CIRCUITOS DE ELECTRONICA

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POTENCIOMETROS

¿Qué es un

potenciómetro?

•es un componente electrónico similar a los resistores

pero cuyo valor de resistencia en vez de ser fijo es variable, permitiendo

controlar la intensidad de corriente a lo largo de un circuito conectándolo en

paralelo o la caída de tensión al

conectarlo en serie.

¿Para que

sirve potenciómetro?

sirve para variar la resistencia eléctrica presente entre

dos terminales del potenciómetro, variar una

resistencia es importante para todo circuito eléctrico y electrónico

permite cambiar la magnitud del voltaje dentro de un circuito.

Tipos de

potenciómetros:

•El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios

(símbolo Ω) como las resistencias.

•El potenciómetro más sencilla es una resistencia variable mecánicamente.

Potenciometros lineales:

•Se suelen llamar potenciómetros

lineales o deslizantes por que cambian su valor deslizando por una línea.

•La medida se obtiene mediante el deslizamiento de unas

escobillas sobre una pista plástica resistiva, que en función del punto donde

se encuentre, dará un valor proporcional en resistencia.

Potenciómetros

Rotatorios:

•Se usan en

circuitos de pequeñas corrientes.

•Tienen una rosca que puede variarse con un

destornillador, como es el caso del de color negro, o puede tener un saliente

que gira con la mano para variar la resistencia del potenciómetro al valor que

queramos.

Potenciometros de mando:

Son adecuados para su uso como elemento de control de

la tensión en los aparatos electrónicos. El usuario acciona sobre ellos para

variar los parámetros normales de funcionamiento. Por ejemplo, el volumen de un

aparato de audio.

Potenciometros de ajustes:

•Controlan la tensión reajustándola, normalmente en

fábrica. El usuario no suele tener que retocar, por lo que no suelen ser

accesibles desde el exterior. Existen tanto encapsulados en plástico como sin

cápsula, y se suelen distinguir potenciómetros de ajuste vertical, cuyo eje de

giro es vertical, y potenciómetros de ajuste horizontal, con el eje de giro

paralelo al circuito impreso.

Potenciometros Diguitales:

Se usan para sustituir a los mecánicos simulando su

funcionamiento y evitando los problemas mecánicos de estos últimos. Está

formado por un circuito integrado que simula el comportamiento de su

equivalente analógico.

Ventajas

•Se conectan en

paralelo al circuito y se comporta como un divisor

de voltaje.

•Se manejan a

través de una interfaz serie (SPI, I2C, Microwire, o similar)

•Resistor

eléctrico con un valor de resistencia variable y generalmente ajustable

manualmente.

•La principal

ventaja de los medidores de potencia es que al poder medir la cantidad de

trabajo de cada entrenamiento.

Desventajas:

•Desgaste la mayoría de los

potenciómetros duran sólo unos pocos miles de rotaciones antes de que los

materiales se desgasten.

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RESISTENCIAS

QUÉ ES LA RESISTENCIA ELÉCTRICA

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su

paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre

flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier

dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en

sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la

corriente eléctrica.

Veamos

esto mediante la fórmula de la ley de ohmn,

formula fundamental de los circuitos electricos:

I = V / R Esta fórmula nos dice que la Intensidad o Intensidad de Corriente

Eléctrica que recorre un circuito o que atraviesa cualquier elemento de un

circuito, es igual a la Tensión (V) a la que está conectado, dividido por su

Resistencia (R). Esta fórmula nos sirve para calcular la resistencia de un

elemento dentro de un circuito o la del circuito entero.

Según esta fórmula en un circuito o en un receptor que este

sometido a una tensión constante (por ejemplo a la tensión de una pila)

la intensidad que lo recorre será menor cuanto más grande sea su resistencia. Comprobamos

que la resistencia se opone al paso de la corriente, a más R menos I.

Si no tienes muy claro las mágnitudes eléctricas como la tensión,

la intensidad, etc te recomendamos este enlaces: Magnitudes electricas.

Todos los elementos de un circuito tienen resistencia electrica.

La resistencia eléctrica se mide en Ohmios (Ω) y se representa con la letra R.

Aunque en los circuitos pequeños la resistencia de los conductores

se considera la mayoría de las veces cero, cuando hablamos de circuitos donde

los cables son muy largos, debemos calcular el valor de la resistencia del

conductor entre un extremo y el otro. Más adelante veremos como se hace.

