Tipos De Resistores 4a1yp

TIPOS DE RESISTORES

Desde el punto de vista de vista de la resistividad , podemos encontrar materiales conductores (no presentan ninguna oposición al paso de la corriente eléctrica), aislantes (no permiten el flujo de corriente), y resistivos (que presentan cierta resistencia). Dentro de este último grupo encontramos las resistencias. Las resistencias son componentes eléctricos pasivos en los que la tensión instantánea aplicada es proporcional a la intensidad de corriente que circula por ellos. Su unidad de medida es el ohmio (Ω). Se pueden dividir en tres grupos: Resistencias lineales fijas: su valor de resistencia es constante y está predeterminado por el fabricante. Resistencias variables: su valor de resistencia puede variar dentro de unos límites. Resistencias no lineales: su valor de resistencia varia de forma no lineal dependiendo de distintas magnitudes físicas (temperatura, luminosidad, etc.). RESISTENCIAS LINEALES FIJAS Estos componentes de dos terminales presentan un valor nominal de resistencia constante (determinado por el fabricante), y un comportamiento lineal. Características técnicas Estas son las especificaciones técnicas más importantes que podemos encontrar en las hojas de características que nos suministra el fabricante: Resistencia nominal (Rn): es el valor óhmico que se espera que tenga el componente. Tolerancia: es el margen de valores que rodean a la resistencia nominal y en el que se encuentra el valor real de la resistencia. Se expresa en tanto por ciento sobre el valor nominal. Los valores de resistencia nominal y tolerancia están normalizados a través de la norma UNE 20 531 79 de tal forma que disponemos de una gama de valores y sus correspondientes tolerancias (series de valores normalizados y tolerancias para resistencias) a las que tenemos que acogernos a la hora de elegir la resistencia necesitada. Potencia nominal (Pn): es la potencia (en vatios) que la resistencia puede disipar sin deteriorarse a la temperatura nominal de funcionamiento. Tensión nominal (Vn): es la tensión continua que se corresponde con la resistencia y potencia nominal.

Intensidad nominal (In): es la intensidad continua que se corresponde con la resistencia y potencia nominal. Tensión máxima de funcionamiento (Vmax): es la máxima tensión continua o alterna eficaz que el dispositivo no puede sobrepasar de forma continua a la temperatura nominal de funcionamiento. Temperatura nominal (Tn): es la temperatura ambiente a la que se define la potencia nominal. Temperatura máxima de funcionamiento (Tmax): es la máxima temperatura ambiente en la que el dispositivo puede trabajar sin deteriorarse. La disipación de una resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente en la que está trabajando.

Coeficiente de temperatura (Ct): es la variación del valor de la resistencia con la temperatura. Coeficiente de tensión (Cv): es la variación relativa del valor de la resistencia respecto al cambio de tensión que la ha provocado. Estabilidad, derivas: representa la variación relativa del valor de la resistencia por motivos operativos, ambientales, periodos largos de funcionamiento, o por el propio funcionamiento. Ruido: se debe a señal (o señales) que acompañan a la señal de interés y que provoca pequeñas variaciones de tensión. VALORES TÍPICOS DE LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS CLASIFICACIÓN DE RESISTENCIAS LINEALES

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

para su construcción, básicamente mezclas de carbón o grafitos y materiales o aleaciones metálicas. También se pueden distinguir distintos tipos atendiendo a características constructivas y geométricas. Una clasificación sería la siguiente: DE CARBÓN: -Aglomeradas: -De capa. METÁLICAS: -De capa. -De película. -Bobinadas. RESISTENCIAS DE CARBÓN Es el tipo más utilizado y el material base en su construcción es el carbón o grafito. Son de pequeño tamaño y baja disipación de potencia. Según el proceso de fabricación y su constitución interna, podemos distinguir: RESISTENCIAS AGLOMERADAS También se conocen con el nombre de "composición", debido a su constitución: una mezcla de carbón, materia aislante, y resina aglomerante. Variando el porcentaje de estos componentes se obtienen los distintos valores de resistencias. Entre sus características se puede destacar: -Robustez mecánica y eléctrica (sobrecarga). -Bajos coeficientes de tensión y temperatura. -Elevado nivel de ruido. -Considerables derivas. RESISTENCIAS DE CAPA DE CARBÓN En este tipo de resistencias, la fabricación está basada en el deposito de la composición resistiva sobre un cuerpo tubular formado por materiales vítreos cerámicos. Como características más importantes: -Elevado coeficiente de temperatura. -Soportan mal las sobrecargas.

-Ruido y coeficiente de tensión prácticamente nulos. -Mayor precisión y menores derivas que las aglomeradas: RESISTENCIAS METÁLICAS Estas resistencias están constituidas por metales, óxidos y aleaciones metálicas como material base. Según el proceso de fabricación y aplicación a la que se destinan podemos distinguir: RESISTENCIAS DE CAPA METÁLICA Están constituidas por un soporte que puede ser de pirex, vidrio, cuarzo o porcelana, sobre el que se depositan capas por reducción química para el caso de óxidos metálicos o por vaporización al vacío para metales o aleaciones metálicas. Los óxidos más utilizados son de estaño, antimonio e indio, como metales y aleaciones de oro, platino, indio y paladio dentro del grupo de metales preciosos. Estos componentes tienen una gran estabilidad y precisión y un bajo nivel de ruido por lo que suelen ser utilizadas en aplicaciones exigentes. Entre sus características más importantes: -Rangos reducidos de potencia y tensión. -Estrechas tolerancias y elevada estabilidad. -Bajo coeficiente de temperatura y altas temperaturas de funcionamiento. -Reducido nivel de ruido. RESISTENCIAS DE PELÍCULA METÁLICA La diferencia fundamental con las anteriores está en las técnicas de fabricación utilizadas, mediante las cuales se han conseguido integrar redes de resistencias. Los materiales base usados en su fabricación y los cuerpos soporte son los característicos de las resistencias metálicas, a excepción de los óxidos metálicos. Dentro de este tipo también podemos diferenciar dos tipos: de película delgada y de película gruesa, diferenciándose en las características constructivas. Las principales ventajas de estas resistencias radica en su reducido tamaño, y sobretodo en la disponibilidad de redes de resistencias como componente integrado. A pesar de su reducido margen de potencia, inferior a 1/2 W, las ventajas respecto a las resistencias discreta se pueden resumir en: -Coste menor para un mismo número de resistencias. -Reducción del cableado, peso y espacio en el circuito. -Tolerancias más ajustadas.

-Características generales de las unidades integradas muy similares y valores nominales prácticamente idénticos. -Posibilidad de obtención de valores óhmicos distintos en función de la configuración interna y el número de resistencias integradas. Esta última posibilidad está ligada al tipo de encapsulado en que se presenta la red. En la práctica los más comunes que se nos presentan son: -Tipo SIL, disposición de terminales en una línea, usada también para algunos tipos de conectores. -Tipo DIL, característica de los encapsulados de circuitos integrados. RESISTENCIAS BOBINADAS En este tipo se emplean como soportes núcleos cerámicos y vítreos, y como materiales resistivos metales o aleaciones en forma de hilos o cintas de una determinada resistividad, que son bobinados sobre los núcleos soporte. Generalmente se suele hacer una subdivisión de este tipo en bobinadas de potencia y bobinadas de precisión, según la aplicación a la que se destinan. Como características generales se pueden destacar las siguientes: -Gran disipación de potencias y elevadas temperaturas de trabajo. -Elevada precisión, variación con la temperatura y baja tensión de ruido. -Considerables efectos inductivos. -Construcción robusta. Las resistencias bobinadas se pueden incluir en algunos de los modelos comerciales siguientes: hilo descubierto, esmaltadas, vitrificadas,y aisladas. RESISTENCIAS VARIABLES

Estas resistencias pueden variar su valor dentro de unos límites. Para ello se les ha añadido un tercer terminal unido a un o móvil que puede desplazarse sobre el elemento resistivo proporcionando variaciones en el valor de la resistencia. Este tercer terminal puede tener un desplazamiento angular (giratorio) o longitudinal (deslizante). Según su función en el circuito estas resistencias se denominan: Potenciómetros: se aplican en circuitos donde la variación de resistencia la efectúa el desde el exterior (controles de audio, video, etc.).

Trimmers, o resistencias ajustables: se diferencian de las anteriores en que su ajuste es definitivo en el circuito donde van aplicadas. Su está limitado al personal técnico (controles de ganancia, polarización, etc.). Reóstatos: son resistencias variables en las que uno de sus terminales extremos está eléctricamente anulado. Tanto en un potenciómetro como un Trimmer, al dejar unos de sus terminales extremos al aire, su comportamiento será el de un reóstato, aunque estos están diseñados para soportar grandes corrientes. Características técnicas Estas son las especificaciones técnicas más importantes que podemos encontrar en las hojas de características que nos suministra el fabricante:

Recorrido mecánico: es el desplazamiento que limitan los puntos de parada del cursor (puntos extremos). Recorrido eléctrico: es la parte del desplazamiento que proporcionan cambios en el valor de la resistencia. Suele coincidir con el recorrido mecánico. Resistencia nominal (Rn): valor esperado de resistencia variable entre los límites del recorrido eléctrico. Resistencia residual de fin de pista (rf): resistencia comprendida entre el límite superior del recorrido eléctrico del cursor y el o B (ver figura). Resistencia residual de principio de pista (rd): valor de resistencia comprendida entre límite inferior del recorrido eléctrico y el o A (ver figura).

Resistencia total (Rt): resistencia entre los terminales fijos A o A' y B, sin tener en cuenta la conexión del cursor e incluyendo la tolerancia. Aunque a efectos prácticos se considera igual al valor nominal (Rt=Rn). Resistencia de o (rc): resistencia que presenta el cursor entre su terminal de conexión externo y el punto de o interno (suele despreciarse, al igual que rd y rf). Temperatura nominal de funcionamiento (Tn): es la temperatura ambiente a la cual se define la disipación nominal. Temperatura máxima de funcionamiento (Tmax): máxima temperatura ambiente en la que puede ser utilizada la resistencia. Potencia nominal (Pn): máxima potencia que puede disipar el dispositivo en servicio continuo y a la temperatura nominal de funcionamiento. Tensión máxima de funcionamiento (Vmax): máxima tensión continua ( o alterna eficaz) que se puede aplicar a la resistencia entre los terminales extremos en servicio continuo, a la temperatura nominal de funcionamiento. Resolución: cantidad mínima de resistencia que se puede obtener entre el cursor y un extremo al desplazar (o girar) el cursor. Suele expresarse en % en tensión, en resistencia, o resolución angular. Leyes de variación: es la característica que particulariza la variación de la resistencia respecto al desplazamiento del cursor. Las más comunes son la ley de variación lineal, y la logarítmica (positiva y negativa):

Linealidad o conformidad: indica el grado de acercamiento a la ley de variación teórica que caracteriza su comportamiento, y es la máxima variación de resistencia real que se puede producir respecto al valor total (nominal) de la resistencia.

CLASIFICACIÓN DE RESISTENCIAS VARIABLES

Los materiales usados para la fabricación de estas resistencias suelen ser los mismos que los utilizados para las resistencias fijas, es decir, mezclas de carbón y grafito, metales y aleaciones metálicas. La diferencia fundamental, a parte de las aplicaciones, está en los aspectos constructivos. Tomando este criterio podemos hacer la siguiente clasificación: DE CAPA: -Carbón. -Metálica. -Cermet. BOBINADAS: -Pequeña disipación. -Potencia. -Precisión. RESISTENCIAS VARIABLES DE CAPA CAPA DE CARBÓN Están constituidas por carbón coloidal (negro de humo), mezclado en proporciones adecuadas con baquelita y plastificantes. Bajo estas características podemos encontrarnos con: Potenciómetros de carbón: -Valores de resistencias entre 50 y 10M óhmios. -Tolerancias del +/- 10% y +/- 20%. -Potencias de hasta 2W. -Formatos de desplazamiento giratorio y longitudinal, con encapsulado simple, doble resistencia o con interruptor incorporado. Trimmers de carbón: -Valores usuales entre 100 y 2M óhmios. -Potencia de 0,25W. -Pequeñas dimensiones y bajo coste.

CAPA METÁLICA Las capas de estos tipos de resistencias están formadas en base a mezclas de óxidos de estaño y antimonio depositadas sobre un soporte de vidrio generalmente. El cursor, como en las de capa de carbón, suele ser de aleaciones de cobre y oro o plata, tomando los terminales de salida en os metalizados practicados sobre la capa. Básicamente nos encontraremos con potenciómetros. Como características importantes: -Bajas tolerancias: +/- 5%, +/- 2%, +/- 1%. -Potencias desde 0,25W a 4W. -Muy bajo ruido de fondo. -Buena linealidad:0,05%. CAPA TIPO CERMET La capa está constituida por mezcla aglomerada de materiales vítreos y metales nobles, depositada sobre un substrato de cerámica. Las principales aplicaciones son para ajustes con lo que nos vamos a encontrar fundamentalmente con trimmers. Sus características principales: -Valores desde 10 a 2M óhmios. -Potencias entre 0,5 y 2W. -Elevada precisión en modelos multivuelta. -Muy buena linealidad y resolución. RESISTENCIAS VARIABLES BOBINADAS PEQUEÑA DISIPACIÓN La constitución de este tipo de resistencias es muy parecida a la de las resistencias bobinadas fijas. Suelen usar los mismos materiales, aleaciones Ni-Cu para pequeños valores de resistencia, y Ni-Cr para valores altos. Su principal aplicación es la limitación de corriente en circuitos serie, por lo que se pueden denominar reóstatos, aunque la potencia que pueden aguantar no es muy elevada, por lo que también los encontraremos en aplicaciones como potenciómetros. Características: -Valores desde 50 hasta 50K óhmios. -Tolerancias entre +/-10% y +/-5%.

