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Escuelas Técnicas Raggio
Especialidad Electrotecnia
Apunte teórico práctico
Tecnología
Segundo Año
ESCUELAS TÉCNICAS RAGGIO
TECNOLOGÍA
2º AÑO DE LA ESPECIALIDAD DE ELECTROTECNIA
Unidad Nº 1
Simbología utilizada en circuitos eléctricos
Con el fin de facilitar la ejecución de los proyectos eléctricos existe una normalización de los
símbolos con que se consignan los distintos elementos en los planos de esos proyectos, en cada
actividad o rubro se adecua esta simbología facilitando así la inmediata comprensión de cualquier
persona que trabaje en dichos proyectos evitando así errores que producirían demoras y costo
adicionales.
Los símbolos más utilizados en instalaciones eléctricas son los siguientes:
Símbolo
Descripción
Objeto por ejemplo:
- Equipo
- Dispositivo
- Unidad funcional
- Componente
- Función Deben incorporarse al símbolo o situarse en su proximidad
otros símbolos o descripciones apropiadas para precisar el tipo de
objeto.
Si la representación lo exige se puede utilizar un contorno de otra
forma
Pantalla , Blindaje
Por ejemplo, para reducir la penetración de campos eléctricos o
electromagnéticos.
El símbolo debe dibujarse con la forma que convenga.
Conductor
Conductor Se pueden dar informaciones complementarias.
Ejemplo: circuito de corriente trifásica, 380 V, 50 Hz, tres
conductores de 120 mm2, con hilo neutro de 70 mm2
Conductores (unifilar) Las dos representaciones son correctas
Ejemplo: 3 conductores
Conexión flexible
Conductor apantallado
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TECNOLOGIA -2º Año
2
Cable coaxial
Conexión trenzada Se muestran 3 conexiones
Unión Punto de conexión
Terminal
Regleta de terminales Se pueden añadir marcas de terminales
Conexión en T
Unión doble de conductores La forma 2 se debe utilizar solamente si
es necesario por razones de representación.
Caja de empalme, se muestra con tres conductores con conexiones
T. Representación multilineal.
Caja de empalme, se muestra con tres conductores con conexiones
T. Representación unifiliar.
Corriente continua
Corriente alterna
Corriente rectificada con componente alterna. (Si es necesario
distinguirla de una corriente rectificada y filtrada)
Polaridad positiva
Polaridad negativa
Neutro
Tierra Se puede dar información adicional sobre el estado de la tierra
si su finalidad no es evidente.
Masa, Chasis Se puede omitir completa o parcialmente las rayas si
no existe ambigüedad. Si se omiten, la línea de masa debe ser más
gruesa.
3
TECNOLOGIA -2º Año
3
Equipotencialidad
Contacto hembra (de una base o de una clavija).Base de enchufe.
En una representación unifilar, el símbolo indica la parte hembra de
un conector multicontacto.
Contacto macho (de una base o de una clavija).Clavija de enchufe.
En una representación unifilar, el símbolo indica la parte macho de
un conector multicontacto.
Base y Clavija
Base y Clavija multipolares El símbolo se muestra en una
representación multifilar con 3 contactos hembra y 3 contactos
macho.
Base y Clavija multipolares El símbolo se muestra en una
representación unifilar con 3 contactos hembra y 3 contactos macho.
Conector a presión
Clavija y conector tipo jack
Clavija y conector tipo jack con contactos de ruptura
Base con contacto para conductor de protección
Toma de corriente múltiple El símbolo representa 3 contactos
hembra con conductor de protección
Base de enchufe con interruptor unipolar
Base de enchufe (telecomunicaciones). Símbolo general. Las
designaciones se pueden utilizar para distinguir diferentes tipos de
tomas: TP = teléfono FX = telefax M = micrófono FM = modulación
de frecuencia TV = televisión
Punto de salida para aparato de iluminación Símbolo representado
con cableado.
Lámpara, símbolo general.
Luminaria, símbolo general. Lámpara fluorescente, símbolo general.
4
TECNOLOGIA -2º Año
4
Luminaria con tres tubos fluorescentes (multifilar)
Luminaria con cinco tubos fluorescentes (unifilar)
Resistencia, símbolo general.
Fotorresistencia
Resistencia variable
Resistencia variable de valor preajustado
Potenciómetro con contacto móvil
Resistencia dependiente de la tensión
Elemento calefactor
Condensador, símbolo general.
Condensador polarizado, condensador electrolítico.
Condensador variable
Condensador con ajuste predeterminado
Bobina, símbolo general, inductancia, arrollamiento o reactancia
Bobina con núcleo magnético
Bobina con tomas fijas, se muestra una toma intermedia.
Interruptor normalmente abierto (NA). Cualquiera de los dos
símbolos es válido.
Interruptor normalmente cerrado (NC).
Interruptor automático. Símbolo general.
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TECNOLOGIA -2º Año
5
Interruptor. Unifilar.
Interruptor con luz piloto. Unifilar.
Interruptor unipolar con tiempo de conexión limitado. Unifilar.
Interruptor graduador. Unifilar.
Regulador de intensidad luminosa.
Interruptor bipolar. Unifilar.
Conmutador
Conmutador unipolar. Unifilar. Por ejemplo, para los diferentes
niveles de iluminación.
Interruptor unipolar de dos posiciones. Conmutador de vaivén.
Unifilar.
Conmutador con posicionamiento intermedio de corte.
Conmutador intermedio. Conmutador de cruce. Unifilar. Diagrama
equivalente de circuitos.
Pulsador normalmente cerrado
Pulsador normalmente abierto
Pulsador. Unifilar.
Pulsador con lámpara indicadora. Unifilar.
Calentador de agua. Símbolo representado con cableado.
Ventilador. Símbolo representado con cableado.
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TECNOLOGIA -2º Año
6
Cerradura eléctrica
Interfono. Por ejemplo: intercomunicador.
Fusible
Fusible-Interruptor
Pararrayos
Interruptor automático diferencial. Representado por dos polos.
Interruptor automático magnetotérmico o guardamotor. Representado
por tres polos.
Interruptor automático de máxima intensidad. Interruptor automático
magnético.
Dispositivos de conmutación de potencia, relés, contactos y accionamientos
La obtención de los distintos símbolos se forman a partir de la combinación de acoplamientos, accionadores y otros
símbolos básicos. A continuación se muestran los más importantes y luego algunos de los símbolos más comunes.
Relevadores (Relay o Relé)
Símbolo
Descripción
Bobina de relé, contactor u otro dispositivo de mando, símbolo
general. Cualquiera de los dos símbolos es válido. Si un dispositivo
tiene varios devanados, se puede indicar añadiendo el número de
trazos inclinados en el interior del símbolo.
Ejemplo: Dispositivo de mando con dos devanados separados. Forma
1 y forma 2
Dispositivo de mando retardado a la desconexión. Desconexión
retardada al activar el mando.
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TECNOLOGIA -2º Año
7
Dispositivo de mando retardado a la conexión. Conexión retardada al
activar el mando.
Dispositivo de mando retardado a la conexión y a la desconexión.
Conexión retardada al activar el mando y también al desactivarlo.
Mando de un relé rápido. Conexión y desconexión rápidas (relés
especiales).
Mando de un relé de enclavamiento mecánico. Telerruptor
Mando de un relé polarizado.
Mando de un relé de remanencia.
Mando de un relé electrónico.
Bobina de una electroválvula.
