UD 1_ Componentes Electrónicosn rev1.pdf

7/21/2019 UD 1_ Componentes Electrnicosn rev1.pdf

1/24

ACADEMIA DE LOGSTICADEPARTAMENTO ELECTRICIDAD Y ELECTRNICATcnicas y procesos de montaje y mto. equipos electrnicos

CURSO

2013

1

1. LEY DE OHM.

La Ley de Ohm, relaciona la cada de tensin V entre los extremos de una

resistencia R con la intensidad de corriente que la atraviesa I. Su expresin

matemtica es V=I*R. Esta Ley sirve para calcular corrientes a partir de voltajes y

resistencias o viceversa. Dicha relacin es lineal y su pendiente indica el valor de

la resistencia.

Representamos un ejemplo en la Figura 1.

Figura.- Voltaje frente a corriente a travs de una resistencia.

A esta Ley se le suele aplicar un smil hidrulico (Figura 2), de tal forma que si

tenemos un depsito de lquido en el cual existe una abertura que permite lasalida de lquido a travs de un tubo de seccin S, el flujo de salida del lquido

(intensidad de corriente en circuitos electrnicos) depender de la seccin del

tubo, pues a mayor seccin aumentar el flujo (en el caso de circuitos elctricos,

con resistencias ms pequeas), e inversamente, disminuyendo el flujo para el

caso de tubos de seccin ms pequea.

Ejemplo: Qu corriente pasar por una resistencia de 10 Ohmios conectada a

una pila de 9 V?Clculo: I = V / R = 9 Voltios / 10 Ohmios = 0.9 Amperios.


2/24


CURSO

2013

2

Hemos obtenido que pasara una corriente de 0.9 Amperios.

Figura.- Smil hidrulico de una resistencia (R).

2. RESISTENCIAS.

Un componente elctrico muy utilizado en los circuitos elctricos-electrnicos es

la resistencia. sta no es ms que un elemento fsico que posee una resistencia

hmica de valor especfico. Se suele designar por la letra R. Segn la Ley de

Ohm, vista con anterioridad, si por una resistencia circula corriente, entre los dos

terminales de la misma deber aparecer una diferencia de potencial proporcional

a su valor y recprocamente, si entre los dos terminales de una resistencia se

aplica una diferencia de potencial aparecer una corriente que circula por la

resistencia R.

Los valores de las resistencias que se encuentran en la prctica suelen variar

entre unos pocos ohmios (representamos esta unidad por ) hasta miles de

ohmios o kilohmios (K ) e incluso millones de ohmios o megaohmios (M ). Las

resistencias que se conectan en los circuitos, son generalmente grandes

comparadas con los hilos conductores y sus uniones, las cuales tambin tienen


3/24


CURSO

2013

3

un cierta resistencia. Por ello generalmente suelen despreciarse estas ltimas.

Adems normalmente se utiliza algn procedimiento para minimizar el efecto de

las uniones, tal como es el uso de soldaduras.

El smbolo convencional empleado para representar grficamente una resistencia,

es un dibujo del tipo indicado en la Figura 3.

Una resistencia de 2700 tambin se puede escribir como 2,7Ko 2K7.

Los valores de las resistencias que se encuentran en la prctica suelen variar

2.1. Resistividad y conductividad.


4/24


CURSO

2013

4


5/24


CURSO

2013

5


6/24


7/24


CURSO

2013

7

2.3. Parmetros caractersticos.

Estas son las especificaciones tcnicas ms importantes que podemos encontrar

en las hojas de caractersticas que nos suministra el fabricante:

Resistencia nominal (Rn): es el valor hmico que se espera que tenga el

componente.

Tolerancia: es el margen de valores que rodean a la resistencia nominal y

en el que se encuentra el valor real de la resistencia. Se expresa en tanto

por ciento sobre el valor nominal.

Potencia nominal (Pn): es la potencia (en vatios) que la resistencia puede

disipar sin deteriorarse a la temperatura nominal de funcionamiento.

Tensin nominal (Vn): es la tensin continua que se corresponde con la

resistencia y potencia nominal.


8/24


CURSO

2013

8

Intensidad nominal (In): es la intensidad continua que se corresponde

con la resistencia y potencia nominal.