-Potencia nominal entre 0,5 y 8W. -Ruido de fondo despreciable. BOBINADAS DE POTENCIA Se pueden comparar a los modelos vitrificados de alta precisión de las resistencias fijas. Este tipo de resistencias son las que realmente se denominan reóstatos, capaces de disipar elevadas potencias aplicadas como limitadores de corriente. Entre sus características podemos destacar: -Valores desde 1 a 2,5K óhmios para potencias de hasta 50W, hasta 5K óhmios para 100W, y hasta 10K óhmios para 250W. -Tolerancias del +/-10%, y +/-5%. -Potencias nominales entre 25W y 1KW. -Máxima temperatura de funcionamiento en torno a los 200ºC. BOBINADAS DE PRECISIÓN En este tipo se usan aleaciones metálicas de pequeña resistividad (Au-Ag) en lugar de aumentar el diámetro del hilo y así conseguir pequeños valores con reducidas dimensiones. Por sus aplicaciones, a este tipo se les suele denominar trimmers bobinados. Sus características principales: -Valores resistivos de 5 a 100K óhmios. -Tolerancias del +/-5% y +/-1%. -Disipación de potencia de 0,75 a 1,5W. -Linealidad comprendida entre +/-1% y +/-0,15%. -Resolución del orden de 0,001. -Modelos multivuelta y simples. RESISTENCIAS NO LINEALES Estas resistencias se caracterizan porque su valor ohmico, que varía de forma no lineal, es función de distintas magnitudes físicas como puede ser la temperatura, tensión, luz, campos magnéticos, etc.. Así estas resistencias están consideradas como sensores. Entre las más comunes podemos destacar las siguientes:

-Termistores o resistencias NTC y PTC. En ellas la resistencia es función de la temperatura. -Varistores o resistencias VDR. En ellas la resistencia es función de la tensión. -Fotoresistencias o resistencias LDR. En estas últimas la resistencia es función de la luz. TERMISTORES En estas resistencias, cuyo valor ohmico cambia con la temperatura, además de las características típicas en resistencias lineales fijas como valor nominal, potencia nominal, tolerancia, etc., que son similares para los termistores, hemos de destacar otras: Resistencia nominal: en estos componentes este parámetro se define para una temperatura ambiente de 25ºC: Autocalentamiento: este fenómeno produce cambios en el valor de la resistencia al pasar una corriente eléctrica a su través. Hemos de tener en cuenta que también se puede producir por una variación en la temperatura ambiente. Factor de disipación térmica: es la potencia necesaria para elevar su temperatura en 1ºC. Dentro de los termistores podemos destacar dos grupos: NTC y PTC. RESISTENCIAS NTC Esta resistencia se caracteriza por su disminución del valor resistivo a medida que aumenta la temperatura, por tanto presenta un coeficiente de temperatura negativo. Entre sus características se pueden destacar: resistencia nominal de 10 ohmios a 2M, potencias entre 1 microvatio y 35W, coeficiente de temperatura de -1 a -10% por ºC; y entre sus aplicaciones: regulación, compensación y medidas de temperaturas, estabilización de tensión, alarmas, etc. RESISTENCIAS PTC Estas, s diferencia de las anteriores, tiene un coeficiente de temperatura positivo, de forma que su resistencia aumentará como consecuencia del aumento de la temperatura (aunque esto sólo se da en un margen de temperaturas). VARISTORES Estos dispositivos (también llamados VDR) experimentan una disminución en su valor de resistencia a medida que aumenta la tensión aplicada en sus extremos. A diferencia de lo que ocurre con las NTC y PTC la variación se produce de una forma instantánea. Las aplicaciones más importantes de este componente se encuentran en: protección contra sobre tensiones, regulación de tensión y supresión de transitorios. FOTORESISTENCIAS

Estas resistencias, también conocidas como LDR, se caracteriza por su disminución de resistencia a medida que aumenta la luz que incide sobre ellas. Las principales aplicaciones de estos componentes: controles de iluminación, control de circuitos con relés, en alarmas, etc.. 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 su determinación tendríamos 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. Para tener una orientación, solamente a título informativo y aproximado, podemos consultar la siguiente tabla en la que se muestran valores típicos de las características técnicas para distintos tipos de resistencias lineales fijas . CÓDIGO DE COLORES Es el código con el que se regula el marcado de el 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. Código de colores para tres o cuatro bandas

COLOR

1ª

2ª

Nº DE

TOLERANCIA (+/-

CIFRA CIFRA

CEROS

%)

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 +/- 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 el marcado de el valor nominal y tolerancia del componente y, aunque se 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

G

T

COEFICIENTE MULTIPLICADOR x1 x103 x106 x109 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

-

-

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

http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/resistores/resist.htm

Tipos de Resistencias

Convencionalmente, se han dividido los componentes electrónicos en dos grandes grupos: componentes activos y componentes pasivos, dependiendo de si éste introduce energía adicional al circuito del cual forma parte. Componentes pasivos son las resistencias, condensadores, bobinas, y activos son los transistores, válvulas termoiónicas, diodos y otros semiconductores. El objetivo de una resistencia es producir una caída de tensión que es proporcional a la corriente que la atraviesa; por la ley de Ohm tenemos que V = IR. Idealmente, en un mundo perfecto, el valor de tal resistencia debería ser constante independientemente del tiempo, temperatura, corriente y tensión a la que está sometida la resistencia. Pero esto no es así. Las resistencias actuales, se aproximan mejor a la resistencia "ideal", pero insisto, una cosa es la teoría y otra muy diferente la vida real, en la que los fenómenos físicos son mucho más complejos e intrincados como para poder describirlos completamente con una expresión del tipo de la Ley de Ohm. Esta nos proporciona una aproximación muy razonable, y válida para la gran mayoría de circuitos que se diseñan. Por su composición, podemos distinguir varios tipos de resistencias:  

De hilo bobinado (wirewound) Carbón prensado (carbon composition)



Película de carbón (carbon film)



Película óxido metálico (metal oxide film)



Película metálica (metal film)



Metal vidriado (metal glaze)

Por su modo de funcionamiento, podemos distinguir:  

Dependientes de la temperatura (PTC y NTC) Resistencias variables, potenciómetros y reostatos

Resistencias de hilo bobinado.- Fueron de los primeros tipos en fabricarse, y aún se utilizan cuando se requieren potencias algo elevadas de disipación. Están constituidas por un hilo conductor bobinado en forma de hélice o

espiral (a modo de rosca de tornillo) sobre un sustrato cerámico.

Las aleaciones empleadas son las que se dan en la tabla, y se procura la mayor independencia posible de la temperatura, es decir, que se mantenga el valor en ohmios independientemente de la temperatura. resistividad relativa (Cu = 1)

Coef. Temperatura a (20° C)

Aluminio

1.63

+ 0.004

Cobre

1.00

+ 0.0039

Constantan

28.45

± 0.0000022

Karma

77.10

± 0.0000002

Manganina

26.20

± 0.0000002

Cromo-Níquel

65.00

± 0.0004

Plata

0.94

metal

+ 0.0038

La resistencia de un conductor es proporcional a su longitud, a su resistividad específica (rho) e inversamente proporcional a la sección recta del mismo. Su expresión es:

En el sistema internacional (SI) rho viene en ohmios·metro, L en metros y el área de la sección recta en metros cuadrados. Dado que el cobre, aluminio y la plata tienen unas resistividades muy bajas, o lo que es lo mismo, son buenos conductores, no se emplearán estos metales a no ser que se requieran unas resistencias de valores muy bajos. La dependencia del valor de resistencia que ofrece un metal con respecto a la temperatura a la que está sometido, lo indica el coeficiente de temperatura, y viene expresado en grado centígrado elevado a la menos uno. Podemos calcular la resistencia de un material a una temperatura dada si conocemos la resistencia que tiene a otra temperatura de referencia con la expresión:

Los coeficientes de temperatura de las resistencias bobinadas son extremadamente pequeños. Las resistencias típicas de carbón tienen un coeficiente de temperatura del orden de decenas de veces mayor, lo que ocasiona que las resistencias bobinadas sean empleadas cuando se requiere estabilidad térmica. Un inconveniente de este tipo de resistencias es que al estar constituida de un arrollamiento de hilo conductor, forma una bobina, y por tanto tiene cierta inducción, aunque su valor puede ser muy pequeño, pero hay que tenerlo en cuenta si se trabaja con frecuencias elevadas de señal. Por tanto, elegiremos este tipo de resistencia cuando 1) necesitemos potencias de algunos watios y resistencias no muy elevadas 2) necesitemos gran estabilidad térmica 3) necesitemos gran estabilidad del valor de la resistencia a lo largo del tiempo, pues prácticamente permanece inalterado su valor durante mucho tiempo.

Resistencias de carbón prensado.- Estas fueron también de las primeras en fabricarse en los albores de la electrónica. Están constituidas en su mayor parte por grafito en polvo, el cual se prensa hasta formar un tubo como el de la figura.

Las patas de conexión se implementaban con hilo enrollado en los extremos del tubo de grafito, y posteriormente se mejoró el sistema mediante un tubo hueco cerámico (figura inferior) en el que se prensaba el grafito en el interior y finalmente se disponian unas bornas a presión con patillas de conexión. Las resistencias de este tipo son muy inestables con la temperatura, tienen unas tolerancias de fabricación muy elevadas, en el mejor de los casos se consigue un 10% de tolerancia, incluso su valor óhmico puede variar por el mero hecho de la soldadura, en el que se somete a elevadas temperaturas al componente. Además tienen ruido térmico también elevado, lo que las hace poco apropiadas para aplicaciones donde el ruido es un factor crítico, tales como amplificadores de micrófono, fono o donde exista mucha ganancia. Estas resistencias son también muy sensibles al paso del tiempo, y variarán ostensiblemente su valor con el transcurso del mismo.

Resistencias de película de carbón.- Este tipo es muy habitual hoy día, y es utilizado para valores de hasta 2 watios. Se utiliza un tubo cerámico como sustrato sobre el que se deposita una película de carbón tal como se aprecia en la figura.

Para obtener una resistencia más elevada se practica una hendidura hasta el sustrato en forma de espiral, tal como muestra (b) con lo que se logra aumentar la longitud del camino eléctrico, lo que equivale a aumentar la longitud del elemento resistivo.

Las conexiones externas se hacen mediante crimpado de cazoletas metálicas a las que se une hilos de cobre bañados en estaño para facilitar la soldadura. Al conjunto completo se le baña de laca ignífuga y aislante o incluso vitrificada para mejorar el aislamiento eléctrico. Se consiguen así resistencias con una tolerancia del 5% o mejores, además tienen un ruido térmico inferior a las de carbón prensado, ofreciendo también mayor estabilidad térmica y temporal que éstas.

Resistencias de película de óxido metálico.- Son muy similares a las de película de carbón en cuanto a su modo de fabricación, pero son más parecidas, eléctricamente hablando a las de película metálica. Se hacen igual que las de película de carbón, pero sustituyendo el carbón por una fina capa de óxido metálico (estaño o latón). Estas resistencias son más caras que las de película metálica, y no son muy habituales. Se utilizan en aplicaciones militares (muy exigentes) o donde se requiera gran fiabilidad, porque la capa de óxido es muy resistente a daños mecánicos y a la corrosión en ambientes húmedos.

Resistencias de película metálica.- Este tipo de resistencia es el que mayoritariamente se fabrica hoy día, con unas características de ruido y estabilidad mejoradas con respecto a todas las anteriores. Tienen un coeficiente de temperatura muy pequeño, del orden de 50 ppm/°C (partes por millón y grado Centígrado). También soportan mejor el paso del tiempo, permaneciendo su valor en ohmios durante un mayor período de tiempo. Se fabrican este tipo de resistencias de hasta 2 watios de potencia, y con tolerancias del 1% como tipo estándar.

Resistencias de metal vidriado.- Son similares a las de película metálica, pero sustituyendo la película metálica por otra compuesta por vidrio con polvo metálico. Como principal característica cabe destacar su mejor comportamiento ante sobrecargas de corriente, que puede soportar mejor por su inercia térmica que le confiere el vidrio que contiene su composición. Como contrapartida, tiene un coeficiente térmico peor, del orden de 150 a 250 ppm/°C. Se dispone de potencias de hasta 3 watios. Se dispone de estas resistencias encapsuladas en chips tipo DIL (dual in line) o SIL (single in line).

Resistencias dependientes de la temperatura.- Aunque todas las resistencias, en mayor o menor grado, dependen de la temperatura, existen unos dispositivos específicos que se fabrican expresamente para ello, de modo que su valor en ohmios dependa "fuertemente" de la temperatura. Se les denomina termistores y como cabía esperar, poseen unos coeficientes de temperatura muy elevados, ya sean positivos o negativos. Coeficientes negativos implican que la resistencia del elemento disminuye según sube la temperatura, y coeficientes positivos al contrario, aumentan su resistencia con el aumento de la temperatura. El silicio, un material semiconductor, posee un coeficiente de temperatura negativo. A mayor temperatura, menor resistencia. Esto ocasiona problemas, como el conocido efecto de "avalancha térmica" que sufren algunos dispositivos semiconductores cuando se eleva su temperatura lo suficiente, y que puede destruir el componente al aumentar su corriente hasta sobrepasar la corriente máxima que puede soportar. A los dispositivos con coeficiente de temperatura negativo se les denomina NTC (negative temperature coefficient). A los dispositivos con coeficiente de temperatura positivo se les denomina PTC (positive temperature coefficient). Una aplicación típica de un NTC es la protección de los filamentos de válvula, que son muy sensibles al "golpe" de

encendido o turn-on. Conectando un NTC en serie protege del golpe de encendido, puesto que cuando el NTC está a temperatura ambiente (frío, mayor resistencia) limita la corriente máxima y va aumentando la misma según aumenta la temperatura del NTC, que a su vez disminuye su resistencia hasta la resistencia de régimen a la que haya sido diseñado. Hay que elegir correctamente la corriente del dispositivo y la resistencia de régimen, así como la tensión que caerá en sus bornas para que el diseño funcione correctamente.