Contactos de elementos de control
Símbolo
Descripción
Interruptor normalmente abierto (NA).
Interruptor normalmente cerrado (NC).
Conmutador.
Contacto inversor solapado. Cierra el NO antes de abrir NC
Contacto de paso, con cierre momentáneo cuando su dispositivo
de control se activa.
Contacto de paso, con cierre momentáneo cuando su dispositivo
de control se desactiva.
Contacto de paso, con cierre momentáneo cuando su dispositivo
de control se activa o se desactiva.
Contacto (de un conjunto de varios contactos) de cierre
adelantado respecto a los demás contactos del conjunto.
Contacto (de un conjunto de varios contactos) de cierre
retrasado respecto a los demás contactos del conjunto.
Contacto (de un conjunto de varios contactos) de apertura
retrasada respecto a los demás contactos del conjunto.
8
TECNOLOGIA -2º Año
8
Contacto (de un conjunto de varios contactos) de apertura
adelantada respecto a los demás contactos del conjunto.
Contacto de cierre retardado a la conexión de su dispositivo de
mando. Temporizador a la conexión
Contacto de cierre retardado a la desconexión de su dispositivo
de mando. Temporizador a la desconexión
Contacto de apertura retardado a la conexión de su dispositivo
de mando. Temporizador a la conexión
Contacto de apertura retardado a la desconexión de su
dispositivo de mando. Temporizador a la desconexión
Contacto de cierre retardado a la conexión y también a la
desconexión de su dispositivo de mando.
Contacto de cierre con retorno automático.
Contacto de apertura con retorno automático.
Contacto auxiliar de cierre autoaccionado por un relé térmico.
Contacto auxiliar de apertura autoaccionado por un relé térmico.
Contactos de accionadores de mando manual
Símbolo
Descripción
Contacto de cierre de control manual, símbolo general
Interruptor de mando
Pulsador normalmente abierto.(retorno automático)
Pulsador normalmente cerrado.(retorno automático)
Interruptor girador.
Interruptor de giro con contacto de cierre.
Interruptor de giro con contacto de apertura.
Elementos captadores de campo
Símbolo
9
Descripción
TECNOLOGIA -2º Año
9
Contacto de cierre de un interruptor de posición. Contacto NO de un final de carrera
Contacto de apertura de un interruptor de posición. Contacto NC de un final de carrera
Contacto de apertura de un interruptor de posición con maniobra positiva de apertura.
Final de carrera de seguridad.
Interruptor sensible al contacto con contacto de cierre.
Interruptor de proximidad con contacto de cierre. Sensor inductivo de materiales metálicos
Interruptor de proximidad con contacto de cierre accionado por imán.
Interruptor de proximidad de materiales férricos con contacto de apertura. Detector de
proximidad de hierro (Fe)
Termopar, representado con los símbolos de polaridad.
Termopar la polaridad se indica con el trazo más grueso en uno de sus terminales (polo
negativo)
Interruptor de nivel de un fluido.
Interruptor de caudal de un fluido (interruptor de flujo)
Interruptor de caudal de un gas
Interruptor accionado por presión (presostato)
Interruptor accionado por temperatura (termostato)
Elementos de potencia
Símbolo
Descripción
Contactor, contacto principal de cierre de un contactor. Contacto
abierto en reposo.
Contactor, contacto principal de apertura de un contactor.
Contacto cerrado en reposo.
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TECNOLOGIA -2º Año
10
Contactor con desconexión automática provocada por un relé de
medida o un disparador incorporados.
Seccionador.
Seccionador de dos posiciones con posición intermedia
Interruptor seccionador (control manual)
Interruptor seccionador con apertura automática provocada por un
relé de medida o un disparador incorporados
Interruptor seccionador (de control manual) Interruptor
seccionador con dispositivo de bloqueo
Interruptor estático, (semiconductor) símbolo general.
Contactor estático, (semiconductor).
Contactor estático, (semiconductor) con el paso de la corriente en
un solo sentido. Izquierdas.
Contactor estático, (semiconductor) con el paso de la corriente en
un solo sentido. Derechas.
Instrumentos de medida y señalización
Símbolo
Descripción
Relé de medida. Dispositivo relacionado con un relé de medida. El
asterisco se debe reemplazar por una o más letras o símbolos
distintivos que indique los parámetros del dispositivo en el siguiente
orden: Magnitud característica y su forma de variación, Sentido de
flujo de la energía, Campo de ajuste, Relación de restablecimiento,
Acción retardada, Valor de retardo temporal
Relé electro térmico.
Relé electromagnético.
Relé de máxima intensidad ( sobreintensidad)
Relé de corriente diferencial (Id)
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TECNOLOGIA -2º Año
11
Relé de máxima tensión (sobretensión)
Aparato registrador. Símbolo general. El asterisco se sustituye por el
símbolo de la magnitud que registrará el aparato
Vatímetro registrador.
Oscilógrafo. Osciloscopio.
Aparato integrador. Símbolo general. El asterisco se sustituye por la
magnitud de medida
Contador horario. Contador de horas.
Amperihorímetro. Contador de Amperios-hora.
Contador de energía activa. Contador de watt-hora
Contador de energía activa, que mide la energía transmitida en un
solo sentido. Contador de vatios-hora
Contador de energía intercambiada (hacia y desde barras) Contador
de watt -hora
Contador de energía activa de doble tarifa
Contador de energía activa de triple tarifa
Contador de energía de exceso de potencia activa
Contador de energía activa con transmisor de datos
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TECNOLOGIA -2º Año
12
Contador de energía activa con indicación del valor máximo de la
potencia media
Contador de energía activa con registrador del valor máximo de la
potencia media
Contador de energía reactiva. Contador de voltamper reactivos por
hora
Aparato indicador. Símbolo general. El asterisco se sustituye por el
símbolo de la magnitud que indicará el aparato Ejemplos:A =
Amperímetro,
mA
=
miliamperímetro,
V
=
Voltímetro.
W = Watímetro.
Voltímetro. Indicador de tensión.
Amperímetro de corriente reactiva.
Vármetro. Indicador de potencia reactiva.
Aparato de medida del factor de potencia. (Cofimetro)
Fasímetro. Indicador del ángulo de desfase.
Frecuencímetro. Indicador de la frecuencia.
Sincronoscopio. Indicador del desfase entre dos señales para su
sincronización.
Ondámetro. Indicador de la longitud de onda.
Osciloscopio. Indicador de formas de onda.
Voltímetro diferencial. Indicador de la diferencia de tensión entre dos
señales.
Galvanómetro. Indicador del aislamiento galvánico.
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TECNOLOGIA -2º Año
13
Termómetro. Pirómetro. Indicador de la temperatura.
Tacómetro. Indicador de las revoluciones.
Lámpara de señal, símbolo general. Si se desea indicar el color, se
debe colocar el siguiente código junto al símbolo: RD ó C2 = rojo,OG ó
C3 = Naranja, YE ó C4 = amarillo, GN ó C5 = verde, BU ó C6 = azul,
WH ó C9 = blanco. Si se desea indicar el tipo de lámpara, se debe
colocar el siguiente código junto al símbolo: Ne = neón, Xe = xenón,
Na = vapor de sodio, Hg = mercurio, I = yodo
IN = incandescente, EL = electrominínico, ARC = arco, FL =
fluorescente, IR = infrarrojo, UV = ultravioleta, LED = diodo de emisión
de luz.
Lámpara de señalización, tipo oscilatorio.