Tensin mxima de funcionamiento (Vmax): es la mxima tensin

continua o alterna eficaz que el dispositivo no puede sobrepasar de forma

continua a la temperatura nominal de funcionamiento.

Temperatura nominal (Tn): es la temperatura ambiente a la que se define

la potencia nominal.

Temperatura mxima de funcionamiento (Tmax): es la mxima

temperatura ambiente en la que el dispositivo puede trabajar sin

deteriorarse. La disipacin de una resistencia disminuye a medida que

aumenta la temperatura ambiente en la que est trabajando.

Coeficiente de temperatura (Ct): es la variacin del valor de la resistencia

con la temperatura.

Coeficiente de tensin (Cv): es la variacin relativa del valor de la

resistencia respecto al cambio de tensin que la ha provocado.

Estabilidad, derivas: representa la variacin relativa del valor de la

resistencia por motivos operativos, ambientales, periodos largos de

funcionamiento, o por el propio funcionamiento.

Ruido: se debe a seal (o seales) que acompaan a la seal de inters y

que provoca pequeas variaciones de tensin.


9/24


CURSO

2013

9

2.4. Identificacin de resistencias de carbn.

En primer lugar habra que determinar el grupo al que pertenecen, es decir, si

son lineales fijas, variables, o no lineales, y el tipo concreto al que pertenecen

dentro de cada grupo.

Posteriormente determinaramos el valor nominal de la resistencia, que

corresponde al valor de fbrica de esa resistencia y est indicado en el cuerpo

de la resistencia mediante el cdigo de colores o el cdigo de marcas, y su

tolerancia, que tambin est indicado en el cuerpo de la resistencia y que

indica la mxima diferencia que se admite entre el valor nominal y el valor real

o efectivo de la propia resistencia.

El valor de potencia nominal solamente suele ir indicado en algunos tipos de

resistencias bobinadas y variables. Para su determinacin tendramos que

fijarnos en el tamao del componente. Para determinar otros parmetros

como pueden ser el coeficiente de temperatura, tensin mxima aplicable,

etc., tenemos que recurrir a las hojas de caractersticas que nos suministra el

fabricante.

El cdigo de colores es aquel con el que se regula el marcado del valor

nominal y tolerancia para resistencias fijas de carbn y metlicas de capa

fundamentalmente.

Tenemos que resaltar que con estos cdigos lo que obtenemos es el valor

nominal de la resistencia pero no el valor real que se situar dentro de un

margen segn la tolerancia que se aplique. Estos cdigos pueden tener 3, 4

5 bandas.


10/24


CURSO

2013

10

Para determinar el valor de la resistencia comenzaremos por determinar la banda

de la tolerancia: oro, plata, rojo, marrn, o ningn color.

Si las bandas son de color oro o plata, est claro que son las correspondientes a

la tolerancia y debemos comenzar la lectura por el extremo contrario. Si son de

color rojo o marrn, suelen estar separadas de las otras tres o cuatro bandas, y

as comenzaremos la lectura por el extremo opuesto, 1 cifra, 2 cifra, nmero de

ceros o factor multiplicador y tolerancia, aunque en algunos casos existe una

tercera cifra significativa.

En caso de existir slo tres bandas con color, la tolerancia ser de +/- 20%. La

falta de esta banda dejar un hueco grande en uno de los extremos y se

empezar la lectura por el contrario. Suele ser caracterstico que la separacin

entre la banda de tolerancia y el factor multiplicativo sea mayor que la que existe

entre las dems bandas.


11/24


CURSO

2013

11

2.5. Clasificacin de resistencias.

La clasificacin de estas resistencias se puede hacer en base a los materiales

utilizados para su construccin, bsicamente mezclas de carbn o grafitos y

materiales o aleaciones metlicas.


12/24


CURSO

2013

12

Tambin se pueden distinguir distintos tipos atendiendo a caractersticas

constructivas y geomtricas. Una clasificacin sera la siguiente:

DE CARBN: Aglomeradas y de capa. METLICAS: De capa, de pelcula y bobinadas.

RESISTENCIAS DE CARBN

Figura. Resistencia de carbn

Es el tipo ms utilizado y el material base en su construccin es el carbn o

grafito. Son de pequeo tamao y baja disipacin de potencia. Segn

el proceso de fabricacin y su constitucin interna, podemos distinguir:

Resistencias Aglomeradas:

Tambin se conocen con el nombre de "composicin", debido a su constitucin:

una mezcla de carbn, materia aislante, y resina aglomerante. Variando elporcentaje de estos componentes se obtienen los distintos valores de

resistencias. Entre sus caractersticas se puede destacar:

Robustez mecnica y elctrica (sobrecarga).