NTC

PTC

http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm

RESISTENCIAS

3. Clasificación de resistencias 

Clasificación de las resistencias



Nomenclatura de las resistencias



Símbolos



Código de colores



Clasificación de los resistores fijos



Clasificación de los resistores variables



Clasificación de los resistores especiales

- Clasificación de las resistencias

Podemos clasificar las resitencias en tres grandes grupos: o o

o

Resistencias fijas: Son las que presentan un valor óhmico que no podemos modificar. Resistencias variables: Son las que presentan un valor óhmico que nosotros podemos variar modificando la posición de un o deslizante. Resistencias especiales: Son las que varían su valor óhmico en función de la estimulación que reciben de un factor externo (luz, temperatura...)

- Nomenclatura de las resistencias En todas las resistencias nos podemos encontrartres características, el valor nominal expresado en ómios (, la tolerancia en % y la potencia en vatios (W). 





Valor nominal: Es el que indica el fabricante. Este valor normalmente es diferente del valor real, pues influyen diferentes factores de tipo ambiental o de los mismos procesos de fabricación, pues no son exactos. Suele venir indicado, bien con un código de colores, bien con caracteres alfanuméricos. Tolerancia: Debido a los factores indicados anteriormente, y en función de la exactitud que se le de al valor, se establece el concepto de tolerancia como un % del valor nominal. De esta forma, si nosotros sumamos el resultado de aplicar el porcentaje al valor nominal, obtenemos un valor límite superior. Si por el contrario lo que hacemos es restarlo, obtenemos un valor límite inferior. Con la toelrancia, el fabricante nos garantiza que el valor real de la resistencia va a estar siempre contenido entre estos valores, Si esto no es así, el componente está defectuoso. Potencia nominal: Es el valor de la potencia disipada por el resistor en condiciones normales de presión y temperatura.

- Símbolos

Nos podemos encontrar con dos símbolos, uno regulado por una norma americana y otro por una norma europea.

- Código de colores Como ya se indicó con anterioridad, una dels formas de indicar el valor nominal de una resistencia es mediante un código de colores que consta, como norma general, de 3 bandas de valor y una de tolerancia. El código empleado es el siguiente: 1ª y 2ª bandas Factor Color Tolerancia de multiplicador color Negro

0

x1

-

Marrón

1

x 10

±1%

Rojo

2

x 100

±2%

Naranja

3

x 1000

-

Amarillo

4

x 10000

-

Verde

5

x 100000

± 0'5 %

Azul

6

x 1000000

-

Violeta

7

x 10000000

-

Gris

8

x 100000000

-

Blanco

9

x 1000000000

-

-

: 10

±5%

-

: 100

± 10 %

Oro Plata

Figura

Cogiendo como ejemplo la resistencia de la figura, colores rojo amarillo - naranja - oro, tendremos:

2 4 x 1000 ± 5% () = 24000 ± 5% = 24 K ± 5%

- Clasificación de los resistores fijos En principio, las resitencias fijas pueden ser divididas en dos grandes grupos: 

Bobinados: Están fabricados con hilos metálicos bobinados sobre núcleos cerámicos. Como regla general, se suelen utilizar aleaciones del Níquel. Podemos distinguir dos subgrupos:

1. Resistores bobinados de potencia: Son robustos y se utilizan en circuitos de alimentación, como divisores de tensión. Están formados por un soporte de porcelana o aluminio aglomerado, sobre el que se devana el hilo resistivo. La protección la aporta el proceso final de cementado o vitrificado externo. Las tolerancias son inferiores al 10 % y su tensión de ruido es prácticamente despreciable. Para garantizar su fiabilidad es conveniente que el diámetro no sea excesivo y que no se utilicen a más del 50 % de su potencia nominal. 2. Resistores bobinados de precisión: La precisión del valor óhmico de estos componentes es superior a + 1 por 100. Su estabilidad es muy elevada y presentan una despreciable tensión de ruido. El soporte, cerámico o de material plástico (baquelita), presenta gargantas para alojar el hilo resistivo. El conjunto se impregna al vacío con un barniz especial. Son estabilizados mediante un tratamiento térmico y se obtienen tolerancias del + 0,25 %, + 0,1 % y + 0,05 %. 

No bobinados: En estas resistencias el material resistivo se integra en el cuerpo del componente. Están previstos para disipar potencias de hasta 2 vatios. Son más pequeños y económicos que los bobinados, y el material resistivo suele ser carbón o película metálica. Dentro de este apartado caben resistores destinados a diversas finalidades, los cuales ofrecen características básicas muy dispares. Veamos ahora algunos tipos de resitencias no bobinadas:

o

Resistencias aglomeradas o de precisión: son pequeños, económicos y de calidad media. Los valores de tensión de ruido

y coeficientes de temperatura y tensión son apreciables. Bien utilizados, tienen buena estabilidad. Se fabrican con una mezcla de carbón, aislante y aglomerante. Dependiendo de la cantidad de carbón, variará el valor óhmico de la resistencia. Son sensibles a la humedad y tienen una tolerancia entre el 5 y el 20 %. Se deben usar en circuitos que no necesiten mucha precisión y no usar más del 50 % de su potencia nominal. o

Resistencias de capa de carbón por depósitos: están fabricados en un soporte vidrio sobre el que se deposita una capa de carbón y resina líquida. El valor óhmico lo determina el porcentaje de carbón de la mezcla. El soporte se divide en partes, que componen las resistencias. Después se metalizan los extremos, para soldar los terminales, se moldea con una resina termoendurecible, se comprueba el valor del componente y se litografían los valores.

o

Resistores pirolíticos: Sobre un núcleo de material cerámico se deposita carbón por pirólisis. El núcleo se introduce en un horno al que se inyecta un hidrocarburo (metano, butano...). Este se descompone y el carbono se deposita en el núcleo; tanto más cuanto mayor cantidad de hidrocarburo se inyecte en el horno. Después de un proceso de esmaltado, se realiza el encasquillado de terminales, quedando preparado el resistor para el espiralado de la superficie resistiva. Para que haya un buen encasquillado, la metalización de los extremos se realiza con oro, plata o estaño. El valor óhmico es función del espesor de la capa espiralada. Dicho espesor condiciona el coeficiente de temperatura. De ahí que se tienda a espesores más gruesos y a espiralados de mayor longitud para incrementar la estabilidad del componente. Finalmente se sueldan los terminales, se aísla la superficie mediante sucesivas capas de pintura y se inscribe la codificación de sus valores característicos.

o

Resistencias de capa metálica: Están fabricados con una capa muy fina de metal (oro, plata, níquel, cromo u óxidos metálicos) depósitados sobre un soporte aislante (de vidrio, mica, ..). Estas resistencias tienen un valor óhmico muy bajo y una estabilidad muy alta.

o

Resistencias de película fotograbada: Puede ser por depósito de metal sobre una placa de vidrio o por fotograbado de hojas metálicas. Este tipo de resistencias tiene un elevado valor de precisión y estabilidad.

o

Resistencias de película gruesa Vermet: El soporte es una placa cerámica de reducido espesor, sobre la que se deposita por

serigrafía un esmalte pastoso conductor. El esmalte recubre los hilos de salida que ya se encontraban fijados sobre la placa soporte. Al introducir el conjunto en un horno, el esmalte queda vitrificado.

- Clasificación de los resistores variables Este tipo de resistores presentan la particularidad de que su valor puede modificarse a voluntad. Para variar el valor óhmico disponen de un cursor metálico que se desliza sobre el cuerpo del componente, de tal forma que la resistencia eléctrica entre el cursor y uno de los extremos del resistor dependerá de la posición que ocupe dicho cursor.En esta categoría cabe distinguir la siguiente clasificación: 

Resistencias ajustables: Disponen de tres terminales, dos extremos y uno común, pudiendo variarse la resistencia (hasta su valor máximo), entre el común y cualquiera de los dos extremos. Son de baja potencia nominal.

Foto obtenida de http://www.piher-nacesa.com/es/product.htm



Resistencia variable (potenciómetro): Su estructura es semejante a la de los resistores ajustables, aunque la disipación de potencia es considerablemente superior. Se utilizan básicamente para el control exterior de circuitos complejos. Los potenciómetros pueden variar su resistencia de forma lineal (potenciómetros lineales) o exponencial (potenciómetros logarítmicos).

Foto obtenida de http://www.piher-nacesa.com/es/product.htm

- Clasificación de los resistores especiales En el apartado de resistores especiales caben toda una variedad de componentes resistivos no lineales que modifican su valor óhmico en función de algún factor externo: temperatura, tensión aplicada, luminosidad incidente.... Los principales tipos son: 

Termistores: Son de mediana estabilidad y bajo precio. Se suelen fabricar a partir de elemntos o mateirlae semiconductores. Los termistores o resistores variables con la temperatura se encuadran en dos categorías:



NTC (Negative Thermistor Coeficient): Posee un coeficiente de temperatura negativo. La resistencia eléctrica del componente disminuye al aumentar la temperatura.



PTC (Positive Thermistor Coeficient): En este caso el coeficiente de temperatura es positivo. La resistencia eléctrica del componente aumenta al hacerlo la temperatura.

o

Características de los termistores: a. Tolerancia sobre la resistencia nominal: Es la desviación máxima entre la resistencia nominal del termistor y la resistencia real a la temperatura de 25 ºC. b. Coeficiente de temperatura nominal: Valor del coeficiente de temperatura a 25 ºC, expresado en tanto por ciento por grado centígrado, o en tanto por uno por grado centígrado. c. Temperatura de conmutación: Temperatura para la cual el valor de la resistencia eléctrica es igual al doble de la que corresponde a 25 ºC. d. Factor de disipación térmica (C): Se define como la potencia necesaria para elevar la temperatura del termistor en 1º C en aire calmado.

e. Relación Tensión-Intensidad: Cuando crece la intensidad de corriente que atraviesa a un termistor, la tensión entre sus extremos se mantiene proporcional hasta alcanzar un cierto valor que corresponde al comienzo del calentamiento del termistor. La variación súbita en el valor máximo de la tensión se denomina vuelco. f. Potencia disipada: Coincide con el producto de la tensión aplicada al termistor por la intensidad de la corriente eléctrica que lo atraviesa en ese instante. 

Varistores, VDR (Voltage Depended Resitor): Son resistencias cuyo valor óhmico depende con la tensión. Mientras mayor es la tensión aplicada en sus extremos, menor es el valor de la resistencia del componente.



Magnetoresistores, MDR (Magnetic Depended Resistor): El valor óhmico aumenta en función del campo magnético aplicado perpendicularmente a su superficie. Es decir la resistencia varía en función de la dirección del campo magnético.



Fotoresistores, LDR (Light Depended Resistor): El valor óhmico del componente disminuye al aumentar la intensidad de luz que incide sobre el componente.

Autor: Francisco Aguilar López http://fresno.pntic.mec.es/~fagl0000/clasificacion.htm (buena)

El resistor El alma de la electrónica y su personaje más importante es el resistor, pero no es el único personaje de nuestra novela. En efecto los personajes se diferencia en activos y pasivos y dentro de los pasivos se encuentran otros personajes que seguramente Ud. debe por lo menos conocer de nombre: el capacitor, el inductor, el transformador, el potenciómetro, etc. Entre los activos se encuentras el diodo el transistor, la válvula (o su versión moderna los tubos de televisión y los display termoiónicos). Nuestro estudio recién comienza, en esta lección vamos a hablar de la personalidad de nuestro principal acto: el resistor. El resistor es el único componente electrónico que esta diseñado para “según se dice” disipar energía eléctrica. El termino disipar no es realmente es mas adecuado, porque como ya sabemos existe un principio fundamental en la física que dice que: La energía no se crea ni se pierde solo se transforma

Por lo tanto el autor prefiere decir que el resistor es el único componente que transforma energía eléctrica en energía térmica. Como sabemos que nuestros alumnos son personas curiosas que alguna vez tocaron un transformador y observaron que estaba caliente, es que no queremos dejarlos con la duda. Si, es cierto, un transformador se calienta pero calentarse no es la función para la cual fue creado. Es una característica secundaria de su funcionamiento y totalmente indeseada; un transformador de buena calidad trabaja mas frío que uno de mala calidad. Por otro lado podríamos aclarar mas aun el panorama y decir que el transformador se calienta porque esta construido con alambre de cobre y el alambre de cobre tiene cierta resistencia que es la que transforma energía eléctrica en calor. Si el alambre se hace más grueso tiene menos resistencia y entonces se calienta menos. En el limite si el alambre pudiera hacerse de diámetro infinito no tendría resistencia y el transformador cumpliría con su función primaria sin calentarse para nada. Por lo tanto y parafraseando un viejo dicho criollo que dice que “todo bicho que camina va a parar al asador” podríamos decir que “toda carga que camina va a parar al resistor”.

¿Por qué se calienta un resistor? Como a una persona, a las moléculas o a los átomos que forman a nuestro resistor no les gusta que les peguen. Cuando les pegan reaccionan calentándose. ¿Y quién les pega a las moléculas? Los electrones que circulan por el resistor saltando de átomo en átomo del material que las forma. Esto significa que cuando mas electrones circulan mayor calor se produce. Para hacerlo mas práctico podríamos decir que la temperatura del resistor depende de la corriente eléctrica que circula por él y para ser finos podríamos explicarlo matemáticamente diciendo que T = F (I) que se lee: la temperatura es función de la corriente circulante por el resistor. Igual que cuando le pegan a una persona, no todo depende de la cantidad de golpes que le pegan en un intervalo de tiempo determinado. También depende de la velocidad de los puños a la cual se aplican esos golpes. En nuestro caso depende de la velocidad a la cual se desplazan los electrones dentro del resistor y eso depende de la diferencia de potencial o tensión aplicada al resistor. Es decir que matemáticamente podríamos decir que también T = F (V) Es decir que combinando las expresiones matemáticas T = F (I,V) No se maree con las formulas, ellas nos deben hacer las cosas mas sencillas sino no tiene sentido aplicarlas. Todo lo que nos dice la ultima expresión es que la temperatura del resistor depende de la corriente que circula por él y de la tensión aplicada al resistor. Los electrónicos aprendemos con ejemplos. En la figura siguiente se puede observar un

circuito muy sencillo en donde un resistor está conectado a una fuente de alimentación pero utilizando un amperímetro y un voltímetro para medir la tensión aplicada y la corriente que circula por el resistor. También se conecta un instrumento nuevo llamado Vatímetro o medidor de potencia eléctrica cuya indicación depende tanto de la tensión aplicada como de la corriente que circula.

