tutoriales Electrnica: ComponentesTransformador con carga CapacitivaCuando se aplica carga capacitiva a un transformador, la corriente (I) en la carga se adelanta 90 con respecto al voltaje. Esto quiere decir que la corriente se desfasa hacia adelante 90 con respecto al voltaje de utilizacin (V). Tomando en cuenta este desfase, se obtiene la cada interna (ec) del transformador (cada de voltaje). De esta manera la ecuacin que da de la siguiente manera:

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Tutoriales Electrnica: ComponentesTransformador con carga inductivaCuando a un transformador elctrico se le aplica una carga inductiva, la corriente (intensidad) en la carga se desfasa (se atrasa) con respecto al voltaje de utilizacin. El ngulo de la corriente respecto al voltaje de utilizacin vara de acuerdo a las caractersticas del bobinado de la carga. Como la cada de voltaje interno y la cada de voltaje en la carga tienen el mismo origen, se puede asumir que los desfases son similares, por esta razn tienen la misma direccin. Partiendo de los datos del ejemplo anterior (Ver: transformador con carga resistiva y transformador con carga capacitica) tenemos: V = 230V. E2 - ec = 240 - 10 = 230V De los clculos anteriores se obtiene que de acuerdo al tipo de carga que se le conecte al transformador, as ser el valor del voltaje de utilizacin, partiendo de un valor dado de fuerza electromotriz. Entonces: - con Carga resistiva: E2=240V, ec=10V, V=234.84 - con Carga capacitiva: E2=240V, ec=10V, V=248.60 (Con carga capacitiva el valor del voltaje de utilizacin se incrementa debido a la potencia reactiva que tiene el capacitor.) - con Carga inductiva: E2=240V, ec=10V, V=230.00V

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Tutoriales Electrnica: ComponentesConexin de transformadores monofsicosA menudo, cuando se requiere aumentar la potencia de un transformador monofsico, se le acopla otro transformador en paralelo. Para implementar sto, se debe respetar los valores del voltaje en el bobinado primario, voltaje en el bobinado secundario, la impedancia de los bobinados y que guarden una relacin de 4:1 como mximo entre primario y secundario. Ver: Razn de transformacin K de un transformador Para acoplar dos transformadores monofsicos se puede seguir el siguiente procedimiento prctico: a) La conexin de los bobinados primarios se hace normalmente y en forma difinitiva, H1 con H1 y H2 con H2. (ver diagrama de la izquierda) b) En el secundario, la conexin que une los bornes intermedios de estos bobinados y que corresponden al neutro (N) tambin se puede hacer en forma definitiva. (ver diagrama de la izquierda) c) Se hace un puente provisional en los bornes del lado izquierdo y se intercala un voltmetro en los bornes del lado derecho.(ver el diagrama)

d) Luego se alimenta el banco. - Si los transformadores tienen polaridad distinta, el voltmetro indicar algn valor de voltaje. - Si los transformadores tienen la misma polaridad, el voltmetro no indicar ningn voltaje. En este ltimo caso se pueden hacer los puentes en forma definitiva. (diagrama de la derecha) De lo contrario se intercambian los puentes. Ver: Polaridad de un transformador

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Tutoriales Electrnica: ComponentesConexin de transformadores TrifsicosPara obtener una corriente elctrica trifsica es necesario la implementacin de un banco de transfomadores trifsico. El valor de la corriente es determinado por el tipo de conexin de transformadores que se utilise. El tipo de conexin en los bobinados primarios de los transformadores depender del valor del voltaje de la red y de los mismos bobinados primarios de los transformadores. El tipo de conexin secundaria esta determinado por el valor de voltaje que se desee. Hay las siguientes opciones de bancos trifsicos:

Conexin Estrella

Conexin Delta

Conexin Estrella renca (solamente en el primario)

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Tutoriales Electrnica: Componentes

Conexin Delta abierta (solamente en el primario)

Nota: Las conexiones se hacen el los secundarios de los transformadores a no ser que se indique lo contrario.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesConexin de transformadores monofsicosA menudo, cuando se requiere aumentar la potencia de un transformador monofsico, se le acopla otro transformador en paralelo. Para implementar sto, se debe respetar los valores del voltaje en el bobinado primario, voltaje en el bobinado secundario, la impedancia de los bobinados y que guarden una relacin de 4:1 como mximo entre primario y secundario. Ver: Razn de transformacin K de un transformador Para acoplar dos transformadores monofsicos se puede seguir el siguiente procedimiento prctico: a) La conexin de los bobinados primarios se hace normalmente y en forma difinitiva, H1 con H1 y H2 con H2. (ver diagrama de la izquierda) b) En el secundario, la conexin que une los bornes intermedios de estos bobinados y que corresponden al neutro (N) tambin se puede hacer en forma definitiva. (ver diagrama de la izquierda) c) Se hace un puente provisional en los bornes del lado izquierdo y se intercala un voltmetro en los bornes del lado derecho.(ver el diagrama)

