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viernes, 22 de mayo de 2015

algunos materiales electronicos y sus simbolos

 POTENCIOMETRO O RESISTENCIA VARIABLE

   Son resistencias variables mecánicamente. Los potenciómetros tienen 3 terminales. La conexión de los terminales exteriores hace que funcione como una resistencia fija con un valor igual al máximo que puede alcanzar el potenciómetro. El terminal del medio con el de un extremo hace que funcione como variable al hacer girar una pequeña ruleta. Aquí vemos 2 tipos diferentes, pero que funcionan de la misma forma:

potenciometros

   Cualquier símbolo electrónico que tenga una flecha cruzándole significa que es variable. En este caso una resistencia variable o potenciómetro sería:

simbolo potenciometro

   Para Saber más sobre el potenciómetro te recomendamos este enlace: Potenciómetro.

   LA LDR O RESITENCIA VARIABLE CON LA LUZ

   Resistencia que varía al incidir sobre ella el nivel de luz. Normalmente su resistencia disminuye al aumentar la luz sobre ella. Suelen ser utilizados como sensores de luz ambiental o como una fotocélula que activa un determinado proceso en ausencia o presencia de luz.

ldr

   Cualquier símbolo que tenga flechas hacia el significa que cambia al actuar la luz sobre el. Su símbolo es:

simbolo ldr

   EL TERMISTOR

   Son resistencias que varían su valor en función de la temperatura que alcanzan. Hay dos tipos: la NTC y la PTC.  

   NTC : Aumenta el valor de su resistencia al disminuir la temperatura (negativo).

   PTC: Aumenta el valor de su resistencia al aumentar la temperatura (positivo).

termistor

   Los símbolos son:

   ntcptc

   EL DIODO

   Componente electrónico que permite el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección (polarización directa). Cuando se polariza inversamente no pasa la corriente por él.
diodo

   En el diodo real viene indicado con una franja gris la conexión para que el diodo conduzca. De ánodo a cátodo conduce. De cátodo a ánodo no conduce.

   El símbolo del diodo es el siguiente:

diodo

   Veamos como funcionaría en un circuito con un lámpara. Si en la pila la corriente va del polo positivo (Barra larga) al negativo (barra corta) Tenemos que la lámpara:

polarizacion del diodo

   En el primer caso se dice que está polarizado directamente y en el caso de que no conduzca se dice que está en polarización inversa.

   Para Saber más sobre el diodo te recomendamos este enlace: Diodo.

   EL DIODO LED

   Diodo que emite luz cuando se polariza directamente (patilla larga al +). Estos diodos funcionan con tensiones menores de 2V por lo que es necesario colocar una resistencia en serie con ellos cuando se conectan directamente a una pila de tensión mayor. La patilla larga nos indica el ánodo. Lucirá cuando la patilla larga este conectada al polo positivo.

diodos led

   Su símbolo para los circuitos es el siguiente:

   simbolo diodo led

   Para saber más sobre el diodo led te recomendamos este enlace: Diodo Led.

   EL CONDENSADOR

   Componente que almacena una carga eléctrica, para liberarla posteriormente. La cantidad de carga que almacena se mide en faradios (F). Esta unidad es muy grande por lo que suele usarse el microfaradio (10 elevado a -6 faradios) o el picofaradio (10 elevado a -12 faradios). OJO los condensadores electrolíticos están compuesto de una disolución química corrosiva, y siempre hay que conectarlos con la polaridad correcta.

condensador electrolitico
   Su Símbolo es el siguiente, el primero es un condensador normal y el segundo el símbolo de un condensador electrolítico:

simbolo condensadorcondensador electrolitico
 EL CONDENSADOR COMO TEMPORIZADOR

   Los condensadores suelen utilizarse para temporizar, por ejemplo el tiempo de encendido de una lámpara. ¿Cuanto tiempo estará encendida la lámpara?. Pues lógicamente el tiempo que dure la descarga del condensador sobre ella. Una vez descargado se comporta como un interruptor abierto (hasta que no lo carguemos de nuevo). Normalmente la descarga del condensador sobre un receptor se hace a través de una resistencia, así podemos controlar el tiempo de descarga solo con cambiar el valor de la resistencia. La fórmula del tiempo de carga y descarga de un condensador viene definido por la fórmula T= 5 x R x C. Donde R es el valor de la resistencia en ohmios y C la capacidad del condensador en Faradios.