Fig1. Medición de la potencia sobre un resistor Primero analicemos algo extraño que no podemos dejar pasar. ¿Por qué si la fuente es de 9V al resistor solo le llegan 8,92V?. La respuesta es muy simple; porque el amperímetro tiene una resistencia interna considerable en donde se produce una caída de tensión. Esto no es un problema del laboratorio virtual sino una virtud. Los instrumentos reales también tienen resistencia interna. En el LW la resistencia interna del amperímetro no puede modificarse y es de 100 mOhms, otros laboratorios virtuales permite cambiar dicho valor. Los voltímetros también tiene una resistencia interna pero de elevado valor para que puedan ser conectados sobre la fuente sin generar elevadas corrientes. Por ejemplo en el LW un voltímetro tiene una resistencia interna de 50 Mohms. La disposición de la figura no es la única posible para medir tensión y corriente, podría conectarse el voltímetro sobre la fuente y el amperímetro en serie con la carga. Cada una de las formas de conectar los instrumentos tienen un nombre. La primera se llama de tensión bien medida (porque se mide la tensión directamente sobre el resistor) y la segunda de corriente bien medida porque se mide correctamente la corriente circulante por el resistor. En el mismo circuito se observa la conexión de un instrumento que posee cuatro bornes. Se trata de un vatímetro; este instrumento nos indica directamente la potencia disipada en el resistor que como podemos observar es de 7,95W. El vatímetro no es un instrumento común. Por lo general cuando un reparador necesita conocer la potencia disipada en un resistor. Mide la corriente y la tensión y realiza el calculo de la potencia mediante la formula correspondiente que es P=VxI

En nuestro caso reemplazando valores obtenemos que 8,92V x 0,891A = 7.95W Como puede observar el lector, se trata de un cálculo muy sencillo que no merece poseer un instrumento especial como un vatímetro. Ahora sabemos que potencia se desarrolla en un resistor, pero no era precisamente eso lo que buscábamos. Nosotros queremos saber cuanto se calienta un resistor. Todo lo que podemos decir hasta ahora es que el resistor se va a calentar a una temperatura que es proporcional a la potencia disipada en él. Matemáticamente T = F (P) Pero esa función no es fácil de hallar porque depende de las dimensiones físicas del resistor. Como ya dijimos la función del resistor es transformar energía eléctrica en energía térmica o calor. Es decir que calienta el ambiente, el aire que lo rodea. La temperatura de su cuerpo es función de cuanto aire pueda calentar y eso es a su ves función de su superficie externa. Es decir que un resistor pequeño se va a calentar mas pero va a generar menos cantidad de aire caliente. Con el tiempo el ambiente se va a calentar a la misma temperatura pero el resistor no; el resistor se calienta más y si llega a su temperatura máxima de trabajo se quema y tenemos una falla eléctrica. En realidad al diseñador de un circuito no le interesa saber a que temperatura se calienta un resistor; lo que le interesa es saber que resistor debe colocar en una determinada parte del circuito para que no se queme. Por esa razón cuando Ud. va a comprar un resistor de por ejemplo 1K el vendedor le pregunta ¿de que potencia? En efecto, él seguramente tiene resistores de 1K desde 0,125W hasta 50W. Los de 0,125W (1/8 de W) son muy pequeños y de carbón y los de 50W son muy grandes y de alambre.

Resistores de carbón depositado Un resistor de carbón depositado se fabrica depositando carbón sobre un cilindro de material cerámico. Luego se agregan casquillos metálicos con terminales de alambre sobre sus puntas y por último se cubren de una pintura epoxi y se pintan las bandas de color que indican sus características. En realidad con este método solo se fabrican algunos valores de resistencia como por ejemplo 1 Ohms, 10 Ohms, 100 Ohms, 1 Kohms, 10 Kohms, 100 Kohms, 1 Mohms y 10 Mohms que se suelen llamar cabezas de serie y que se diferencian en la cantidad de carbón depositado sobre los cilindros cerámicos (el espesor y tipo de grafito). El resto de los valores se realizan por torneado de esos cilindros con un torno que hace un canal helicoidal en el carbón, al mismo tiempo que mide la resistencia y detiene el torneado cuando el resistor tiene el valor deseado. En La figura siguiente podemos observar una fotografía de los resistores mas comunes utilizados en la electrónica; los resistores de carbón depositado que se fabrican en varias potencias diferentes y en una amplia gama de resistencias. Como trabajo práctico le

recomendamos al alumno que tome un resistor de este tipo y le saque la pintura externa para observar su construcción.

Fig.2 Resistores de carbón depositado En la fotografía no se pueden apreciar las dimensiones de los resistores, por eso le damos una tabla de valores con todos los resistores que normalmente se fabrican y su modelo que es algo uniformado para todos los fabricantes. Tipo L (longitud) D (diámetro) H (largo terminales)

d (diámetro teminarles)

R16

3,2 máx.

1,8 ± 0,25

28 ± 1

0,5

R25

6,2 ± 0.5

2,3 ± 0,25

28 ± 1

0,6

R50

6,5 ± 0,5

2,3 ± 0,25

28 ± 1

0,6

6 ± 0,4

30 ± 3

0,8

R100 15 ± 0,5

Tabla de resistores de carbón depositado (dimensiones en mm) R16, R25 etc. es el modelo del resistor. L: Longitud entre los casquillos sin considerar los terminales D: Diámetro máximo (medido sobre los casquillos) H: Largo de los terminales d: Diámetro de los terminales Las especificaciones mas importantes de estos resistores se pueden observar en la siguiente tabla.

Tipo

Potencia de disipación nominal

Tensión máx. de trabajo

Tensión máx. de sobrecarga

Rango de resistencia

Temperatura ambiente

G=2%

J=5%

R 16

0,16w

250v

400v

10Ω – 220kΩ

1Ω – 10MΩ

70º

R 25

0,25w

300v

600v

10Ω – 510kΩ

1Ω – 10MΩ

70º

R 50

0.50w

350v

700v

10w – 1MΩ

1Ω – 10MΩ

70º

R 100

1w

500v

1000v

70º

Tabla de características de los resistores de carbón depositado La primer columna es la disipación del resistor que se debe entender del siguiente modo: La temperatura de un resistor depende de la potencia disipada pero no es independiente de la temperatura ambiente dentro del equipo. Por esa razón, en la columna final indica que todos los valores anteriores son para una temperatura ambiente máxima de 70ºC. A esa temperatura si a un resistor modelo R16 se le hace disipar 0,16W el mismo llega a la temperatura máxima de trabajo. Pero los resistores tienen una limitación mas. Aunque no se halla llegado al valor máximo de potencia disipable por el resistor si la tensión supera un determinado valor el resistor se daña porque se perfora dieléctricamente el surco del grafito. Esa tensión se encuentra en la tercer columna que indica la tensión máxima de trabajo a la cual pueden funcionar permanentemente los resistores. En la cuarta columna hay otro valor de tensión que está indicado como “Tensión máxima de sobrecarga”. Este valor indica que en forma esporádica y por corto tiempo sobre el resistor se puede aplicar una tensión mayor a la de trabajo. En la quinta columna está indicado el rango de resistencia posible para cada modelo. Observe que el fabricante utiliza la letra w en lugar de Ohms. Además la columna esta desdoblada en otras dos con las letras G y J que indican la tolerancia de los resistores. A continuación le explicamos que se entiende como tolerancia.

Tolerancia de los componentes electrónicos Si yo digo que la electrónica es una ciencia muy inexacta seguramente Ud. se va a sorprender. Sin embargo es así ya que los componentes pasivos se utilizan con tolerancias del 5%. Un resistor especial de precisión puede tener una tolerancia del 2%. Se imagina si la tolerancia de una pieza mecánica común como un tornillo y una tuerca se fabricaran con una tolerancia del 5%. Seguramente no habría modo de colocar una tuerca en un tornillo que tuviera un +5% de tolerancia si la tuerca tuviera un -5% de tolerancia. Si por ejemplo el tornillo fuera de 3 mm, ese 5% implica que podría llegar a tener 3,15 mm y la tuerca tendría 2,85 mm. La ciencia electrónica es en realidad muy exacta; ya que el diseño de los circuitos esta realizado de modo tal que absorbe dichas tolerancias a pesar de usar componentes

individuales muy poco exactos. Inclusive mas adelante vamos a analizar componentes que tienen una tolerancia mayor. Por ejemplo de -20 +50%. Los valores de los componentes están uniformados para todos los fabricantes en algo que se llama “serie”. Por ejemplo la serie del 20% esta compuesta del siguiente modo: 1

1,2

1,5

1,8

2,2

2,7

3,3

3,9

4,7

5,6

6,8

8,2

10

Esto significa que solo existen resistores de 1 Ohm, 1,2 Ohms , 1,5 Ohms etc. hasta llegar a 10 Ohms. Luego seguirán resistores de 12 Ohms, 15 Ohms 18 Ohms, etc y al llegar a 100 Ohms la serie salta a 120 Ohms y así sucesivamente. Esta no es la única serie que existe. Los resistores de carbón se fabrican también según la serie del 10% y del 5% existiendo por último resistores de la serie del 1% fabricado para instrumentos de precisión.

Resistores especiales Hasta ahora vimos los resistores de uso mas común en electrónica. Pero estos están muy lejos de ser los únicos que se fabrican. Es muy común por ejemplo que se recurra a resistores de potencia mayor a 1W. En ese caso un resistor de carbón resultaría muy voluminoso porque el carbón solo soporta temperaturas del orden de los 250ºC. Inclusive se debe considerar que están soldados con aleaciones de estaño plomo cuya temperatura de fusión es de 180ºC. Si llegamos a 250 ºC de temperatura sobre el casquillos del resistores es posible que este no se queme pero se desuelde. Por esa razón en muchos casos los resistores se colocan alejados de la plaqueta (por ejemplo a 10 mm de altura) de modo que no transmitan el calor directamente a la soldadura. Por arriba de 1 W se suele recurrir a resistores de alambre o a resistores de metal depositado en donde en lugar de depositar carbón sobre un cilindro cerámico, se deposita un metal que soporta mayor temperatura. Por lo demás estos resistores se fabrican de modo similar a los de carbón y llegan hasta potencias del orden de 3 a 5 W. Los resistores de alambre pueden tener diferentes formas de acuerdo a su potencia. Es muy difícil que un equipo moderno utilice resistores de mas de 10W porque esos significaría un diseño poco logrado y sobre todo poco ecológico, ya que si un dispositivo cualquiera irradia calor al ambiente como efecto secundario, significa que hay un consumo de energía eléctrica mayor que se debe pagar todos los meses cuando llega la cuenta de energía eléctrica. Otros resistores especiales están construidos, no para disipar mas potencia, sino para soportar una mayor tensión aplicada sobre ellos. En los comercios se los conoce por su nombre en Ingles “metal glazed” que no tiene una traducción precisa. Su tamaño suele ser el correspondiente al modelo R25 pero soportan una tensión de trabajo de 1KV.

El código de colores de resistores Los resistores se identifican por un código de colores pintado en forma de barras sobre su cuerpo. Los de una precisión del 5% poseen cuatro bandas de colores, que comienzan sobre uno de los casquillos y terminan a mitad del cuerpo aproximadamente. Para leer

un resistor, Ud. debe anotar en un papel el número equivalente a la banda mas externa, luego la siguiente y por último agregar tantos ceros como lo indique la tercer banda. La última banda tiene un color especial que indica la tolerancia. Si es dorada significa que tiene una tolerancia del 5%, si es plateada que su tolerancia es del 10% y si no tiene banda del 20%. En equipos modernos solo existen resistores con una banda dorada porque ya no se fabrican resistores del 10 o el 20%.

Fig 3.Código de colores de resistores

Resistores de montaje superficial Los equipos mas modernos poseen resistores de montaje superficial que no tiene terminales o alambres de conexión. Por lo tanto solo se pueden conectar al circuito impreso por el lado de la impresión de cobre. El circuito impreso posee una extensión en donde apoya el resistor SMD que tiene forma de paralelepido (cubo alargado) con dos cabezas metalizas para su soldadura. En la figura 4 se puede observar diferentes resistores SMD con su notación característica.

Fig.4 Marcación de los componentes SMD Identificar el valor de un resistor SMD es más sencillo que hacerlo en un resistor convencional, ya que las bandas de colores son reemplazadas por sus equivalentes numéricos y así se estampan en la superficie del resistor, la banda indicadora de tolerancia desaparece y se la “presupone” en base al número de dígitos alfanuméricos que se indican, es decir: un número de tres dígitos nos indica con esos tres dígitos el valor del resistor, y la ausencia de otra indicación nos dice que se trata de un resistor con una tolerancia del 5%. Un número de cuatro dígitos indica con los cuatro dígitos alfanuméricos su valor y nos dice que se trata de un resistor con una tolerancia de error del 1%. La potencia o modelo del resistor solo se puede determinar en función del tamaño del mismo. Pero los fabricantes uniformaron su criterio de modo que los resistores se individualiza por su largo y su ancho. En la fotografía de la figura 5 se pueden observar un resistor cuyas medidas reales son de 12 mm de largo por 6 de ancho y un espesor o altura de 1 mm.

Fig.5 Resistor SMD tipo 1206 de 10K

Conclusiones Así estudiamos a uno de los personajes mas conocidos de la electrónica: el resistor y lo hicimos con lujo de detalles para que el alumno no dude cuando deba identificarlo en un circuito.