d) Luego se alimenta el banco. - Si los transformadores tienen polaridad distinta, el voltmetro indicar algn valor de voltaje. - Si los transformadores tienen la misma polaridad, el voltmetro no indicar ningn voltaje. En este ltimo caso se pueden hacer los puentes en forma definitiva. (diagrama de la derecha) De lo contrario se intercambian los puentes. Ver: Polaridad de un transformador

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Tutoriales Electrnica: ComponentesConexin de transformadores TrifsicosPara obtener una corriente elctrica trifsica es necesario la implementacin de un banco de transfomadores trifsico. El valor de la corriente es determinado por el tipo de conexin de transformadores que se utilise. El tipo de conexin en los bobinados primarios de los transformadores depender del valor del voltaje de la red y de los mismos bobinados primarios de los transformadores. El tipo de conexin secundaria esta determinado por el valor de voltaje que se desee. Hay las siguientes opciones de bancos trifsicos:

Conexin Estrella

Conexin Delta

Conexin Estrella renca (solamente en el primario)

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Conexin Delta abierta (solamente en el primario)

Nota: Las conexiones se hacen el los secundarios de los transformadores a no ser que se indique lo contrario.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesDiodo semiconductorEl diodo semiconductor es el dispositivo semiconductor ms sencillo y se puede encontrar, prcticamente en cualquier circuito electrnico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la ms utilizada) y de germanio.

Smbolo del diodo ( A - nodo, K - ctodo) Los diodos constan de dos partes, una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura llamada barrera o unin. Esta barrera o unin es de 0.3 voltios en el diodo de germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

Principio de operacin de un diodoEl semiconductor tipo N tiene electrones libres (exceso de electrones) y el semiconductor tipo P tiene huecos libres (ausencia o falta de electrones) Cuando una tensin positiva se aplica al lado P y una negativa al lado N, los electrones en el lado N son empujados al lado P y los electrones fluyen a travs del material P mas all de los lmites del semiconductor. De igual manera los huecos en el material P son empujados con una tensin negativa al lado del material N y los huecos fluyen a travs del material N. En el caso opuesto, cuando una tensin positiva se aplica al lado N y una negativa al lado P, los electrones en el lado N son empujados al lado N y los huecos del lado P son empujados al lado P. En este caso los electrones en el semiconductor no se mueven y en consecuencia no hay corriente El diodo se puede hacer trabajar de 2 maneras diferentes:

Polarizacin directaEs cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta de la flecha (la del diodo), o sea del nodo al ctodo. En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportndose prcticamente como un corto circuito.

Polarizacin inversaUnicrom Pgina 71

Tutoriales Electrnica: ComponentesEs cuando la corriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del ctodo al nodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prcticamente como un circuito abierto. Nota: El funcionamiento antes mencionado se refiere al diodo ideal, sto quiere decir que el diodo se toma como un elemento perfecto (como se hace en casi todos los casos), tanto en polarizacin directa como en polarizacin inversa.

Aplicaciones del diodoLos diodos tienen muchas aplicaciones, pero una de la ms comunes es el proceso de conversin de corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.). En este caso se utiliza el diodo como rectificador

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Tutoriales Electrnica: ComponentesDiodo Zener

Caractersticas del diodo ZenerEl diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado inversamente.

Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus caractersticas de polarizacin directa y polarizacin inversa), conducen siempre en el sentido de la flecha. En este caso la corriente circula en contra de la flecha que representa el diodo. Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo rectificador comn. Cuando el diodo zener funciona polarizado inversamente mantiene entre sus terminales un voltaje constante. En el grfico se ve el smbolo de diodo zener (A - nodo, K - ctodo) y el sentido de la corriente para que funcione en la zona operativa Se analizar el diodo Zener, no como un elemento ideal, si no como un elemento real y se debe tomar en cuenta que cuando ste se polariza en modo inverso si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.

Curva caracterstica del diodo ZenerAnalizando la curva del diodo zener se ve que conforme se va aumentando negativamente el voltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa por el aumenta muy poco.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesPero una vez que se llega a un determinado voltaje, llamada voltaje o tensin de Zener (Vz), el aumento del voltaje (siempre negativamente) es muy pequeo, pudiendo considerarse constante. Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo zener, puede variar en un gran rango de valores. A esta regin se le llama la zona operativa. Esta es la caracterstica del diodo zener que se aprovecha para que funcione como regulador de voltaje, pues el voltaje se mantiene practicamente constante para una gran variacin de corriente. Ver el grfico.