Bajos coeficientes de tensin y temperatura.

Elevado nivel de ruido.

Considerables derivas.


13/24


CURSO

2013

13

Resistencias de Capa de Carbn

En este tipo de resistencias, la fabricacin est basada en el depsito de la

composicin resistiva sobre un cuerpo tubular formado por materiales vtreos

cermicos.

Como caractersticas ms importantes:

Elevado coeficiente de temperatura.

Soportan mal las sobrecargas. Ruido y coeficiente de tensin prcticamente nulos.

Mayor precisin y menores derivas que las aglomeradas

Figura. Resistencia de capa de carbn

En la imagen anterior vemos resistencias de pelcula de carbn de diferentespotencias (y tamaos) comparadas a una moneda de 25 ptas = "5 duros" = 0.15.De izquierda a derecha, las potencias son de 1/8, , , 1 y 2 W,respectivamente. En ellas se observan las diferentes bandas de color querepresentan su valor hmico.


14/24


CURSO

2013

14

Figura. Resistencias de pelcula de carbn y metlica

RESISTENCIAS METLICAS

Estas resistencias estn constituidas por metales, xidos y aleaciones metlicas

como material base. Segn el proceso de fabricacin y aplicacin a la que se

destinan podemos distinguir:

Resistencias De Capa Metlica

Estn constituidas por un soporte que puede ser de pirex, vidrio, cuarzo o

porcelana, sobre el que se depositan capas por reduccin qumica para el caso

de xidos metlicos o por vaporizacin al vaco para metales o aleaciones

metlicas. Los xidos ms utilizados son de estao, antimonio e indio, comometales y aleaciones de oro, platino, indio y paladio dentro del grupo de metales

preciosos.

Estos componentes tienen una gran estabilidad y precisin y un bajo nivel de

ruido por lo que suelen ser utilizadas en aplicaciones exigentes.

Entre sus caractersticas ms importantes:


15/24


CURSO

2013

15

Rangos reducidos de potencia y tensin.

Estrechas tolerancias y elevada estabilidad.

Bajo coeficiente de temperatura y altas temperaturas defuncionamiento.

Reducido nivel de ruido.

Resistencias De Pelcula Metlica

La diferencia fundamental con las anteriores est en las tcnicas de fabricacinutilizadas, mediante las cuales se han conseguido integrar redes de resistencias.

Los materiales base usados en su fabricacin y los cuerpos soporte son los

caractersticos de las resistencias metlicas, a excepcin de los xidos metlicos.

Dentro de este tipo tambin podemos diferenciar dos tipos: de pelcula delgada y

de pelcula gruesa, diferencindose en las caractersticas constructivas.

Las principales ventajas de estas resistencias radica en su reducido tamao, y

sobretodo en la disponibilidad de redes de resistencias como componente

integrado. A pesar de su reducido margen de potencia, inferior a 1/2 W, las

ventajas respecto a las resistencias discretas se pueden resumir en:

Costo menor para un mismo nmero de resistencias.

Reduccin del cableado, peso y espacio en el circuito.

Tolerancias ms ajustadas.

Caractersticas generales de las unidades integradas muy similares y

valores nominales prcticamente idnticos.

Posibilidad de obtencin de valores hmicos distintos en funcin de la

configuracin interna y el nmero de resistencias integradas.


16/24


CURSO

2013

16

Esta ltima posibilidad est ligada al tipo de encapsulado en que se presenta

la red. En la prctica los ms comunes que se nos presentan son:

Tipo SIL, disposicin de terminales en una lnea, usada tambin paraalgunos tipos de conectores.

Tipo DIL, caracterstica de los encapsulados de circuitos integrados.

Figura. Posibles disposiciones para encapsulados SIL

Figura. Tipos de encapsulados ms comunes


17/24


CURSO

2013

17

Figura. Dimensiones resistencias de pelcula de carbn

Figura. Dimensiones resistencias de pelcula metlica

Resistencias Bobinadas

En este tipo se emplean como soportes ncleos cermicos y vtreos, y como

materiales resistivos metales o aleaciones en forma de hilos o cintas de una

determinada resistividad, que son bobinados sobre los ncleos soporte.


