COMPONENTES ELECTRÓNICOS PASIVOS

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MODULO SISTEMAS Y CIRCUITOS
Ing. Iván Becerra
INTRODUCCIÓN
Para el estudio de la electrónica es necesario comprender el concepto y
funcionamiento de los circuitos y los elementos que hacen parte de un
sistema, dado que éstos son las bases para el correcto análisis y
comprensión de la electrónica. En estas guías didácticas se encuentran
los principales aspectos de estudio para ayudar a comprender mejor el
desarrollo de la materia, y de esta manera tener claro el enfoque de la
misma para facilitar la investigación personal complementaria por parte
del estudiante.
OBJETIVOS
1. Introducir las diversas tecnologías y dispositivos que permiten la
implementación de los diseños electrónicos.
2. Estudiar y comprender la importancia de las señales y el concepto de
sistema.
3. Estudiar los métodos básicos para el análisis de circuitos.
4. Conocer el funcionamiento y utilización de los instrumentos de
medición más utilizados en los laboratorios.
TEMAS COMPRENDIDOS
PRIMERA PARTE
INTRODUCCION
Conceptos Básicos de metrología
Sistemas de unidades de medida
1. COMPONENTES ELECTRÓNICOS PASIVOS
RESISTENCIAS
Tipos de resistencias
Código de colores
Asociación de resistencias
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CONDENSADORES
Tipos de condensadores
Identificación de condensadores
2. ANALISIS DE CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
SEGUDA PARTE
PRINCIPIOS DE INSTRUMENTACION Y PRINCIPALES EQUIPOS DEL
LABORATORIO
Conceptos generales para soldar con estaño
Talleres y Laboratorios
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TEMAS POR SEMANA
TEMA
I. Principios básicos de metrología – Unidades de
medida
II. Componentes Electrónicos
1. Concepto de Voltaje y corriente - ley de Ohm
2. Componentes pasivos – Código de colores
3. Laboratorio. Utilización del protoboard e
interpretación de esquemáticos de circuitos
III. Análisis de Circuitos
1. Asociación de resistencias ( Conexión serie y
paralelo) y Circuitos resistivos
2. Concepto de malla y nodo – Divisor de Voltaje y
Corriente
3. Ejercicios teóricos y laboratorio
4. Exposiciones de actualidad tecnológica
IV. Principales equipos del laboratorio
1. Laboratorio. Utilización del Multímetro análogo
2. Laboratorio. Utilización del DVM – utilización de
escalas - medición de resistencia
3. Funcionamiento de la fuente de voltaje
PRIMER EXAMEN
4. Laboratorio. Utilización de la fuente de voltaje –
medición de voltaje
5. Laboratorio. Configuración serie y paralelo de la
fuente de voltaje – medición de corriente
6. Laboratorio. Taller de soldadura
V. Sistemas y Señales
1. Análisis de señales – Funciones de Transferencia
2. Laboratorio. Utilización del generador de funciones
3. Laboratorio. Utilización del osciloscopio
EXAMEN FINAL
TOTAL
HR
S
3
SEMAN
A
1
1
2
3
2
2
3
5
4-5
4
5-6
3
3
7
8
3
6
9
10
3
3
3
11
12
13
3
14
3
15
1
4
6
16
16-17
18-19
57
19
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INTRODUCCION
CONCEPTOS BASICOS DE METROLOGÍA Y SISTEMAS DE
UNIDADES
CARACTERIZACIÓN DE LA METROLOGÍA
Por conveniencia, se hace a menudo una distinción entre los diversos
campos de aplicación de la metrología; suelen distinguirse como
Metrología Científica, Metrología Legal y Metrología Industrial.
Metrología científica
Es el conjunto de acciones que persiguen el desarrollo de patrones
primarios de medición para las unidades de base y derivadas del
Sistema Internacional de Unidades, SI.
Metrología industrial
La función de la metrología industrial reside en la calibración, control
y mantenimiento adecuados de todos los equipos de medición
empleados en producción, inspección y pruebas. Esto con la finalidad
de que pueda garantizarse que los productos están de conformidad
con normas. El equipo se controla con frecuencias establecidas y de
forma que se conozca la incertidumbre de las mediciones. La
calibración debe hacerse contra equipos certificados, con relación
válida conocida a patrones, por ejemplo los patrones nacionales de
referencia.
Metrología legal
Según la Organización Internacional de Metrología Legal (OIML) es la
totalidad de los procedimientos legislativos, administrativos y
técnicos establecidos por, o por referencia a, autoridades públicas y
puestas en vigor por su cuenta con la finalidad de especificar y
asegurar, de forma regulatoria o contractual, la calidad y credibilidad
apropiadas de las mediciones relacionadas con los controles oficiales,
el comercio, la salud, la seguridad y el ambiente.
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VOCABULARIO METROLOGICO
Para poderse entender, los metrólogos utilizan un léxico acordado
internacionalmente por medio del Vocabulario Internacional de
Metrología, VIM (54); algunas de las definiciones más usuales se dan
a continuación.
Magnitud (medible)
Atributo de un fenómeno, de un cuerpo o de una substancia, que es
susceptible de distinguirse cualitativamente y de determinarse
cuantitativamente.
Magnitud de base
Una de las magnitudes que, en un sistema de magnitudes, se
admiten por convención como funcionalmente independientes unas
de otras.
Magnitud derivada
Una magnitud definida, dentro de un sistema de magnitudes, en
función de las magnitudes de base de dicho sistema.
Dimensión de una magnitud
Expresión que representa una magnitud de un sistema de
magnitudes como el producto de potencias de factores que
representan las magnitudes de base de dicho sistema.
Magnitud de dimensión uno (adimensional)
Magnitud cuya expresión dimensional, en función de las dimensiones
de las magnitudes de base, presenta exponentes que se reducen
todos a cero.
Unidad (de medida)
Una magnitud particular, definida y adoptada por convención, con la
cual se comparan las otras magnitudes de igual naturaleza para
expresarlas cuantitativamente en relación a dicha magnitud.
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Unidad (de medida) de base
Unidad de medida de una magnitud de base en un sistema dado de
magnitudes.
Valor (de una magnitud)
Expresión cuantitativa de una magnitud en particular, generalmente
bajo la forma de una unidad de medida multiplicada por un número.
Medición
Conjunto de operaciones que tienen por finalidad determinar el valor
de una magnitud.
Mensurando
Magnitud dada, sometida a medición.
Exactitud de medición
Grado de concordancia entre el resultado de una medición y el valor
verdadero (o real) de lo medido (el mensurando).
Repetibilidad (de los resultados de mediciones)
Grado de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas
de un mismo mensurando, llevadas a cabo totalmente bajo las
mismas condiciones de medición.
Reproducibilidad
Grado de concordancia entre los resultados de las mediciones de un
mismo mensurando, llevadas a cabo haciendo variar las condiciones
de medición.
Incertidumbre
Parámetro, asociado al resultado de una medición, que caracteriza la
dispersión de los valores que, con fundamento, pueden ser atribuidos
al mensurando.
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Medida materializada
Dispositivo destinado a reproducir o a proveer de forma permanente
durante su empleo, uno o varios valores conocidos de una magnitud
dada.
Patrón
Medida materializada, aparato de medición, material de referencia o
sistema de medición, destinado a definir, realizar, conservar o
reproducir una unidad o uno o varios valores de una magnitud para
servir de referencia. Los patrones pueden ser internacionales
(reconocidos por acuerdo internacional) y nacionales (reconocidos
por acuerdo nacional).
Patrón primario
Patrón que se designa o se recomienda por presentar las más altas
calidades metrológicas y cuyo valor se establece sin referirse a otros
patrones de la misma magnitud.
Patrón secundario
Patrón cuyo valor se establece por comparación con un patrón
primario de la misma magnitud.
Patrón de referencia
Patrón, generalmente de la más alta calidad metrológica disponible
en un lugar u organización dados, del cual se derivan las mediciones
que se hacen en dicho lugar u organización.
Patrón de trabajo
Patrón
utilizado
corrientemente
para
controlar
medidas
materializadas, aparatos de medición o materiales de referencia.
Patrón de transferencia
Patrón empleado como intermediario para comparar patrones entre
sí.
Trazabilidad
Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón de
estar relacionado a referencias establecidas, generalmente patrones
nacionales o internacionales, por medio de una cadena continua de
comparaciones, todas ellas con incertidumbres establecidas.
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Para mencionar algunas de las medidas y unidades básicas o
fundamentales podemos citar:
MEDIDA
UNIDAD
Longitud
metro
Masa
kilogramo
Tiempo
segundo
Temperatura
kelvin
Intensidad luminosa
candela
Corriente eléctrica
ampere
Cantidad de substancia
mol
Simbología.
Correcto.
metro
kilogramo
watt
Incorrecto.
Metro
Kilogramo
Watt
Correcto
m (metro)
kg (kilogramo)
g (gramo)
Incorrecto
mts, mt, Mt.
kgs, kgr, kilo
gr, grs, Grs
QUÉ SE MIDE
Longitud
A la medición de la longitud, determinación de distancia, se le utiliza
en mediciones dimensionales tales como: áreas, volúmenes,
capacidades, rapidez y velocidad, redondez. La longitud está incluso
presente en la definición de las unidades llamadas no dimensionales
(radián y estereorradián) para medir ángulos. En general podríamos
decir que es de uso en toda determinación de la forma de un objeto.
Muchos campos de la actividad humana requieren mediciones
dimensionales: la geodesia, los catastros que determinan la
propiedad y uso de la tierra, la construcción y mantenimiento de
caminos, carreteras, calles y avenidas, la construcción de vivienda, la
industria manufacturera de todo tipo, las máquinas herramienta, los
odómetros para determinar cobros de renta de vehículos, muchos
aspectos comerciales. Quizás donde se ve con mayor impacto la
importancia de buenas mediciones de longitud es en la industria
manufacturera. Las industrias del vestuario, de muebles, automotriz,
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de accesorios, de aparatos electrodomésticos, de instrumentos
científicos y médicos, de equipos electrónicos y muchos más,
demandan piezas que se ensamblen adecuadamente unas con otras,
así como mediciones exactas en los productos finales que se ponen a
disposición de los consumidores.
Masa
La actividad de conocer cuantitativamente la masa está presente en
todas las actividades humanas. Es por ello que el uso de patrones e
instrumentos para determinar la masa es amplio y sin mostrar una
ejemplificación
extensa
citamos
los
campos:
industrial
administración (compras, bodegas, etc.), procesos (ejecución y
control), ventas (pedidos y despachos); laboratorios (investigación y
control); comercial (en todas las transacciones); científico (aun en el
quehacer teórico). Las cantidades de masa a determinar van desde la
del electrón hasta la del universo, pasando por la de los mosquitos,
hamburguesas, seres humanos, vehículos, etc. Normalmente todo lo
que se produce, vende o intercambia se relaciona directa o
indirectamente con la masa, por lo tanto puede considerarse que la
aplicación de la metrología en su aspecto masa, en sus distintos
niveles, es omnipresente en el quehacer cotidiano.
Temperatura
La sensación de calor o frío es una de las más comunes en los seres
vivientes y el concepto de temperatura y su medición está presente
en innumerables actividades del ser humano.
Puesto que nuestro primer contacto con la medición de temperatura
de tipo científico suele ser el termómetro casero, vienen de inmediato
a la mente las aplicaciones de tipo médico y en particular la
determinación de la temperatura corporal de los enfermos con la
importancia que puede tener para la evolución de ciertas dolencias.
Pero también se requiere medir temperatura en forma adecuada para
la fabricación de medicamentos, el uso de técnicas de diagnóstico, los
análisis clínicos, la esterilización de material clínico y hospitalario. Los
alimentos, tanto en su preparación como en las técnicas de su
conservación, requieren mediciones de temperatura y, si éstas
pueden ser empíricas a nivel casero, a nivel industrial se requiere
exactitud en las mediciones. La tintorería, la fabricación de cerámica
de todo tipo, la aplicación de esmaltes y pinturas en aparatos
electrodomésticos y en vehículos, la generación de energía, el
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transporte refrigerado, el aire acondicionado y tantas más actividades
humanas, requieren mediciones adecuadas de temperatura.
Tiempo
La medición del tiempo es útil no solamente para asegurar la
puntualidad o para determinar el ganador de una prueba de
atletismo! Además de las aplicaciones obvias del diario vivir
(levantarse a determinada hora; autobuses, trenes y aviones
cumpliendo en tiempo sus itinerarios, control de las horas de trabajo
para cálculo de remuneración, control del tiempo en las
telecomunicaciones, etc.), muchos procesos industriales, muchas
técnicas médicas dependen de una medición exacta del tiempo. Otras
aplicaciones usuales son por ejemplo los taxímetros (basados sólo en
tiempo o combinación de tiempo y recorrido), los relojes
registradores (timekeepers), los velocímetros. La sincronización de
actividades tales como las operaciones bursátiles y las militares, los
lanzamientos y acoplamientos de naves espaciales, etc. demanda la
medida exacta del tiempo.
