Componentes Pasivos Fundamentales

Resistencia

La resistencia eléctrica es la oposición que presentan los cuerpos al paso de la corriente eléctrica. Debido a la estructura de cada material, estos presentan distintos valores de resistencia. La mayor o menor resistencia determina la distinción entre materiales aislantes y materiales conductores.

Clasificación de Resistencias

Resistencias Fijas

Estas resistencias se pueden clasificar en varios tipos según su fabricación:

• Aglomeradas
• De película metálica
• De película de carbón
• Bobinadas

Para expresar el valor de estas resistencias se emplea un código de colores o bien se indican con cifras en el cuerpo de la resistencia.

Resistencias Variables (Potenciómetros y Reóstatos)

Son resistencias a las que se añade un terminal móvil denominado cursor, mediante el cual su resistencia puede tomar distintos valores dentro de un intervalo por medios manuales. Se designan por el valor máximo de su resistencia o valor entre los extremos del mismo. Según su constitución pueden dividirse en bobinadas y de película, subdividiéndose estas últimas, según su geometría, en normal, recta, con interruptor, miniatura y tándem.

Resistencias Dependientes

Este tipo de resistencias presenta una dependencia entre su valor óhmico y algún determinado factor exterior. Según varíe su valor en función de factores externos, se distinguen los siguientes tipos:

• Resistencias dependientes de la temperatura o Termistores: Se dividen en dos clases:
  • Resistencias NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo): La resistencia y la temperatura varían de forma inversa.
  • Resistencias PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo): La resistencia y la temperatura varían de forma directa.
• Resistencias dependientes de la iluminación o LDR: Son resistencias cuyo valor disminuye a medida que aumenta la luz a la que se encuentra expuesta.
• Resistencias dependientes de la tensión, Varistores o VDR: Son resistencias cuyo valor disminuye al aumentar la tensión aplicada a sus bornes.

Condensador (Capacitor)

Se llama condensador a todo sistema formado por dos superficies conductoras paralelas, llamadas armaduras, separadas por un medio aislante llamado dieléctrico, capaz de almacenar una carga eléctrica.

La cantidad de carga eléctrica (Q) que puede almacenar un condensador es proporcional al voltaje que se aplica (V), denominándose a esta constante capacidad del condensador.

La tensión máxima que puede soportar un condensador está limitada por la tensión de ruptura del dieléctrico, a partir de la cual el aislante se perfora y se comunican las armaduras. La unidad de la capacidad es el faradio (F), que es la capacidad de un condensador que almacena una carga de un culombio (C) cuando entre sus armaduras existe una diferencia de potencial de un voltio (V).

Tipos de Condensadores

Condensadores Fijos

Son aquellos cuyo valor de capacidad es constante, clasificándose por el dieléctrico utilizado:

• De papel: Tienen láminas de aluminio arrolladas conjuntamente con láminas intercaladas de papel especial formando un solo rollo.
• De plástico.
• Cerámicos: Emplean materiales como titanio, plata, etc.
• Electrolíticos: Utilizan una fina película de óxido de metal como aislamiento sobre una base de aluminio o tantalio y sus terminales están polarizados.

Condensadores Variables

Son aquellos cuya capacidad puede variarse a voluntad, lo que se consigue mediante una serie de armaduras móviles intercaladas en otras fijas.

Bobina (Inductor)

Al pasar una corriente por un conductor se crea un campo magnético, representado por líneas de fuerza. Al variar la intensidad que circula por el conductor, varía el campo generado alrededor de este. Si interesa tener campos magnéticos más grandes que el de un conductor, se conforma una espira con el conductor o varias espiras formando una bobina. Además, si a una bobina se le introduce un núcleo de material ferromagnético, aumenta su coeficiente de autoinducción.

Transformador

Un transformador es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia por medio de fenómenos de inducción electromagnética. Están constituidos, en su forma más básica, por dos bobinas con diferente número de espiras devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de láminas apiladas de acero eléctrico. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente.

Relé

Un relé consiste en una bobina que, al ser excitada, produce un campo magnético que atrae a unos contactos metálicos que actúan como un interruptor o conmutador. Los relés se disponen intercalados entre los receptores y los órganos de mando cuando el consumo del receptor es elevado, para que su corriente de alimentación no pase a través del órgano de mando y ello provoque la degradación de sus contactos. De esta forma, un relé permite controlar una corriente elevada mediante otra pequeña.