   Veamos un ejemplo:

circuito condensador

    En este circuito cuando el conmutador este hacia la derecha el condensador se carga. Al cambiarlo a la posición de izquierda se descarga por la resistencia encendiendo el LED el tiempo que dura la descarga (que depende del valor de R y de C).

   Para saber más sobre el condensador te recomendamos este enlace: Condensador.

   EL RELE

   Es un elemento que funciona como un interruptor accionado eléctricamente. Tiene dos circuitos diferenciados. Un circuito de una bobina que cuando es activada por corriente eléctrica cambia el estado de los contactos. Los contactos activarán o desactivarán otro circuito diferente al de activación de la bobina. Puede tener uno o más contactos y estos pueden ser abiertos o cerrados. Aquí puedes ver varios tipos:

rele

   Ahora vas a ver un relé real, un circuito de como se utilizaría un relé y por último su símbolo:

circuito rele

   Fíjate que el relé activa un circuito de una lámpara desde otro circuito diferente. Esto es muy útil cuando el circuito de la lámpara trabajará, por ejemplo a mucha tensión, podríamos activarlo desde un circuito externo al de la lámpara, el del relé, que trabajaría a mucha menos tensión, y por lo tanto mucho menos peligroso.

   Otro Ejemplo. Vamos hacer un circuito para el retardo del encendido de una bombilla, mediante un condensador y un relé:

retardo encendido bombilla con rele

   El condensador activa la bobina del relé cerrándose el contacto. Cuando se descarga la bobina no recibe corriente y el contacto del relé se abre.

   DIVISOR DE TENSIÓN

divisor de tension

   En este circuito para una tensión de entrada fija la tensión de salida dependerá del valor de la resistencia variable de la parte de arriba. Al aumentar la resistencia del potenciómetro aumentará la tensión en él ya que Potenciómetro= Ip x Rp . y la tensión de salida será menor ya que la suma de las 2 tensiones (la del potenciómetro y la de la resistencia fija) siempre será igual a la tensión de entrada. 

   Conclusión a mayor resistencia en la parte de arriba menor tensión de salida (en la parte de abajo). Si ahora cambiáramos el potenciómetro por la resistencia (potenciómetro abajo y resistencia fija arriba) la tensión de salida al aumentar la tensión del potenciómetro sería mayor, es decir al revés del circuito anterior de la figura.( 2 Re. Fijas).

   EL TRANSISTOR

   Es un componente electrónico que podemos considerarlo como un interruptor o como un amplificador. Como un interruptor por que deja o no deja pasarla corriente, y como amplificador por que con una pequeña corriente (en la base) pasa una corriente mucho mayor (entre el emisor y el colector). La forma de trabajar de un transistor puede ser de 3 formas distintas.

transistor

   -En activa : deja pasar mas o menos corriente.

   -En corte: no deja pasar la corriente.

   -En saturación: deja pasar toda la corriente Veamos un símil hidráulico (con agua).

   Símil hidráulico: Vamos a ver como funciona comparándolo con una llave de agua siendo el agua la corriente en la realidad y la llave el transistor.
simil transistor

   La llave es un muelle de cierre que se activa por la presión que actúa sobre él a través del agua de la tubería B. 

   -Funcionamiento en corte: si no hay presión en B (no pasa agua por su tubería) no se abre la válvula y no se produce un paso de fluido desde E (emisor) hacia C (colector). 

   -Funcionamiento en activa: si llega algo de presión a la base B, se abrirá la válvula en función de la presión que llegue, pasando agua desde E hacia C. 

   -Funcionamiento en saturación: si llega suficiente presión por B se abre totalmente la válvula y todo el agua podrá pasar desde E hasta B (la máxima cantidad posible).

   Como vemos en un transistor con una pequeña corriente por la base B conseguimos una circulación mucho mayor de corriente desde el emisor al colector (amplificador de corriente), pero cuando no pasa nada de corriente por la base funciona como un interruptor cerrado, y cuando tiene la corriente de la base máxima su funcionamiento es como un interruptor abierto. Podemos considerarlo un interruptor accionado eléctricamente (corriente por B se abre).

transistor amplificador

   Hay una gama muy amplia de transistores por lo que antes de conectar deberemos identificar sus 3 patillas y saber si es PNP o NPN. En los transistores NPN se deba conectar al polo positivo el colector y la base, y en los PNP el colector y la base al polo negativo.

   Veamos su símbolos, el NPN y el PNP:

transistor npntransistor pnp

   Para saber más sobre el transistor te recomendamos este enlace: El Transistor.