En general podemos hablar de relojes y de cronómetros (tipo I con
circuitos electrónicos digitales y tipo II de mecanismos análogos
mecánicos o de motor sincrónico) y de otros medidores de intervalos
de tiempo, como los empleados en el estacionamientos de vehículos,
el lavado automático de vehículos, los parquímetros, o en el control
de tiempo de aparatos electrodomésticos tales como máquinas
lavadoras, máquinas secadoras, hornos de microondas.
Electricidad y magnetismo
En el siglo pasado se realizaron innumerables trabajos que abrieron
la puerta del desarrollo moderno; se construyeron motores movidos
por electricidad, con los cuales la industria, el transporte y toda
actividad que requiere algún tipo de movimiento se vio favorecida.
Con la manufactura de las bombillas incandescentes, la iluminación
artificial cambió la forma de todas las actividades nocturnas.
Enumerar las aplicaciones actuales de la electricidad adecuadamente
suministrada y utilizada significaría listar todas las actividades del
hombre, para las cuales es controlada (medida) y para ello es
necesario disponer de aparatos o sistemas confiables y de exactitud
conocida.
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En las comunicaciones el uso de la electricidad es fundamental tanto
en telefonía, radio, televisión, como en operación de satélites. Pero,
más que la existencia misma del recurso electricidad y magnetismo,
es la confiabilidad del manejo o empleo de este recurso lo que la
metrología garantiza con sus patrones y procedimientos. En el diseño
es donde se afrontan los innumerables problemas de confiabilidad y
por supuesto que el disponer de sistemas que aseguren el
comportamiento adecuado de los equipos, dentro de ciertos límites,
hace posible diseñar, planificar y realizar proyectos complejos
Por otra parte, en toda la electrónica subyace el uso de medidas
confiables
(exactas
para
los
profanos),
confiabilidad
y
reproducibilidad debidas, en gran parte, a los avances en metrología.
Fotometría y radiometría
El hombre ha desarrollado muchos aparatos y artefactos que le
permiten contar con luz independientemente de las condiciones
naturales y que, aún más, permiten intensidades que difícilmente se
encuentran en la naturaleza. Todos estos aparatos demandan
técnicas confiables de medición para garantizar que efectivamente se
está logrando la intensidad o iluminación deseadas.
Pero, además, las técnicas de análisis físico y químico a menudo
exigen mediciones muy exactas de la magnitud de luz o de radiación.
Los fotómetros de absorción, de ennegrecimiento, fotoeléctricos,
espectrofotómetros y medidores de radiación, etc. dependen para su
exactitud de calibraciones cuidadosas, basadas en los patrones
aceptados.
En la actualidad se emplean técnicas de terapia fotodinámica para el
tratamiento de ciertas enfermedades, aplicaciones industriales de la
luz ultravioleta, el empleo de las propiedades germicidas de ciertas
radiaciones, el uso de determinadas longitudes de onda en el
crecimiento de plantas, etc. que, también, demandan mediciones
confiables.
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Acústica y vibración
Las mediciones exactas en acústica son de importancia para aspectos
tales como el diseño de auditorios y teatros, las telecomunicaciones,
la radio, la fabricación de instrumentos musicales, la producción de
aparatos de reproducción y transmisión de sonido (incluyendo
fonógrafos, micrófonos y amplificadores), la eliminación de sonidos
molestos o peligrosos (en oficinas, áreas de producción, transporte
terrestre y aéreo), el diseño de artefactos de advertencia como las
sirenas de ambulancias y bomberos y ciertos indicadores a nivel
industrial, el sonar, las exploraciones petroleras, la fabricación y
calibración de aparatos para sordera, las microondas, la sismografía,
los ecocardiogramas, el ultrasonido en química, en medicina con fines
de diagnóstico y de tratamiento, en aplicaciones industriales tales
como soldadura.
Radiación ionizante
Las aplicaciones médicas de la radiación ionizante son probablemente
las más conocidas bajo la forma de los rayos X para diagnóstico y del
uso de los isótopos radioactivos en radioterapia y como trazadores en
investigación médica y bioquímica.
Entre las aplicaciones industriales se pueden mencionar la activación
de vitaminas, la síntesis (por ejemplo la de bromuro de etilo), la
polimerización (poliestireno o polietileno), la vulcanización del hule,
la polimerización de monómero de metil-metacrilato, los acabados
textiles para lograr tejidos y prendas de planchado permanente, el
procesamiento de alimentos (cocción, secado, pasteurización, etc.),
la preservación y esterilización de alimentos, el control de la
germinación y de las infestaciones por insectos en granos
almacenados, el "curado" o endurecimiento de acabados tales como
pinturas y tintas, la metalurgia, la geoquímica, la arqueología (C14),
las mediciones de grosor, la generación de energía eléctrica.
Química
En las actividades científicas y en las técnicas es importante conocer
las bases para calcular qué y cuánto de una o varias substancias
debe utilizarse.
El caso obvio es el del laboratorio, clínico o industrial, pero también
son importantes los procesos industriales de todo tipo, unos porque
manejan volúmenes muy grandes y pequeñas variaciones pueden
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significar toneladas perdidas y otros porque utilizan cantidades muy
pequeñas y variaciones ínfimas pueden ser cruciales.
Es decir que el uso de patrones y materiales de referencia constituye
la base del trabajo (el éxito de producción), y la garantía de la
calidad. Por ejemplo, en la producción y comercialización de los
medicamentos existe un campo muy importante para empleo de la
metrología.
Algunas unidades SI derivadas
Expresión en
términos de otras
unidades SI
Expresión en
términos de
unidades básicas SI
Unidad SI
derivada
Nombre
ángulo plano
radián (a)
rad
m·m-1 = 1 (b)
ángulo sólido
estereorradián(a)
sr(c)
m2·m-2 = 1 (b)
hertz (hercio)
Hz
s-1
fuerza
newton
N
m·kg·s-2
presión, esfuerzo
pascal
Pa
N/m2
m-1·kg·s-2
energía, trabajo,
cantidad de calor
joule (julio)
J
N·m
m2·kg·s-2
potencia, flujo radiante
watt (vatio)
W
J/s
m2·kg·s-3
carga eléctrica,
cantidad de
electricidad
coulomb
(culombio)
C
Magnitud Derivada
frecuencia
s·A
Magnitud Derivada
Unidad SI
derivada
Nombre
Expresión en
términos de otras
unidades SI
Expresión en
términos de
unidades básicas SI
potencial eléctrico,
diferencia de potencial,
tensión eléctrica, fuerza
electromotriz
volt (voltio)
V
W/A
m2·kg·s-3·A-1
farad (faradio)
F
C/V
m-2·kg-1·s4·A2
V/A
m2·kg·s-3·A-2
capacitancia
resistencia eléctrica
ohm (ohmio)
siemens
S
A/V
m-2·kg-1·s3·A2
weber
Wb
V·s
m2· kg·s-2·A-1
densidad de flujo
magnético
tesla
T
Wb/m2
kg·s-2·A-1
inductancia
henry
H
Wb/A
m2· kg·s-2·A-2
conductancia eléctrica
flujo magnético
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temperatura Celsius
flujo luminoso
iluminancia
actividad (de una fuente
radioactiva)
dosis absorbida, energía
específica impartida,
kerma, índice de dosis
absorbida
dosis equivalente,índice de
dosis equivalente
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grado Celsius(d)
°C
lumen
lm
cd·sr (c)
m2·m-2·cd = cd
lux
lx
lm/m2
m2·m-4·cd = m-2·cd
becquerel
Bq
Unidad SI
derivada
Nombre
Expresión en
términos de otras
unidades SI
Expresión en
términos de
unidades básicas SI
gray
Gy
J/kg
m2·s-2
sievert
Sv
J/kg
m2·s-2
K
s-1
(a) El radián y el estereorradián pueden emplearse en expresiones para unidades derivadas para distinguir entre
cantidades de naturaleza diferente pero igual dimensión.
(b) En la práctica, los símbolos rad y sr se emplean cuando es apropiado pero generalmente se omite la unidad derivada
"1".
(c) En fotometría, el nombre estereorradián y el símbolo sr usualmente se conservan en las expresiones de unidades.
(d) Esta unidad puede usarse en combinación con prefijos SI, por ejemplo, miligrados Celsius, m°C.
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Múltiplos y submúltiplos más comunes para uso con el SI
Factor
Prefijo
Símbolo
9
1 000 000 000 = 10
1 000 000 = 106
1 000 = 103
0,001 = 10-3
giga
mega
kilo
mili
0,000 001 = 10-6
0,000 000 001 = 10-9
0,000 000 000 001 = 10-12
micro
nano
pico
G
M
k
m
m
n
p
Factor en palabras
mil millones de veces
un millón de veces
mil veces
una milésima
una millonésima
una mil millonésima
una billonésima
http://www.science.oas.org/OEA_GTZ/LIBROS/METROLOGIA/metrolo.ht
m
EJERCICIOS:
Exprese los siguientes números en notación científica ( k, M, ) como
mejor se acomode
Número
2300
15500000
1800
270000
4700
5600000
152300000
Notación Científica
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1. COMPONENTES ELECTRÓNICOS
COMPONENTES ELECTRÓNICOS PASIVOS
Los componentes pasivos son aquellos que dentro de un circuito no
proporcionan ganancia, pero si consumen energía eléctrica. Los más
utilizados son las resistencias y los condensadores.
RESISTENCIAS
Sabemos que desde el punto de vista de la corriente eléctrica existen
básicamente dos tipos de materiales, en función de la mayor o menor
facilidad con la que esta circula a través de ellos: Conductores y
aislantes (resistencia).
Resistencia es la oposición que ofrece un material al paso de la corriente
eléctrica. Los componentes que en electrónica se emplean para que
cumplan esta misión se denominan resistores.
La unidad de medida de resistencia es el ohmio, y se representa por la
letra
Los Resistores se clasifican en: Fijos, variables y no lineales.
RESISTORES FIJOS
Se fabrican básicamente los siguientes tipos de resistores:
Resistores de aglomerado, de película de carbón, de película metálica y
resistores
bobinados.
En los tres primeros se utiliza, para conocer su valor óhmico, el código
de colores, mientras que en los bobinados, este valor viene indicado en
su cuerpo.
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RESISTORES VARIABLES
Son resistores en los cuales el valor de su resistencia se puede variar
mediante algún movimiento mecánico o algún efecto físico - químico. Se
dividen en resistores ajustables y Potenciómetros.
Los resistores se pueden clasificar también en función de su potencia.
Esto hay que tenerlo en cuenta a la hora de montarlos en un circuito,
puesto que la misión de estos componentes es la de disipar energía
eléctrica en forma de calor. Por lo tanto, no es suficiente con definir su
valor en óhmios, también se debe conocer su potencia. Los valores más
usuales de potencia son: 1/8 w, 1/4 w, 1/2 w, 1w, 2w, 4w, 8w y 10w.
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IDENTIFICACIÓN DE RESISTENCIAS
En primer lugar habría que determinar el grupo al que pertenecen, es
decir, si son lineales fijas, variables, o no lineales, y el tipo concreto al
que pertenecen dentro de cada grupo.
Posteriormente determinaríamos el valor nominal de la resistencia y su
tolerancia. Estos valores son indicados en el cuerpo de la resistencia
mediante el código de colores, o, el código de marcas.
El valor de potencia nominal solamente suele ir indicado en algunos
tipos de resistencias bobinadas y variables. Para conocer su valor
tenemos que fijarnos en el tamaño del componente.
Para determinar otros parámetros como pueden ser el coeficiente de
temperatura, ruido, tensión máxima aplicable, etc., tenemos que
recurrir a las hojas de características que nos suministra el fabricante.
CÓDIGO DE COLORES
Es el código con el que se regula el marcado del valor nominal y
tolerancia para resistencias fijas de carbón y metálicas de capa
fundamentalmente.
Tenemos que resaltar que con estos códigos lo que obtenemos es el
valor nominal de la resistencia pero no el valor real que se situará
dentro de un margen según la tolerancia que se aplique.
Para entender como funciona el código de colores miremos las
siguientes figuras:
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Código de colores para tres o cuatro bandas
COLOR
1ª
CIFRA
2ª
CIFRA
Nº DE
CEROS
TOLERANCIA (+/%)
PLATA
-
-
0,01
10%
ORO
-
-
0,1
5%
NEGRO
-
0
-
-
MARRÓN
1
1
0
1%
ROJO
2
2
00
2%
NARANJA
3
3
000
-
AMARILLO
4
4
0000
-
VERDE
5
5
00000
-
AZUL
6
6
000000
-
VIOLETA
7
7
-
-
GRIS
8
8
-
-
BLANCO
9
9
-
-
Tolerancia: sin indicación +/- 20%
Para determinar el valor de la resistencia comenzaremos por determinar
la banda de la tolerancia: oro, plata, rojo, marrón, o ningún color. Si las
bandas son de color oro o plata, está claro que son las correspondientes
a la tolerancia y debemos comenzar la lectura por el extremo contrario.
Si son de color rojo o marrón, suelen estar separadas de las otras tres o
cuatro bandas, y así comenzaremos la lectura por el extremo opuesto,
1ª cifra, 2ª cifra, número de ceros o factor multiplicador y tolerancia,
aunque en algunos casos existe una tercera cifra significativa. En caso
de existir sólo tres bandas con color, la tolerancia será de +/19
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20%. La falta de esta banda dejará un hueco grande en uno de los
extremos y se empezará la lectura por el contrario. Suele ser
característico que la separación entre la banda de tolerancia y el factor
multiplicativo sea mayor que la que existe entre las demás bandas.