Los relés electromagnéticos pueden ser de cuatro o de cinco patillas:

• Relé de Cuatro Patillas: Dos de ellas son los terminales de la bobina, otra patilla es el terminal de entrada de alimentación y la última es la salida de potencia del mismo.
• Relé de Cinco Patillas: La patilla adicional puede estar conectada con la salida de potencia (para alimentar a dos receptores simultáneamente) o conmutada con aquella (para alimentar a un receptor cuando el relé está excitado y a otro cuando no lo está).

Dispositivos Semiconductores y Activos

Diodo Semiconductor

Un diodo semiconductor consiste en la unión de un material semiconductor de tipo P con otro semiconductor de tipo N, conectada a dos terminales (P o ánodo y N o cátodo) y convenientemente encapsulada para su protección. Un diodo opone una resistencia baja cuando está polarizado en sentido directo y muy elevada cuando lo está en sentido inverso.

Tipos Especiales de Diodos

Diodo Zéner

Está desarrollado para trabajar polarizado inversamente. Se comporta igual que un diodo normal con polarización directa, mientras que al aplicarle tensión inversa superior a la de ruptura deja pasar una corriente importante de ánodo a cátodo, recuperando totalmente las características de un diodo si se rebaja el valor de dicha tensión.

LED (Diodo Emisor de Luz)

El LED es un diodo formado por un semiconductor con huecos en su banda de energía, tal como arseniuro de galio. Los portadores de carga que cruzan la unión emiten fotones cuando se recombinan con los portadores mayoritarios en el otro lado. Dependiendo del material, la longitud de onda que se puede producir varía desde el infrarrojo hasta longitudes de onda cercanas al ultravioleta.

Fotodiodo

Es un diodo sensible a la intensidad de la luz. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz.

Varicap

Es un tipo de diodo que basa su funcionamiento en el fenómeno que hace que el ancho de la barrera de potencial en una unión P-N varíe en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del diodo. De este modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión.

Transistor

El transistor es un componente semiconductor caracterizado por disponer de dos uniones P-N, por lo que presentará tres regiones consecutivas de un semiconductor tipo P y de otro tipo N. Tiene la particularidad de presentar la región central con un espesor considerablemente inferior al de los extremos. Según el orden en que están dispuestas estas regiones existe el transistor NPN y el transistor PNP. Cada una de las tres regiones semiconductoras tiene una conexión, denominándose a la región central base (B) y a las dos exteriores, emisor (E) y colector (C).

El transistor tiene su principal aplicación como elemento amplificador, aunque también se emplea como interruptor.

• Como Interruptor: Es el caso límite de una amplificación de corriente. Solo existen dos fases de trabajo, cierre y apertura entre el emisor y el colector, según circule o no corriente a través del terminal de base.
• Como Amplificador: Su comportamiento consiste en que la corriente del colector depende de la corriente de base; es decir, si externamente al transistor se modifica la corriente de base, la de colector varía proporcionalmente.

Las magnitudes eléctricas que se consideran en el comportamiento de los transistores son:

• Corriente del Emisor (I_E)
• Corriente de Base (I_B)
• Corriente del Colector (I_C)
• Tensión Colector-Emisor (V_CE)
• Tensión Base-Emisor (V_BE)
• Tensión Colector-Base (V_CB)

Tipos de Transistores

• BJT (Bipolar Junction Transistor): NPN y PNP, utilizados principalmente para amplificación.
• MOSFET: De efecto campo, utilizados para conmutación rápida (baja potencia en control).
• Darlington: Alta ganancia, compuesto de dos BJT.
• IGBT: Para alta potencia, común en automoción.

Tiristor

El tiristor es un componente semiconductor compuesto por cuatro regiones semiconductoras P-N-P-N consecutivas. Tres de estas están provistas de terminales de conexión y se denominan: ánodo, cátodo y terminal de puerta o disparo. Se considera como una combinación de dos transistores independientes, uno PNP y otro NPN. Es un dispositivo unidireccional porque solamente transmite la corriente en un único sentido. Se emplea generalmente para el control de potencia eléctrica.

El tiristor es un conmutador biestable, es decir, es el equivalente electrónico de los interruptores mecánicos; por tanto, es capaz de dejar pasar plenamente o bloquear por completo el paso de la corriente sin tener nivel intermedio alguno, aunque no son capaces de soportar grandes sobrecargas de corriente. El diseño del tiristor permite que este pase rápidamente a encendido al recibir un pulso momentáneo de corriente en su terminal de control (puerta) cuando hay una tensión positiva entre ánodo y cátodo (es decir, la tensión en el ánodo es mayor que en el cátodo). Solo puede ser apagado con la interrupción de la fuente de voltaje, abriendo el circuito, o bien, haciendo pasar una corriente en sentido inverso por el dispositivo.