Lámpara alimentada mediante transformador incorporado.
Bocina.
Timbre, campana
Zumbador
Sirena
Silbato de accionamiento eléctrico
Elemento de señalización electromecánico
Producción, transformación y conversión de la energía eléctrica
Símbolo
Descripción
Pila o acumulador, el trazo largo indica el positivo
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TECNOLOGIA -2º Año
14
Fuente de corriente ideal.
Fuente de tensión ideal.
Generador no rotativo. Símbolo general
Generador fotovoltaico
Máquina rotativa. Símbolo general. El asterisco, *,
será sustituido por uno de los símbolos literales
siguientes: C = Conmutatriz, G = Generador, GS =
Generador síncrono. M = Motor, MG = Máquina
reversible (que puede ser usada como motor y
generador), MS = Motor síncrono
Motor lineal. Símbolo general.
Motor de corriente continua.
Motor paso a paso.
Generador manual. Generador de corriente de
llamada, magneto.
Motor serie, de corriente continua
Motor de excitación (shunt) derivación, de corriente
continua
Motor de corriente continua de imán permanente.
Generador de corriente continua con excitación
compuesta corta, representado con terminales y
escobillas.
Motor de colector serie monofásico. Máquina de
corriente alterna.
15
TECNOLOGIA -2º Año
15
Motor serie trifásico. Máquina de colector.
Motor síncrono monofásico.
Generador síncrono trifásico, con inducido en
estrella y neutro accesible.
Generador síncrono trifásico de imán permanente.
Motor de inducción trifásico con rotor en jaula de
ardilla.
Motor de inducción trifásico con rotor bobinado.
Motor de inducción trifásico con estator en estrella y
arrancador automático incorporado.
Transformador de dos arrollamientos (monofásico).
Unifilar
Transformador de dos arrollamientos (monofásico).
Multifilar
Transformador de tres arrollamientos. Unifilar
Transformador de tres arrollamientos. Multifilar
Autotransformador. Unifilar
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TECNOLOGIA -2º Año
16
Autotransformador. Multifilar
Transformador con toma intermedia en un
arrollamiento. Unifilar
Transformador con toma intermedia en un
arrollamiento. Multifilar
Transformador trifásico, conexión estrella - triángulo. Unifilar
Transformador trifásico, conexión estrella - triángulo. Multifilar
Transformador de corriente o transformador de
impulsos. Unifilar
Transformador de corriente o transformador de
impulsos. Multifilar
Convertidor. Símbolo general. Se pueden indicar a
ambos lados de la barra central un símbolo de la
magnitud, forma de onda, etc. de entrada y de
salida para indicar la naturaleza de la conversión.
Convertidor de corriente continua. (DC/DC)
Rectificador. Símbolo general (convertidor de AC a
DC)
Rectificador de doble onda, (puente rectificador).
Ondulador, Inversor. (convertidor de DC a AC)
Rectificador / ondulador; Rectificador / inversor.
Arrancador de motor. Símbolo general. Unifilar.
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TECNOLOGIA -2º Año
17
Arrancador de motor por etapas. Se puede indicar
el número de etapas. Unifilar.
Arrancador regulador, Variador de velocidad.
Unifilar.
Arrancador directo con contactores para cambiar el
sentido de giro del motor. Unifilar.
Arrancador estrella - triángulo. Unifilar.
Arrancador por autotransformador. Unifilar.
Arrancador - regulador por tiristores, Convertidores
de frecuencia, Variadores de velocidad. Unifilar.
Símbolo
Descripción
Diodo
Diodo emisor de luz (LED)
Diodo Zener
Tiristor
Diac.Tiristor diodo bidireccional.
Triac.Tiristor triodo bidireccional.
Transistor bipolar NPN
Transistor bipolar PNP
Transistor de efecto de campo (FET) con canal de tipo N
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TECNOLOGIA -2º Año
18
Transistor de efecto de campo (FET) con canal de tipo P
Fotodiodo
Fototransistor
Cristal piezoeléctrico
Ejemplos
Para obtener símbolos que no se encuentran representados en la norma se obtienen como combinación
de los anteriores, siguiendo las directrices de dicha norma. A continuación hay algunos ejemplos.
Símbolo
Descripción
Conductores de circuito de corriente trifásica, de 400 V,
50 Hz, tres conductores de 120 mm2 de Aluminio, con hilo
neutro de 70 mm2 de Cobre.
Conductores de circuito de corriente continua, de 110 V, con dos
conductores de 120 mm2 de Aluminio.
Conductores bajo una misma cubierta o manguera
Cable coaxial con pantalla conectada a terminales
Cable coaxial apantallado
Clavija y base coaxiles
Base de enchufe con obturador
Base de enchufe (potencia) con transformador aislante. Por
ejemplo toma para máquina de afeitar.
Toma de iluminación en la pared. La canalización de conexión
viene por la izquierda.
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TECNOLOGIA -2º Año
19
Proyector, símbolo general
Iluminación proyectada
Proyector de iluminación
Botón de presión protegido contra funcionamiento involuntario,
por medio de una cubierta protectora de vidrio que se rompe.
Resistencia dependiente de la temperatura de forma negativa
(NTC)
Resistencia dependiente de la temperatura de forma positiva
(PTC)
10 resistencias paralelas e idénticas
Inductancia con contacto móvil, variación por escalones
Circuito equivalente del conmutador de cruce, representado en la
norma como unifilar.
Interruptor automático diferencial con pulsador de test. Éste es un
modelo de diferencial que se comercializa para las viviendas.
Interruptor automático magnetotérmico de una fase y neutro
Contador de impulsos eléctricos
Contador prefijado manualmente a 8 impulsos (puesta a cero si
se sustituye 8 por 0)
Relé electrónico con contacto de cierre semiconductor, a base
de tiristores o triacs.
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TECNOLOGIA -2º Año
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Relé estático accionado por diodo emisor de luz (optoacoplado),
con un contacto de cierre semiconductor a base de tiristores o
triacs.
Relé conmutador.
Relé con doble conmutador.
Interruptor normalmente cerrado de nivel de un fluido
Interruptor normalmente cerrado de caudal de un fluido
Interruptor normalmente cerrado de caudal de un gas
Detector de proximidad capacitiva que funciona cerca de un
material sólido
Contacto de dos vías con posición nula en el centro y retorno
automático de una posición (a la izquierda), y sin retorno
automático en la posición opuesta.
Contacto sensible a la temperatura, contacto de cierre.
Contacto sensible a la temperatura, contacto de apertura.
Contactos principales de potencia de un contactor con su
numeración.
Convertidor rotativo, de corriente continua, con excitación común
por imán permanente
Convertidor rotativo, de corriente continua, con devanado de
excitación común
Motor de inducción monofásico de jaula de ardilla, con los
terminales del devanado auxiliar accesibles
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TECNOLOGIA -2º Año
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Transformador de dos arrollamientos, las polaridades de las
tensiones se indican por puntos.
Transformador con acoplamiento regulable. Unifilar.
Transformador con acoplamiento regulable. Multifilar
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TECNOLOGIA -2º Año
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Actividades Unidad Nº 1
1.- Dibujar los símbolos en los huecos correspondientes.
Interruptor
Conmutador
Motor de c. c.
Lámpara
Diodo
Condensador polarizado
Fasímetro
Toma de corriente múltiple
Interruptor unipolar de dos posiciones
Pulsador normalmente cerrado
Cerradura eléctrica
Relé electro térmico.