Ya sabemos que los elementos de un cir resistencia

eléctrica, pero lógicamente unos tienen más que otros. A parte de la

resistencia de los receptores también hay unos elementos que se colocan dentro

de los circuitos y que su única función es precisamente esa, oponerse al paso

de la corriente u ofrecer resistencia al paso de la corriente para limitarla y

que nunca supere una cantidad de corriente determinada. Un elemento de este

tipo también se llama también Resistencia Electrica. A continuación vemos

algunas de las más usadas y como se calcula su valor.

Código de Colores Para Resistencias

Para

saber el valor de un resistencia tenemos que fijarnos que tiene 3 bandas de

colores seguidas y una cuarta más separada.

Ahora vamos a ver como se calcula su valor. El color de la primera

banda nos indica la cifra del primer número del valor de la resistencia, el

color de la segunda banda la cifra del segundo número del valor de la

resistencia y el tercer color nos indica por cuanto tenemos que multiplicar

esas dos cifras para obtener el valor, o si nos es más fácil, el número de

ceros que hay que añadir a los dos primeros números obtenidos con las dos

primeras bandas de colores.

El valor de los colores los tenemos en el siguiente esquema:

Tipos de Resistencias

En

función de su funcionamiento tenemos:

Resistencias fijas:

Son las que presentan un valor que no podemos

modificar.

Resistencias variables:

Son las que presentan un valor que

nosotros podemos variar modificando la posición de

un contacto deslizante. A este tipo de resistencia variables se le llama Potenciometro.

Resistencias especiales:

Son las que varían su valor en función de

la estimulación que reciben de un factor

externo (luz, temperatura...). Por ejemplo las LDR son las que varían su valor

en función de la

luz que incide sobre ellas.

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Fotorresistencia (LDR)

¿Que es una fotorresistencia?

El

LDR (Light Dependent

Resistor) o resistencia dependiente de la luz o también fotocélula, es una

resistencia que varía su resistencia en función de la luz que incide sobre su

superficie. Cuanto mayor sea la intensidad de la luz que incide en la

superficie del LDR menor será su resistencia y cuanto menos luz incida mayor

será su resistencia.

�Material de Fabricación:

�Los

materiales fotosensibles más utilizados para la fabricación de las resistencias

LDR son, el sulfuro de talio, el sulfuro de cadmio, el sulfuro de plomo, y el

seleniuro de cadmio.

Funcionamiento

Cuando

la LDR no está expuesta a radiaciones luminosas los electrones están firmemente

unidos en los átomos que la conforman pero cuando sobre ella inciden

radiaciones luminosas esta energía libera electrones con lo cual el material se

hace más conductor, y de esta manera disminuye su resistencia. Las resistencias

LDR solamente reducen su resistencia con una radiación luminosa situada dentro

de una determinada banda de longitudes de onda. Las construidas con sulfuro de

cadmio son sensibles a todas las radiaciones luminosas visibles, las

construidas con sulfuro de plomo solamente son sensibles a las radiaciones

infrarrojas.

Valor

Ohmico:

Si

medimos entre sus extremos nos encontraremos que pueden llegar a medir en la

oscuridad valores cercanos al MegaOhm

(1MΩ) y expuestas a la luz mediremos valores en el entorno de los 100Ω.

Tiempo

de respuesta

El tiempo de respuesta típico de un LDR

está en el orden de la décima de segundo.

Aplicaciones

Se

emplean en iluminación, apagado y encendido de alumbrado (interruptores

crepusculares), en alarmas, en cámaras fotográficas, en medidores de luz. Las

de la gama infrarroja en control de máquinas y procesos de contage

y detección de objetos.

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DIODOS LED

¿Que es un diodo led?

es

un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido

cuando se polariza de forma directa la unión PN en la cual circula por él una corriente electrica . Este

fenómeno es una forma de electroluminiscencia, el LED es un tipo especial de

diodo que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la

corriente eléctrica, emite luz . Este dispositivo semiconductor está comúnmente

encapsulado en una cubierta de plastico de mayor resitencia que las de vidrio que usualmente se

emplean en las lámparas incandescentes. Aunque el plástico puede estar

coloreado, es sólo por razones estéticas, ya que ello no influye en el color de la luz emitida.