Código de colores para cinco bandas
COLOR
1ª
CIFRA
2ª
CIFRA
3ª
CIFRA
Nº DE
CEROS
TOLERANCIA
(+/-%)
PLATA
-
-
-
0,01
-
ORO
-
-
-
0,1
-
NEGRO
-
0
0
-
-
MARRÓN
1
1
1
0
1%
ROJO
2
2
2
00
2%
NARANJA
3
3
3
000
-
AMARILLO
4
4
4
0000
-
VERDE
5
5
5
00000
0,5%
AZUL
6
6
6
000000
-
VIOLETA
7
7
7
-
-
GRIS
8
8
8
-
-
BLANCO
9
9
9
-
-
CÓDIGO DE MARCAS
Como en el caso del código de colores, el objetivo del código de marcas
es conocer el valor nominal y tolerancia del componente y, aunque se
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puede aplicar a cualquier tipo de resistencias, es típico encontrarlo en
resistencias bobinadas y variables.
Como valor nominal podemos encontrarnos con tres, cuatro, o cinco
caracteres formados por la combinación de dos, tres, o cuatro números
y una letra, de acuerdo con las cifras significativas del valor nominal. La
letra del código sustituye a la coma decimal, y representa el coeficiente
multiplicador según la siguiente correspondencia:
LETRA CÓDIGO
R
K
M
3
G
6
T
9
COEFICIENTE MULTIPLICADOR x1 x10 x10 x10 x1012
La tolerancia va indicada mediante una letra, según la siguiente tabla.
Como se puede apreciar aparecen tolerancias asimétricas, aunque estas
se usan normalmente en el marcado de condensadores.
TOLERANCIAS SIMÉTRICAS TOLERANCIAS ASIMÉTRICAS
Tolerancia % Letra código
Tolerancia
Letra código
+/- 0,1
B
+30/-10
Q
+/- 0,25
C
+50/-10
T
+/- 0,5
D
+50/-20
S
+/- 1
F
+80/-20
Z
+/- 2
G
-
-
+/- 5
J
-
-
+/- 10
K
-
-
+/- 20
M
-
-
+/- 30
N
-
-
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Como ejemplo estas son algunas de los posibles marcados en
resistencias a partir del código de marcas:
Valor de la
resistencia en
ohmios
Código de
marcas
Valor de la
resistencia en
ohmios
Código de
marcas
0,1
R10
10K
10K
3,32
3R32
2,2M
2M2
59,04
59R04
1G
1G
590,4
590R4
2,2T
2T2
5,90K
5K9
10T
10T
Para entender mejor el funcionamiento del código de colores veamos
algunos ejemplos:
Nota: Es importante saber que no existen resistencias de todos los
valores que se puedan formas con 2 cifras, los valores normalizados
para resistores de aglomerado y de película de carbón, hasta una
potencia de 2W son los siguientes:
1
1,2
1,5
1,8
2,2
2,7
3,3
3,9
4,7
5,6
6,8
8,2
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TALLER CODIGO DE COLORES
1.1 Escriba cada uno de los colores correspondientes del código de
colores
9
0
8
1
7
2
6
3
5
4
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1.2. En el código de colores que significa cada una de las cifras
1________________________
2________________________
3________________________
4________________________
1.3 Complete la siguiente tabla
No olvide colocar los valores y colores de las tolerancias.
CODIGO DE COLOR
VALOR
Rojo Blanco Amarillo Oro
4,7 K Ώ +- 5%
Verde Café Rojo Plata
6Ώ +- 10%
Violeta Verde Naranja
1KΏ +- 10%
Rojo Rojo Rojo oro
100 Ώ +- 5%
Naranja Naranja Negro oro
1,5M Ώ +-20%
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OTROS TIPOS DE RESISTENCIAS
TERMISTORES
Los termistores pueden verse como otro tipo de resistencias puesto que
son dispositivos cuya resistencia varía en función de la temperatura.
Existen dos tipos de termistores:
Termistores
NTC.(Coeficiente
de
temperatura
negativo)
Son componentes en los cuales disminuye su resistencia al aumentar la
temperatura, es decir
+
TEMPERATURA
»
RESISTENCIA
- TEMPERATURA » + RESISTENCIA
También, en su aspecto físico, pueden presentar franjas de colores. En
este caso, para conocer su valor, se emplea el código de colores de
resistencias, observando los colores
De abajo hacia arriba:
Las franjas 1ª, 2ª y 3ª expresan el valor en ohmios a 25º C y la franja
4ª indica su tolerancia en %.
Termistores PTC.- ( Coeficiente de temperatura positivo )
Son componentes en los cuales aumenta su resistencia al aumentar la
temperatura, es decir
+
TEMPERATURA
»
+
RESISTENCIA
- TEMPERATURA » - RESISTENCIA
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Algunas aplicaciones de los termistores son:
Termostatos
de
estufas,
aire
acondicionado,
etc.
Detectores
para
alarmas
contra
incendios.
- Compensación del valor óhmico en circuitos al variar la temperatura.
FOTO RESISTORES
Estos dispositivos electrónicos son capaces de variar su resistencia en
función de la luz que incide sobre ellos. Están compuestos por Sulfuro
de Cadmio, compuesto químico que posee la propiedad de aumentar la
circulación de electrones a medida que aumenta la luz. Su valor de
resistencia disminuye al incidir mayor luminosidad así
+
LUZ
»
RESISTENCIA
- LUZ » + RESISTENCIA
DIODOS
Polarización directa. El positivo de la batería va al ánodo y el negativo al
cátodo. El diodo conduce manteniendo en sus extremos una caída de
tensión de 0.7 voltios.
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Polarización inversa. El positivo de la batería va al cátodo y el negativo
al ánodo. El diodo no conduce. Toda la tensión cae en él. Puede existir
una pequeña corriente de fuga del orden de µAmperios.
Simbología Electrónica
Resistencia, tiene dos terminales sin polaridad.
Capacitor Cerámico o No Polarizado.Tiene dos
terminales y sin polaridad.
Capacitor Electrolítico o de Tantalio. Tiene dos
terminales y polaridad. El terminal que abarca es el
negativo, mientras que el pequeño central es el
positivo.
Parlante. Tiene dos contactos, con polaridad. El
positivo suele estar marcado en colorado o con un
signo (+) mientras que el negativo va en negro o
con un signo (-)
Diodo LED. Tiene dos contactos normalmente.
Tiene polaridad aunque como todo diodo se lo
denomina ánodo y cátodo. El cátodo debe ir al
positivo y el ánodo al negativo para que el LED se
ilumine.
Interruptor. Tiene solo dos terminales sin
polaridad.
Capacitor variable. Tiene dos terminales con un
tornillo para ajustar su capacidad. No tiene
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polaridad.
Resistencia Variable, potenciómetro o Trimpot.
Tiene tres terminales, dos de los cuales son los
extremos de la resistencia y el central es el cursor
que se desplaza por la misma. En los
potenciómetros suelen estar en ese orden, mientras
que en los trimpot varia según su tipo.
Batería. Tiene dos terminales. El positivo se lo
indica con un signo (+) el que queda sin indicar es
el negativo. Aunque a simple vista la placa mas
grande es el positivo y la pequeña el negativo.
Triac. Tiene tres terminales. Dos son por donde la
corriente pasa (AC). Estas no tienen polaridad. La
restante es la de control. Su posición y encapsulado
varía según el dispositivo.
Tiristor. Suele denominarse diodo controlado. Sus
terminales son ánodo, cátodo y compuerta. Sus
cápsula y patillaje cambia según el componente.
Diodo. Tiene dos terminales, con polaridad. Uno es
el ánodo y suele estar representado en el
encapsulado por un anillo. El otro es el cátodo.
Diodo Zenner. Idem anterior.
Diodo Varicap. Idem anterior.
Transformador. La cantidad de terminales varía
segun cuantos bobinados y tomas tenga. Como
mínimo son tres para los autotransformadores y
cuatro en adelante para los transformadores. No
tienen polaridad aunque si orientación magnética
de los bobinados.
Opto-Triac. Tiene cuatro terminales útiles, aunque
suele venir en encapsulados DIL de seis pines. Dos
terminales son para el LED que actual como
control. Estos terminales son ánodo y cátodo. Otros
dos terminales son del Triac, que como todo
dispositivo de ese tipo no tiene polaridad.
Transistor Bipolar PNP. Tiene tres terminales. Uno
es la base, que aparece a la izquierda, solo. Otro es
el emisor, que aparece a la derecha, arriba, con una
flecha hacia el centro. El último es el colector, que
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aparece a la derecha, abajo.
Transistor Bipolar NPN. La base esta sola del lado
izquierdo. El emisor esta del lado derecho hacia
abajo con una flecha, pero en este caso hacia
afuera. El colector esta en el lado derecho superior.
Transistor IGBT PNP. El emisor es el de la flecha,
el colector el otro del mismo lado que el emisor
mientras que la base esta sola del lado izquierdo.
Transistor IGBT NPN. Sigue los mismos
lineamientos anteriores.
Cristal de Cuarzo. Tiene dos terminales sin
polaridad.
Puesta a tierra y masa, respectivamente.
Amplificador Operacional. Tiene básicamente tres
terminales. Dos de entrada de las cuales una es
inversora (señalada con un -) y otra es no inversora
(señalada con un +). La tercera es salida.
Adicionalmente tiene dos terminales de
alimentación y puede tener otras conexiones para,
por ejemplo, manejar ganancia.
Bobina o inductor sobre aire. Tiene dos terminales
que no tienen polaridad. Esta armada sobre el aire,
sin nucleo. Puede tener devanados intermedios.
Bobina o inductor sobre núcleo. Idem anterior solo
que esta montada sobre una forma.
Relé. Tiene como mínimo cuatro terminales. Dos
de ellos son para controlar la bobina que mueve la
llave. Los otros dos (o mas) son de la llave en si.
Lámpara de Neón. Tiene dos terminales sin
polaridad.
Instrumento de medición. Tiene dos terminales. Si
llegase a tener polaridad ésta es representada por
signos + y -.
Piezzoreproductor o zumbador. Tiene dos
terminales. No tiene polaridad.
Conector. Suele esquematizar al conector RCA o al
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BNC. El terminal central suele ser señal y el
envolvente suele ser masa.
Antena. Dependiendo de tu forma tiene uno o dos
terminales. Cuando tiene solo uno es el polo. Que
suele ser algo como un trozo de alambre o una
varilla telescópica. Cuando tiene dos el segundo es
el plano de masa.
Punto de conexión. Suele representar una toma de
control, un pin determinado o una entrada. En su
interior se rotula su función abreviada.
Puente rectificador. Generalmente compuesto por
cuatro diodos en serie. Tiene cuatro conexiones.
Alternativa al puente rectificador. Idem Anterior.
Pulsador Normal Abierto en estado de reposo.
Tiene dos terminales sin polaridad.
Pulsador Normal Cerrado en estado pulsado. Tiene
dos terminales sin polaridad.
Pulsador Normal Cerrado en estado de reposo.
Tiene dos terminales sin polaridad.
Punto de conexión. Suele representar una entrada o
un punto de alimentación.
Punto de empalme. Se emplea para unir un cable a
otro.
Compuerta Lógica. Con un circulo en la parte de
salida es inversora, sin él es no inversora. Según el
dispositivo vienen dos o mas en un mismo
encapsulado. Ver hoja de datos para mas
información.
Resistencia sensible a la luz o LDR. Tiene dos
terminales las cuales no son polarizadas.
Fusible. Tiene dos terminales y no tiene polaridad.
Jack Mono con corte. Tiene tres terminales. Uno es
el común, que conecta con la masa de la ficha. Otro
es la entrada de señal y el tercero el corte, que
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conecta cuando no hay ficha insertada.
Selector. Viene de tres o mas contactos
dependiendo de la cantidad de posiciones que
tenga. No tiene polaridad aunque si orden de
contactos. Cada selector tiene su propio esquema
de conexionado.
Carga. Suele representar una lámpara resistiva,
aunque nada dice que sea solo eso.. Tiene dos
contactos sin polaridad. De ser una carga
polarizada se indica con + y -.
Display de 7 segmentos. Generalmente de LED's
cada segmento esta representado por una letra. El
punto decimal es considerado un segmento a parte.
Tienen nueve o mas contactos, dependiendo del
fabricante. No hay nada estándar en estos displays
por lo que es necesario consultar la hoja de datos
de cada dispositivo en particular.
Motor. Tiene dos contactos a menos que se indique
lo contrario en el circuito. Cuando son de alterna
no tienen polaridad. Cuando son de continua la
polaridad se señala con un + y un Interruptor con piloto de neón. Tiene tres
conectores usualmente. Dos de ellos son de la llave
y el tercero (que suele ser un delgado alambre)
viene de la lámpara de neón para conectar al otro
polo y así iluminarla.
Opto Acoplador con transistor Darlington. Tiene
generalmente cinco conexiones aunque la cápsula
sea DIL de 6 pines. Dos son para el LED de control
y tres para el transistor darlington.
Lámpara de descarga por gas de Xenón. Tiene tres
terminales. Uno es el positivo de la lámpara,
marcado en la ampolla de vidrio en forma oscura.