Diac.Tiristor diodo bidireccional
Diodo Zener
Fusible
Relé conmutador.
2.- Indicar el nombre de cada uno de estos símbolos.
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TECNOLOGIA -2º Año
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TECNOLOGIA -2º Año
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Unidad Nº 2
NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD
Con el objeto de poder estudiar los efectos eléctricos y los materiales utilizados en
instalaciones en general, es conveniente estudiar previamente la naturaleza de la electricidad en
forma conceptual lo que nos permitirá una mayor comprensión de todo ello.
Si tomamos una sustancia cualquiera y la subdividimos en porciones cada vez más pequeñas,
llamaremos al pedacito de menor tamaño posible que conserva todas sus propiedades
denominado MOLÉCULA
Por ejemplo, la porción más pequeña de tiza que podemos obtener es una molécula de ella. Una
molécula también puede subdividirse pero las partículas que ahora se obtienen denominadas
ÁTOMOS, ya no conservan las propiedades de la sustancia original por ejemplo, al subdividir una
molécula de agua obtenemos átomos de hidrogeno y de oxigeno de propiedades bien distintas al
agua. Existen sustancias cuyas moléculas se forman con átomos de un solo tipo denominadas
elementos simples (hierro, carbono, zinc, etc.) y que en la actualidad suman 105 distintos, otras
sustancias, denominadas elementos compuestos, poseen moléculas formadas por átomos de dos
o más clases (agua, acero, sal, etc.), que constituyen la inmensa mayoría de los materiales
conocidos.
El átomo también puede ser subdividido, encontrando que su constitución es del tipo
planetario, es decir, un núcleo central y gran numero de partículas que giran a su alrededor
(figura 1), en el núcleo, muy pesado se hallan los PROTONES y los NEUTRONES y las
planetarias son ELECTRONES, aunque debemos dejar constancia que existen otras partículas
que no interesan a nuestro estudio.
Eléctncamente se ha considerado que un neutrón esta a su vez formado por un protón y un
electrón nuclear. Tanto los protones en el núcleo como los electrones planetarios poseen energía
ya que son capaces de realizar trabajo, según iremos viendo, a esa energía propia de los
protones y electrones se la denomina ELECTRICIDAD, siendo positiva (+) la de los protones y
negativa (-) la de los electrones, ya que se comportan de manera distinta.
Esta electricidad se pone de manifiesto cuando, por ejemplo cargas del mismo nombre se
repelen y las de distinto nombre se atraen. En un átomo en estado normal las cargas positivas y
negativas se hallan en igual número, es decir equilibradas, por lo que se neutralizan en
consecuencia, siendo eléctricamente NEUTRO.
Sin embargo es posible quitar o agregar electrones planetarios a un átomo, quedando roto el
equilibrio, en ese instante el átomo se electriza pasándose a denominar ION. Este será positivo si
faltan electrones y negativo si sobran electrones, y como regla general podemos expresar que
tratará de equilibrarse tomando o liberando electrones según corresponda.
Al igual que los átomos un cuerpo será neutro o se electrizará de acuerdo al equilibrio de las
cargas: un cuerpo electrizado tratara de acumular sus cargas en la periferia debido a su fuerza de
repulsión.
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TECNOLOGIA -2º Año
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Los electrones se disponen en capas o niveles de energía concéntricos al núcleo y cada nivel de
energía tiene una capacidad máxima de electrones en la figura siguiente se muestra la disposición
de estos en condiciones normales.
Si aplicamos algún tipo de energía externa al átomo podemos cambiar la ubicación de los
electrones alejándolos del núcleo lo que equivale a elevar su nivel energético, al dejar de
proporcionar esa energía externa los electrones tienden a retornar a su nivel de energía original
emitiendo radiación (por ejemplo en forma de emisión de luz o rayos X)
Los electrones que se encuentran en las capas mas externas del átomo al aplicarles energía
externa se desprenden del átomo quedando como electrones libres en el material, estos
electrones van “saltando” de uno a otro átomo, si estos saltos se producen en un sentido lógico y
ordenado el resultado es una corriente eléctrica. Los átomos de los cuales se han desprendido
los electrones quedarán cargados eléctricamente en forma positiva ya que tendrán más protones
en su núcleo que electrones en los distintos niveles de energía, estos átomos se denominan
IONES POSITIVOS.
CORRIENTE ELÉCTRICA
Si tomamos un cuerpo A cargado negativamente y otro B cargado positivamente y los unimos
mediante un material conductor habrá fuerzas de repulsión en A y de atracción en B sobre los
electrones de dicho material provocando su movimiento.
Al desplazamiento de electrones a través de las moléculas de un material se la denomina
CORRIENTE ELÉCTRICA. Según lo explicado en la el sentido de circulación de la corriente
eléctrica es de – a + aunque sin embargo, debemos expresar que antiguamente se sostenía que
era de + a - sentido que se denomina convencional y que aun se utiliza, para diferenciarlos el
primero se llama sentido real o electrónico.
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TECNOLOGIA -2º Año
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De acuerdo a lo expresado, deducimos que en la práctica la electricidad se reduce a la
presencia de la circulación de electrones, ya que los protones firmemente cohesionados al núcleo
no se desplazan. De esta manera, para referirnos a una cantidad de electricidad tomaremos una
cantidad de electrones, la unidad de cantidad de electrones se denomina COULOMB y equivale a
6,242 . 1018 electrones.
Podemos calcular el valor de la carga eléctrica del electrón como:
Qc = .
1C
6,242 . 1018 electrones
. = 1,6 . 10 -19 coulomb
Para medir la comente eléctrica se utiliza una magnitud denominada INTENSIDAD, dada por
la cantidad de electricidad que circula en un segundo, matemáticamente:
I=Q/t
En unidades Amper = Coulomb / segundos
La unidad de corriente eléctrica es el AMPER que equivale a la circulación de un coulomb de
electricidad durante un segundo.
Figura 2
DIFERENCIA DE POTENCIAL
Como se ha dicho para que circule corriente, es necesario que haya en los extremos del
conductor cuerpos cargados eléctricamente, ello se debe a que estos cuerpos suministran la energía
(Como concepto de energía tomaremos la capacidad para producir trabajo) necesaria para que los
electrones se desplacen. El nivel de energía eléctrica que posee un cuerpo se mide en una magnitud
denominada POTENCIAL ELÉCTRICO que tiene como unidad de medida el VOLT.
Sin embargo no basta con que ambos cuerpos tengan potenciales positivos o negativos, sino que
es necesario que exista DIFERENCIA DE POTENCIAL entre ambos cuerpos para que las fuerzas
actuantes sean diferentes y no se anulen entre sí en a práctica esta diferencial de potencial se
denomina FUERZA ELECTROMOTRIZ, o también TENSION, siendo la unidad de medida el volt.
RESISTENCIA ELÉCTRICA
La circulación de electrones por un material encuentra una determinada oposición en la estructura
molecular de cada material haciéndose más o menos dificultosa de acuerdo a sus características. A
la mayor o menor dificultad que opone un material a la circulación de la corriente eléctrica se le llama
RESISTENCIA ELECTRICA.
La resistencia se mide mediante una unidad denominada OHM (Ω), tomada como patrón y que
estará dada por una resistencia que presenta una columna de mercurio de 1,063 mm de longitud,
1mm de sección a 20º centígrados a la presión atmosférica normal.