En la próxima lección , vamos a presentar a un personaje también muy conocido que es el capacitor y veremos que en realidad, del mismo modo que el resistor, se trata de una familia completa, porque los hay de diferentes tipos y materiales. http://electronicacompleta.com/lecciones/el-resistor/

Tipos de capacitores

Un capacitor está formado por dos terminales que son placas conductoras separadas por un elemento no conductor, y que tienen como objetivo introducir en un circuito eléctrico capacitancia. Existen varios de ellos según sus cualidades físicas. Algunos de ellos son: 1. Capacitor eléctrico de aluminio: este posee una capacitancia por volumen muy elevada y además, son muy económicos, es por esto que son sumamente utilizados. Estos contienen hojas metálicas que poseen un electrolito que puede ser seco, pastoso o acuoso. Los capacitores eléctricos de aluminio se pueden encontrar no polarizados y polarizados. 2. Capacitor eléctrico de tantalio: si bien estos son más caros que los anteriores, se destacan por poseer una mayor confiabilidad y flexibilidad. Dentro de este tipo de capacitores existen tres clases: capacitores de hojas metálicas, capacitores de tantalio sólido y capacitores de tantalio. 3. Capacitores eléctricos de cerámica: estos se destacan por ser económicos y de reducido tamaño. Además, poseen un gran intervalo de valor de aplicabilidad y capacitancia. Son ideales para aplicaciones de derivación, filtrado y acoplamiento de aquellos circuitos que son híbridos integrados que logran tolerar cambios importantes en la capacitancia. El material dieléctrico que se utiliza en estos capacitores puede ser titanato de calcio, de bario o bien, dióxido de titanio a los que se le agregan otros aditivos. Los capacitores eléctricos de cerámica adquieren forma de disco o tubular. 4. Capacitores eléctricos de plástico o papel: estos pueden estar hechos con plástico, papel, o la suma de los dos y se los puede utilizar en aplicaciones como acoplamiento, filtrado, cronometraje, suspensión de ruidos y otras. Una propiedad que poseen estos capacitores es que las películas metálicas se autorreparan. También son muy estables, resistentes al aislamiento y pueden funcionar a temperaturas muy elevadas. 5. Capacitores de vidrio y mica: estos son utilizados cuando se precisa muy buena estabilidad y una carga eléctrica alta. Se caracterizan por poder operar a frecuencias muy altas y tener gran estabilidad en relación a la temperatura. Estos capacitadores se encuentran en distintos tamaños. Lee todo en: Tipos de capacitores http://www.tiposde.org/construccion/477-tipos-decapacitores/#ixzz3zaKNnxxV

CAPACITORES

CAPACIDAD DE UN CONDUCTOR. Cuando un conductor se carga, es decir, se le comunica una carga eléctrica, adquiere un cierto potencial, que depende de consideraciones geométricas (de su forma). Pues bien; a la relación entre carga y potencial se le llama CAPACIDAD de ese conductor. Podemos entonces definir una magnitud llamada CAPACITANCIA o CAPACIDAD, como la relación entre la carga almacenada (Q) y la tensión a la que se encuentra (V). Escribimos entonces: C=Q/V Un conductor que, con la misma carga que otro, adquiera menor potencial, tendrá más capacidad que el segundo, y viceversa. La unidad de capacidad es el FARADIO. El faradio es una unidad tan sumamente grande que no resulta en absoluto práctica.. Los submúltiplos del Faradio son: ·

El microfaradio (m F) = 0,000001 F. (10-6 F )

·

El nanofaradio (nF) = 0,000000001 F. (10-9 F)

·

El picofaradio (pF) = 0,000000000001 F. (10-12 F)

Cuando se da la capacidad en "K", no quiere decir Kilofaradio, sino Kilopicofaradio (1000 picofaradios); y como 1000 picofaradios es igual a 1 nanofaradio, cuando alguien nos dice que un capacitor tiene 4K7, nos está diciendo que tiene 4,7 kilopicofaradio, que es lo mismo que decir 4,7 nanofaradio. Recuerde: Los dispositivos que almacenan cargas eléctricas se denominan CAPACITORES.

En un Capacitor la relación carga / tensión es constante y se llama CAPACITANCIA, y su unidad es el Faradio. Símbolos

TIPOS DE CAPACITORES: CAPACITORES FIJOS Estos capacitores 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. Plástico. Mica. Electrolíticos. De doble capa eléctrica.

Capacitores cerámicos El dieléctrico utilizado por estos capacitores es la cerámica, siendo el material más utilizado el dióxido de titanio. Este material confiere al capacitor 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. Las altas constantes dieléctricas características de las cerámicas permiten amplias posibilidades de diseño mecánico y eléctrico. Las especificaciones de estos Capacitores son aproximadamente las siguientes: ·

Capacitancias en la gama de 0,5 pF hasta 470 nF

·

Tensión de trabajo desde 3 V. a 15.000 Volts o más.

·

Tolerancia entre 1% y 5%

·

Relativamente chicos en relación a la Capacitancia.

·

Amplia banda de tensiones de trabajo.

·

Son adecuados para trabajar en circuitos de alta frecuencia.

·

Banda de tolerancia buena para aplicaciones que exigen precisión.

Capacitores cerámicos Capacitores de plástico Estos capacitores 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 poliestireno 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.

A nivel orientativo estas pueden ser las características típicas de los capacitores 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 1nF-1000nF

25V-630V

-55ºC-100ºC

+/-5% +/-20%

Capacitores de Mica El dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores 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. Capacitores electrolíticos En estos capacitores 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 son 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 algo más elevado.

Las principales características de los capacitores electrolíticos son:

        

Capacitancia en la gama de 1uF a 220.000 uF. Tensiones de trabajo entre 2 y 1.000 V. Tolerancia entre –20% y +50%, generalmente. La corriente de fuga es relativamente alta o sea que la aislamiento no es excelente. Son polarizados, se debe respetar la polaridad. La capacidad aumenta a medida que el capacitor envejece. Tienen una duración limitada. La Capacitancia varía ligeramente con la tensión. Los capacitores electrolíticos no se usan en circuitos de alta frecuencia, se usan en circuitos de baja frecuencia, uso general y corriente continua.

Capacitor electrolítico: Tiene polaridad, normalmente se marca el negativo con el signo - . El terminal negativo es el de menor longitud. Hay que asegurarse de no conectar el capacitor entre dos puntos del circuito cuya tensión supere la máxima que soporta el capacitor.

Capacitores de doble capa eléctrica Estos capacitores también se conocen como supercapacitores o CAEV debido a la gran capacidad que tienen por unidad de volumen. Se diferencian de los capacitores 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. CAPACITORES VARIABLES Y AJUSTABLES Estos capacitores presentan una capacidad que podemos variar entre ciertos límites. Igual que pasa con las resistencias podemos distinguir entre capacitores variables, su aplicación conlleva la variación con cierta frecuencia (por ejemplo sintonizadores); y capacitores 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.

Capacitor Ajustable: Trimmer

Capacitor Variable: Tandem

Ambos Capacitores poseen dieléctrico de aire. IDENTIFICACIÓN DE CAPACITORES 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 capacitores van a ser la capacidad nominal, tolerancia, tensión y coeficiente de temperatura, aunque dependiendo de cada tipo traerán 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. Capacitores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2.

Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 1.

Capacitores cerámicos tipo disco, grupo 2.

Capacitores cerámicos tubulares. CÓDIGO DE COLORES

CÓDIGO DE MARCAS

Capacitor de 100 nF con diferentes códigos diferentes códigos. Capacitores de plástico. CÓDIGO DE COLORES

Capacitor de 22 nF con

CÓDIGO DE MARCAS

Capacitores electrolíticos Estos capacitores 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:

Capacitores de tantalio Actualmente estos capacitores 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 +:

Estos capacitores electrolíticos de tantalio, tienen un costo más elevado, debido a que poseen mejores características y tienen mayor precisión y estabilidad. http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/capacitores/capac.htm

Condensador eléctrico Este artículo o sección posee referencias, pero necesita más para complementar su verificabilidad. Puedes colaborar agregando referencias a fuentes fiables como se indica aquí. El material sin fuentes fiables podría ser cuestionado y eliminado.

Para otros usos de este término, véase Condensador. Condensador

Varios tipos de condensadores

Tipo

Pasivo

Principio de funcionamiento

Capacidad eléctrica

Invención

Ewald Georg von Kleist (1745)

Primera producción

Hacia 1900 Símbolo electrónico

Configuración

En condensadores electrolíticos: negativo y positivo; en cerámicos: no presentan polaridad

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Un condensador eléctrico (también conocido frecuentemente con el anglicismo capacitor, proveniente del nombre equivalente en inglés) es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico.1 2 Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total. Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.

Índice  



1 Nota terminológica 2 Funcionamiento o 2.1 Energía almacenada o 2.2 Carga y descarga o 2.3 En corriente alterna o 2.4 Asociaciones de condensadores o 2.5 Condensadores variables 3 Comportamientos ideal y real o 3.1 Comportamiento en corriente continua

3.2 Comportamiento en corriente alterna 4 Tipos de dieléctrico utilizados en condensadores 5 Usos 6 Véase también 7 Referencias 8 Enlaces externos o

    

Nota terminológica En algunos países se ha puesto de moda el uso del anglicismo capacitor para designar al condensador. Este uso, sin embargo, no es aceptado por la Real Academia Española en la 23.ª edición de su Diccionario de la lengua española (octubre de 2014).3

Funcionamiento La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, estas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio. La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF = 106 , nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los condensadores obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos. El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:

en donde: : Capacitancia o capacidad : Carga eléctrica almacenada en la placa 1. : Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2. Nótese que en la definición de capacidad es indiferente que se considere la carga de la placa positiva o la de la negativa, ya que

aunque por convenio se suele considerar la carga de la placa positiva.

En cuanto al aspecto constructivo, tanto la forma de las placas o armaduras como la naturaleza del material dieléctrico son sumamente variables. Existen condensadores formados por placas, usualmente de aluminio, separadas por aire, materiales cerámicos, mica, poliéster, papel o por una capa de óxido de aluminio obtenido por medio de la electrólisis.

Energía almacenada Cuando aumenta la diferencia de potencial entre sus terminales, el condensador almacena carga eléctrica debido a la presencia de un campo eléctrico en su interior; cuando esta disminuye, el condensador devuelve dicha carga al circuito. Matemáticamente se puede obtener que la energía , almacenada por un condensador con capacidad , que es conectado a una diferencia de potencial , viene dada por: Fórmula para cualesquiera valores de tensión inicial y tensión final:

Donde final.

es la carga inicial.

es la carga final.

es la tensión inicial.

es la tensión

Este hecho es aprovechado para la fabricación de memorias, en las que se aprovecha la capacidad que aparece entre la puerta y el canal de los transistores MOS para ahorrar componentes.

Carga y descarga Véase también: Circuito RC

Al conectar un condensador en un circuito, la corriente empieza a circular por el mismo. A la vez, el condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. Si se quita la fuente y se coloca el condensador y la resistencia en paralelo, la carga empieza a fluir de una de las placas del condensador a la otra a través de la resistencia, hasta que la carga es nula en las dos placas. En este caso, la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras el condensador se estaba cargando. Carga

Descarga

Donde:

V(t) es la tensión en el condensador. Vi es la tensión o diferencia de potencial eléctrico inicial (t=0) entre las placas del condensador. Vf es la tensión o diferencia de potencial eléctrico final (a régimen estacionario t>=4RC) entre las placas del condensador. I(t) la intensidad de corriente que circula por el circuito. RC es la capacitancia del condensador en faradios multiplicada por la resistencia del circuito en Ohmios, llamada constante de tiempo.

En corriente alterna En CA, un condensador ideal ofrece una resistencia al paso de la electricidad que recibe el nombre de reactancia capacitiva, XC, cuyo valor viene dado por la inversa del producto de la pulsación ( ) por la capacidad, C:

Si la pulsación se expresa en radianes por segundo (rad/s) y la capacidad en faradios (F), la reactancia resultará en ohmios. De acuerdo con la ley de Ohm, la corriente alterna que circule por el condensador se adelantará 90º (

) respecto a la tensión aplicada.

Asociaciones de condensadores

Asociación serie general.

Asociación paralelo general. Los condensadores pueden asociarse en serie, paralelo o de forma mixta. En estos casos, la capacidad equivalente resulta ser para la asociación en serie:

y para la asociación en paralelo:

Es decir, el sumatorio de todas las capacidades de los condensadores conectados en paralelo. Es fácil demostrar estas dos expresiones, para la primera solo hay que tener en cuenta que la carga almacenada en las placas es la misma en ambos condensadores (se tiene que inducir la misma cantidad de carga entre las placas y por tanto cambia la diferencia de potencial para mantener la capacitancia de cada uno), y por otro lado en la asociación en "paralelo", se tiene que la diferencia de potencial entre ambas placas tiene que ser la misma (debido al modo en el que están conectados), así que cambiará la cantidad de carga. Como esta se encuentra en el numerador ( será simplemente la suma algebraica.

) la suma de capacidades

También vale recordar que el cálculo de la capacidad equivalente en paralelo es similar al cálculo de la resistencia de dos dispositivos en serie, y la capacidad o capacitancia en serie se calcula de forma similar a la resistencia en paralelo.

Condensadores variables Un condensador variable es aquel en el cual se pueda cambiar el valor de su capacidad. En el caso de un condensador plano, la capacidad puede expresarse por la siguiente ecuación:

donde: es la permitividad del vacío ≈ 8,854187817... × 10−12 F·m−1 es la constante dieléctrica o permitividad relativa del material dieléctrico entre las placas; A es el área efectiva de las placas; y d es la distancia entre las placas o espesor del dieléctrico. Para tener condensador variable hay que hacer que por lo menos una de las tres últimas expresiones cambien de valor. De este modo, se puede tener un condensador en el que una de las placas sea móvil, por lo tanto varía d y la capacidad dependerá de ese desplazamiento, lo cual podría ser utilizado, por ejemplo, como sensor de desplazamiento. Otro tipo de condensador variable se presenta en los diodos Varicap.

Comportamientos ideal y real

Fig. 1: Condensador ideal. El condensador ideal (figura 1) puede definirse a partir de la siguiente ecuación diferencial:

donde C es la capacidad, u(t) es la función diferencia de potencial aplicada a sus terminales e i(t) la corriente resultante que circula.