El otro es el negativo, que también está en la
ampolla aunque claro. Y el tercer terminal, de
disparo, es una placa metálica que abraza la
lámpara por afuera. Trabaja con alta tensión, por lo
que si la tocas funcionando vas a chillar bastante.
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ANÁLISIS DE DISIPACIÓN Y ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS
LEY DE OHM
Para entender el proceso de disipación de energía que cumplen las
resistencias debemos comprender la ley de ohm, que básicamente dice:
La intensidad de corriente que circula por un circuito eléctrico, es
directamente proporcional al voltaje o tensión aplicada al circuito, e
inversamente proporcional a la resistencia que ofrece dicho circuito al
paso de la corriente eléctrica.
La expresión matemática que cumple con esta definición es la siguiente:
Donde I es la intensidad de corriente, U es la tensión de voltaje y R la
resistencia.
ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS
Para poder analizar los diferentes circuitos se hacen necesarios métodos
de simplificación o equivalencias, por esto hay que tener en cuenta que
las resistencias se pueden conectar entre si y formar equivalencias que
nos faciliten los cálculos. De manera que podemos obtener las
siguientes asociaciones posibles:
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Asociación de resistencias en serie
Donde RT es la resistencia total que es el equivalente a la suma de las 3
resistencias. Es importante notar que la corriente eléctrica que circula
por el circuito es la misma para las tres resistencias, es decir:
Asociación de resistencias en paralelo
Acá observamos que la expresión cambia notablemente, y lo que
debemos notar es que en la asociación en paralelo lo que se conserva
igual es el voltaje.
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Miremos algunos ejemplos de circuitos equivalentes
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TALLER ASOCIACION DE RESISTENCIAS
1 En los siguientes circuitos encuentre el valor de la Resistencia
equivalente:
R eq
kΏ
con todas las resistencias de 2.7
R eq ?
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R eq ?
R eq ?
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R eq ?
R eq
?
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Calcule con todas las resistencias de 4.7 k y con los valores indicados
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CONDENSADORES
Los condensadores son componentes pasivos diseñados con el fin de
almacenar energía electrostática o presentar una capacidad eléctrica
determinada. Otra forma de definirlo sería la siguiente: componentes
pasivos de dos terminales en los que la intensidad que los atraviesa
(aparentemente) es proporcional a la variación de tensión existente
entre sus terminales respecto al tiempo. Su unidad de medida en el
S.I.(Sistema Internacional) es el Faradio aunque por las limitaciones
características de los mismos se usan distintos submúltiplos (micro, µ /
nano, n / pico, p ).
Desde el punto de vista constructivo, un condensador está constituido
por dos placas conductoras separadas por un material dieléctrico. En su
interior se establece un campo eléctrico, sin pérdida de energía, como
consecuencia de la polarización dieléctrica (no confundir material
aislante y dieléctrico, todos los dieléctricos son aislantes, pero no todos
los aislantes son dieléctricos; los dieléctricos son materiales no
conductores en los que resulta posible su polarización). La capacidad de
un condensador va a depender del tamaño de sus placas, de la distancia
que las separa y del material del que está formado el dieléctrico.
Igual que en las resistencias nos vamos a encontrar con condensadores:
-Condensadores fijos: su valor capacitivo no se puede alterar.
-Condensadores variables: se puede modificar su capacidad dentro de
unos márgenes determinados
PARÁMETROS O CARACTERÍSTICAS DE LOS CONDENSADORES
Capacidad nominal (Cn): es la capacidad que se espera que tenga el
condensador. Estos valores suelen corresponderse con valores
normalizados de la serie E-12, aunque también se usan los de las series
E-6 y E-24, que son los mismos que se dan para resistencias.
Tolerancia: es la variación que puede presentar respecto al valor
nominal del condensador dado por el fabricante. Se expresa en % y
puede ser asimétrica (-a +b %).
Coeficiente de temperatura: expresa la variación del valor del
condensador con la temperatura. Se suele expresar en %/ºC (tanto por
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ciento por grado centígrado), o en ppm/ºC (partes por millón por grado
centígrado).
Tensión máxima de funcionamiento (Vn): también llamada tensión
nominal, es la máxima tensión continua o alterna eficaz que se le puede
aplicar al condensador de forma continua y a una temperatura menor a
la máxima de funcionamiento, sin que este sufra algún deterioro.
Tensión de pico (Vp): máxima tensión que se puede aplicar durante un
breve intervalo de tiempo. Su valor es superior a la tensión máxima de
funcionamiento.
Corriente nominal (In): es el valor continuo o eficaz de la corriente
máxima admisible para una frecuencia dada en la que el condensador
puede trabajar de forma continua y a una temperatura inferior a la
máxima de funcionamiento.
Corriente de fugas (If): pequeña corriente
condensador se descargue a lo largo del tiempo.
que
hace
que
el
Factor de perdidas (tgΦ): teóricamente cuando se aplica una tensión
alterna a un condensador se produce un desfase de la corriente respecto
a la tensión de 90º de adelanto, pero en la práctica esto no es así. La
diferencia entre estos 90º y el desfase real se denomina ángulo de
pérdidas.
CONDENSADORES FIJOS
Estos condensadores tienen una capacidad fija determinada por el
fabricante y su valor no se puede modificar. Sus características
dependen principalmente del tipo de dieléctrico utilizado, de tal forma
que los nombres de los diversos tipos se corresponden con los nombres
del dieléctrico usado.
De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos: cerámicos,
plásticos, mica, electrolíticos y de doble capa eléctrica.
CONDENSADORES CERÁMICOS
El dieléctrico utilizado por estos condensadores es la cerámica, siendo el
material más utilizado el dióxido de titanio. Este material confiere al
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condensador grandes inestabilidades por lo que en base al material se
pueden
diferenciar
dos
grupos:
Grupo I: caracterizados por una alta estabilidad, con un coeficiente de
temperatura bien definido y casi constante.
Grupo II: su coeficiente de temperatura no está prácticamente definido
y además de presentar características no lineales, su capacidad varía
considerablemente con la temperatura, la tensión y el tiempo de
funcionamiento. Se caracterizan por su elevada permitividad.
Las altas constantes dieléctricas características de las cerámicas
permiten amplias posibilidades de diseño mecánico y eléctrico.
CONDENSADORES DE PLÁSTICO
Estos condensadores se caracterizan por las altas resistencias de
aislamiento y elevadas temperaturas de funcionamiento.
Según el proceso de fabricación podemos diferenciar entre los de tipo k
y tipo MK, que se distinguen por el material de sus armaduras (metal
en el primer caso y metal vaporizado en el segundo).
Según el dieléctrico usado se pueden distinguir estos tipos comerciales:
KS: styroflex, constituidos por láminas de metal y poliestileno como
dieléctrico.
KP: formados por láminas de metal y dieléctrico de polipropileno.
MKP: dieléctrico de polipropileno y armaduras de metal vaporizado.
MKY: dieléctrico de polipropileno de gran calidad y láminas de metal
vaporizado.
MKT: láminas de metal vaporizado y dieléctrico de teraftalato de
polietileno (poliéster).
MKC: makrofol, metal vaporizado para las armaduras y policarbonato
para el dieléctrico.
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A nivel orientativo estas pueden ser las características típicas de los
condensadores de plástico:
TIPO CAPACIDAD
TOLERANCIA
TENSION
TEMPERATURA
KS
2pF-330nF
+/-0,5% +/-5%
25V-630V
-55ºC-70ºC
KP
2pF-100nF
+/-1% +/-5%
63V-630V
-55ºC-85ºC
MKP 1,5nF-4700nF +/-5% +/-20% 0,25KV-40KV
-40ºC-85ºC
MKY 100nF-1000nF +/-1% +/-5% 0,25KV-40KV
-55ºC-85ºC
MKT 680pF-0,01mF +/-5% +/-20%
25V-630V
-55ºC-100ºC
MKC
25V-630V
-55ºC-100ºC
1nF-1000nF
+/-5% +/-20%
CONDENSADORES DE MICA
El dieléctrico utilizado en este tipo de condensadores es la mica o silicato
de aluminio y potasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango
de frecuencias y alta estabilidad con la temperatura y el tiempo.
CONDENSADORES ELECTROLÍTICOS
En estos condensadores una de las armaduras es de metal mientras que
la otra está constituida por un conductor iónico o electrolito. Presentan
unos altos valores capacitivos en relación al tamaño y en la mayoría de
los casos aparecen polarizados.
Podemos distinguir dos tipos:
-Electrolíticos de aluminio: la armadura metálica es de aluminio y el
electrolito de tetraborato armónico.
-Electrolíticos de tántalo: el dieléctrico está constituido por óxido de
tántalo y nos encontramos con mayores valores capacitivos que los
anteriores para un mismo tamaño. Por otra parte las tensiones
nominales que soportan son menores que los de aluminio y su costo es
más alto.
CONDENSADORES DE DOBLE CAPA ELÉCTRICA
Estos condensadores también se conocen como supercondensadores o
CAEV debido a la gran capacidad que tienen por unidad de volumen. Se
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diferencian de los condensadores convencionales en que no usan
dieléctrico por lo que son muy delgados. Las características eléctricas
más significativas desde el punto de su aplicación como fuente
acumulada de energía son: altos valores capacitivos para reducidos
tamaños, corriente de fugas muy baja, alta resistencia serie, y pequeños
valores de tensión.
CONDENSADORES VARIABLES
Estos condensadores presentan una capacidad que podemos variar
entre ciertos límites. Igual que pasa con las resistencias podemos
distinguir entre condensadores variables, su aplicación conlleva la
variación con cierta frecuencia (por ejemplo sintonizadores); y
condensadores ajustables o trimmers, que normalmente son ajustados
una sola vez (aplicaciones de reparación y puesta a punto).
La variación de la capacidad se lleva a cabo mediante el desplazamiento
mecánico entre las placas enfrentadas. La relación con que varían su
capacidad respecto al ángulo de rotación viene determinada por la
forma constructiva de las placas enfrentadas, obedeciendo a distintas
leyes de variación, entre las que destacan la lineal, logarítmica y
cuadrática corregida.
IDENTIFICACIÓN DE CONDENSADORES
Vamos a disponer de un código de colores, cuya lectura varía según el
tipo de condensador, y un código de marcas, particularizado en los
mismos. Primero determinaremos el tipo de condensador (fijo o
variable)
y
el
tipo
concreto
dentro
de
estos.
Las principales características que nos vamos a encontrar en los
condensadores van a ser la capacidad nominal, tolerancia, tensión y
coeficiente de temperatura, aunque dependiendo de cada tipo traerán
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unas características u otras. En cuanto a las letras para la tolerancia y la
correspondencia número-color del código de colores, son lo mismo que
para resistencias. Debemos destacar que la fuente más fiable a la
hora de la identificación son las características que nos
proporciona el fabricante.
A continuación vemos la identificación de los principales tipos de
condensadores:
Condensadores
Condensadores
Condensadores
Condensadores
cerámicos
tipo
cerámicos
tipo cerámicos
de cerámicos
placa, grupo 1 y
disco, grupo1.
disco, grupo2.
tubulares.
2.
Condensadores
de plástico.
Condensadores
electrolíticos.
Condensadores
de tántalo.
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Condensadores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2.
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Condensadores cerámicos tipo disco, grupo 1.
Condensadores cerámicos tipo disco, grupo 2.
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Condensadores cerámicos tubulares.
CÓDIGO DE COLORES
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CÓDIGO DE MARCAS
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Condensadores de plástico.
CÓDIGO DE COLORES
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CÓDIGO DE MARCAS
Condensadores electrolíticos
Estos condensadores siempre indican la capacidad en microfaradios y la
máxima tensión de trabajo en voltios. Dependiendo del fabricante
también pueden venir indicados otros parámetros como la temperatura
y
la
máxima
frecuencia
a
la
que
pueden
trabajar.
Tenemos que poner especial atención en la identificación de la
polaridad. Las formas más usuales de indicación por parte de los
fabricantes son las siguientes:
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Condensadores de tántalo.
Actualmente estos condensadores no usan el código de colores (los más
antiguos, si). Con el código de marcas la capacidad se indica en
microfaradios y la máxima tensión de trabajo en voltios. El terminal
positivo se indica con el signo +:
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2. ANALISIS DE CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
INTRODUCCIÓN
Las cargas en los conductores pueden moverse con cierta libertad. La
corriente eléctrica constituye un movimiento continuo de las cargas
libres. La cantidad de carga que circula por un conductor en la unidad de
tiempo es la intensidad de corriente. Los responsables de mantener la
corriente en un circuito eléctrico son los generadores eléctricos, los
cuales suministran al circuito la energía precisa para ello. Dos leyes de
naturaleza experimental descubiertas por Ohm y Joule respectivamente
aportan algunas relaciones que facilitan el estudio científico de la
corriente
eléctrica.