Para comparar a todas las sustancias según su resistencia eléctrica se utiliza un coeficiente
denominado RESISTENCIA ESPECÍFICA o bien COEFICENTE DE RESISTIVIDAD (símbolo ρ) que
se obtiene midiendo la resistencia que presenta un hilo de 1 metro de longitud y 1 mm2 de sección, a
una temperatura dada que suele ser de 15°C a 20°C. Me diante la resistencia específica de un
material es posible determinar la resistencia total de un material de cualquier dimensión aplicando la
siguiente formula:
R=ρL
S
Donde R es la resistencia, ρ es la resistividad específica del material, L es la longitud del conductor,
y S su sección
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TECNOLOGIA -2º Año
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Coeficientes de resistividad de algunos materiales en Ω . mm2 / m
Aluminio
Bronce
Carbón
Cinc
Cobre
Constantán
Estaño
Hierro
nific.
Manganina
Mercurio
Nicromé
Níquel
Niquelina
Oro
Plata
Plomo
Tungsteno
0.026
0.13 a 0.29
100 a 1000
0.06
0.017
0.5
0.12
0.1
0.75
0.42
0.95
1.1
0.12
0.42
0.022
0.016
0.21
0.059
Ley de Ohm
Las tres magnitudes mencionadas anteriormente fueron relacionadas por el físico alemán George
Ohm mediante una ley que lleva su nombre y cuyo enunciado establece que la intensidad de una
corriente eléctrica es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a
la resistencia del circuito
I=E
R
Siendo las unidades: I en amper, E en volt, R en ohm
Potencia eléctrica
Esta cuarta magnitud resulta de la relación directa entre estas tres últimas se mide en watt
(joule/segundo) y se define como la cantidad de trabajo realizado en una unidad de tiempo, este
concepto se estudiará con mayor profundidad en cursos posteriores, pero debido a su importancia es
necesario conocer la relación existente entre estas cuatro magnitudes:
La potencia es entonces
P=E.I
Si aplicamos la ley de ohm en esta expresión obtendremos dos expresiones mas que nos permitirán
calcular la potencia conociendo distintos parámetros
P = I2 . R
o
P = E2 / R
Conductores y aisladores
Todos los materiales poseen una resistencia eléctrica a temperatura ambiente, pero dado que su
valor varía notablemente de uno a otro es que se han clasificado en tres grupos:
Conductores: Son aquellos que poseen una baja resistencia facilitando la circulación de corriente
eléctrica
Semi conductores: Son aquellos que permiten la circulación de corriente eléctrica en un sentido
determinado, presentando gran resistencia en sentido opuesto.
Aislantes: Presentan muy elevada resistencia eléctrica impidiendo o dificultando en gran medida
la circulación de corriente eléctrica. No existen materiales aislantes perfectos ya que siempre existirá
una tensión que haga circular una intensidad por ellos.
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Se denomina circuito eléctrico a la disposición lógica y ordenada de los elementos apropiados
para lograr determinado efecto. Para lograr este efecto deben cumplirse determinadas condiciones:
1) Que exista un elemento que proporcione la energía necesaria para “exitar” los átomos
.
del material por el cual se desplazará la corriente.(Generador)
2) Es necesario contar con un elemento que transforme la energía eléctrica en otro tipo de
energía útil. (Carga o consumo)
3) Debe existir un medio apropiado para permitir el paso de los electrones desde el generador
desde y hacia la carga. (Conductores)
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4)
Debemos contar con algún elemento que nos permita controlar el flujo de electrones.
(Ejemplo: interruptor)
5) El vínculo entre los elementos anteriores debe formar un camino cerrado
Un conjunto que reúna las condiciones mencionadas es lo que se denomina CIRCUITO SIMPLE.
Estos componentes de un circuito básico suelen multiplicarse y combinarse formando otros más
complejos, aunque siempre conservando la misma estructura. Se denomina circuito bifilar a aquel
que utiliza dos conductores para línea y retorno de la corriente eléctrica, estos conductores están
aislados entre sí y respecto al elemento que los sujeta (Postes, cañerías, etc.); en cambio se llaman
unifilares en los que se utiliza un solo conductor y aprovecha el medio metálico que lo soporta como
retorno (bastidor, chasis), se utiliza en circuitos de baja tensión (instalación eléctrica de
automotores), este circuito es más simple y ahorra conductores.
Diagrama físico circuito simple
Diagrama simbólico circuito simple
Circuito cerrado y abierto
Se denomina circuito cerrado al circuito por el cual se encuentra circulando una corriente
eléctrica, en cambio el circuito abierto es aquel en el que, ya sea por accionamiento de un elemento
de control o por una falla en las conexiones, no se encuentra circulando corriente eléctrica.
Circuito con pérdidas
Normalmente la cubierta de los conductores, por lo general plástico (PVC), posee una gran
resistencia (varios mega-ohms) al paso de la corriente eléctrica impidiendo en condiciones normales
la circulación a través de ella. Sin embargo, con el tiempo y debido a distintos factores como calor,
humedad, fricción, flexión, u otras acciones mecánicas, esta resistencia puede reducirse en forma
considerable llegando a veces a valer decenas de ohms, dando lugar a la circulación de corriente,
esta resistencia se denomina resistencia de pérdida y la corriente que circula por ella corriente de
pérdida.
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Circuito a masa
La pérdida de aislación del circuito anterior puede producirse sobre un conductor que esté en
contacto con un bastidor o cañería metálica de modo que esta tomará tensión del mismo, este
circuito se dice que está a masa, existiendo pérdidas de corriente siendo esto indeseable y pudiendo
ocasionar daño físico a personas
Circuitos en corto circuito
Llamamos así a los circuitos en los que la pérdida de aislación entre conductores es total, es
decir están en contacto directo, en este caso la resistencia del circuito es cercana a cero y según la
ley de ohm la corriente tiende a aumentar indefinidamente hasta provocar el deterioro de algún
elemento del circuito. Como definición básica podemos decir que la corriente retorna al generador sin
haber pasado por la carga.
Nomenclatura de los circuitos eléctricos
Los conductores de un circuito llevan nombres específicos: los conductores que salen del
generador se llaman líneas y los que unen la carga con los interruptores se llaman retornos. Si el
circuito es de corriente alterna las líneas se diferencian como vivo o fase y neutro, en cambio si el
circuito es de continua las líneas serán positivo y negativo.
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En la realización práctica de instalaciones eléctricas se utilizan distintos colores normalizados
para facilitar la comprensión de las mismas, los mismos se consignan en el siguiente cuadro:
Negro
Fase o línea 1
Rojo
Fase o línea 2
Marrón
Fase o línea 3
Celeste
Neutro
Verde con amarrillo
Tierra
Como se observa en la figura anterior la fase o línea se conecta al interruptor como norma de
seguridad ya que llegado el caso de tener que reemplazar la luminaria con solo llevar el interruptor a
su posición abierto garantizamos que en el portalámpara no exista tensión que ponga en peligro al
operador.
Tensiones de fase y de línea
En el tendido de la red de la compañía eléctrica, se dispone de cuatro conductores de los cuales
tres se denominan fases llamadas R; S y T, siendo el cuarto conductor N denominado neutro. La
tensión entre los mismos será: entre R y S, entre R y T, entre S y T se medirán 380 volt estas
tensiones se denominan tensiones de fase, entre cada una de las fases y el neutro la tensión será
de 220 volt, estas por su parte son llamadas tensiones de línea.