Comportamiento en corriente continua Un condensador real en CC (DC en inglés) se comporta prácticamente como uno ideal, es decir, como un circuito abierto. Esto es así en régimen permanente ya que en régimen transitorio, esto es, al conectar o desconectar un circuito con condensador, suceden fenómenos eléctricos transitorios que inciden sobre la d.d.p. en sus bornes (ver circuitos serie RL y RC).

Comportamiento en corriente alterna

Fig. 2: Diagrama cartesiano de las tensiones y corriente en un condensador. Al conectar una CA sinusoidal v(t) a un condensador circulará una corriente i(t), también sinusoidal, que lo cargará, originando en sus bornes una caída de tensión, -vc(t), cuyo valor absoluto puede demostrarse que es igual al de v(t). Todo lo anterior, una vez alcanzado el régimen estacionario. Al decir que por el condensador «circula» una corriente, se debe puntualizar que, en realidad, dicha corriente nunca atraviesa su

dieléctrico. Lo que sucede es que el condensador se carga y descarga al ritmo de la frecuencia de v(t), por lo que la corriente circula externamente entre sus armaduras. Esto hace referencia a la corriente de conducción pero, en el interior del dieléctrico podemos hablar de la corriente de desplazamiento.

Fig. 3: Diagrama fasorial. El fenómeno físico del comportamiento del condensador en CA se puede observar en la figura 2. Entre los 0º y los 90º i(t) va disminuyendo desde su valor máximo positivo a medida que aumenta su tensión de carga vc(t), llegando a ser nula cuando alcanza el valor máximo negativo a los 90º, puesto que la suma de tensiones es cero (vc(t)+ v(t) = 0) en ese momento. Entre los 90º y los 180º v(t) disminuye, y el condensador comienza a descargarse, disminuyendo por lo tanto vc(t). En los 180º el condensador está completamente descargado, alcanzando i(t) su valor máximo negativo. De los 180º a los 360º el razonamiento es similar al anterior. De todo lo anterior se deduce que la corriente queda adelantada 90º respecto de la tensión aplicada. Considerando, por lo tanto, un condensador C, como el de la figura 1, al que se aplica una tensión alterna de valor:

De acuerdo con la ley de Ohm circulará una corriente alterna, adelantada 90º ( respecto a la tensión aplicada (figura 4), de valor:

donde polar:

)

. Si se representa el valor eficaz de la corriente obtenida en forma

Figura 4. Circuitos equivalentes de un condensador en CA. Y operando matemáticamente:

Por lo tanto, en los circuitos de CA, un condensador ideal se puede asimilar a una magnitud compleja sin parte real y parte imaginaria negativa:

En el condensador real, habrá que tener en cuenta la resistencia de pérdidas de su dieléctrico, RC, pudiendo ser su circuito equivalente, o modelo, el que aparece en la figura 4a) o 4b) dependiendo del tipo de condensador y de la frecuencia a la que se trabaje, aunque para análisis más precisos pueden utilizarse modelos más complejos que los anteriores.

Tipos de dieléctrico utilizados en condensadores

Condensadores electrolíticos axiales.

Condensadores electrolíticos de tantalio.

Condensadores cerámicos, "SMD (montaje superficial)" y de "disco".

Condensador variable de una vieja radio AM.

Condensadores modernos.  Condensadores de aire. Se trata de condensadores, normalmente de placas paralelas, con dieléctrico de aire y encapsulados en vidrio. Como la permitividad eléctrica relativa es la unidad, sólo permite valores de capacidad muy pequeños. Se utilizó en radio y radar, pues carecen de pérdidas y polarización en el dieléctrico, funcionando bien a frecuencias elevadas.  Condensadores de mica. La mica posee varias propiedades que la hacen adecuada para dieléctrico de condensadores: bajas pérdidas, exfoliación en láminas finas, soporta altas temperaturas y no se degrada por oxidación o con la humedad. Sobre una cara de la lámina de mica se deposita aluminio, que forma una armadura. Se apilan varias de estas láminas, soldando los extremos alternativamente a cada uno de los terminales. Estos condensadores funcionan



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bien en altas frecuencias y soportan tensiones elevadas, pero son caros y se ven gradualmente sustituidos por otros tipos. Condensadores de papel. El dieléctrico es papel parafinado, baquelizado o sometido a algún otro tratamiento que reduce su higroscopia y aumenta el aislamiento. Se apilan dos cintas de papel, una de aluminio, otras dos de papel y otra de aluminio y se enrollan en espiral. Las cintas de aluminio constituyen las dos armaduras, que se conectan a sendos terminales. Se utilizan dos cintas de papel para evitar los poros que pueden presentar. o Condensadores autorregenerables. Los condensadores de papel tienen aplicaciones en ambientes industriales. Los condensadores autorregenerables son condensadores de papel, pero la armadura se realiza depositando aluminio sobre el papel. Ante una situación de sobrecarga que supere la rigidez dieléctrica del dieléctrico, el papel se rompe en algún punto, produciéndose un cortocircuito entre las armaduras, pero este corto provoca una alta densidad de corriente por las armaduras en la zona de la rotura. Esta corriente funde la fina capa de aluminio que rodea al cortocircuito, restableciendo el aislamiento entre las armaduras. Condensadores electrolíticos. Es un tipo de condensador que utiliza un electrolito, como su primera armadura, la cual actúa como cátodo. Con la tensión adecuada, el electrolito deposita una capa aislante (la cual es en general una capa muy fina de óxido de aluminio) sobre la segunda armadura o cuba (ánodo), consiguiendo así capacidades muy elevadas. Son inadecuados para funcionar con corriente alterna. La polarización inversa destruye el óxido, produciendo un cortocircuito entre el electrolito y la cuba, aumentando la temperatura, y por tanto, arde o estalla el condensador consecuentemente. Existen varios tipos, según su segunda armadura y electrolito empleados: o Condensadores de aluminio. Es el tipo normal. La cuba es de aluminio y el electrolito una disolución de ácido bórico. Funciona bien a bajas frecuencias, pero presenta pérdidas grandes a frecuencias medias y altas. Se emplea en fuentes de alimentación y equipos de audio. Muy utilizado en fuentes de alimentación conmutadas. o Condensadores de tantalio (tántalos). Es otro condensador electrolítico, pero emplea tantalio en lugar de aluminio. Consigue corrientes de pérdidas bajas, mucho menores que en los condensadores de aluminio. Suelen tener mejor relación capacidad/volumen. o Condensadores bipolares (para corriente alterna). Están formados por dos condensadores electrolíticos en serie inversa, utilizados en caso de que la corriente pueda invertirse. Son inservibles para altas frecuencias. Condensadores de poliéster o Mylar. Está formado por láminas delgadas de poliéster sobre las que se deposita aluminio, que forma las armaduras. Se apilan estas láminas y se conectan por los extremos. Del mismo modo, también se encuentran condensadores de policarbonato y polipropileno. Condensadores de poliestireno también conocidos comúnmente como Styroflex (marca registrada de Siemens). Otro tipo de condensadores de plástico, muy utilizado en radio, por disponer de coeficiente de temperatura inverso a las bobinas de sintonía, logrando de este modo estabilidad en los circuitos resonantes. Condensadores cerámicos. Utiliza cerámicas de varios tipos para formar el dieléctrico. Existen diferentes tipos formados por una sola lámina de dieléctrico,

 

pero también los hay formados por láminas apiladas. Dependiendo del tipo, funcionan a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas. Condensadores síncronos. Es un motor síncrono que se comporta como un condensador. Dieléctrico variable. Este tipo de condensador tiene una armadura móvil que gira en torno a un eje, permitiendo que se introduzca más o menos dentro de la otra. El perfil de la armadura suele ser tal que la variación de capacidad es proporcional al logaritmo del ángulo que gira el eje. o Condensadores de ajuste. Son tipos especiales de condensadores variables. Las armaduras son semicirculares, pudiendo girar una de ellas en torno al centro, variando así la capacidad. Otro tipo se basa en acercar las armaduras, mediante un tornillo que las aprieta.

Usos Los condensadores suelen usarse para:            

Baterías, por su cualidad de almacenar energía. Memorias, por la misma cualidad. Filtros. Fuentes de alimentación. Adaptación de impedancias, haciéndolas resonar a una frecuencia dada con otros componentes. Demodular AM, junto con un diodo. Osciladores de todos los tipos. El flash de las cámaras fotográficas. Tubos fluorescentes. Compensación del factor de potencia. Arranque de motores monofásicos de fase partida. Mantener corriente en el circuito y evitar caídas de tensión.

https://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico

Tipos y Clases de los Capacitores

Capacitor es un dispositivo formado por dos placas metálicas separadas por un aislante llamado dieléctrico. Un dieléctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente.

Tambien llamados filtros, condensadores... en fin son "populares"

CLASES DE CAPACITORES: Hay muchas clases de capacitores pero los más usados son: 1. En primer lugar, tenemos a los capacitores electrolíticos convencionales, que utilizan placas de aluminio y un óxido de electrolito como material dieléctrico. En la fabricación de un capacitor de esta clase, este óxido se forma a partir de la circulación de una corriente eléctrica sobre un ácido electrolítico interno del capacitor, lo cual genera una pequeña capa de óxido sobre el aluminio.

2. Existe otro tipo de capacitores que no usa un ácido electrolítico, sino un polímero orgánico de estado sólido. A estos capacitores, que son más caros pero de mejores prestaciones, se los denomina comúnmente capacitores de estado sólido. CARACTERÍSTICAS: En ambos casos se usa, generalmente, una geometría cilíndrica. Los de estado sólido tienen un revestimiento más robusto y usualmente son más pequeños. VENTAJAS: Los capacitores de estado sólido tienen varias ventajas con respecto a los electrolíticos. Una de ellas es la vida útil, que como vemos en la tabla es significativamente superior, sobre todo a temperaturas de entre 65° C y 85° C (que es el rango de temperatura típico en un gabinete no muy bien ventilado).

Esta vida útil tiene mucho que ver con la resistencia del capacitor a la temperatura. Justamente, esta propiedad hace que los capacitores sólidos sean más estables que los electrolíticos en cuanto a su capacitancia: a 105° C, un capacitor sólido varía su valor en menos de un 5%; un electrolítico lo hace en un 10%. Yendo al otro extremo, a -55° C, un sólido varía apenas un 3%, mientras que un electrolítico lo hace en un 37%. Por último, vale destacar otro parámetro muy superior en un capacitor de estado sólido, que es la resistencia equivalente serie (ESR). En un capacitor, que idealmente no debe disipar energía, la resistencia no es algo deseado, por lo que se busca que sea lo menor posible con el fin de que el capacitor no consuma energía ni genere calor. Los capacitores de estado sólido tienen una ESR entre 10 y 100% más pequeña que la de los electrolíticos en el rango de frecuencias de 10 kHz hasta 100 kHz. En definitiva, vemos que los capacitores de estado sólido son muy superiores a los electrolíticos. Sin embargo, son más caros y no siempre son necesarios. TIPOS DE CAPACITORES: Existen diversos tipos de capacitores, los cuales posee propiedades y características físicas diferentes, entre los cuales se encuentran: 1. Capacitores eléctricos de aluminio:

Son populares debido a su bajo costo y gran capacitancia por unidad de volumen Existen en el mercado unidades polarizadas y no polarizadas. Son del tipo de hojas metálicas, con un electrolito que puede ser acuoso, en pasta o "seco" (sin agua). La capacitancia está estrechamente relacionada con la temperatura y puede decrecer en un orden de magnitud desde la temperatura ambiente hasta -55° C. Esta variación se reduce en capacitores de primera calidad y en productos recientes con formulaciones electrolíticas más complicadas. No están diseñados para aplicaciones a frecuencias elevadas, y la impedancia puede alcanzar un valor mínimo a frecuencias tan bajas como 10 kHz. La corriente de fuga disminuye durante la operación. En el uso normal, la corriente de fuga aumenta con el voltaje aplicado y con la temperatura. Como guía muy general, la

corriente se duplica a medida que el voltaje aplicado se incrementa del 50 al 100% del valor nominal, y se duplica por cada 25° C de aumento en la temperatura. Presentan un decremento gradual en capacitancia sobre un largo periodo, debido a la pérdida de electrolito a través de los sellos, aunque con los tipos recientes de empaque se ha reducido de manera significativa este deterioro, y los capacitores presentan en la actualidad un decremento del 10%, o menor, al cabo de 10 000 horas. Otro problema que debe observarse implica el empleo de ciertos agentes limpiadores en los tableros de circuitos impresos. El cloro de los solventes de hidrocarburos halogenados, como el freón, puede penetrar por los sellos y atacar la estructura interna del aluminio, provocando la falla en poco tiempo. Para la limpieza se recomienda xileno, alcoholes y ciertos tipos de detergentes exentos de cloro. 2. Capacitores eléctricos de tantalio:

Son más flexibles y confiables, y presentan mejores características que los electrolíticos de aluminio, pero también su costo es mucho más elevado. Existen tres tipos: Capacitores de hojas metálicas (láminas): Se elaboran del mismo modo que los electrolíticos de aluminio Los alambres conductores de tantalio se sueldan por puntos tanto a la lámina del ánodo como a la del cátodo, las cuales se arrollan después con separadores de papel en un rollo compacto. Este rollo se inserta dentro de una envoltura metálica y, a fin de mejorar el rendimiento, se agrega un electrolito idóneo, como etilenglicol o dimetilformamida con nitruro de amonio, pentaborato de amonio o polifosfatos. Capacitores de hojas de tantalio: Existen en el mercado en tamaños que varían de 0.12 hasta 3 500 mF, a voltajes hasta de 450 V La mayor parte de las aplicaciones para este tipo de capacitor se encuentran en los intervalos de voltaje superiores, en los que no es posible aplicar los condensadores de tantalio húmedo, y cuando se requieren calidades superiores a las de los electrolíticos de aluminio, a pesar del mayor costo. Las desventajas, en comparación con otros tipos de capacitores de tantalio, son: gran tamaño, elevadas corrientes de fuga y gran variación en la capacitancia con la temperatura. La principal aplicación de estos condensadores se encuentra en filtros de fuentes de

alimentación. Capacitores de tantalio sólido: Parecido a la versión húmeda, en cuanto a sus etapas iniciales de manufactura. No hay líquido que se evapore, y el electrolito sólido es estable. La variación de la capacitancia es muy pequeña: ±10% respecto de su valor a temperatura ambiente en todo el intervalo de temperatura desde -55 hasta 125° C. Por desgracia, ni el electrolito ni el dieléctrico presentan las cualidades de autorreparación asociadas con otros capacitores electrolíticos. Para proteger los condensadores de fallas tempranas debidas a defectos del óxido y del electrolito se recomienda su envejecimiento conectado durante 100 h a voltaje nominal y temperatura máxima, empleando una fuente de energía de baja impedancia. Además, se recomienda que el voltaje de operación no exceda el 60% del voltaje nominal.