La característica esencial de los conductores, sean éstos sólidos, líquidos
o gaseosos, consiste en que disponen de partículas cargadas que
pueden moverse con bastante libertad bajo la acción de campos
eléctricos. Cuando un conductor descargado se pone en contacto con un
cuerpo cargado se produce un desplazamiento de la carga del uno a otro
por efecto de las fuerzas eléctricas. Si ambos están aislados, el
movimiento de las cargas libres durará unos instantes entre tanto el
sistema de cargas encuentra una configuración de equilibrio en la cual
las fuerzas eléctricas que se ejercen sobre cada una de las cargas se
compensan mutuamente. Esto es lo que sucede cuando un hilo metálico
se conecta por uno de sus extremos a uno solo de los bornes de una
pila. Sin embargo, cuando se conecta el otro extremo del conductor al
segundo borne, se produce un movimiento continuado de cargas en el
conductor. Se tiene en tal caso una corriente eléctrica. La parte de la
física que se ocupa del estudio de este tipo de movimiento de las cargas
eléctricas a través de un conductor recibe el nombre de electrocinética.
CORRIENTE ELÉCTRICA
Movimiento de cargas y corriente eléctrica
La presencia de un campo eléctrico permanente en el interior de un
conductor es la causa del movimiento continuado de las cargas libres.
En términos de potencial puede decirse que para que se mantenga una
corriente eléctrica es necesario que exista una diferencia de potencial
constante entre los extremos del conductor. Si ésta disminuye por
efecto de la circulación de las cargas, el campo eléctrico llega a hacerse
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nulo y cesa el movimiento. Esta es la situación que corresponde a esos
desplazamientos de carga que se producen cuando un conductor aislado
se carga o descarga eléctricamente.
Debido a su facilidad de manejo, en electrocinética para describir las
propiedades del campo en el interior de un conductor se recurre a la
noción de diferencia de potencial, también denominada tensión eléctrica
porque de ella depende el movimiento de las cargas libres de un punto a
otro. El sentido de la corriente eléctrica depende no sólo del signo de la
diferencia de potencial, sino también del signo de los elementos
portadores de carga o cargas móviles presentes en el conductor.
En un conductor metálico los portadores de carga son los electrones (-),
por lo que su desplazamiento se producirá del extremo del conductor a
menor potencial hacia el extremo a mayor potencial, o en términos de
signos desde el polo negativo hacia el positivo. En una disolución salina
los portadores de carga son iones tanto positivos como negativos;
cuando se somete dicha disolución a una diferencia de potencial
constante, como la producida entre los bornes de una pila, se generarán
movimientos de carga de sentidos opuestos; las cargas positivas se
desplazarán por la disolución del extremo de mayor potencial al de
menor potencial, o lo que es lo mismo, del polo positivo de la pila al polo
negativo, y las negativas en sentido contrario. Algo semejante sucede
en un medio gaseoso ionizado como el que se produce en el interior de
un tubo fluorescente o de neón sometido a una diferencia de potencial
intensa.
Benjamin Franklin fue el primero en asignar un sentido de circulación a
la corriente eléctrica en los conductores metálicos. Él supuso que era la
electricidad positiva la que, como un fluido sutil, se desplazaba por el
interior del conductor. Según dicha suposición, la corriente eléctrica
circularía del polo positivo al negativo. Más de un siglo después la
moderna teoría atómica revelaba que los electrones son los portadores
de carga en los metales, de modo que el sentido real de la corriente
resulta ser justamente el opuesto al avanzado por Franklin. Por razones
históricas y dado que en la electrocinética el sentido de circulación de la
corriente no tiene mayor trascendencia, se sigue aceptando como
sentido convencional el postulado por Franklin. Sin embargo, en otras
partes de la física, como la electrónica, la distinción entre ambos resulta
importante.
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INTENSIDAD DE CORRIENTE ( I )
Junto a la idea de movimiento de partículas, la noción de corriente
eléctrica lleva asociada la de transporte de carga eléctrica de un punto a
otro. La importancia de dicho transporte en términos de cantidad se
expresa mediante la magnitud intensidad de corriente eléctrica que se
define como la carga total que circula por el conductor en la unidad de
tiempo. En forma de ecuación se puede escribir como:
I= carga / tiempo
La unidad de intensidad de corriente en el SI recibe el nombre de
ampere (A) y equivale a un transporte de carga que se produzca a razón
de 1 coulomb (C) en cada segundo (s), 1 A = 1 C/s.
En un metal, en donde la corriente eléctrica es debida únicamente al
movimiento de electrones, sólo el transporte de carga negativa
contribuye al valor de la intensidad. En las disoluciones iónicas, al ser
conducida la corriente tanto por iones positivos como negativos, se
produce una doble contribución de ambos tipos de carga a la intensidad
de corriente eléctrica.
LA LEY DE OHM
Diferencia de potencial e intensidad de corriente
En un conductor el movimiento de cargas eléctricas es consecuencia de
la existencia de una tensión eléctrica entre sus extremos. Por ello la
intensidad de corriente que circula por el conductor y la tensión o
diferencia de potencial deben estar relacionadas. Otros fenómenos de la
física presentan una cierta semejanza con la conducción eléctrica; así el
flujo de calor entre dos puntos depende de la diferencia de temperaturas
entre ellos y la velocidad de caída de un cuerpo por un plano inclinado
es función de la diferencia de alturas.
Ese tipo de analogías, y en particular la relativa a la conducción del
calor, sirvió de punto de partida al físico alemán Georg Simon Ohm
(1787-1854) para investigar la conducción eléctrica en los metales. En
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1826 llegó a establecer que en los conductores metálicos el cociente
entre la diferencia de potencial entre sus extremos y la intensidad de
corriente que lo atraviesa es una cantidad constante, o en otros
términos, que ambas magnitudes son directamente proporcionales. Esta
relación de proporcionalidad directa entre tensión e intensidad recibe el
nombre de ley de Ohm.
En electrocinética, la tensión eléctrica es representada por la letra V y
la ley de Ohm se puede escribir en la forma:
I=G·V
donde G es una constante característica de cada conductor que recibe el
nombre de conductancia.
CURVA CARACTERISTICA DE UN CONDUCTOR.
Concepto de resistencia.
Se denomina curva característica I-V de un conductor a la línea que se
obtiene cuando se representa gráficamente la variación de la intensidad
de corriente I que atraviesa un conductor con la diferencia de potencial
o tensión V aplicada entre sus extremos. Su forma es característica de
cada conductor, de ahí su nombre.
La determinación experimental de una curva característica se efectúa
mediante un montaje que permita aplicar a los extremos de un
conductor cualquiera una tensión variable y que a la vez haga posible la
medida tanto de la tensión aplicada como de la intensidad de corriente
que constituye la respuesta del conductor. Algunas curvas
características I-V son lineales, lo que equivale a decir que en sus
conductores correspondientes ambas magnitudes eléctricas son
directamente proporcionales. Esto es lo que viene a establecer la ley de
Ohm para los conductores metálicos.
En la curva característica I-V de un conductor metálico la pendiente de
la gráfica coincide con la constante de proporcionalidad G que, de
acuerdo con su definición, constituye una medida de la aptitud para la
conducción eléctrica del cuerpo considerado. Cuanto mayor sea G,
mayor será la inclinación de la característica I-V y, por tanto, mayor la
intensidad que circulará por el conductor para una misma diferencia de
potencial.
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La inversa de la conductancia G se denomina resistencia eléctrica y se
representa por la letra R, por lo tanto la ley de ohm se puede escribir de
forma equivalente como:
I=V/R
Desde un punto de vista físico, la resistencia R de un conductor
constituye una medida de la oposición que presenta éste al paso de la
corriente eléctrica. En los metales los electrones han de moverse a
través de los átomos de la estructura cristalina del propio metal. Tales
obstáculos al movimiento libre de las cargas contribuyen, en su
conjunto, al valor de la resistencia R.
El hecho experimentalmente observado de que no todos los conductores
posean características I-V rectilíneas indica que no todos cumplen la ley
de Ohm. Es ésta, por tanto, una ley de carácter restringido que sólo
puede aplicarse a cierto tipo de conductores llamados óhmicos. En los
no óhmicos la resistencia no tiene un valor constante, sino que éste
depende de la tensión que se aplique entre los extremos del conductor.
Experimentos con hilos metálicos de diferentes longitudes y grosores
llevaron a Ohm a establecer el concepto de resistencia al observar que
la intensidad I de corriente era inversamente proporcional a la longitud l
del conductor y directamente proporcional a su sección S o grosor.
Cuando este descubrimiento se combina con la relación de
proporcionalidad inversa entre R e I que establece su famosa ley.
ELEMENTOS DE UN CIRCUITO
El movimiento de los electrones por un conductor metálico como
consecuencia de una diferencia de potencial entre sus extremos puede
compararse con el flujo de agua entre depósitos situados a diferente
altura y conectados mediante una tubería. Cuando se llena el depósito
superior el agua desciende, pero dicho movimiento dura sólo en tanto se
mantiene una diferencia entre los niveles de agua en ambos depósitos.
Para mantener el agua en continua circulación es necesario intercalar
una bomba que eleve de nuevo el agua desde el depósito inferior al
superior. El papel de la bomba en dicho circuito hidráulico es el de
comunicar a la masa de agua que lo atraviesa la energía suficiente como
para salvar la diferencia de altura entre los dos depósitos, lo que
equivale de hecho a mantener constante la diferencia de niveles del
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agua entre ambos depósitos aun a pesar del flujo continuo que los
atraviese.
Para mantener una corriente eléctrica en el interior de un conductor es
preciso que exista una diferencia de potencial constante entre sus
extremos; hace falta, pues, un dispositivo que juegue un papel análogo
al de la bomba en el circuito hidráulico. Dicho dispositivo recibe el
nombre de generador. Una asociación de conductores con un generador
constituye un circuito eléctrico en donde puede tener lugar un
movimiento continuado de cargas. El generador mantiene constante la
diferencia de potencial entre dos puntos del circuito, o dicho en otros
términos, genera un campo eléctrico en el conductor que es el
responsable de la corriente.
Fuerza electromotriz de un generador
La fuerza electromotriz es la magnitud que caracteriza el
comportamiento del generador en un circuito eléctrico. En el caso de
una bomba hidráulica la potencia mecánica representa la energía que
suministra al circuito por unidad de tiempo. En los circuitos eléctricos se
define la fuerza electromotriz de un generador y se representa mediante
la letra e, como la energía que cede el generador al circuito por cada
unidad de carga que lo atraviesa y que se invierte en incrementar su
energía potencial eléctrica. Cada carga al pasar por el generador recibe
una dosis de energía que podrá gastar después en su recorrido a lo
largo del circuito.
Con frecuencia, se emplean las iniciales f.e.m. para designar esta
magnitud, que siendo una energía se la denomina impropiamente
fuerza. Según su definición la f.e.m. se expresará en unidades de
energía partido por unidades de carga. Este es también el caso de las
magnitudes potencial y diferencia de potencial. Por tal motivo su unidad
en el SI es el voltio.
Tipos de generadores
El tipo de generador más conocido es el generador químico, al cual
pertenece la pila eléctrica o pila seca. Transforma energía producida en
ciertas reacciones químicas en energía eléctrica capaz de mantener una
diferencia de potencial constante entre sus polos o bornes. Una pila
cinc-carbón, como las que se emplean para alimentar un aparato de
radio portátil, está formada por dos elementos o electrodos de
diferentes sustancias. Uno es de cinc y tiene forma de envoltura
cilíndrica, el otro es una barrita de carbón. Entre ambos existe una pasta
intermedia o electrolito que contribuye al proceso de generación de
tensión. La reacción química que se produce en el electrodo de cinc
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libera electrones, con lo que éste se convierte en un polo negativo
(cátodo); la que se produce en el electrodo de carbón da lugar a una
disminución de electrones, resultando de signo positivo (ánodo). La
tensión producida por una pila es constante y al aplicarla sobre un
circuito eléctrico produce una corriente continua. Este tipo de corriente
se caracteriza porque el sentido del movimiento de los portadores de
carga se mantiene constante.
La pila de combustible es otro tipo de generador químico de uso
frecuente en el suministro de energía eléctrica a naves espaciales.
Recibe este nombre porque las sustancias que participan en las
correspondientes reacciones químicas son, en parte, introducidas desde
el exterior como si de un combustible se tratara. Una pila de
combustible típica es la que se basa en las reacciones hidrógenooxígeno que se producen con pérdida de electrones en un electrodo y
ganancia en el otro, dando lugar a una diferencia de potencial capaz de
producir una corriente eléctrica exterior.
Un termopar es un generador termoeléctrico que transforma calor en
electricidad. Se produce cuando dos hilos conductores unidos entre sí
por sus extremos respectivos se someten a una diferencia de
temperatura, sumergiendo una de las soldaduras en hielo fundente y
aplicando a la otra la llama de un mechero. Entre ambos puntos se
genera una diferencia de potencial que aumenta con la temperatura y
puede detectarse con un aparato de medidas eléctricas. Dicho efecto
generador de electricidad conocido como efecto Seebeck se emplea
principalmente en la medida de temperaturas.
La célula fotovoltaica es un generador de tipo fotoeléctrico que
transforma la energía luminosa en energía eléctrica. Se basa en la,
capacidad de los semiconductores para conducir la electricidad en un
sentido dado, pero no en el opuesto. Al incidir la luz sobre la célula,
arranca algunos electrones de sus átomos, electrones que se acumulan
en una región determinada a expensas de la pérdida de electrones en la
región
opuesta.