Ejercitación Unidad Nº 2
1) La carga que fluye a través de un conductor es de 0,16 C cada 64 ms. Determinar la
intensidad de la corriente. (2,5 A)
2) ¿Cual será la resistencia eléctrica de un conductor de cobre de 350 m de longitud y 0,003 m
de diámetro? (8,5 Ω)
3) Un conductor de 10 mm2 de sección y 1000 m de longitud tiene una resistencia eléctrica de
2,6 Ω, ¿Cuál será su coeficiente de resistividad específica? Y ¿De que material podía
tratarse?
4) Se tiene un conductor de tungsteno de 0,1 mm2 de sección y observa una resistencia de 885
Ω, calcular cual será su longitud.
5) A un circuito cuya resistencia eléctrica es de 200 Ω se le aplica una tensión de 220V, calcular
la corriente que tomará el circuito.
6) Por una resistencia de 520Ω circula 1,5A ¿que tensión habrá entre sus bornes?
7) ¿Qué resistencia eléctrica tendrá un circuito que conectado a 24V toma 0,6A?
8) Calcular la potencia desarrollada por los circuitos de los ejercicios 6, 7 y 8
9) ¿A que se denomina ION?
10) ¿Cómo se obtiene el coeficiente de resistividad de los materiales?
11) ¿Por qué motivo es conveniente interrumpir el conductor vivo o fase mediante interruptor y no
conectarlo directamente a la carga?
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Unidad 3
Circuitos serie-paralelo
Los diferentes componentes de los circuitos eléctricos pueden conectarse según la necesidad
en dos configuraciones básicas: serie y paralelo. Se dice que dos elementos se encuentran
conectados en serie cuando por ellos circula la misma corriente sin ninguna derivación, para ello es
necesario que uno de sus terminales se conecte a un terminal de siguiente.
Resistores en serie.
Características:
a) Todos los elementos son recorridos por la misma corriente.
I = V1
Rt
b) La resistencia equivalente será la suma de los valores de resistencia conectados.
Rt = R1 + R2 + R3
c) La tensión medida sobre cada elemento dependerá del valor de dicho elemento
multiplicado por el valor de la intensidad de la corriente, lo que de aquí en mas
denominaremos caída de tensión. La sumatoria de estas caídas de tensión será igual a la
tensión aplicada.
VR1 = I . R1 ; VR2 = I . R2 ; VR3 = I . R3
V1 = VR1 + VR2 + VR3
d) Como la corriente tiene un solo camino para recorrer el circuito, el corte de cualquier
elemento del circuito anulará la circulación de corriente.
Resistores en paralelo
En esta configuración los elementos se hallan dispuestos y conectados eléctricamente
con sus dos terminales entre ellos.
Características:
a) Las corrientes circulantes por cada elemento dependerá del valor ohmico del mismo
b) La corriente total será igual a la suma de las corrientes parciales en cada rama
c) La resistencia equivalente del circuito se calcula con la expresión:
Rt = .
1
.
1 +1 + 1
R1 R2 R3
c) Entre los terminales de cada elemento existe la misma tensión (V1)
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Actividades Unidad 3
a) Calcular la resistencia total en los siguientes circuitos
1)
2)
3)
b) Resolver los siguientes circuitos calculando la resistencia total, la corriente total y la caída
de tensión sobre R1.
1) Datos: R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, R3 = 40 Ω, R4 = 5 Ω, E = 24 V
2) Datos: R1 = 15 Ω, R2 = 30 Ω, R3 = 100 Ω, R4 = 50 Ω, E = 30 V
3) Datos: R1 = 18 Ω, R2 = 33 Ω, R3 = 10 Ω, R4 = 56 Ω, R5 = 68 Ω, E = 39 V
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4) Datos: R1 = 68 Ω, R2 = 39 Ω, R3 = 18 Ω, R4 = 75 Ω, R5 = 27 Ω, R6 = 33 Ω, R7 = 91 Ω E = 15
V. Para simplificar su resolución realizar los diagramas de las transformaciones sucesivas
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Unidad 4
RESISTENCIAS
Clasificación de las resistencias
Las resistencias actualmente en uso se clasifican, según su construcción en fijas, variables y
ajustables. Su denominación básica es además consecuencia del elemento resistivo en sí, que
puede ser una composición de carbón, una película depositada o un bobinado. Así pues, de acuerdo
con esto último, las resistencias se clasifican en:
•
•
•
Resistencias aglomeradas
Resistencias en capa o película
Resistencias bobinadas
Resistencias aglomeradas
En las resistencias aglomeradas el elemento resistivo es una
masa homogénea de grafito, mezclado con un elemento aglomerante,
fuertemente prensada en forma cilíndrica y encapsulada en un
manguito de material aislante como el plástico (figura 1). Los extremos
del elemento resistivo están íntimamente unidos a sendos terminales
metálicos que facilitan la conexión de la resistencia al circuito.
El valor óhmico de una resistencia de carbón, es decir su mayor
o menor facilidad a dejar pasar la corriente eléctrica, depende de las
proporciones de grafito y aglutinante en su fabricación.
Para pequeños valores de resistencia, la cantidad de grafito,
que es conductor, es mayor.
Es de destacar que, primitivamente, se metalizaban los
extremos de la barrita para que fuera posible arrollar y soldar los
terminales de conexión, tal como lo muestra la figura 2.
Actualmente los terminales se insertan en la barrita de masa
resistiva y posteriormente se moldea alrededor una resina aislante de
alto poder de disipación térmica (figura 3). En el primer caso, la fijación
de los cables de conexión es radial y en el segundo axial.
Para finalizar, en la figura 4 puede verse la fotografía de una
resistencia aglomerada.
Resistencia en capa o película
En las resistencias en capa o película el elemento resistivo es una finísima capa de carbón
sobre un cuerpo aislante de forma cilíndrica. La composición y el grosor de la capa varía según el
valor de la resistencia.
La capa es continua para resistencias de hasta unos 10 kΩ aproximadamente (figura 5) y en
forma de espiral para valores más altos (figura 6).
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El cuerpo aislante centrales, en algunos casos, un minúsculo tubo de cristal con los terminales
de conexión insertados en cada extremo (figura 7).
Una vez depositada la capa resistiva sobre un tubo de cristal, se moldea encima una resina
aislante. En otros casos el soporte aislante es una barrita de material cerámico sobre el que se
deposita la capa resistiva. Una vez depositada la capa, se aplican a presión, en cada extremo de la
barrita, unas cazoletas metálicas sobre las que se sueldan los terminales de conexión. El conjunto se
protege finalmente con varias capas de pintura aislante.
Tal y como se ha expresado anteriormente, se aumenta el valor óhmico de estas resistencias
sometiéndolas a un espiralado, es decir haciendo un surco en forma de espiral sobre la capa de
material resistivo depositada.
Finalmente cabe decir que existe una variedad, dentro de esta
clase de resistencias, en las que se ha sustituido la capa de carbón por
una aleación metálica de alta constante resistiva (níquel y cromo o oroplatino) o de un óxido metálico (óxido de estaño). Estas resistencias se
las conoce bajo la denominación de resistencias de película metálica.
En la figura 8 se muestra una fotografía del aspecto externo de
dos modelos de resistencias de películas metálica.