   Comprobador del Patillaje de los Transistores

   Antes de comenzar las prácticas es aconsejable disponer de un comprobador del patillaje de los transistores, para saber si el transistor está en buen estado o está estropeado (ya que suelen fallar bastante, o quemarse con bastante facilidad).

   En caso de no disponer del comprobador, se puede construir uno con el siguiente circuito, pero no es necesario ni imprescindible:

comprobador patillas transistor

   Ahora vamos a ver varios circuitos sencillos.

   CIRCUITO DE ALARMA POR ROTURA DE CABLE

alarma por rotura de cable

   Cuando el cable se rompe el transistor se activa y la alarma suena. Mientras el cable este sin romperse la corriente pasará por el circuito exterior, que tiene menos resistencia, y al transistor no le llega corriente a la base, conclusión, el transistor no se activará y no sonará la alarma en serie con el.


   SENSIBLE LUZ PARA UN MOTOR

luz motor

   Cuando le ponemos luz a la LDR naja la resistencia y pasará mas corriente por la base hasta que sea la suficiente para activarlo. En ese momento el motor comenzará a funcionar. Si tenemos poca luz, la LDR tiene mucha resistencia y pasa poca corriente lo que implica que no le llega la suficiente corriente a la base del transistor.

   CIRCUITO SENSIBLE AL TACTO

circuito sensible al tacto

   Cuando ponemos un dedo sobre los 2 sensores pasará una pequeña cantidad de corriente hacia la base del transistor, corriente aunque pequeña pero suficiente para activarlo y pasar activar el motor. Los 2 transistores conectados de esa forma se llama conexión Darlington. Sirve para amplificar la corriente de salida de los transistores.

   DETECTOR DE FRIO

detector de frio

   Cuando enfriamos la NTC aumenta mucho su resistencia y la corriente irá por la base del transistor activándolo y se encenderá el LED. Si la temperatura en la NTC es muy elevada tendrá poca resistencia y solo pasará corriente por el circuito externo, si pasar por la base del transistor.

   DETECTOR DE CALOR

detector de calor

   Al conectar de esta otra forma la NTC cuando aumentamos la temperatura en la NTC disminuye la resistencia e irá aumentando la corriente por la base. Llegará un momento que la corriente sea lo suficientemente grande como para activar el transistor y encenderse el LED.

viernes, 17 de abril de 2015

RESISTENCIA ELECTRONICA


Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemánGeorg Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.
Para un conductor de tipo cable, la resistencia está dada por la siguiente fórmula:
 R = \rho { \ell \over S }
Donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material, \ell es la longitud del cable y S el área de la sección transversal del mismo.
La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal).
Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual con la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición, en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmnímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.
Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así:1
R = {V \over I}
Donde R es la resistencia en ohmiosV es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.
También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a su resistencia"
Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductoresaislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.

COMPORTAMIENTO CON CORRIENTE CONTINUA

Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la misma forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en calor por efecto Joule. La ley de Ohm para corriente continua establece que:
R = {V \over I} \;
donde R es la resistencia en ohmiosV es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.

COMPORTAMIENTO CON CORRIENTE ALTERNA

Figura 3. Diagramafasorial.
Como se ha comentado anteriormente, una resistencia real muestra un comportamiento diferente del que se observaría en una resistencia ideal si la intensidad que la atraviesa no es continua. En el caso de que la señal aplicada sea senoidal, corriente alterna (CA), a bajas frecuencias se observa que una resistencia real se comportará de forma muy similar a como lo haría en CC, siendo despreciables las diferencias. En altas frecuencias el comportamiento es diferente, aumentando en la medida en la que aumenta la frecuencia aplicada, lo que se explica fundamentalmente por los efectos inductivos que producen los materiales que conforman la resistencia real.
Por ejemplo, en una resistencia de carbón los efectos inductivos solo provienen de los propios terminales de conexión del dispositivo mientras que en una resistencia de tipo bobinado estos efectos se incrementan por el devanado de hilo resistivo alrededor del soporte cerámico, además de aparecer una cierta componente capacitiva si la frecuencia es especialmente elevada. En estos casos, para analizar los circuitos, la resistencia real se sustituye por una asociación serie formada por una resistencia ideal y por una bobina también ideal, aunque a veces también se les puede añadir un pequeño condensador ideal en paralelo con dicha asociación serie. En los conductores, además, aparecen otros efectos entre los que cabe destacar el efecto pelicular.