Qu hace un regulador con Zener?Un regulador con diodo zener ideal mantiene un voltaje predeterminado fijo a su salida, sin importar las variaciones de voltaje en la fuente de alimentacin y/o las variaciones de corriente en la carga. Nota: En las fuentes de voltaje ideales (algunas utilizan, entre otros elementos el diodo zener), el voltaje de salida no vara conforme vara la carga. Pero las fuentes no son ideales y lo normal es que el voltaje de salida disminuya conforme la carga va aumentado, o sea conforme la demanda de corriente de la carga aumente. (ver: resistencia interna de las fuentes de tensin)

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Tutoriales Electrnica: ComponentesDiodo SchottkyDiodo SchottkyA diferencia del diodo semiconductor normal que tiene una unin PN, el diodo schottky tiene una unin Metal-N. Estos diodos se caracterizan por su velocidad de conmutacin, una baja cada de Voltaje uando estn polarizados en directo (tpicamente de 0.25 a 0.4 voltios). El diodo Schottky est ms cerca del diodo ideal que el diodo semiconductoromn pero tiene algunas caractersticas que hacen imposible su utilizacin en aplicaciones de potencia. Estas son: - El diodo Schottky tiene poca capacidad de conduccin de corriente en directo (en sentido de la flecha). Esta caracterstica no permiten que sea utilizado como diodo rectificador. Hay procesos de rectificacin (por ejemplo fuentes de alimentacin) en que la cantidad de corriente que tienen que conducir en sentido directo es bastante grande. - El diodo Schottky no acepta grandes voltajes que lo polaricen inversamente (VCRR). El proceso de rectificacin antes mensionado tambin requiere que la tensin inversa que tiene que soportar el diodo sea grande. Sin embargo el diodo Schottky encuentra gran cantidad de aplicaciones n circuitos de alta velocidad como en computadoras, donde se necesitan grandes velocidades de conmutacin y su poca cada de voltaje en directo ausa poco gasto de energa. El smbolo del diodo Schottky se ve en el diagrama a la derecha.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesDiodo TunnelDiodo Tunnel (caracterstica de resistencia negativa)En el diagrama se ve el smbolo del diodo Tunnel El diodo Tunnel se comporta de una manera muy interesante conforme se le va aumentando una tensin aplicada en sentido directo. - Cuando se aplica una pequea tensin, el diodo tunnel empieza a conducir (la corriente empieza a fluir). - Si se sigue aumentando esta tensin la corriente aumentar hasta llegar un punto despus del cual la corriente disminuye. - La corriente continuar disminuyendo hasta llegar al punto mnimo de un "valle" y .... - Despus volver a incrementarse. En esta ocasin la corriente continuar aumentando conforme aumenta la tensin. Este comportamiento de la corriente en funcin de la tensin en el diodo tunnel se puede ver en el siguiente grfico. Vp: Tensin pico Vv: Tensin de valle Ip: Corriente pico Iv: Corriente de valle

La regin en el grfico en que la corriente disminuye cuando la tensin aumenta (entre Vp y Vv) se llama "zona de resistencia negativa" El diodo tunnel se llama tambin diodo Esaki en honor a su inventor japons Leo Esaki Los diodos tunnel tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corriente Ip e Iv muy rpidamente, cambiando de estado de conduccin al de no conduccin incluso ms rpido que los diodos Schottky. Desgraciadamente, este tipo de diodo no se puede utilizar como rectificador debido a que tiene una corriente de fuga muy grande cuando estn polarizados en reversa. As estos diodos slo encuentran aplicaciones reducidas como en circuitos osciladores de alta frecuencia.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesDiodo varactor (Varicap)Caractersticas, relacin tensin-capacitanciaTodos los diodos cuando estn polarizados en sentido opuesto tienen una capacitancia que aparece entre sus terminales. Los diodos varactores o varicap han sido diseados de manera que su funcionamiento sea similar al de un capacitor y tengan una caracterstica capacitancia-tensin dentro de lmites razonables En el siguiente grfico se muestra las similitudes entre un diodo y un capacitor. Debido a la recombinacin de los portadores en el diodo, una zona de agotamiento se forma en la juntura. Esta zona de agotamiento acta como un dielctrico (aislante), ya que no hay ninguna carga y flujo de corriente. Las reas exteriores a la zona de agotamiento si tienen portadores de carga (rea semiconductor). Se puede visualizar sin dificultad la formacin de un capacitor en el diodo (dos materiales semiconductores deparados por un aislante). La amplitud de la zona de agotamiento se puede ampliar incrementando la tensin inversa aplicada al diodo con una fuente externa. Esto causa que se aumente la separacin (aislante) y separa ms las reas semiconductoras. Este ltimo disminuye la capacitancia. Entonces la capacitancia es funcin de la tensin aplicada al diodo. - Si la tensin aplicada al diodo aumenta la capacitancia disminuye - Si la tensin disminuye la capacitancia aumenta