3. Capacitores eléctricos de Cerámica:

Bajo costo, reducido tamaño, amplio intervalo de valor de capacitancia y aplicabilidad general en la electrónica. Son particularmente idóneos para aplicaciones de filtrado, derivación y acoplamiento de circuitos híbridos integrados, en las que es posible tolerar considerables cambios en la capacitancia. Se elaboran en forma de disco, como capacitores de capas múltiples o monolíticos, o en forma tubular. El material dieléctrico es principalmente titanato de bario, titanato de calcio o dióxido de titanio con pequeñas cantidades de otros aditivos para obtener las características deseadas. 4. Capacitores eléctricos de papel o plástico: El papel, el plástico y las combinaciones de ambos se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como filtrado, acoplamiento, derivación, cronometraje y suspensión de ruido Son capaces de funcionar a altas temperaturas, poseen alta resistencia de aislamiento, buena estabilidad.

La propiedad de autorreparación de las películas metálicas es bastante útil en ciertas aplicaciones. La disponibilidad de películas extremadamente delgadas y la gran variedad de materiales proporciona la flexibilidad necesaria para un gran intervalo de aplicaciones. La capacitancia varía con la temperatura de un dieléctrico a otro. Los capacitores de papel y plástico pueden emplearse a altas frecuencias, según el tamaño y la longitud de las puntas. 5. Capacitores de mica y vidrio: Los capacitores con dieléctrico de mica y vidrio se aplican cuando se requiere carga eléctrica alta y excelente estabilidad con respecto a la temperatura y frecuencia. Los capacitores de mica existen en el mercado con una gran diversidad de tamaños. Tanto los capacitores de mica como los de vidrio son estables con respecto a la temperatura. Para algunos valores de capacitancia es posible que el coeficiente de temperatura sea cero. Ambos tipos de capacitores pueden operar a alta frecuencia. La frecuencia de autorresonancia es de unos 10 MHz para grandes valores del capacitor y mayor de 100 MHz para valores más pequeños. LAS FALLAS EN LOS CAPACITORES: En la electrónica, el índice de fallas muchas veces es del tipo aleatorio, es decir, no siempre hay una razón en particular por la que un dispositivo falla. Los capacitores electrolíticos son un buen ejemplo de ello, ya que en una gran cantidad de casos “explotan” sin más razón aparente que el desgaste propio del elemento. Una explicación más técnica de la falla en un capacitor electrolítico es la deformidad de algún punto en las placas, lo cual provoca una disminución en la tensión del capacitor. En estas condiciones, existe una corriente de fuga que hace que el capacitor eleve mucho su temperatura y se evapore el ácido electrolito. Cuando ocurre ésto, una fuerte presión se genera sobre el sellado del capacitor; si éste no es muy bueno (como en la mayoría de los casos), se “abre”, y el ácido sale hacia la superficie, resultando uno de los famosos capacitores hinchados. Esta expansión del ácido tiene muy malas consecuencias para el capacitor, ya que produce que se seque el óxido y deje de actuar como dieléctrico, haciendo que la capacitancia se reduzca notablemente. http://electricidtpest.blogspot.com/2008/06/tipos-y-clases-de-los-capacitores.html

Tabla del código de colores de los capacitores / condensadores

El código 101 de los capacitores: El código 101 es muy utilizado como código para capacitores cerámicos. Muchos de ellos que tienen su valor impreso, como los de valores de 1 uF o más. Donde: uF = microfaradio

Ejemplo: 47 uF, 100 uF, 22 uF, etc. Para capacitores de menos de 1 uF, la unidad de medida es el pF (picoFaradio) y se expresa con una cifra de 3 números. Los dos primeros números expresan su significado por si mismos, pero el tercero expresa el valor multiplicador de los dos primeros. Ver la tabla anterior. Ejemplo: Un capacitor que tenga impreso el número 103 significa que su valor es 10 + 1000 pF = 10,000 pF.

Ver que 1000 tiene 3 ceros (el tercer número impreso). En otras palabras 10 más 3 ceros = 10,000 pF. El significado del tercer número se muestra en la tabla. Después del tercer número aparece muchas veces una letra que indica la tolerancia del capacitor expresada en porcentaje (algo parecido a la tolerancia en las resistores). Ver el párrafo siguiente

Tabla de tolerancia del código 101 de los capacitores

La tabla muestra las distintas letras y su significado (porcentaje) Ejemplo: Un capacitor tiene impreso lo siguiente: - 104H 104 significa 10 + 4 ceros = 10,000 pF H = +/- 3% de tolerancia. - 474J 474 significa 47 + 4 ceros = 470,000 pF, J = +/- 5% de tolerancia. 470.000pF = 470nF = 0.47µF Algunos capacitores tiene impreso directamente sobre ellos el valor de 0.1 o 0.01, lo que sindica 0.1 uF o 0.01 uF http://unicrom.com/Tut_codigocolores_condensadores.asp

¿Por qué utilizar valores normalizados?.- Para unificar criterios. Sería un caos si cada fabricante sacase al mercado sus propios valores de resistencias, con los problemas de sustitución que esto supondría, por ejemplo. Designación de valores normalizados RKM.- Para enumerar o designar los diferentes valores de una resistencia se emplea el sistema RKM, que consiste en sustituir los puntos decimales y las comas separadoras de millar, en el sistema inglés de puntuación, por sus equivalentes R (unidad) K (kilo) M (mega). Por ejemplo:

RKM

valor (ohm) 0.47 ohm

0R47

1.13 ohm

1R13

100 ohm

100R

1000 ohm

1k

4700 ohm

4k7

5360 ohm

5k36

1,270,000

1M27

OJO! para designar 0.47 ohm decimos 0R47 o bien R47, no confundir con 47R que equivale a 47 ohmios. El concepto de tolerancia.- Para entender las series normalizadas, es necesario conocer el concepto de tolerancia. Pongamos un ejemplo. Si tenemos una resistencia de 10k 10%, queremos decir que el valor nominal (10k) está comprendido entre 10k-10% (valor mínimo) y 10k+10% (valor máximo); es decir, entre 9k y 11k. Para evitar solapamiento de valores, se construyen series que teóricamente contengan a todos los posibles valores de resistencia, y se denominan, atendiendo al número de estos valores entre 1 y 10, a las series E(N). La serie E12 son doce valores entre 1 y 10, y su tolerancia es 20%. Las series E y su tolerancia son las siguientes:

serie

tolerancia (%)

E6

40

E12

20

E24

10

E48

5

E96

2

E192

1

Tablas de valores normalizados.- Podemos construirnos las tablas de valores normalizados muy fácilmente con Excel, partiendo de la expresión matemática que define una R normal:

Las series E6, E12 y E24 se expresan con 1 decimal. Las series E48, E96 y E192 se expresan con 2 decimales. Los resultados se redondean por exceso (0.5 = 1) Por ejemplo, el término nº 19 de la serie E192 vale:

Con esta expresión, hallamos la siguiente tabla Excel con los valores normalizados de Resistencias:

Tabla de valores normalizados de resistencias 40%

20%

10%

5%

2%

1%

40%

20%

10%

5%

2%

1%

E6

E12

E24

E48

E96

E192

E6

E12

E24

E48

E96

E192

1.0

1.0

1.0

1.00

1.00 1.02

1.05

1.05 1.07

1.1

1.10

1.10 1.13

1.15

1.15 1.18

1.2

1.2

1.21

1.21 1.24

1.27

1.27 1.30

1.3

1.33

1.33 1.37

1.40

1.40 1.43

1.5

1.5

1.5

1.47

1.47 1.50

1.54

1.54 1.58

1.6

1.62

1.62 1.65

1.00 1.01 1.02 1.04 1.05 1.06 1.07 1.09 1.10 1.11 1.13 1.14 1.15 1.17 1.18 1.20 1.21 1.23 1.24 1.26 1.27 1.29 1.30 1.32 1.33 1.35 1.37 1.38 1.40 1.42 1.43 1.45 1.47 1.49 1.50 1.52 1.54 1.56 1.58 1.60 1.62 1.64 1.65 1.67

3.16

3.16 3.24

3.3

3.3

3.3

3.32

3.32 3.40

3.48

3.48 3.57

3.6

3.65

3.65 3.74

3.83

3.83 3.92

3.9

3.9

4.02

4.02 4.12

4.22

4.22 4.32

4.3

4.42

4.42 4.53

4.64

4.64 4.75

4.7

4.7

4.7

4.87

4.87 4.99

5.11

5.11 5.23

3.16 3.20 3.24 3.28 3.32 3.36 3.40 3.44 3.48 3.52 3.57 3.61 3.65 3.70 3.74 3.79 3.83 3.88 3.92 3.97 4.02 4.07 4.12 4.17 4.22 4.27 4.32 4.37 4.42 4.48 4.53 4.59 4.64 4.70 4.75 4.81 4.87 4.93 4.99 5.05 5.11 5.17 5.23 5.30

1.69

1.69 1.74

1.8

1.8

1.78

1.78 1.82

1.87

1.87 1.91

2.0

1.96

1.96 2.00

2.05

2.05 2.10

2.2

2.2

2.2

2.15

2.15 2.21

2.26

2.26 2.32

2.4

2.37

2.37 2.43

2.49

2.49 2.55

2.7

2.7

2.61

2.61 2.67

2.74

2.74 2.80

3.0

2.87

2.87 2.94

3.01

3.01 3.09

1.69 1.72 1.74 1.76 1.78 1.80 1.82 1.84 1.87 1.89 1.91 1.93 1.96 1.98 2.00 2.03 2.05 2.08 2.10 2.13 2.15 2.18 2.21 2.23 2.26 2.29 2.32 2.34 2.37 2.40 2.43 2.46 2.49 2.52 2.55 2.58 2.61 2.64 2.67 2.71 2.74 2.77 2.80 2.84 2.87 2.91 2.94 2.98 3.01 3.05 3.09 3.12

5.1

5.36

5.36 5.49

5.62

5.62 5.76

5.6

5.6

5.90

5.90 6.04

6.19

6.19 6.34

6.2

6.49

6.49 6.65

6.81

6.81 6.98

6.8

6.8

6.8

7.15

7.15 7.32

7.50

7.50 7.68

7.5

7.87

7.87 8.06

8.25

8.25 8.45

8.2

8.2

8.66

8.66 8.87

9.09

9.09 9.31

9.1

9.53

9.53 9.76

5.36 5.42 5.49 5.56 5.62 5.69 5.76 5.83 5.90 5.97 6.04 6.12 6.19 6.26 6.34 6.42 6.49 5.67 6.65 6.73 6.81 6.90 6.98 7.06 7.15 7.23 7.32 7.41 7.50 7.59 7.68 7.77 7.87 7.96 8.06 8.16 8.25 8.35 8.45 8.56 8.66 8.76 8.87 8.98 9.09 9.19 9.31 9.42 9.53 9.65 9.76 9.88

E6

E12

E24

E48

E96

E192

E6

E12

E24

E48

E96

E192

40%

20%

10%

5%

2%

1%

40%

20%

10%

5%

2%

1%

Códigos de colores de 4 y 5 bandas Regla Nemotécnica para recordad la tabla de colores: " MeMaNa AmaVerAzu VioGrisBla " Carta de Códigos de Colores

Color

1ª Banda

2ª Banda

3ª Banda

Multiplicador

Tolerancia

Negro

O

O

O

1ohm

Marrón

1

1

1

10ohm

+1% (F)

Rojo

2

2

2

100ohm

+2% (G )

Naranja

3

3

3

1Kohm

Amarillo

4

4

4

10Kohm

Verde

5

5

5

100Kohm

Azul

6

6

6

1Mohm

+0.25% (C)

Violeta

7

7

7

10Mohm

+0.10% (B)

Gris

8

8

8

Blanco

9

9

9

S2 +0 5% (D)

+0.05%

Oro

0.10

+5% (J)

Plata

0.01

+10% (K)

Valores típicos para Tolerancias del 5% y 10%

10

15

22

33

47

68

11

16

24

36

51

75

12

18

27

39

56

82

13

20

30

43

62

91

Valores típicos para Tolerancias del 1% y 2%

100

147

215

316

464

681

102

150

221

324

475

698

105

154

226

332

487

715

107

158

232

340

499

732

110

162

237

348

511

750

113

165

243

357

523

768

115

169

249

365

536

787

118

174

255

374

549

806

121

178

261

383

562

825

124

182

267

392

576

845

127

187

274

402

590

866

130

191

280

412

604

887

133

196

287

422

619

909

137

200

294

432

634

931

140

205

301

442

649

953

143

210

309

453

665

976

Resistencias SMD

1ª Cifra = 1º número 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = Multiplicador

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1200 ohmios = 1K2

1ª Cifra = 1º número La " R " indica coma decimal 3ª Cifra = 2º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1,6 ohmios

La " R " indica " 0. " 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = 3º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 0.22 ohmios

Applet Interactivo

Software de Cálculo

Resistencias de Hilo o Bobinadas

Generalmente están constituidas por un soporte de material aislante y resistente a la temperatura (cerámica, esteatita, mica, etc.) alrededor del cual hay la resistencia propiamente dicha, constituida por un hilo cuya sección y resistividad depende de la potencia y de la resistencia deseadas. En los extremos del soporte hay fijados dos anillos metálicos sujetos con un tornillo o remache cuya misión, además de fijar en él el hilo de resistencia, consiste en permitir la conexión de la resistencia mediante soldadura. Por lo general, una vez construidas, se recubren de un barniz especial que se somete a un proceso de vitrificación a alta temperatura con el objeto de proteger el hilo y evitar que las diveras espiras hagan o entre sí. Sobre este barniz suelen marcarse con serigrafía los valores en ohmios y en vatios, tal como se observa en esta figura. En ella vemos una resistencia de 250 Ω, que puede disipar una potencia máxima de 10 vatios.

