Download Código de colores - tecnologiafuentenueva

Electrónica
Industrial
Tecnología
Resistencias
La función de las resistencias es oponerse al paso de la comente eléctrica. Su
magnitud se mide en ohmios ( ) y pueden ser variables o fijas.
— El valor de las resistencias variables puede ajustarse dentro de
unos márgenes y se utilizan para regular el valor óhmico de un
componente (fig. 3).
— Las resistencias fijas se suelen utilizar para distribuir la tensión
del circuito (fig. 4) y para limitar la circulación de la comente (fig. 5).
3v
Fig. 3. Resistencia.
Al variar la resistencia entre O y 300 , la
lámpara reduce su intensidad.
Fig. 4. Montaje de una resistencia en serie.
Fig. 5. Montaje de una resistencia en paralelo.
Código de colores
Al observar una resistencia comercial, en la
mayoría de los casos podemos ver que tanto la
resistencia como la tolerancia están indicadas
mediante un código de colores, que se lee de
izquierda a derecha.
Determinación del valor de una resistencia
Para determinar el valor de una resistencia que
está marcada con el código de colores, debemos
seguir estos pasos:
— Leemos la franja de la tolerancia, que está
representada por el color situado más a la
derecha.
— Después leemos el valor nominal de la
resistencia:
• El color de la primera franja de la izquierda
indica la primera cifra significativa.
• La segunda franja de color, la segunda cifra
significativa.
• La tercera franja de color, el número de ceros
que van detrás de las cifras anteriores.
Dpto. de Tecnología. I.E.S. Cristóbal de Monroy.
1
Electrónica
Industrial
Tecnología
Condensadores
El condensador está formado por dos placas metálicas denominadas armaduras,
separadas por un material aislante o dieléctrico. Tiene como función almacenar
cargas eléctricas para cederlas en el momento deseado. El valor de su capacidad
se mide en faradios (F).
Tipos de condensadores
Al aplicar una tensión a las armaduras, la corriente entre ellas no se establece, ya
que lo impide el dieléctrico, pero sí se produce un efecto de acumulación de carga
eléctrica en ellas.
Al igual que las resistencias, los
condensadores pueden ser variables o
fijos.
Cuando las armaduras se ponen en contacto mediante un circuito externo, se
produce una descarga a través de él (fig. 6).
El condensador adquiere carga
instantáneamente al conectarlo a
una pila de 9V.
La lámpara luce un breve instante
mientras el condensador se descarga.
Fig. 6. Circuito elemental de carga y descarga de un condensador.
En el circuito de la figura 7 se ha sustituido la resistencia R por otras dos, montadas de forma diferente.
Fig. 7. La resolución de circuitos con resistencias se basa en la ley de Ohm.
— Identifica el tipo de montaje realizado en cada caso.
— Calcula el valor de las resistencias R2 y R4 para que la intensidad de corriente I tenga el mismo valor en los tres
circuitos.
Los condensadores cerámicos y los de poliéster pueden utilizarse en circuitos de corriente continua o alterna. En cambio,
los electrolíticos sólo pueden utilizarse con corriente continua.
— Averigua la razón de este diferente comportamiento.
Dpto. de Tecnología. I.E.S. Cristóbal de Monroy.
2
Electrónica
Industrial
Tecnología
SEMICONDUCTORES.Los semiconductores presentan enlace
covalente. La ausencia de un electrón en un
enlace se representa por un hueco y aunque no
sea exactamente cierto, por contraposición con
aquél, le asignaremos carga positiva de igual
magnitud
que
la
del
electrón.
Los
semiconductores más importantes utilizados en
dispositivos electrónicos son el silicio y el
germanio, y últimamente se tiende a usar el
arseniuro de galio.
Veamos a continuación la estructura
cristalina del germanio, utilizando una representación superficial simplificada en la que cuatro de
las cargas del núcleo y de las capas interiores de
la corteza se equilibran con los electrones de la
última capa o de valencia. Su estudio se hace
extensivo a la teoría de semiconductores.
El cristal de germanio se presenta
en forma de tetraedro con un átomo en
cada vértice.
Los
electrones
de
valencia
están
fuertemente ligados al núcleo y el cristal
presenta
baja
conductividad,
comportándose como un aislante a bajas
temperaturas.
A temperatura ambiente y debido a
la energía térmica suministrada, se rompen
algunos enlaces, por lo que es posible
establecer la conducción ya que los
electrones libres son capaces de moverse
por el interior del cristal, si se le aplica un
campo eléctrico.
La ausencia del electrón en el enlace se representa por un hueco susceptible de ser ocupado o
llenado por otro electrón, contribuyendo así a la conductividad o movilidad entre ellos.
Implícitamente hemos aceptado que el silicio o el germanio se encuentran en estado puro
Dpto. de Tecnología. I.E.S. Cristóbal de Monroy.
3
Electrónica
Industrial
Tecnología
recibiendo entonces la denominación de semiconductores intrínsecos (poseen un átomo de impureza por
cada 1011 átomos de semiconductor, ya que es prácticamente imposible purificarlos al 100 por 100).
En una clasificación de semiconductores existen también los llamados semiconductores
extrínsecos:
1º.- Añadiendo al Ge puro sustancias que poseen cinco electrones de valencia como Sb, P o As.
2.- Añadiendo al Ge sustancias que tengan tres electrones de valencia, tales como B, Ga o In.
En el primer caso, a las impurezas se las llama donadoras o tipo N, por «donar» electrones libres,
que serán portadores disponibles de corriente capaces de vagar por el cristal, dando origen a los
semiconductores tipo N.
En el segundo caso, las impurezas reciben la denominación de aceptadoras o tipo P, por dar lugar
a la aparición de huecos disponibles que aceptan electrones, dando origen a los semiconductores tipo P.