Usualmente un LED es una fuente de luz compuesta con diferentes partes, razón

por la cual el patrón de intensidad de la luz emitida puede ser bastante

complejo.

ESTRUCTURA DEL LED:

COMPOSICION DE LOS LED

Existen

diodos LED de varios coleres que dependen del

material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo,

ámbar, infrarrojo, entre otros.

LED

rojo: Formado por GaP consiste en una unión p-n obtenida

por el metodo de crecimiento

epitaxial del cristal en su fase líquida, en un substrato.

La

fuente luminosa está formada por una capa de cristal p junto con un complejo de

ZnO, cuya máxima concentración está limitada, por lo que su luminosidad se satura

a altas densidades de corriente. Este tipo de LED funciona con baja densidades

de corriente ofreciendo una buena luminosidad, utilizándose como dispositivo de

visualización en equipos portátiles. El constituido por GaAsP consiste en una

capa p obtenida por difusión de Zn durante el crecimiento de un cristal n de

GaAsP, formado en un substrato de GaAs, por el método de crecimiento epitaxial

en fase gaseosa.

Actualmente

se emplea los LED de GaAlAs debido a su mayor luminosidad.

El

máximo de radiacion se halla en la

longitud de onda 660 nm.

LED

anaranjado y amarillo: Están compuestos por GaAsP al

igual que sus hermanos los rojos pero en este caso para conseguir luz anaranjada

y amarilla así como luz de longitud de onda más pequeña, lo que hacemos es

ampliar el ancho de la "banda prohibida" mediante el aumento de

fósforo en el semiconductor. Su fabricación es la misma que se utiliza para los

diodos rojos, por crecimiento epitaxial del cristal en fase gaseosa, la

formación de la unión p-n se realiza por difusión de Zn.

Como novedad importante en estos LED se mezcla el área emisora con una trampa

isoelectrónica de nitrógeno con el fin de mejorar el rendimiento.

LED verde: El LED verde está compuesto por GaP.

Se utiliza el metodo de crecimiento

epitaxial del cristal en fase líquida para formar la unión p-n.

Al igual que los LED

amarillos, también se utiliza una trampa isoelectrónica de nitrógeno para mejorar

el rendimiento. Debido a que este tipo de LED posee una baja probabilidad

de transición fotónica, es importante mejorar la cristalinidad de la capa n.

La disminución de impurezas a larga la vida de los portadores, mejorando la

cristalinidad.Su máxima emisión se consigue en la longitud de onda 555 nm

TIPOS DE DIODOS:

DIODO DETECTOR O DE BAJA SEÑAL

Los

diodos detectores también denominados diodos de señal o de contacto puntual,

están hechos de germanio y se caracterizan por poseer una unión PN muy

diminuta. Esto le permite operar a muy altas frecuencias y con señales

pequeñas. Se emplea por ejemplo, en receptores de radio para separar la

componente de alta frecuencia (portadora) de la componente de baja frecuencia

(información audible). Esta operación se denomina detección.

DIODOS RECTICADORES

son aquellos dispositivos

semiconductores que solo conducen en polarización directa (arriba de 0.7 V) y en polarización

inversa no conducen. Estas características son las que permite a este tipo de diodo rectificar una

señal. Los hay de varias capacidades en cuanto al manejo de

corriente y el voltaje en inverso que pueden soportar.

DIODO ZÉNER

Un diodo zener es un semiconductor que se distingue por su

capacidad de mantener un voltaje constante en sus terminales cuando se encuentran

polarizados inversamente, y por ello se emplean como elementos de control, se les encuentra con

capacidad de ½ watt hasta 50 watt y para tensiones de 2.4 voltios hasta 200 voltios. El diodo zener polarizado directamente se comporta como un

diodo normal, su voltaje permanece cerca de 0.6 a 0.7 V.

Los diodos zener se identifican por una referencia, como por

ejemplo: 1N3828 ó BZX85, y se especifican principalmente por su voltaje zener nominal

(VZ) y la potencia máxima que pueden absorber en forma segura sin destruirse (PZ)

DIODO VARACTOR

El diodo varactor también conocido como diodo varicap o

diodo de sintonía. Es un dispositivo semiconductor que trabaja polarizado

inversamente y actúan como condensadores variables controlados por voltaje. Esta característica los

hace muy útiles como elementos de sintonía en receptores de radio y televisión. Son también

muy empleados en osciladores, multiplicadores, amplificadores, generadores de FM y otros

circuitos de alta frecuencia. Una variante de los mismos son los diodos SNAP, empleados en

aplicaciones de UHF y microondas.