Resistencias bobinadas
Para las resistencias bobinadas se utiliza alambre conductor que posea una resistencia
específica espacialmente alta. Como material encontramos aleaciones, es decir mezclas de metales
dosificados de tal manera que no solo la resistencia específica es
especialmente alta, sino que el cambio de resistencia por
temperatura es el menor posible. Un ejemplo típico es el
constantán, que se compone de un 54 % de cobre, un 45 % de
níquel y un 1 % de manganeso. En comparación con el cobre la
resistencia específica es 30 veces más alta, mientras que la
alteración de la resistencia por causa de la temperatura es 400
veces mayor.
El alambre conductor de la resistencia se arrolla
encima de un cuerpo, generalmente un tubo de cerámico
(figura 9). Los extremos del alambre generalmente se fijan
con abrazaderas que, a la vez, pueden servir como
conexiones para el montaje. Si las abrazaderas son
desplazables se pueden obtener resistencias parciales (figura
10).
Las resistencias de alambre solo se fabrican hasta
aproximadamente 100 kΩ. Para valores mayores de
resistencia, incluso usando alambres de un grosor de solo
0,03 mm, las dimensiones de las resistencias bobinadas son
excesivas.
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Según el sistema de aislamiento, las resistencias
bobinadas se dividen a su vez en resistencias esmaltadas,
resistencias vitrificadas y resistencias cementadas.
En las esmaltadas, como su nombre lo indica, el
alambre se protege con un esmalte de secado al aire y en
las vitrificadas el esmalte se seca a alta temperatura.
En la actualidad, estas resistencias se colocan
dentro de un prisma cerámico de sección cuadrada y se
sellan con una silicona espacial (figura 11).
Potencia de disipación de las resistencias
Toda resistencia se fabrica para un determinado límite de carga. Dicho límite de carga viene
indicado en Watt. Así, se habla, por ejemplo, de una resistencia de 2 W, es decir que la potencia
eléctrica que se le suministre no debe sobrepasar 2 W, ya que si los sobrepasa la resistencia se
destruiría.
Es muy importante no confundir la potencia máxima de disipación o capacidad de carga de
una resistencia con la potencia realmente radiada, la cual debe ser menor.
La potencia máxima de disipación de las resistencias varía según su tamaño. Cuanto mayor
es el tamaño mayor es la superficie de la resistencia en contacto con el aire circundante y mayor
será por lo tanto su poder de disipación.
Las resistencias aglomeradas se fabrican en 1/8 W, ¼ W, ½ W, 1 W y 2 W de disipación,
mientras que las de capa de carbón se fabrican en 1/10 W, (o 1/8 W), ¼ W, 1/3 W, ½ W, 2/3 W, 1 W,
1,5 W.
Finalmente, las resistencias bobinadas se fabrican en una amplia gama de formatos y
disipaciones que van desde 1W a varios centenares de Watt.
La potencia de disipación de una resistencia queda seriamente afectada con la temperatura
ambiente, puesto que como comprenderá le resultará más fácil disipar calor de una temperatura baja
que alta. Por esta razón, los fabricantes dan el valor de la potencia máxima de disipación para una
temperatura ambiente dad, la cual suele ser de 70ºC.
Valor óhmico y tolerancia de las resistencias
El valor óhmico de las resistencias, es decir la oposición que ofrecen al paso de la corriente
eléctrica, no tiene ninguna relación con su tamaño, sino con las materias constituyentes de la misma.
Así, podemos encontrar una resistencia de 47 Ω de igual tamaño que otra de 47 kΩ por la simple
razón de poseer la misma potencia nominal de disipación o bien incluso ser más grande de tamaño
(siendo más pequeña de valor), debido a poseer una potencia nominal de disipación mayor.
Lógicamente resulta prácticamente imposible fabricar resistencias cuyos valores óhmicos
abarquen todos los valores. Por esta razón los fabricantes han adoptado una serie de valores los
cuales siguen una progresión definida matemática. Esta serie de valores fue confeccionada durante
los años ’40 por la E.I.A. (Asociación de Industrias Electrónicas de los Estados Unidos). Para su
confección se tuvieron en cuenta las tolerancias de fabricación de los componentes, de tal forma que
coincidiera la máxima tolerancia de un determinado valor con la mínima del siguiente. Las
resistencias no se construyen pues en todos los valores posibles, sino en ciertos valores
normalizados. Esto simplifica la fabricación y el almacenaje. Además hay una razón obvia: una
resistencia con el valor teórico de 150 Ω y una tolerancia de ± 5 % puede tener cualquier valor real
comprendido entre 142,5 Ω y 157,5 Ω. Sería ilógico introducir otros valores teóricos en este campo,
ya que entonces aparecerían resistencias con diferente valor teórico pero con el mismo valor real.
Por esto se fijan los valores teóricos de tal manera que sus límites de tolerancia se solapen un poco
entre sí.
Los valores normalizados están en la Tabla 1. En la parte superior de cada columna de la
tabla se ha puesto la letra E y un número. Estos definen la tolerancia de todos los valores indicados
debajo de ella. Las tolerancias correspondientes a cada columna son las siguientes:
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E 24
E 12
E 6
E 3
..........± 5%
. . . . . . . . . . ± 10 %
. . . . . . . . . . ± 20 %
. . . . . . . . . . - 20 % + 80 %
. . . . . . . . . . - 0 % + 100 %
Como podrá observarse los valores de la tabla están compuestos por un unidad y un decimal.
La obtención de los demás valores de resistencias se realiza multiplicando estos valores básicos por
10, 100, 1000, etc. Así, del valor básico 6,8 Ω resultan los valores derivados: 68Ω, 680Ω, 6,8 kΩ, 68
kΩ, 680 kΩ, etc.
En los circuitos electrónicos se prefieren las columnas E 12 y E 24, debido a que corresponden a
tolerancias bastante aceptables y no se encarece en exceso los equipos. En circuitos de precisión,
donde lo más importante no es el costo sino la calidad de los mismos, se utilizan resistencias de
precisión con tolerancias del 1 % e incluso menos.
Indicación del valor de las resistencias
El valor de las resistencias se indica por medio de
cifras, por anillos de color o bien por puntos de color
grabados en ellas. De los tres sistemas el segundo, es decir
el de anillos de color, es el más utilizado ya que presenta
las siguientes ventajas:
• En resistencias muy pequeñas es más perceptible
el color que unas cifras impresas.
• Los anillos de color son bien legibles desde
cualquier punto de vista, lo que es especialmente
ventajoso si las resistencias están en lugares pocos
accesibles.
A las ventajas expuestas se contraponen las
siguientes desventajas:
• La impresión del valor de las resistencias en color
es más cara que la impresión en cifras.
• Es necesario aprender de memoria el código para
no tener que mirarlo constantemente.
En la Tabla 2 encontrará los valores de la clave de
colores internacional, también llamado Código de Colores.
El valor de la resistencia se indica por medio de tres
anillos. Los anillos se leen desde el extremo hacia la mitad
de la resistencia. Para leer el valor de la resistencia se hace
de tal forma que el cuarto anillo, que normalmente es
plateado o dorado, quede a la derecha del observador y se
lea en último lugar. El primer anillo, situado más a la
izquierda del observador, indica la primera cifra del valor de
la resistencia; el segundo anillo la segunda cifra y el tercer
anillo es un factor por el cual se tiene que multiplicar las dos
primeras cifras para obtener el valor definitivo de la
resistencia en Ohm. El cuarto anillo indica la tolerancia. Así
por ejemplo, una resistencia cuyos anillos de izquierda a
derecha sean: amarillo, violeta, naranja, plata, tendrán un valor de 47 Ω ± 10% de tolerancia.