En ambos tipos de cristales hablamos de electrones y huecos, debido a que por generación térmica
en todo cristal aparecen pares electrón-hueco. Dichos pares dan lugar a los llamados portadores
minoritarios en los semiconductores dopados.
Unión P-N
Si en un único material semiconductor, ya sea de germanio o de silicio, se introducen impurezas
tipo P en un extremo e impurezas tipo N en el otro se obtiene una unión P-N.
En la zona P existen
iones
negativos
y
huecos
mientras que en la zona N hay
iones positivos y electrones.
Al realizarse la unión, se
produce
una
difusión
de
electrones hacia la zona P y de
huecos hacia la zona N para
recombinarse entre ellos, hasta el
momento en que en la zona P
haya una concentración de cargas
negativas y en la zona N de
cargas positivas, que interrumpe
la difusión por establecerse un
campo eléctrico o barrera de
potencial que impide el paso de
cargas eléctricas a no ser que se
les comunique una energía
suficiente.
En la Figura se observa
la nueva disposición de la unión
P-N
Dpto. de Tecnología. I.E.S. Cristóbal de Monroy.
4
Electrónica
Industrial
Tecnología
POLARIZACIÓN DIRECTA E INVERSA
Si aplicamos una d.d.p. en el sentido que se muestra en la Figura l.8a, conseguimos dar a los
electrones la energía necesaria para superar la barrera de potencial y llegar a la zona P (imaginemos lo
mismo para los huecos en su trayecto hacia la zona N). Por el circuito exterior fluye entonces una corriente
relativamente grande, llamada corriente directa (IF), que estará formada por portadores mayoritarios
(huecos en la región P y electrones en la región N).
Si se invierte la polaridad de la pila, Figura 1 .8b, obligamos a los electrones de la región N y a los
huecos de la región P a alejarse de la unión, impidiendo, por tanto, su posible recombinación. La corriente
que circula es prácticamente nula, pues es debida a los portadores minoritarios de las regiones (huecos de
la región N y electrones de la zona P) y se denomina corriente inversa (IR) que, cuando se hace constante
e independiente de la tensión inversa aplicada, recibe el nombre de corriente inversa de saturación.
Componentes semiconductores
Los componentes semiconductores de un circuito electrónico pueden
desempeñar diferentes funciones según su forma de montaje y su
estructura interna.
Los semiconductores son materiales que en condiciones normales
no conducen la corriente eléctrica, pero que se convierten en
conductores al cambiar estas condiciones con la aplicación de una
fuente de energía eléctrica, térmica o luminosa, o mediante su
dopado (unión de estos materiales con otros, como el arsénico, el
antimonio, etc.).
Los materiales semiconductores más utilizados son el selenio, el
germanio y, sobre todo, el silicio.
Según el tipo de materiales que se utilice en el dopado, podemos
obtener
dos
tipos
de
cristales
semiconductores:
los
electropositivos, llamados de tipo P, y los electronegativos o de
tipo N (fig. 8).
Fig. 9. Comportamiento de un
diodo según la forma de
polarización.
Los efectos producidos por estos materiales y la unión de dos o más
cristales del tipo P y N han generado la aparición de un gran número
de componentes semiconductores, como el diodo, el transistor y las
resistencias sensibles a la luz, la temperatura y la tensión.
Dpto. de Tecnología. I.E.S. Cristóbal de Monroy.
5
Electrónica
Industrial
La polarización directa se produce cuando el polo positivo de
la pila se une al ánodo y el negativo al cátodo. En este caso el
diodo se comporta como un conductor y deja pasar la corriente
eléctrica.
Tecnología
La polarización inversa se consigue conectando el polo
negativo de la pila al ánodo y el positivo al cátodo. En este caso
el diodo se comporta como un aislante y no permite el paso de
la corriente.
El diodo
Es uno de los componentes más empleados en los circuitos electrónicos. Está formado por la unión de
dos cristales semiconductores: uno de tipo N, llamado cátodo, y otro de tipo P, denominado ánodo.
Cuando se conecta una fuente de tensión entre los dos terminales, el diodo se polariza. La polarización
puede ser directa o inversa (fig. 9).
Entre la variedad de diodos que se fabrican, podemos destacar por su gran utilización los diodos
rectificadores (fig. 10) y los diodos LED (fig. 11).
Dpto. de Tecnología. I.E.S. Cristóbal de Monroy.
6
Electrónica
Industrial
Tecnología
Características:
Características:
• Permite la rectificación de la corriente alterna,
transformándola en continua.
• Emite luz al ser polarizado directamente.
• Se emplea para señalización luminosa.
• Polarizado directamente, conduce a partir de una
tensión entre 0,2 y 0,8 V.
• Se fabrican en varios colores: rojos, verdes,
amarillos, azules, y también de infrarrojos.
• Su encapsulado puede ser de plástico, de metal
o cerámico dependiendo de su potencia.
• Precisa de una tensión mínima para emitir luz
(de 1,5 a 2 voltios). Para conseguirla, puede
intercalarse una resistencia en serie.
• El cátodo siempre va marcado de forma que
permite su reconocimiento.
• Se identifican mediante un código alfanuméríco.
Existen tablas de equivalencia que indican el
tipo de diodo más adecuado a cada circuito y
función.
• El cátodo se identifica fácilmente observando el
interior de la cápsula (lado plano) o la longitud
de
los
terminales
(terminal
corto).
Fig. 10.
Fig. 11.
Dpto. de Tecnología. I.E.S. Cristóbal de Monroy.
7
Electrónica
Dpto. de Tecnología. I.E.S. Cristóbal de Monroy.
Tecnología Industrial