Al igual que en una pila seca, estas dos regiones constituyen los polos
negativo y positivo, respectivamente, de la célula cuya diferencia de
potencial se mantendrá constante en tanto no varíe la intensidad
luminosa que alcanza su superficie.
El generador electromagnético se basa en el fenómeno de la inducción
electromagnética. Cuando un conductor cerrado se hace girar en el seno
del campo magnético producido por un imán se genera en su interior
una diferencia de potencial capaz de producir una corriente eléctrica. Es
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el tipo de generador denominado alternador que se emplea en las
grandes
plantas
de
producción
de
energía
eléctrica
En ellas, diferentes formas de energía, cuya naturaleza depende del tipo
de central, se invierten en mover grandes bobinas de conductores,
haciéndolas girar en el seno de campos magnéticos. De este modo se
producen tensiones eléctricas entre sus bornes cuya polaridad
positiva/negativa, se invierte alternativamente con el tiempo a razón de
cincuenta veces en cada segundo. Cuando esta tensión se aplica a un
circuito eléctrico, produce en él una corriente alterna que se caracteriza
por una inversión alternativa, con idéntica frecuencia, del sentido del
movimiento de los portadores de carga.
VOLTÍMETRO Y AMPERÍMETRO
Son dos aparatos de medidas eléctricas que puede considerarse como
galvanómetros modificados. El primero se utiliza para medir diferencias
de potencial entre dos puntos cualesquiera y el segundo para medir
intensidades. Su presencia en el esquema correspondiente a un circuito
eléctrico se representa en la forma -V- y -A- respectivamente.
El galvanómetro, cuyo nombre honra a Galvani, aprovecha el efecto
magnético de la corriente eléctrica. Consta, en esencia, de un imán
entre cuyos polos se dispone una bobina que puede girar sobre un eje
dispuesto
perpendicularmente
al
plano
del
imán.
Una aguja solidaria con el bastidor de la bobina hace visible, sobre una
escala graduada, el posible movimiento de aquélla. Este movimiento se
halla impedido en ausencia de corriente por dos muelles recuperadores
o resortes en espiral. Cuando se hace pasar una corriente por la bobina,
aparece una fuerza magnética entre la bobina y el imán que desvía la
aguja de su posición inicial tanto más cuanto mayor es la intensidad de
corriente.
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Un amperímetro consiste, básicamente, en un galvanómetro con un
shunt o resistencia en paralelo con la bobina, de magnitud lo
suficientemente pequeña como para conseguir que prácticamente toda,
la corriente se desvíe por ella y que el aparato de Medida perturbe lo
menos posible las condiciones del circuito. Los amperímetros se
conectan en serie con el circuito, es decir, se intercalan entre los puntos
en donde se desea medir la intensidad.
Un voltímetro viene a ser un galvanómetro con una importante
resistencia asociada en serie con él. El conjunto se conecta en paralelo o
derivación entre los puntos cuya diferencia de potencial se desea medir.
Si la resistencia total del voltímetro es mucho mayor que la del circuito,
entre tales puntos la corriente se derivará en su mayor parte por el
tramo que ofrece menor resistencia a su paso y sólo una fracción de ella
atravesará el voltímetro. Con ello se logra que la perturbación que
introduce en el circuito el aparato de medida sea despreciable.
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Estos dos dispositivos y el ohmímetro están incluidos en un dispositivo
llamado Multímetro, que se conecta según el uso de cada uno de ellos.
Actualmente se pueden encantar Multímetros tanto digitales como
analógicos.
ANÁLISIS DE CIRCUITOS
En el estudio del comportamiento de cualquiera de las partes o de los
elementos de un circuito, se precisa conocer cuál es la intensidad de
corriente que circula por él. La determinación de la intensidad o
intensidades de corriente que circulan por todos y cada uno de los
elementos de un circuito dado recibe el nombre de análisis de circuito.
En el caso de circuitos simples con un solo generador, o con varios
asociados en serie, es posible llevar a término el análisis de circuitos
aplicando de forma general los principios de asociación de resistencias y
la ley de ohm. Sin embargo, cuando existen varios generadores
distribuidos por diferentes bifurcaciones o ramas el problema del análisis
se complica y es preciso recurrir a procedimientos más potentes y
también más laboriosos.
LEYES DE KIRCHHOFF
Existen dos reglas, llamadas Leyes de Kirchhoff, que se aplican a
cualquier circuito en estado estacionario:
1. La suma algebraica de las variaciones de potencial a lo largo de
cualquier bucle o malla del circuito debe ser igual a 0.
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2. En un punto o nudo de ramificación de un circuito en donde puede
dividirse la corriente, la suma de las corrientes que entran en el nudo
debe ser igual a la suma de las corrientes que salen del mismo.
La regla 1, llamada Regla de las mallas, se deduce a partir del simple
hecho de que en el estado estacionario la diferencia de potencial entre
dos puntos cualesquiera es constante. En estado estacionario, el campo
eléctrico en cualquier punto (fuera de una fuente de fem) es debido a la
carga acumulada sobre las superficies de los bornes de la batería,
resistencias, cables, u otros elementos del circuito. Como el campo
eléctrico es conservativo, existe una función potencial en cualquier
punto del espacio (excepto en el interior de una fuente de fem). Según
nos desplazamos a lo largo de la malla y se ha llegado al punto desde el
que se comenzó, la variación neta del potencial debe ser igual a cero.
Esta regla es una consecuencia directa del principio de conservación de
la energía.
La segunda regla de Kirchhoff, Regla de los nudos, se deduce de la
conservación de la carga. Esta regla es necesaria para circuitos de
múltiples mallas que contienen puntos en los que la corriente puede
dividirse. Como en estado estacionario no hay posterior acumulación de
carga eléctrica en ningún punto del circuito, la cantidad de carga que
entra en un punto, debe ser igual a la que sale de dicho punto.
Miremos el siguiente circuito como ejemplo:
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Al escribir la primera ley, debemos considerar aquellas corrientes que
salen de un nudo como positivas y las que llegan como negativas. La
primera ley expresa la conservación de la carga porque, como las cargas
no se acumulan en un nudo, el número de cargas que llegan a un nudo
en un cierto tiempo debe ser igual al número de cargas que salen en el
mismo tiempo.
Al aplicar la segunda ley debemos tomar en cuenta las siguientes reglas.
Una caída de potencial a través de una resistencia es positiva o negativa
según como recorramos el circuito, en el sentido de la corriente o en
sentido opuesto. Cuando pasamos a través de una fem, tomamos la
diferencia de potencial como negativa o positiva dependiendo de que la
atravesemos en el sentido en que actúa la fem. La segunda ley expresa
la conservación de energía, ya que la variación neta de energía de una
carga después de haber recorrido un camino cerrado debe ser 0.
Aplicamos estas leyes para este circuito.
La primera ley aplicada a los nudos A, B y C da:
Nudo A: -I1+I2+I3=0
Nudo B: -I3+I4+I5=0
Nudo C: -I2 -I4+I6=0
La segunda ley aplicada a los recorridos 1,2 y 3 da:
Recorrido 1: -R2I2+R3I3+R4I4-Ve2=0
Recorrido 2: R5I5-R6I6-R4I4=0
Recorrido 3: R1I1+R2I2+R6I6-Ve1+Ve2=0
Estas 6 ecuaciones son suficientes para determinar las seis corrientes en
la red.
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POTENCIA ELECTRICA
La energía eléctrica We que suministra un generador al circuito eléctrico
depende de la cantidad de carga que lo atraviese. La fuerza
electromotriz de un generador representa la energía que suministra al
circuito por cada unidad de carga que lo atraviesa.
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SISTEMAS Y CIRCUITOS E01- PARTE II
Ing. Iván Becerra
PRINCIPIOS BASICOS DE INSTUMENTACION Y LOS PRINCIPALES EQUIPOS
DEL LABORATORIO
INTRODUCCIÓN
El uso de instrumentos de medición es muy importante a la hora de desarrollar
aplicaciones o verificar el comportamiento de un circuito. En este curso nos
centramos en el estudio de los instrumentos de medición básicos de un laboratorio
de electrónica como son: los multímetros análogos y digitales, fuentes de
alimentación, generadores de funciones y osciloscopios.
Esta guía esta desarrollada a partir de unos modelos genéricos, es decir que
aplican para la gran mayoría de instrumentos sin importar su marca, donde vamos
a estudiar las funciones básicas de estos y su forma de uso general.
__________________________________________
OBJETIVOS
Estudiar los principios básicos de instrumentación
Conocer los principales instrumentos de medición del laboratorio
Aprender el funcionamiento básico de los instrumentos
PARÁMETROS (TERMINOLOGÍA)
A la hora de utilizar un instrumento entran en juego una serie de términos
relacionados con la medición. Estos parámetros caracterizan cada instrumento y
entre ellos podemos destacar:
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1. Exactitud: Aproximación con que la lectura de un instrumento se acerca
al valor real de la variable medida.
2. Repetibilidad (precisión): Capacidad de un instrumento de dar siempre
un mismo resultado al medir la misma magnitud.
3. Resolución: Cambio más pequeño en el valor medido al cual responde
el instrumento.
4. Sensibilidad: Respuesta de un instrumento respecto a un cambio en la
variable medida.
No debemos confundir los términos precisión (repetibilidad) y exactitud. La
precisión no garantiza la exactitud, pero la exactitud necesita de la precisión.
Mientras que la exactitud está referida al grado de aproximación entre el valor
medido y el valor real, la precisión especifica el grado de concordancia de un
conjunto de medidas.
La exactitud de los instrumentos depende del tipo de presentación de las medidas,
analógicas o digitales. En indicadores analógicos este se da en % a fondo de
escala (por ejemplo 3% a fondo de escala), mientras que en indicadores digitales
se expresa en % más un número de conteos del dígito menos significativo (por
ejemplo 0,05% +/- 1 dígito).
La resolución en instrumentos de presentación analógica es la típica de los
sistemas gráficos y escalas (unos 0,3 mm), sin embargo en los de presentación
digital esta se corresponde con el significado del dígito menos significativo. Así, un
amperímetro cuyo rango va desde 000,0 μA a 199,9 μA tiene una resolución de
0,1 μA.
El aumento de la resolución de un instrumento depende de la sensibilidad y la
aplicación. Así, en el ejemplo anterior, si se aumenta la resolución en 0,001 μA, y
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la sensibilidad del amperímetro es menor, los dos últimos dígitos responderán más
a interferencias y ruido que a cambios producidos en la entrada.
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MULTÍMETROS (DVM)
1. Conmutador alterna-continua: se seleccionará una u otra opción dependiendo
de la tensión (continua o alterna).
2. Selección de funciones: determinamos que medida vamos a realizar; medida
de resistencia (ohmios), de capacidad (condensadores), de tensión, o de corriente.
3. Diodos y continuidad: para la comprobación de diodos (obtenemos tensión de
codo),
y
comprobación
de
continuidad
(el
circuito
no
está
abierto).
4. Selección de escala: utilizaremos una escala superior al valor de la medida
que vayamos a realizar. Si esta es desconocida, empezaremos por la escala
mayor e iremos bajando sucesivamente hasta obtener el resultado de nuestra
medida. Si la medida sobrepasa el valor de fondo de escala seleccionada, algunos
multímetros suelen indicarlo mediante el parpadeo de las cifras que aparecen en
el display.
5. Interruptor.
6. Entrada: en ellas se conectan las puntas de medida. Ver la siguiente gráfica
para entender mejor.
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ENTRADAS DE CONEXIÓN DE LOS MULTÍMETROS
Si solamente se dispone de dos
bornes
para
las
entradas
conectamos el terminal negro a
masa
(negativo)
y
el
rojo
al
positivo.
Cuando existen más de dos bornes el
procedimiento
es
el
siguiente:
El terminal negro siempre estará conectado a
la masa o común (COM). Dependiendo de la
magnitud
a
medir
el
otro
terminal
lo
insertaremos en la opción de tensión (V),
intensidad (A), resistencias (Ohmios), etc. , y
siempre en la escala superior a la medida
que vayamos a realizar.
7. Ranuras de inserción del condensador: aquí insertamos el condensador cuya
capacidad vamos a medir. (No todos los multímetros traen esta función)
8. Display.
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OTRO TIPO DE MULTIMETRO
1. Display.
2. Conmutador alterna-continua (AC/DC): se seleccionará una u otra opción
dependiendo de la tensión (continua o alterna).
3. Interruptor rotativo. Selección de funciones y escalas: rotando el cursor
conseguimos seleccionar la magnitud (tensión, intensidad, etc.) y el valor de
escala (siempre mayor a la medida en cuestión).
4. Ranuras de inserción de condensadores: aquí insertamos el condensador
cuya capacidad vamos a medir.
5. Orificio para la Hfe de los transistores: aquí insertamos el transistor cuya
ganancia vamos a medir.
6. Entradas: en ellas se conectan las puntas de medida
7. Interruptor.
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FUENTES DE ALIMENTACIÓN (VOLTAJE)
Presentamos dos fuentes de alimentación tipo y cual puede ser su modo de
operación de una forma genérica. A partir de estas podemos obtener una base
sobre el manejo de las distintas fuentes de alimentación.
1. Voltímetro: En este display leemos la tensión entregada por la fuente para
cada uno de los dos canales (S1 o S2 según esté pulsado el selector de canal).