Asociación de resistencias


Resistencia equivalente[editar]


Asociación en serie
[editar]Se denomina resistencia equivalente de una asociación respecto de dos puntos A y B, a aquella que conectada a la misma diferencia de potencial, UAB, demanda la misma intensidadI (ver figura 4). Esto significa que ante las mismas condiciones, la asociación y su resistencia equivalente disipan la misma potencia.
Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma corriente.
Para determinar la resistencia equivalente de una asociación serie imaginaremos que ambas, figuras 4a) y 4c), están conectadas a la misma diferencia de potencial, UAB. Si aplicamos la segunda ley de Kirchhoff a la asociación en serie tendremos:
U_{AB} = U_1 + U_2 +...+ U_n \,
Aplicando la ley de Ohm:
U_{AB} = IR_1 + IR_2 +...+ IR_n = I(R_1 + R_2 +...+ R_n) \,
En la resistencia equivalente:
U_{AB} = IR_{AB} \,
Finalmente, igualando ambas ecuaciones se obtiene que:
IR_{AB} = I(R_1 + R_2 +...+ R_n) \,
Y eliminando la intensidad:
R_{AB} = R_1 + R_2 +...+ R_n = \sum_{k=1}^n R_k
Por lo tanto, la resistencia equivalente a n resistencias montadas en serie es igual a la sumatoria de dichas resistencias.

Asociación en paralelo

Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, UAB, todas las resistencias tienen la misma caída de tensión, UAB.
Para determinar la resistencia equivalente de una asociación en paralelo imaginaremos que ambas, figuras 4b) y 4c), están conectadas a la misma diferencia de potencial mencionada, UAB, lo que originará una misma demanda de corriente eléctrica, I. Esta corriente se repartirá en la asociación por cada una de sus resistencias de acuerdo con la primera ley de Kirchhoff:
{I} = {I_1} + {I_2} + ... + {I_n} \,
Aplicando la ley de Ohm:
{I} = {U_{AB} \over R_1} + {U_{AB} \over R_2} + ... + {U_{AB} \over R_n} = U_{AB}\left({1 \over R_1} + {1 \over R_2} + ... + {1 \over R_n}\right) \,
En la resistencia equivalente se cumple:
I=U_{AB}/R_{AB} \,
Igualando ambas ecuaciones y eliminando la tensión UAB:
{1 \over R_{AB}} = {1 \over R_1} + {1 \over R_2} + ... + {1 \over R_n}
De donde:
R_{AB} = {1 \over \sum_{k=1}^n {1 \over R_k} }

Asociación mixta


A veces una asociación mixta es necesaria ponerla en modo texto. Para ello se utilizan los símbolos "+" y "//" para designar las asociaciones serie y paralelo respectivamente. Así con
 (R1 + R2) se indica que R1 y R2 están en serie mientras que con (R1//R2) que están en paralelo. De acuerdo con ello, las asociaciones de la figura 5 se pondrían del siguiente modo:En una asociación mixta podemos encontrarnos conjuntos de resistencias en serie con conjuntos de resistencias en paralelo. En la figura 5 pueden observarse tres ejemplos de asociaciones mixtas con cuatro resistencias.
a) (R1//R2)+(R3//R4)
b) (R1+R3)//(R2+R4)
c) ((R1+R2)//R3)+R4

miércoles, 15 de abril de 2015

CIRCUITO INTEGRADO

Resultado de imagen para circuito integrado
Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una estructura de pequeñas dimensiones de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálico sapropiados para hacer conexión entre el CI y un circuito impreso