18/24


CURSO

2013

18

Generalmente se suele hacer una subdivisin de este tipo en bobinadas de

potencia y bobinadas de precisin, segn la aplicacin a la que se destinan.

Como caractersticas generales se pueden destacar las siguientes:

Gran disipacin de potencias y elevadas temperaturas de trabajo.

Elevada precisin, variacin con la temperatura y baja tensin de ruido.

Considerables efectos inductivos.

Construccin robusta.

Las resistencias bobinadas se pueden incluir en algunos de

los modelos comerciales siguientes: hilo descubierto, esmaltadas, vitrificadas o

sementadas y aisladas.


19/24


CURSO

2013

19

RESISTENCIAS VARIABLES

Estas resistencias pueden variar su valor hmico dentro de unos lmites. Para ellose les ha aadido un tercer terminal unido a un contacto mvil que puede

desplazarse sobre el elemento resistivo proporcionando variaciones en el valor de

la resistencia. Este tercer terminal puede tener un desplazamiento angular

(giratorio) o longitudinal (deslizante).

Figura. Resistencias variables.

Segn su funcin en el circuito, estas resistencias se denominan:

Potencimetros: se aplican en circuitos donde la variacin de resistencia la

efecta el usuario desde el exterior (controles de audio, video, etc.).

Trimmers, o resistencias ajustables: se diferencian de las anteriores en quesu ajuste es definitivo en el circuito donde van aplicadas. Su acceso est

limitado al personal tcnico (controles de ganancia, polarizacin, etc.).

Restatos: son resistencias variables en las que uno de sus terminales

extremos est elctricamente anulado. Tanto en un potencimetro como

un trimmer, al dejar unos de sus terminales extremos al aire, su


20/24


CURSO

2013

20

comportamiento ser el de un restato, aunque estos estn diseados

para soportar grandes corrientes.

Caractersticas tcnicas

Estas son las especificaciones tcnicas ms importantes que podemos

encontrar en las hojas de caractersticas que nos suministra el fabricante:

Recorrido mecnico: es el desplazamiento que limitan los puntos de

parada del cursor (puntos extremos).

Recorrido elctrico: es la parte del desplazamiento que proporcionancambios en el valor de la resistencia. Suele coincidir con el recorrido

mecnico.

Resistencia nominal (Rn): valor esperado de resistencia variable entre los

lmites del recorrido elctrico.

Resistencia residual de fin de pista (rf): resistencia comprendida entre el

lmite superior del recorrido elctrico del cursor y el contacto B.

Resistencia residual de principio de pista (rd): valor de resistencia

comprendida entre lmite inferior del recorrido elctrico y el contacto A.

Resistencia total (Rt): resistencia entre los terminales fijos A o A' y B, sin

tener en cuenta la conexin del cursor e incluyendo la tolerancia. Aunque a

efectos prcticos se considera igual al valor nominal (Rt=Rn).

Resistencia de contacto (rc): resistencia que presenta el cursor entre su

terminal de conexin externo y el punto de contacto interno (sueledespreciarse, al igual que rd y rf).

Temperatura nominal de funcionamiento (Tn): es la temperatura ambiente

a la cual se define la disipacin nominal.

Temperatura mxima de funcionamiento (Tmax): mxima temperatura

ambiente en la que puede ser utilizada la resistencia.

Potencia nominal (Pn): mxima potencia que puede disipar el dispositivoen servicio continuo y a la temperatura nominal de funcionamiento.


21/24


CURSO

2013

21

Tensin mxima de funcionamiento (Vmax): mxima tensin continua (o

alterna eficaz) que se puede aplicar a la resistencia entre los terminalesextremos en servicio continuo, a la temperatura nominal de

funcionamiento.

Resolucin: cantidad mnima de resistencia que se puede obtener entre el

cursor y un extremo al desplazar (o girar) el cursor. Suele expresarse en %

en tensin, en resistencia, o resolucin angular.