Smbolo del diodo varactor

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Tutoriales Electrnica: ComponentesDiodo Gunn. Efecto GunnEfecto GunnEl efecto fue descubierto por Gunn en 1963. Este efecto es un instrumento eficaz para la generacin de oscilaciones en el rango de las microondas en los materiales semiconductores. Gunn observ esta caracterstica en el Arseniuro de Galio (GaAs) y el Fsforo de Indio (InP) El efecto Gunn es una propiedad del cuerpo de los semiconductores y no depende de la unin misma, ni de los contactos, tampoco depende de los valores de voltaje y corriente y no es afectado por campos magnticos. Cuando se aplica un pequeo voltaje continuo a travs de una plaquita delgada de Arseniuro de Galio (GaAs), sta presenta caractersticas de resistencia negativa. Todo esto bajo la condicin de que el voltaje en la plaquita sea mayor a los 3.3 voltios / cm. Ahora, si esta plaquita es conectada a un circuito sintonizado (generalmente una cavidad resonante), se producirn oscilaciones y todo el conjunto se puede utilizar como oscilador. Este efecto Gunn slo se da en materiales tipo N (material con exceso de electrones) y las oscilaciones se dan slo cuando existe un campo elctrico. Estas oscilaciones corresponden aproximadamente al tiempo que los electrones necesitan para atravesar una plaquita de material tipo N cuando se aplica el voltaje en continua.

Resistencia negativa en el diodo GunnEl Arseniuro de Galio (GaAs) es uno de los pocos materiales semiconductores que en una muestra con dopado tipo N, tiene una banda de energa vaca ms alta que la ms elevada de las que se encuentran ocupadas parcial o totalmente. Funcionamiento de resistencia positiva: Cuando se aplica un voltaje a la plaquita (tipo N) de Arseniuro de Galio (GaAs), los electrones, que el material tiene en exceso, circulan y producen una corriente al terminal positivo. Si se aumenta la tensin, la velocidad de la corriente aumenta. Comportamiento tpico y el grfico tensin-corriente es similar al que dicta la ley de Ohm. Funcionamiento de resistencia negativa: Si a plaquita anterior se le sigue aumentando el voltaje, se les comunica a los electrones una mayor energa, pero en lugar de moverse ms rpido, los electrones saltan a una banda de energa ms elevada, que normalmente esta vaca, disminuyen su velocidad y por ende la corriente.

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Tutoriales Electrnica: ComponentesDe esta manera una elevacin del voltaje en este elemento causa una disminucin de la corriente. Eventualmente, el voltaje en la plaquita se hace suficiente para extraer electrones de la banda de mayor energa y menor movilidad, por lo que la corriente aumentar de nuevo con el voltaje. La caracterstica voltaje contra corriente se parece mucho a la del diodo Tunnel. La aplicacin ms comn es la del oscilador Gunn

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Tutoriales Electrnica: ComponentesTransistor bipolar o BJTEl transistor bipolar es el ms comn de los transistores, y como los diodos, puede ser de germanio o silicio. Existen dos tipos transistores: el NPN y el PNP, y la direccin del flujo de la corriente en cada caso, lo indica la flecha que se ve en el grfico de cada tipo de transistor.

El transistor es un dispositivo de 3 patillas con los siguientes nombres: base (B), colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla que tiene la flecha en el grfico de transistor. El transistor bipolar es un amplificador de corriente, esto quiere decir que si le introducimos una cantidad de corriente por una de sus patillas (base), el entregar por otra (emisor) , una cantidad mayor a sta, en un factor que se llama amplificacin. Este factor se llama (beta) y es un dato propio de cada transistor. Entonces: - Ic (corriente que pasa por la patilla colector) es igual a (factor de amplificacin) por Ib (corriente que pasa por la patilla base). - Ic = * Ib - Ie (corriente que pasa por la patilla emisor) es del mismo valor que Ic, slo que, la corriente en un caso entra al transistor y en el otro caso sale de l, o viceversa. Segn la frmula anterior las corrientes no dependen del voltaje que alimenta el circuito (Vcc), pero en la realid