HISTORIA
En abril de 1949, el ingeniero alemán Werner Jacobi1 (Siemens AG) completa la primera solicitud de patente para circuitos integrados con dispositivos amplificadores de semiconductores. Jacobi realizó una típica aplicación industrial para su patente, la cual no fue registrada.
Más tarde, la integración de circuitos fue conceptualizada por el científico de radares Geoffrey Dummer (1909-2002), que estaba trabajando para la Royal Radar Establishment del Ministerio de Defensa Británico, a finales de la década de 1940 y principios de la década de 1950.
El primer circuito integrado fue desarrollado en 1959 por el ingeniero Jack S. Kilby1 (1923-2005) pocos meses después de haber sido contratado por la firma Texas Instruments. Se trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma base semiconductora para formar un oscilador de rotación de fase.
En el año 1990 Kilby fue galardonado con el Premio Nobel de Física por la enorme contribución de su invento al desarrollo de la tecnología.2
Robert Noyce desarrolló su propio circuito integrado, que patentó unos seis meses después. Además resolvió algunos problemas prácticos que poseía el circuito de Kilby, como el de la interconexión de todos los componentes; al simplificar la estructura del chip mediante la adición de metal en una capa final y la eliminación de algunas de las conexiones, el circuito integrado se hizo más adecuado para su producción en masa. Además de ser uno de los pioneros del circuito integrado, Robert Noyce también fue uno de los co-fundadores de Intel Corporation, uno de los mayores fabricantes de circuitos integrados del mundo.3
Los circuitos integrados se encuentran en todos los aparatos electrónicos modernos, tales como relojes, automóviles, televisores, reproductores MP3, teléfonos móviles, computadoras, equipos médicos, etc.
El desarrollo de los circuitos integrados fue posible gracias a descubrimientos experimentales que demostraron que los semiconductor, particularmente los transistores, pueden realizar algunas de las funciones de las válvulas de vacío.
La integración de grandes cantidades de diminutos transistores en pequeños chips fue un enorme avance sobre el ensamblaje manual de los tubos de vacío (válvulas) y en la fabricación de circuitos electrónicos utilizando componentes discretos.
La capacidad de producción masiva de circuitos integrados, su confiabilidad y la facilidad de agregarles complejidad, llevó a su estandarización, reemplazando circuitos completos con diseños que utilizaban transistores discretos, y además, llevando rápidamente a la obsolescencia a las válvulas o tubos de vacío.
Son tres las ventajas más importantes que tienen los circuitos integrados sobre los circuitos electrónicos construidos con componentes discretos: su menor costo; su mayor eficiencia energética y su reducido tamaño. El bajo costo es debido a que los CI son fabricados siendo impresos como una sola pieza por fotolitografía a partir de una oblea, generalmente de silicio, permitiendo la producción en cadena de grandes cantidades, con una muy baja tasa de defectos. La elevada eficiencia se debe a que, dada la miniaturización de todos sus componentes, el consumo de energía es considerablemente menor, a iguales condiciones de funcionamiento que un circuito electrónico homólogo fabricado con componentes discretos. Finalmente, el más notable atributo, es su reducido tamaño en relación a los circuitos discretos; para ilustrar esto: un circuito integrado puede contener desde miles hasta varios millones de transistores en unos pocos milímetros cuadrados4 .
Los avances que hicieron posible el circuito integrado han sido, fundamentalmente, los desarrollos en la fabricación de dispositivos semiconductores a mediados del siglo XX y los descubrimientos experimentales que mostraron que estos dispositivos podían reemplazar las funciones de las válvulas o tubos de vacío, que se volvieron rápidamente obsoletos al no poder competir con el pequeño tamaño, el consumo de energía moderado, los tiempos de conmutación mínimos, la confiabilidad, la capacidad de producción en masa y la versatilidad de los CI.5
Entre los circuitos integrados más complejos y avanzados se encuentran los microprocesadores, que controlan numerosos aparatos, desde teléfonos móviles y hornos a microondas hastacomputadoras. Los chips de memorias digitales son otra familia de circuitos integrados, de importancia crucial para la moderna sociedad de la información. Mientras que el costo de diseñar y desarrollar un circuito integrado complejo es bastante alto, cuando se reparte entre millones de unidades de producción, el costo individual de los CIs por lo general se reduce al mínimo. La eficiencia de los CI es alta debido a que el pequeño tamaño de los chips permite cortas conexiones que posibilitan la utilización de lógica de bajo consumo (como es el caso de CMOS), y con altas velocidades de conmutación.
A medida que transcurren los años, los circuitos integrados van evolucionando: se fabrican en tamaños cada vez más pequeños, con mejores características y prestaciones, mejoran sueficiencia y su eficacia, y se permite así que mayor cantidad de elementos sean empaquetados (integrados) en un mismo chip (véase la ley de Moore). Al tiempo que el tamaño se reduce, otras cualidades también mejoran (el costo y el consumo de energía disminuyen, y a la vez aumenta el rendimiento). Aunque estas ganancias son aparentemente para el usuario final, existe una feroz competencia entre los fabricantes para utilizar geometrías cada vez más delgadas. Este proceso, y lo esperado para los próximos años, está muy bien descrito por la International Technology Roadmap for Semiconductors. 6