Leyes de variacin: es la caracterstica que particulariza la variacin de la

resistencia respecto al desplazamiento del cursor. Las ms comunes son

la ley de variacin lineal, y la logartmica (positiva y negativa):

Los materiales usados para la fabricacin de estas resistencias suelen ser los

mismos que los utilizados para las resistencias fijas, es decir, mezclas de carbn

y grafito, metales y aleaciones metlicas. La diferencia fundamental, a parte de

las aplicaciones, est en los aspectos constructivos. Tomando este criterio

podemos hacer la siguiente clasificacin:

DE CAPA: Carbn, metlica y cermet.

BOBINADAS: Pequea disipacin, potencia y precisin.

Figura. Tipos de resistencias variables.


22/24


CURSO

2013

22

Resistencias variables de capa:

Potencimetros de carbn:

Valores de resistencias entre 50 y 10M hmios.

Tolerancias del +/- 10% y +/- 20%.

Potencias de hasta 2W.

Formatos de desplazamiento giratorio y longitudinal, con encapsulado

simple, doble resistencia o con interruptor incorporado.

Trimmers de carbn

Valores usuales entre 100 y 2M hmios.

Potencia de 0,25W.

Pequeas dimensiones y bajo costo.

Potencimetros de Capa Metlica

Las capas de estos tipos de resistencias estn formadas a base de mezclas de

xidos de estao y antimonio depositadas sobre un soporte

de vidrio generalmente. El cursor, como en las de capa de carbn, suele ser de

aleaciones de cobre y oro o plata, tomando los terminales de salida en contactos

metalizados practicados sobre la capa, para ajustes desde el exterior, por lo que

integran el grupo de los potencimetros. Como caractersticas importantes:

Bajas tolerancias: +/- 5%, +/- 2%, +/- 1%.

Potencias desde 0,25W a 4W.

Muy bajo ruido de fondo.


23/24


CURSO

2013

23

Buena linealidad:0,05%.

Potencimetros de Capa Tipo Cermet

La capa est constituida por mezcla aglomerada de materiales vtreos y metales

nobles, depositada sobre un substrato de cermica. Las principales aplicaciones

son para ajustes por lo que concluimos que pertenecen al grupo de los trimmers.

Sus caractersticas principales:

Valores desde 10 a 2M hmios.

Potencias entre 0,5 y 2W.

Elevada precisin en modelos multivuelta.

Muy buena linealidad y resolucin.

Resistencias variables bobinadas de pequea disipacin

La constitucin de este tipo de resistencias es muy parecida a la de las

resistencias bobinadas fijas. Suelen usar los mismos materiales, aleaciones Ni-Cu

para pequeos valores de resistencia, y Ni-Cr para valores altos. Su principal

aplicacin es la limitacin de corriente en circuitos serie, por lo que se pueden

denominar restatos, aunque la potencia que pueden aguantar no es muy

elevada, por lo que tambin los encontraremos en aplicaciones como

potencimetros.

Sus principales caractersticas:

Valores desde 50 hasta 50K hmios.

Tolerancias entre +/-10% y +/-5%.

Potencia nominal entre 0,5 y 8W.

Ruido de fondo despreciable.


24/24


CURSO

2013

Bobinadas De Precisin

En este tipo se usan aleaciones metlicas de pequea resistividad (Au-Ag) en

lugar de aumentar el dimetro del hilo y as conseguir pequeos valores con

reducidas dimensiones. Por sus aplicaciones, a este tipo se les suele denominar

trimmers bobinados.

Sus caractersticas principales:

Valores resistivos de 5 a 100K hmios.

Tolerancias del +/-5% y +/-1%.

Disipacin de potencia de 0,75 a 1,5W.

Linealidad comprendida entre +/-1% y +/-0,15%.

Resolucin del orden de 0,001.

Modelos multivuelta y simples.

Resistencias No Lineales

Estas resistencias se caracterizan porque su valor hmico, que vara de forma no

lineal, es funcin de distintas magnitudes fsicas como puede ser la temperatura,

tensin, luz, campos magnticos, etc.. As estas resistencias estn consideradas

como sensores.

Entre las ms comunes podemos destacar las siguientes:

- Termistores o resistencias NTC y PTC. En ellas la resistencia es funcin de la

temperatura.

- Varistores o resistencias VDR. En ellas la resistencia es funcin de la tensin.

- Fotoresistencias o resistencias LDR. En estas ltimas la resistencia es funcin

de la luz.

Documents

UD 1_ Componentes Electrónicosn rev1.pdf