DIODO EMISOR DE LUZ (LED’s)

Es un diodo que entrega luz al aplicársele un determinado

voltaje. Cuando esto sucede, ocurre una recombinación de huecos y electrones cerca de la

unión NP; si este se ha polarizado directamente la luz que emiten puede ser roja, ámbar,

amarilla, verde o azul dependiendo de su composición.

DIODO LÁSER

Los diodos láser, también conocidos como láseres de

inyección o ILD’s. Son LED’s que emiten una luz monocromática, generalmente roja o

infrarroja, fuertemente concentrada, enfocada, coherente y potente. Son muy utilizados en computadoras y

sistemas de audio y video para leer discos compactos (CD’s) que contienen datos, música,

películas, etc., así como en sistemas de comunicaciones para enviar información a través de cables de

fibra óptica. También se emplean en marcadores luminosos, lectores de códigos de barras y otras

muchas aplicaciones.

DIODO ESTABILIZADOR

Está formados por varios diodos en serie, cada uno de ellos

produce una caída de tensión correspondiente a su tensión umbral. Trabajan en polarización directa y estabilizan tensiones de

bajo valores similares a lo que hacen los diodos Zéner.

DIODO TÚNEL

Los diodos túnel, también conocidos como diodos Esaki. Se

caracterizan por poseer una zona de agotamiento extremadamente delgada y tener en su

curva una región de resistencia negativa donde la corriente disminuye a medida que aumenta

el voltaje. Esta última propiedad los hace muy útiles como detectores, amplificadores,

osciladores, multiplicadores, interruptores, etc., en aplicaciones de alta frecuencia.

DIODO PIN

Su nombre deriva de su formación P(material P), I(zona intrínseca)y N(material N). Los diodos PIN se emplean principalmente como resistencias variables por voltaje y los diodos Gunn e

IMPATT como osciladores. También se disponen de diodos TRAPATT, BARITT, ILSA, etc. Son dispositivos desarrollados para trabajar a frecuencias

muy elevadas, donde la capacidad de respuesta de los diodos

comunes está limitada por su tiempo de tránsito, es decir el tiempo que tardan los portadores de

carga en atravesar la unión PN. Los más conocidos son los diodos Gunn, PIN e IMPATT.

DIODO BACKWARD

Son diodos de germanio que presentan en polarización inversa

una zona de resistencia negativa similar a las de los diodos túnel.

DIODO SCHOTTKY

Los diodos Schottky también llamados diodos de recuperación

rápida o de portadores calientes, están hechos de silicio y se caracterizan por

poseer una caída de voltaje directa muy pequeña, del orden de 0.25 V o menos, y ser muy rápidos. Se

emplean en fuentes de potencia, sistemas digitales y equipos de alta frecuencia.

Una variante son los diodos back o de retroceso, los cuales

tienen un voltaje de conducción prácticamente igual a cero, pero también un

voltaje inverso de ruptura muy bajo, lo cual lo limita su uso a aplicaciones muy especiales.

VENTAJAS

DEL LED

Fiabilidad,

mayor eficiencia energética, mayor resitencia a las vibraciones, mejor visión ante diversas

circunstancias de iluminación, menor disipación de energía, menor riesgo para el medio ambiente, capacidad para operar de forma

intermitente de modo continuo, respuesta rápida, etc. Asímismo, con LED se

pueden producir luces de diferentes colores con un rendimiento luminoso elevado, a diferencia de

muchas de las lámparas utilizadas hasta ahora, que tienen filtros para lograr

un efecto similar (lo que supone una reducción de su eficiencia energética).

Todo ello pone de manifiesto las numerosas ventajas que los LED ofrecen.También

se utilizan en la emisión de señales de luz que se trasmiten a través de

fibra optica.

DESVENTAJAS DEL LED

Las

desventajas del diodo LED son que su potencia de iluminación es tan baja, que su luz es invisible

bajo una fuente de luz brillante y que su ángulo de visibilidad está entre los

30° y 60°. Este último problema se corrige con cubiertas difusores de luz.