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Potenciómetros
Hasta ahora se han tratado sólo las resistencias con un valor fijo, no variable, pero existen
también resistencias variables en las que es posible modificar el valor de la resistencia mediante
dispositivos móviles entre un valor mínimo, generalmente 0 Ω y un valor máximo. Dichas resistencias
se denominan potenciómetros y pueden ser de dos tipos:
• Ajustables
• Variables
Los potenciómetros de ajuste son aquellas resistencias dotadas de un dispositivo móvil
mediante el cual se hace variar su valor y se deja después permanentemente en él. Estos
potenciómetros se utilizan en los circuitos electrónicos para justar el valor total de una cadena de
resistencias a un valor fijo, bien determinado, que permita el perfecto funcionamiento del equipo
dentro de unas condiciones dadas. Normalmente el dispositivo móvil de ajuste no tiene acceso
directo desde el exterior del aparato con el fin de evitar su mal manejo.
Los potenciómetros variables son aquellas resistencias dotadas de un dispositivo móvil
mediante el cual se hace variar su valor, siempre que se desee, a un valor determinado. Al igual que
los anteriores, también se utilizan para hacer funcionar un circuito bajo unas condiciones dadas,
aunque esta vez variables. En este caso el dispositivo móvil de ajuste si tiene acceso desde el
exterior, pudiendo ser manejado por cualquier persona.
Además de la clasificación dada, los potenciómetros pueden a su vez clasificarse en
potenciómetros de uso general y en potenciómetros de precisión. Los de uso general pueden
subdividirse en potenciómetros de alambre bobinado y en potenciómetros de carbón. Los
potenciómetros de precisión son siempre de alambre bobinado y generalmente, siguen leyes
lineales, senoidales, cosenoidales y otras funciones matemáticas. Los potenciómetros de uso
general siguen, generalmente, leyes lineales y logarítmicas.
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Los potenciómetros, tanto los de
ajuste como los de regulación, se fabrican
bajo numerosas formas constructivas que
resultarían de difícil y larga exposición. A
título de ejemplo exponemos en las figuras
12 a 17 algunas de las más conocidas.
La figura 12 muestra la fotografía de un potenciómetro cuyo
valor óhmico ajustado mediante la introducción de la punta de un
destornillador en una pequeña ranura que se hace girar. En la de la
figura 13 sin embrago el ajuste se efectúa mediante el accionamiento
manual de una pequeña perilla de plástico. La figura 14 corresponde
a un potenciómetro variable de carbón simple y la figura 15 a un
doble potenciómetro compuesto por dos potenciómetros de carbón
gobernado por dos ejes coaxiales. La figura 16 es un potenciómetro
dotado de interruptor (parte oscura posterior); Dicho interruptor es
accionado por el mismo eje de regulación del potenciómetro.
Finalmente la figura 17 corresponde a un moderno potenciómetro de
carbón, con dispositivo de accionamiento deslizante.
Resistencias variables y potenciómetros de carbón
La resistencia variable de carbón consta de una lámina de carbón aglomerado con una
conexión fija al exterior por uno de los extremos y por la que se desliza un segundo contacto. Según
sea la posición de este sobre la capa de carbón, así será el valor de la resistencia (figura 18). El
tamaño de estas resistencias varía de acuerdo con la potencia a disipar.
Los potenciómetros son resistencias variables, en las cuales, existe
una resistencia fija, formada por toda la capa de carbón (figura 19) sobre la
cual se desplaza un elemento conductor (cursor) movido por un eje, esto
hace que la resistencia varíe entre el punto medio y los extremos.
Resistencias variables de alambre bobinado
El principio de funcionamiento de una resistencia variable de alambre
bobinado es similar al anteriormente descrito para los de carbón. Están
constituidas por un alambre bobinado de características eléctricas adecuadas
por el que se desliza un contacto del cual se toma el valor medio deseado.
En las figuras 20 y 21 puede verse el aspecto de dos resistencias variables
de alambre bobinado para uso general y de precisión respectivamente.
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Características técnicas de los potenciómetros
Al igual que las resistencias, los potenciómetros se fabrican de forma que cubran toda una
serie de necesidades técnicas y económicas. Con este fin los fabricantes suministran toda clase de
datos técnicos sobre sus características de funcionamiento, dimensiones, etc.
Entre las características técnicas de mayor interés para el electrónico caben citar las
siguientes:
• Valores óhmicos de la resistencia del potenciómetro
• Disipación máxima
• Tolerancia
• Variación del valor óhmico en función del ángulo de rotación
Valores óhmicos de la resistencia del potenciómetro
Los potenciómetros de alambre bobinado para uso general se fabrican con valores superiores
a los 500 kΩ y los de carbón hasta 5 MΩ. El límite inferior es de aproximadamente 1Ω para los
potenciómetros de alambre bobinado y 10 Ω para los de carbón, aunque resulta difícil mantener la
estabilidad de la resistencia por debajo de los 250 Ω.
Los potenciómetros de precisión se fabrican con una resistencia en el límite superior de
aproximadamente 100 Ω; por encima de este valor el tamaño del potenciómetro excede de los 15 cm
de diámetro. Los valores citados pueden hacerse variar del mínimo al máximo, de forma lineal,
logarítmica, seno-coseno, etc., según las necesidades y aplicaciones del potenciómetro.
Disipación máxima
La disipación máxima o potencia máxima de trabajo depende de la seguridad requerida, por lo
que respecta a la elevación de temperatura del potenciómetro. Los fabricantes especifican en sus
catálogos la potencia máxima de trabajo para una o dos temperaturas ambiente dadas, las cuales
suelen ser 20ºC y 70ºC.
A título orientativo diremos que las potencias máximas de trabajo de los potenciómetros de
alambre bobinado oscilan entre 0,5 W y 120 W (según modelo) a 70ºC y entre 1 W y 150 W a 20ºC.
En lo que respecta a los potenciómetros de carbón las potencias máximas de trabajo son bastante
inferiores, oscilando, según modelo, entre 0,25 W y 1W a 70ºC y entre 0,5 W y 2 W a 20ºC.
Finalmente cabe decir que los potenciómetros que siguen una ley logarítmica soportan, a
igualdad de las demás condiciones, una potencia máxima de trabajo algo inferior a los lineales.
Tolerancia
Al igual que en el caso de las resistencias, en los potenciómetros la tolerancia determina la
precisión dentro de la cual ha sido fabricado. Para los potenciómetros de carbón de uso general la
tolerancia suela ser de ± 20%, mientras que para los de alambre bobinado de uso general la
tolerancia es, aproximadamente, de ± 10%. En los potenciómetros de alambre bobinado de precisión
la tolerancia es mucho más reducida.
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Cuestionario Resistores
1) ¿Como se clasifican los resistores y como es su composición?
2) ¿Como están construidas las resistencias aglomeradas?
3) ¿De que factores depende el valor de un resistor?
4) ¿A que se denomina tolerancia?
5) Explicar porque existen valores estandarizados de resistencias
6) Mencionar los materiales y el proceso de producción de los resistores de película.
7) ¿Cómo se logra dar el valor a estos resistores?
8) ¿A que se denomina disipación de potencia y que ocurre si se supera ese parámetro?
9) Resistencias bobinadas: indicar los materiales utilizados.
10) ¿El valor de la resistencia determina su tamaño? ¿Por que?
11) ¿Que es un potenciómetro? ¿Cómo se clasifican y cuales son las diferencias?
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