2. Selector de funciones: Por medio de este selector elegimos el modo de
funcionamiento de la fuente: independiente, simétrico, serie y paralelo.
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Miremos los diferentes tipos de conexión:
Podemos elegir el modo de funcionamiento, de forma que tenemos las siguientes
posibilidades:
a) Modo independiente:
Disponemos de dos fuentes independientes de 0 a 30 V y 1 A cada una de ellas.
En este modo regulamos la tensión y corriente de salida para cada una de ellas
(por medio del selector de canal S1 o S2).
b) Modo simétrico:
Disponemos de una salida de 0 a +/- 30 V y 1 A. En este caso se conectan
internamente el borne (+) de S2 con el borne (-) de S1, actuando como cero
central. La salida positiva se obtiene en el borne (+) de S1 y la negativa en el
terminal (-) de S2. El control de tensión e intensidad se efectúa mediante S1,
quedando los controles de S2 anulados
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c) Modo serie:
Disponemos a la salida de 0 a 60 V y 1 A. Se conecta internamente el borne (+) de
S2 con el (-) de S1, actuando los controles independientemente en cada fuente.
Esto nos permite:
1.
Obtener
la
tensión
suma
entre
el
(+)
de
S1
y
el
(-)
de
S2.
2. Obtener tensiones asimétricas tomando como referencia la unión (-) de S1 con
la (+) de S2.
d) Modo paralelo:
Disponemos a la salida de 0 a 30 V y 2 A. Realizamos las conmutaciones internas
necesarias para que S1 suministre el doble de corriente quedando los controles de
S2 anulados.
Los visualizadores son completamente independientes de los modos de
operación, permitiendo lecturas tanto de tensión como de corriente en cada fuente.
En modo paralelo, el amperímetro sólo efectúa lecturas en S1, quedando el
selector del mismo anulado para comodidad del usuario.
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3. Selector de canal: Con la función independiente disponemos de dos fuentes en
las que podemos regular la tensión e intensidad por cada una de ellas.
4.-5. Ajuste de tensión: Por medio de los controles grueso y fino (los de la
izquierda para S1, fuente 1, y los de la derecha para S2, fuente 2) regulamos la
tensión de salida que aparecerá constantemente en el voltímetro (display).
6. Ajuste de la intensidad límite: Cortocircuitando la salida de la fuente a usar,
regulamos la corriente máxima por medio de este control (el de la izquierda para
S! y el de la derecha para S2). El amperímetro (display) indicará constantemente
el
valor
de
la
corriente
de
salida.
7. Salidas.
8. Masa de canal 1.
9.-10. Salida de +5 V, -5 V: Aquí disponemos de una salida de 5 V, 2 A
independiente de los demás controles para la aplicación principalmente en
montajes
digitales
con
tecnología
TTL.
11. Masa de canal 2.
12. Amperímetro: En este display leemos la intensidad entregada por la fuente
para cada uno de los canales (S1 o S2 según esté pulsado el selector de canal).
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OTRO TIPO DE FUENTE DE VOLTAJE
En términos generales, con esta fuente se seguirá el mismo procedimiento que
con la anterior, sin embargo podemos comentar diversas peculiaridades:
Disponemos de salidas simétricas que van de 0 a +/- 15 V, y una regulación de
intensidad de 0 a 2 A. La existencia de dos canales, CH1 y CH2, nos permite
seleccionar el tipo de fuente que vayamos a utilizar, pues estos canales están
conectados internamente entre sí, pero con polaridad inversa, de tal forma que
cualquier tensión positiva o negativa seleccionada previamente puede cambiar de
polaridad
a
través
del
interruptor
4
(selector
de
canal).
Para una correcta obtención de tensión actuaremos sobre los ajustes grueso y fino
de la tensión de salida y sobre los terminales de salida. Dependiendo de la salida
que deseemos obtener así será la conexión de estos terminales: para una salida
simétrica se actúa sobre los conectores +15 V y -15 V; para una salida negativa lo
haremos sobre el común (COM) y -15 V, etc.. Entre el terminal +15 y -15, sin usar
el
común,
podemos
obtener
hasta
30
V.
La regulación de intensidad límite se hace igual que en el caso de la fuente
anterior.
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GENERADOR DE FUNCIONES (GENÉRICOS)
1. Interruptor.
2. Selector de banda: actuando sobre él establecemos el margen de frecuencias
en el que nos vamos a mover.
3. Selector de la forma de onda: Determinamos si la onda va a ser cuadrada,
senosoidal o triangular.
4. Selector de frecuencias: Actuando sobre este selector ajustamos la frecuencia
que estará dentro del margen elegido (selector de banda). Esta frecuencia será
aquella que indique el selector de frecuencias multiplicada por el límite inferior de
la
banda
elegida
en
el
selector
de
banda.
5. Control de la amplitud: Aumentamos o disminuimos la amplitud de la onda.
Para controlarla podemos conectar la salida a un osciloscopio, y una vez
visualizada, actuamos sobre este control.
6. Terminal para señales TTL: Obtenemos de esta salida una señal de impulsos
TTL para su aplicación a estos circuitos.
7. Terminal de salida.
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Para la obtención de una señal seguiremos los siguientes pasos: seleccionamos la
forma de onda (3) y la banda de frecuencias (2), ajustamos la frecuencia (4) y por
último la amplitud.
NOTA IMPORTANTE
Es muy importante no suministrar tensión (Voltaje) alguno a los terminales
de salida ya que podríamos dañar al instrumento.
1. Control de la amplitud: Determinamos la amplitud de la señal de salida.
2. Tensión de Offset: Superponemos un determinado nivel de tensión continua a
la señal de salida previamente ajustada.
3. Selector del rango de frecuencias: Determinamos el margen de frecuencias
en
el
que
nos
vamos
a
mover
con
el
control
de
frecuencias.
4. Selector de función: Determinamos la forma de la señal de salida.
5. Salida principal: Aquí disponemos de la señal previamente seleccionada y
ajustada a nuestros requerimientos.
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6. Señal de salida TTL: Dependiendo del tipo de generador podemos disponer de
una señal cuadrada de una amplitud fija predeterminada y de una frecuencia
variable a través de los controles.
7. Conmutador de barrido: Disponemos de un barrido interno que habilita los
controles rango de barrido (8) y amplitud de barrido(9).
8. Rango de barrido: Ajusta el rango de la señal interna de barrido y la repetición
del mismo.
9. Control de la amplitud de barrido: Ajusta la amplitud de la señal de barrido
interna.
10. Control de frecuencia: Ajusta la frecuencia de salida dentro del rango
seleccionado en (3).
11. Interruptor.
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OSCILOSCOPIOS GENÉRICOS
Los osciloscopios son instrumentos más complejos que los multímetros,
generadores, etc...Presentamos a continuación lo que podría ser un osciloscopio
genérico, con sus controles más característicos, de forma que nos permita
familiarizarnos con estos.
1. Atenuador vertical (CH1): Seleccionamos los voltios en cada división (rejilla),
para el primer canal.
2. Ajuste fino sensibilidad vertical (CH1): Precisamos el ajuste del atenuador
vertical.
3. Desplazamiento vertical de canal 1: Desplazamos la señal verticalmente.
4. Selector AC-GND-DC de canal 1: En el canal 1 seleccionamos la señal a
visualizar (alterna o continua), o con la posición GND situamos la masa en el nivel
de referencia que queramos.
5. Modos de funcionamiento: Con este conmutador seleccionamos la señal a
visualizar. Si pulsamos CH1 aparecerá la señal del canal 1, si pulsamos CH2
aparecerá la señal del canal 2, pulsando CH1 y CH2 simultáneamente aparece la
suma de las dos señales. Pulsando ALT en la pantalla obtenemos las dos señales,
si
pulsamos
CHOP
el
barrido
se
produce
más
lentamente.
6. Atenuador vertical (CH2): Seleccionamos los voltios en cada división (rejilla),
para el segundo canal.
7. Ajuste fino sensibilidad vertical (CH2): Precisamos el ajuste del atenuador
vertical.
8. Inversor de la señal de canal 2: Con este interruptor invertimos la señal del
canal 2. Si pulsamos este, y en los modos de funcionamiento CH1 y CH2
simultáneamente, en la pantalla obtenemos la diferencia de las dos señales.
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9. Selector AC-GND-DC de canal 2: En el canal 2 seleccionamos la señal a
visualizar (alterna o continua), o con la posición GND situamos la masa en el nivel
de referencia que queramos.
10.
Entrada
vertical
(CH1):
Entrada
para
la
sonda
(canal
1).
11. Desplazamiento vertical de canal 2: Desplazamos la señal verticalmente.
12. Desplazamiento horizontal: Con este mando variamos la posición horizontal
del trazo. Con la opción PULL x 10 MAG (sacando el conmutador) dividimos la
escala del tiempo por 10.
13. Tiempo de barrido: Seleccionamos el tiempo de cada división de la rejilla.
14. Ajuste fino de la base de tiempos: Precisamos el ajuste de la base de
tiempos.
15. Modos de disparo: Con este conmutador seleccionamos el modo de disparo:
-AUTOMÁTICO (posición Auto): los impulsos de barrido se generan internamente.
-NORMAL (posición Norm): no aparece nada en la pantalla si no hay señal en la
entrada.
- X/Y (posición x/y): el canal 1 produce la deflexión vertical (eje Y), y el canal 2 la
deflexión horizontal (eje X). En esta posición es indiferente el modo de
funcionamiento.
16. Selector de la fuente de barrido: Seleccionamos la fuente de disparo, que
puede ser una propia, la misma señal del canal 1, la señal del canal 2, una señal
exterior de la red o una señal exterior.
17. Conmutador de acoplamiento para el sincronismo: Las posiciones de este
conmutador:
- AC: la componente continua es bloqueada de la señal que va a dar la fuente de
disparo.
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- VIDEO FRAME: la componente vertical es una señal de video que se utiliza
como fuente de disparo.
- VIDEO LINE: la componente horizontal es una señal de video que se utiliza como
fuente
de
disparo.
Esta
señal
puede
también
no
ser
de
video.
18. Nivel (comienzo del trazo): Mediante este mando podemos elegir el punto de
la onda en el que comienza el trazo.
19.
Entrada
vertical
(CH2):
Entrada
para
la
sonda
(canal
2).
20. Ajuste de la sonda: Para la comprobación de las sondas, conectaremos sus
puntas de prueba a este terminal y en pantalla obtendremos una señal de prueba.
21. Brillo (intensidad): Nos ilumina más o menos el trazo de la señal.
22. Foco: Ajustamos el trazo.
23. Interruptor.
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En la actualidad se están imponiendo los osciloscopios digitales debido a las
ventajas que presenta frente a los analógicos. En estos tendremos más opciones
a la hora de analizar una señal, que normalmente aparecerán mediante menús en
pantalla.
Lo importante es que en todos los osciloscopios nos encontraremos con una serie
de bloques que nos permiten su manejo:
Tubo de rayos catódicos (T.R.C.) o pantalla: Aquí están situados los
controles sobre la imagen en la pantalla (foco, intensidad, etc.).
Etapa
vertical:
Mediante
los
controles situados
en
este
bloque
seleccionamos las señales a visualizar, y parámetros relativos a la amplitud
de
las
mismas,
así
como
el
modo
en
que
se
visualizarán
(atenuador/amplificador de entrada, ajuste fino de sensibilidad de escala,
conmutador
para
seleccionar
la
señal
a
visualizar,
etc.).
Etapa horizontal o circuito de barrido: Nos encontramos aquí con los
controles de las señales en función del tiempo (atenuador/amplificador de
barrido,
factor
de
conversión
de
escala,
etc.).
Circuito de disparo: Se distinguen los controles relativos al modo en que
se produce el disparo (independientemente de la fuente), así como el tipo
de acoplamiento (adaptación de la señal a visualizar) de la señal de disparo
(selector
de
fuente
de
barrido,
level,
etc.).
Conectores de entrada: Aquí nos encontramos con las entradas para las
señales y señales de disparo.
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COMPARACIÓN ENTRE OSCILOSCOPIOS DIGITALES Y ANÁLOGOS
OSCILOSCOPIO DIGITAL
OSCILOSCOPIO ANÁLOGO
Traza limpia y brillante sin modulación de
Permite la modulación de intensidad.
intensidad
En alta frecuencia el brillo es poco.
Almacenamiento ilimitado
Tiempo limitado de memoria y
técnicas fotográficas complejas.
Incremento de resolución mediante
Menor resolución aunque pueden
cursores.
disponer de cursores.
Información anterior al disparo mediante
pretrigger.
No permite predisparo.
Ancho de banda variable en muestreo real.
Ancho de banda constante
Gran ancho de banda en muestreo
dependiente de la amplitud
equivalente (hasta 15 GHz).
(difícilmente superior a 1 GHz).
Velocidad de actualización de la pantalla
lenta.
Mayor costo que los osciloscopios
analógicos.
Adquisición continua.
Precios moderados.
Facilidad de manejo y análisis de señales de Imposibilidad de captura de señales
ocurrencia única.
uniciclo.
Posibilitan una fácil documentación
mediante conexión a plotters, impresoras, y
comunicación con ordenadores.