Aquí vemos el aspecto exterior y estructura constructiva de las resistencias de alta disipación (gran potencia). Pueden soportar corrientes relativamente elevadas y están protegidas con una capa de esmalte. A. hilo de conexión B. soporte cerámico C. arrollamiento D. recubrimiento de esmalte.

Aquí vemos otros tipos de resistencias bobinadas, de diferentes tamaños y potencias, con su valor impreso en el cuerpo. La de la izquierda es de 24 Ω, 5% (inscripción: 24R 5%) La más pequeña es de 10 Ω, aunque no se aprecia su inscripción en la foto.

Resistencias químicas

Las resistencias de hilo de valor óhmico elevado necesitarían una cantidad de hilo tan grande que en la práctica resultarían muy voluminosas. Las resistencias de este tipo se realizan de forma más sencilla y económica emplenado, en lugar de hilo, carbón pulverizado mezclado con sustancias aglomerantes. La relación entre la cantidad de carbón y la sustancia aglomerante determina la resistividad por centímetro, por lo que es posible fabricar resistencias de diversoso valores. Existen tipos de carbón aglomerado, de película de carbón y de película metálica. Normalmente están constituidas por un soporte cilíndrico aislante (de porcelana u otro material análogo) sobre el cual se deposita una capa de material resistivo. En las resistencias, además del valor óhmico que se expresa mediante un código de colores, hay una contraseña que determina la precisión de su valor (aproximación), o sea la tolerancia anunciada por el fabricante. Esta contraseña está constituida por un anillo pintado situado en uno de los extremos del cuerpo. En la imagen de arriba vemos resistencias de película de carbón de diferentes potencias (y tamaños) comparadas a una moneda de 25 de las antiguas pesetas (0.15 €). De izquierda a derecha, las potencias son de 1/8, ¼, ½, 1 y 2 W, respectivamente. En ellas se observan las diferentes bandas de color que representan su valor óhmico. Aquí abajo vemos unos ejemplos de resistencias de película de carbón y de película metálica, donde se muestra su aspecto constructivo y su aspecto exterior:

Condensadores Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dieléctrico. Va a tener una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y polaridad, que deberemos aprender a distinguir Aquí a la izquierda vemos esquematizado un condensador, con las dos láminas = placas = armaduras, y el dieléctrico entre ellas. En la versión más sencilla del condensador, no se pone nada entre las armaduras y se las deja con una cierta separación, en cuyo caso se dice que el dieléctrico es el aire. 







Capacidad: Se mide en Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan grande que se suelen utilizar varios de los submúltiplos, tales como microfaradios (µF=10-6 F ), nanofaradios (nF=10-9 F) y picofaradios (pF=10-12 F). Tensión de trabajo: Es la máxima tensión que puede aguantar un condensador, que depende del tipo y grososr del dieléctrico con que esté fabricado. Si se supera dicha tensión, el condensador puede perforarse (quedar cortocircuitado) y/o explotar. En este sentido hay que tener cuidado al elegir un condensador, de forma que nunca trabaje a una tensión superior a la máxima. Tolerancia: Igual que en las resistencias, se refiere al error máximo que puede existir entre la capacidad real del condensador y la capacidad indicada sobre su cuerpo. Polaridad: Los condensadores electrolíticos y en general los de capacidad superior a 1 µF tienen polaridad, eso es, que se les debe aplicar la tensión prestando atención a sus terminales positivo y negativo. Al contrario que los inferiores a 1µF, a los que se puede aplicar tensión en cualquier sentido, los que tienen polaridad pueden explotar en caso de ser ésta la incorrecta.

Tipos de Condensadores Vamos a mostrar a continuación una serie de condensadores de los más típicos que se pueden encontrar. Todos ellos están comparados en tamaño a una moneda española de 25 ptas (0.15 €).

1. Electrolíticos. Tienen el dieléctrico formado por papel impregnado en electrólito. Siempre tienen polaridad, y una capacidad superior a 1 µF.

Arriba observamos claramente que el condensador nº 1 es de 2200 µF, con una tensión máxima de trabajo de 25v. (Inscripción: 2200 µ / 25 V). Abajo a la izquierda vemos un esquema de este tipo de condensadores y a la derecha vemos unos ejemplos de condensadores electrolíticos de cierto tamaño, de los que se suelen emplear en aplicaciones eléctricas (fuentes de alimentación, etc...). 1.

2. Electrolíticos de tántalo o de gota. Emplean como dieléctrico una finísima película de óxido de tantalio amorfo , que con un menor espesor tiene un poder aislante mucho mayor. Tienen polaridad y una capacidad superior a 1 µF. Su forma de gota les da muchas veces ese nombre. 3. De poliester metalizado MKT. Suelen tener capacidades inferiores a 1 µF y tensiones de trabajo a partir de 63v. Más abajo vemos su estructura: dos láminas de policarbonato recubierto por un depósito metálico que se bobinan juntas. Aquí al lado vemos un detalle de un condensador plano de este tipo, donde se observa que es de 0.033 µF y 250v. (Inscripción: 0.033 K/ 250 MKT). 4. De poliéster. Son similares a los anteriores, aunque con un proceso de fabricación algo diferente. En ocasiones este tipo de condensadores se presentan en forma plana y llevan sus datos impresos en forma de bandas de color, recibiendo comúnmente el nombre de condensadores "de bandera". Su capacidad suele ser como máximo de 470 nF.

5. De poliéster tubular. Similares a los anteriores, pero enrollados de forma normal, sin aplastar.

6. Cerámico "de lenteja" o "de disco". Son los cerámicos más corrientes. Sus valores de capacidad están comprendidos entre 0.5 pF y 47 nF. En ocasiones llevan sus datos impresos en forma de bandas de color. Aquí abajo vemos unos ejemplos de condensadores de este tipo.

7. Cerámico "de tubo". Sus valores de capacidad son del orden de los picofaradios y generalmente ya no se usan, debido a la gran deriva térmica que tienen (variación de la capacidad con las variaciones de temperatura).

2.4 - Identificación del valor de los condesadores

Codificación por Bandas de Color Hemos visto que algunos tipos de condensadores llevan sus datos impresos codificados con unas bandas de color. Esta forma de codificación es muy similar a la empleada en las resistencias, en este caso sabiendo que el valor queda expresado en picofaradios (pF). Las bandas de color son como se observa en esta figura:





En el condensador de la izquierda vemos los siguientes datos: verde-azul-naranja = 56000 pF = 56 nF (recordemos que el "56000" está expresado en pF). El color negro indica una tolerancia del 20%, tal como veremos en la tabla de abajo y el color rojo indica una tensión máxima de trabajo de 250v. En el de la derecha vemos: amarillo-violeta-rojo = 4700 pF = 4.7 nF. En los de este tipo no suele aparecer información acerca de la tensión ni la tolerancia.

Código de colores en los Condensadores COLORES Banda 1 Banda 2 Multiplicador Tensión Negro

--

0

x1

Marrón

1

1

x 10

100 V.

Rojo

2

2

x 100

250 V.

Naranja

3

3

x 1000

Amarillo

4

4

x 104

Verde

5

5

x 105

Azul

6

6

x 106

Violeta

7

7

Gris

8

8

Blanco

9

9

400 V. 630 V.

COLORES Tolerancia (C > 10 pF) Tolerancia (C < 10 pF) Negro

+/- 20%

+/- 1 pF

Blanco

+/- 10%

+/- 1 pF

Verde

+/- 5%

+/- 0.5 pF

Rojo

+/- 2%

+/- 0.25 pF

Marrón

+/- 1%

+/- 0.1 pF

Codificación mediante letras Este es otro sistema de inscripción del valor de los condensadores sobre su cuerpo. En lugar de pintar unas bandas de color se recurre también a la escritura de diferentes códigos mediante letras impresas. A veces aparece impresa en los condensadores la letra "K" a continuación de las letras; en este caso no se traduce por "kilo", o sea, 1000 sino que significa cerámico si se halla en un condensador de tubo o disco. Si el componente es un condensador de dieléctrico plástico (en forma de paralelepípedo), "K" significa tolerancia del 10% sobre el valor de la capacidad, en tanto que "M" corresponde a tolerancia del 20% y "J", tolerancia del 5%. LETRA

Tolerancia

"M"

+/- 20%

"K"

+/- 10%

"J"

+/- 5%

Detrás de estas letras figura la tensión de trabajo y delante de las mismas el valor de la capacidad indicado con cifras. Para expresar este valor se puede recurrir a la colocaión de un punto entre las cifras (con valor cero), refiriéndose

en este caso a la unidad microfaradio (µF) o bien al empleo del prefijo "n" (nanofaradio = 1000 pF). Ejemplo: un condensador marcado con 0,047 J 630 tiene un valor de 47000 pF = 47 nF, tolerancia del 5% sobre dicho valor y tensión máxima de trabajo de 630 v. También se podría haber marcado de las siguientes maneras: 4,7n J 630, o 4n7 J 630.

Codificación "101" de los Condensadores Por último, vamos a mencionar el código 101 utilizado en los condensadores cerámicos como alternativa al código de colores. De acuerdo con este sistema se imprimen 3 cifras, dos de ellas son las significativas y la última de ellas indica el número de ceros que se deben añadir a las precedentes. El resultado debe expresarse siempre en picofaradios pF. Así, 561 significa 560 pF, 564 significa 560000 pF = 560 nF, y en el ejemplo de la figura de la derecha, 403 significa 40000 pF = 40 nF.

Ejemplos de Identificación con Condensadores ...y en esta nueva ocasión vamos a poner a prueba los conceptos explicados anteriormente. Vamos a presentar una serie de condensadores escogidos al azar del cajón para ver si sois capaces de identificar sus datos correctamente, ok?

0,047 J 630 C=47 nF 5% V=630 V.

403 C=40 nF

0,068 J 250 C=68 nF 5% V=250 V.

47p C=47 pF

22J C=22 pF 5%

2200 C=2.2 nF

10K +/-10% 400 V C=10 nF 10% V=400 V

amarillo-violetanaranja-negro C=47 nF 20%

n47 J C=470 pF 5%

verde-azulnaranja-negrorojo C=56 nF 20% V=250 V.

22K 250 V C=22 nF V=250 V.

azul-gris-rojo y marron-negronaranja C1=8.2 nF C2=10 nF

.02µF 50V C=20 nF V=50 V.

Material Obtenido de

3300/10 400 V C=3.3 nF 10% V=400 V.

330K 250V C=0.33 µF V=250 V.

0,1 J 250 C=0.1 µF 5% V=250 V.

µ1 250 C=0.1 µF V=250 V.

n15 K C=150 pF 10%

amarillo-violeta-rojo C=4.7 nF

amarillo-violeta-rojo, rojo-negro-marrón y amarillo-violeta-marrón C1=4.7 nF C2=200 pF C3=470 pF

Bricolaje en Pasarlascanutas: el soldador de electrónica Cursillo de Electrónica Práctica por Jose Aladro

CIRCUITOS ELÉCTRICOS SERIE, PARALELO Y MIXTO 1. CIRCUITOS EN SERIE Los circuitos en serie son aquellos que disponen de dos o más operadores conectados uno a continuación del otro, es decir, en el mismo cable o conductor. Dicho de otra forma, en este tipo de circuitos para pasar de un punto a otro (del polo - al polo +), la corriente eléctrica se ve en la necesidad de atravesar todos los operadores.

En los circuitos conectados en serie podemos observar los siguientes efectos:  A medida que el número de operadores receptores que conectamos aumenta (en nuestro caso lámparas), observaremos como baja su intensidad luminosa. 

Cuando por cualquier causa uno de ellos deja de funcionar (por avería, desconexión, etc), los elementos restantes también dejarán de funcionar, es decir, cada uno de ellos se comporta como si fuera un interruptor.

En los circuitos en serie se cumplen las siguientes condiciones:  La intensidad que circula por el circuito es siempre la misma.  La resistencia total del circuito es la suma de las resistencias de los receptores.  El voltaje total del circuito es la suma de los voltajes de cada receptor. Un físico muy famoso en el estudio de la electricidad y de los circuitos eléctricos fué Ohm.

Vamos a observar ahora la construcción y el funcionamiento de un circuito en serie mediante el siguiente video:

2. CIRCUITOS EN PARALELO Un circuito en paralelo es aquel que dispone de dos o más operadores conectados en distintos cables. Dicho de otra forma, en ellos, para pasar de un punto a otro del circuito (del polo - al polo +), la corriente eléctrica dispone de varios caminos alternativos, por lo que ésta sólo atravesará aquellos operadores que se encuentren en su recorrido. Lo podemos ver en la siguiente imagen:

En los circuitos conectados en paralelo podemos observar los siguientes efectos: 

Los operadores (en este caso lámparas) funcionan con la misma intensidad luminosa.



La desconexión o avería de un operador no influye en el funcionamiento del resto.

Vamos a observar ahora la construcción y el funcionamiento de un circuito en paralelo mediante el siguiente video:

En los circuitos en paralelo se cumplen las siguientes condiciones:  La intensidad que circula por el circuito no es la misma, ya que atraviesa caminos distintos.  El voltaje es el mismo en todo el circuito.  La inversa de la resistencia total del circuito es igual a la suma de las inversas de las resistencias de cada operador. 3. CIRCUITOS MIXTOS

Los circuitos mixtos son aquellos que disponen de tres o más operadores eléctricos y en cuya asociación concurren a la vez los dos sistemas anteriores, en serie y en paralelo. En este tipo de circuitos se combinan a la vez los efectos de los circuitos en serie y en paralelo, por lo que en cada caso habrá que interpretar su funcionamiento.