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OSCILOSCOPIOS: VISUALIZACIÓN Y TOMA DE MEDIDAS
PRECAUCIONES GENERALES
Antes de conectar el osciloscopio es conveniente ajustar el brillo (INTENSITY) en
su posición intermedia, para evitar un fuerte destello del haz sobre la pantalla, y
evitar el deteriodo de esta.
Los controles de desplazamiento del haz de las etapas vertical y horizontal
(POSITION) debemos ajustarlos en sus posiciones intermedias, ya que si están en
sus posiciones extremas no podremos visualizarlo.
Debemos asegurarnos de que la fuente de barrido (SOURCE) del circuito de
disparo (TRIGGER) preseleccionada es correcta. Si está seleccionada en la
posición "EXT" (fuente externa), y no aplicamos ninguna señal de barrido, el haz
permanecerá inmóvil en la pantalla (en ausencia de señal de entrada) si el modo
de disparo es automático (MODE-AUTO), o no aparecerá si el modo es normal
(MODE-NORM).
PUESTA EN MARCHA
Una vez que se ha encendido el osciloscopio situaremos el conmutador de
entrada de señal vertical correspondiente en la posición GND y mediante los
controles de posición (POSITION) ajustamos el trazo en una posición de
referencia en la retícula de la pantalla (normalmente en el centro). Una vez hecho
esto ajustaremos los distintos controles del tubo de rayos catódicos como
intensidad adecuada, foco, rotación del trazo, etc...
VISUALIZACIÓN DE SEÑALES
Para visualizar una señal hemos de introducir la sonda o sondas de medida en el
conector de entrada vertical (INPUT). Si el osciloscopio es de doble canal,
dispondremos de dos entradas, normalmente CH1 ó Y, y CH2 ó X. Para señales
de
elevada
tensión
Para
modificar
la
usaremos
representación
de
sondas
la
especiales
imagen
atenuadoras.
actuaremos
sobre
los
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conmutadores de atenuación vertical (VOLTS/DIV) y horizontal o barrido
(TIME/DIV o SEC/DIV). Así, por ejemplo, no podremos visualizar una señal de 30
V, si el atenuador VOLTS/DIV está en la posición de 10mV/div, o una señal de 10
KHz (T=0,1 ms) si el atenuador SEC/DIV está en la posición de 5s/div.
Antes de efectuar una medida hemos de ajustar los mandos ajuste fino de
sensibilidad vertical y horizontal (VARIABLE) en la posición CAL.
TOMA DE MEDIDAS
Una vez visualizada la señal, estamos en disposición de efectuar su medición:
MEDIDA DE TENSIÓN ALTERNA:
El selector de entrada debe estar en la posición "AC" y debe aparecer un ciclo
completo de la señal. La medida de una tensión alterna se obtiene mediante el
producto del número de cuadros ocupados por la señal en la retícula de la pantalla
(pico a pico), por la escala seleccionada en el atenuador vertical VOLTS/DIV,
siempre que el mando de ajuste fino (VARIABLE) se encuentre en su posición
"CAL".
La magnitud de la escala seleccionada normalmente viene impresa con marcas en
el mismo mando VOLTS/DIV, aunque en algunos modelos se muestra
directamente en la pantalla.
MEDIDA DE TENSIÓN CONTINUA:
En este caso situaremos el selector de entrada en la posición DC (acoplamiento
DC). De la misma forma actuaremos si tratamos de medir una señal alterna que
tiene superpuesta un nivel de continua. Si en este último caso situáramos la
entrada en posición AC, eliminaríamos la componente continua con lo que
solamente
se
visualizaría
la
componente
alterna
de
la
señal.
El procedimiento de lectura de la medida es el mismo que en el caso de una
tensión alterna, pero hemos de fijar la línea de referencia (acoplamiento GND) en
torno a la cual se desplazará el haz, positiva (hacia arriba) o negativamente (hacia
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abajo), en función de la magnitud medida y la posición del atenuador de entrada
vertical (VOLTS/DIV).
MEDIDA DE FRECUENCIA:
Para obtener la frecuencia de una señal hemos de visualizar un ciclo completo de
esta como mínimo. El cálculo lo haremos en base al tiempo de duración de un
ciclo, siendo la frecuencia la inversa del periodo (f=1/T). Para ello contamos los
cuadros ocupados por un ciclo completo en el eje horizontal, y multiplicamos dicha
cantidad por el tiempo de barrido seleccionado en el conmutador SEC/DIV, con lo
que la frecuencia será la inversa del valor obtenido. No debemos olvidar situar el
mando de ajuste fino de sensibilidad (VARIABLE), del circuito horizontal, en la
posición CAL.
EJEMPLOS
TENSIÓN ALTERNA Y FRECUENCIA
Tensión
de
pico:
3 DIV x 0,5 VOLTS/DIV = 1,5 V (de pico)
Tensión
pico-pico:
Frecuencia:
Vp-p
=
3
V
8 DIV x 0,1 ms = 0,8 ms
f = 1/T = 1/0,8ms = 1250 Hz
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TENSIÓN CONTINUA
Valor
de
tensión:
4,6 DIV x 2 VOLTS/DIV = 9,2V
Bibliografia
http://voltio.ujaen.es/te/enlinea/componentes/index.htm
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CONCEPTOS GENERALES PARA SOLDAR CON ESTAÑO
COMPONTES ELECTRONICOS
EL ESTAÑO.
La aleación necesaria en las aplicaciones de la electrónica tiene que ser
del 60% de estaño y un 40% de plomo. Las aleaciones con proporciones
diferentes dan dos problemas fundamentales que, por otra parte,
dificultan una buena soldadura, estas son:
Para fundir estas aleaciones se necesita una temperatura más
elevada.
En contacto con las pistas del circuito, se enfría más rápidamente y
además
se oxida en breve tiempo, por lo
que las soldaduras
aparecen negras.
También es necesario tener en cuenta el desoxidante que contiene en su
ánima. Si este es bueno notaremos que alrededor de la soldadura se
forma un pequeñísimo cerco de color amarillo, que es precisamente la
cantidad de desoxidante que no ha podido volatilizarse. Tratando de
empujar este pequeño estrato con la punta de una aguja, verás que se
deshoja y se separa del circuito impreso. Si es de mala calidad, el
desoxidante se expande fácilmente y en exceso sobre la pista de cobre,
dejando un denso estrato de pasta; si se empuja con una aguja, esta se
hundirá
en
ella
o
se
pegará
como
si
fuera
chicle.
En resumen, el estaño para aplicaciones electrónicas se venden en las
siguientes diámetros: 0,8 ;1 ; 1,5 ; 2 ; 3mm. Para montajes
electrónicos se recomienda utilizar los diámetros de 0,8 o 1mm.
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EL SOLDADOR.
Es la herramienta que funde el estaño y por lo tanto hace posible la
unión del mismo con las pistas de cobre del circuito impreso.
En un laboratorio de electrónica es necesario un soldador de 35 a 40w
con una punta de 2 a 3 mm de diámetro, para efectuar todas las
soldaduras
en
el
circuito
impreso.
La punta de los soldadores siempre debe estar limpia y libre de óxidos o
residuos
carbonosos
debidos
a
escorias de
estaño
o
de
pasta
desoxidante. Para mantenerla limpia basta con pasarla cada vez que
veamos estos residuos una esponja de caucho o un trapo húmedo;
nunca lijarla ya que de esta forma la inutilizaríamos.
Tipos:
Los más usuales son:
De lápiz.- formado por un mango aislante, una resistencia y una
punta de cobre. Al pasar la corriente por la resistencia hace que la
punta
se
caliente
y
alcance
la
temperatura
indicada.
Inconvenientes: necesita tiempo para calentarse y la punta se
ensucia con facilidad. Se encuentra con potencias entre 15 y 75w.
De pistola: en el mango aloja un transformador y un gatillo, más
una punta que es la misma resistencia. La ventaja principal es que
se calienta rápidamente y que la punta es más duradera y limpia.
Inconveniente: tamaño y peso, así como, su potencia elevada,
150w.
De gas: es semejante al de lápiz, pero no funciona a la red, sino
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con un pequeño depósito de gas que se aloja en el mango.
Ventaja: al no alimentarse con la red se convierte en una
herramienta portátil para aquellas aplicaciones en las que no se
tiene ninguna fuente de alimentación a mano.
Soldador tipo lápiz
Soldador tipo pistola
Soldador a gas
Portasoldador
Es conveniente que el soldador se deje una vez caliente sobre un
elemento que evite que pueda quemar objetos o el banco de trabajo,
ese elemento será el portasoldador.
Para trabajos de mayor precisión se utilizan las estaciones de soldadura,
en los que se pueden regular la temperatura a la cual se calentará el
dispositivo.
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Estación de soldadura para montaje
convencional
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Estación de soldadura para SMD
LOS COMPONENTES.
Antes de aplicar los componentes al circuito impreso, deben recibir un
pequeño “tratamiento”.
No hay que olvidar que los terminales de los componentes pueden
estar oxidados o con una ligera capa de grasa creada por las manos de
los que los han manipulado o de nosotros mismos que puede
perjudicar la soldadura. Por tanto, es necesario tener a mano trocitos
de papel de lija y, sistemáticamente, frotarlos con la misma. No es
necesario lijar los terminales de transistores, integrados y zócalos, ya
que habitualmente se realizan con materiales antioxidantes.
Habrá que plegar los terminales de modo que se introduzcan
exactamente en los orificios que les corresponden, buscando un
acabado estético cuando el componente se inserta en las vías
correspondientes.
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LA SOLDADURA
Una buena soldadura es aquella capaz de lograr una unión íntima entre
los componentes y los pads del circuito impreso de forma que se
garantice una circulación de corriente fiable a través de dicha unión.
Para que esto sea así hay que seguir unas normas muy estrictas:
La punta del soldador estará limpia de escorias o suciedad.
Tener el estaño adecuado (recuerda: 60% de estaño y 40% de
plomo).
Apoyar la punta del soldador muy cerca del terminal que se vaya a
soldar y apoyar luego el hilo de estaño entre la punta del soldador y el
terminal mismo.
Cuando se haya fundido una gota se retira el estaño manteniendo aún
la punta sobre el circuito durante unos instantes. De esta forma se
extenderá el estaño por la pista de cobre alrededor del terminal, ya
que el desoxidante se ha licuado y retirará los óxidos que existen en
los dos elementos que se pretende conectar. El aspecto de una buena
soldadura lo puedes ver cuando su acabado es brillante, si es mate
tendrás una soldadura fría que es poco fiable.
Para realizar una buena soldadura no es necesario utilizar una
cantidad elevada de estaño.
Eso puede producir una soldadura
defectuosa y además un gasto elevado. Cuando se
necesite
más estaño del normal se irá aplicando gota a gota hasta completar la
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cantidad necesaria.
Proceso de soldadura
Lo que no hay que hacer al soldar:
No fundir primero el estaño sobre el soldador, para luego apoyar el
mismo en el punto de soldadura. Evapora el desoxidante en el
soldador no pudiendo limpiar las partes a unir creando un oxido que,
en la practica se comportará como una resistencia adicional de valor
importante.
No uses nunca pasta para soldar. No es necesario.
No retire el soldador del punto de soldadura apenas se ha fundido el
estaño. Si lo haces, es muy posible que obtengas una soldadura fría
(aspecto mate).
Antes de usar por primera vez un soldador, es necesario realizar una
preparación previa de la punta, para que quede bien estañada y no se
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oxide.
Los
pasos
a
seguir
son
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los
siguientes:
Calentar el soldador para que la punta suelte la resina o barniz
protector.
Si la punta está en buen estado se le acercará Si la punta está en
buen estado se le acercará un trozo de estaño y se dejará fundir
sobre los 20 mm finales, para que queden bien estafados.
Desconectar el soldador y limpiar suavemente la punta con la goma
de caucho. La punta debe haber quedado brillante, si no es así hay
que volver a estafarla.
Si la punta no estuviese en buen estado, o bien de color oscuro, se
desconectaría el soldador y una vez frío se limpiará suavemente la
punta.
Posteriormente, volver a conectar el soldador y proceder al estañado.
Se hace también necesario realizar un mantenimiento del soldador
cada vez que sea utilizado, para ello se deben seguir las siguientes
indicaciones:
Cada vez que se utilice el soldador, habrá que dejar la punta bien
estañada y limpia. Utilizar la goma de caucho o trapo húmedo
periódicamente, para evitar los restos de estaño después de cada
punto de soldadura.
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Otros tipos de soldadura
de tipo más bien industrial:
Por ola: consiste en precalentar la placa a una temperatura constante
manteniéndola a una pequeña distancia de un recipiente con estaño
fundido, entonces se produce la ola a lo largo de todo el recipiente
recorriendo todos los puntos de soldadura de la placa, instante en el
que esta se retirará.
Por adhesivo: solo se utiliza en componentes SMD y consiste en una
cola altamente conductora que sirve de unión entre el componente y
la placa. La pasta debe ser calentada a unos 150 ºC.
Por convección: consiste en suministrar aire caliente a cada punto de
soldadura en unión con estaño o pasta conductor.
Por radiación: utilizado en SMD, se basa en la acción de calentamiento
a 250 ºC por láser sobre el componente que se va a soldar.
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