Componentes Electrónicos Pasivos y Activos: Resistencias, Diodos y Transistores

Componentes Pasivos: Resistencias para Circuitos Electrónicos

Las resistencias cumplen la misión de oponerse al paso de la corriente eléctrica y transformar la energía eléctrica en calor. En los circuitos eléctricos, las resistencias permiten distribuir adecuadamente la tensión y la corriente eléctrica en las diferentes partes del circuito aplicando la ley de Ohm. En estos circuitos, las corrientes y tensiones suelen ser pequeñas y, por lo tanto, las potencias que tienen que disipar también lo serán. Estas bajas potencias permiten construir resistencias de pequeños tamaños con un material barato y sencillo como el carbón. La tolerancia de una resistencia indica los valores máximos y mínimos en los que está comprendido el valor de la resistencia. Se utilizan una serie de anillos pintados de colores sobre la superficie del cuerpo de las resistencias para que sean más fácilmente identificables.

Potencia de Disipación de una Resistencia

Cuanto mayor sea la potencia a la que deba trabajar una resistencia, mayor será su calentamiento, por lo que se corre el riesgo de que se queme si no se diseña de forma adecuada.

Clasificación de Resistencias Fijas (poseen un valor fijo):

• Resistencias aglomeradas: Están constituidas por una mezcla de grafito y un material aislante. Inconveniente: su valor cambia con la temperatura, poco utilizables.
• Resistencias de película de carbón: Son las más utilizadas para pequeñas potencias. Consisten en un cilindro en el que se deposita una delgada película de carbón con dos casquillos de metal en sus extremos.
• Resistencias de película de metal: Se diferencian de las de carbón porque utilizan una película de aleación metálica.
• Resistencias bobinadas: Están fabricadas a base de bobinar hilo resistivo sobre un cilindro aislante hasta obtener el valor óhmico deseado.

Resistencias Variables (Potenciómetros)

Son resistencias cuyo valor óhmico puede ajustarse desde 0 hasta su valor nominal. Estas resistencias, también llamadas potenciómetros, se utilizan para regular las magnitudes eléctricas de los circuitos o bien como control de uso general.

Resistencias Dependientes

Existen algunas aplicaciones prácticas en las que es de gran utilidad disponer de componentes cuya resistencia óhmica se modifique bajo la acción de una variable física como la temperatura, la luz, la tensión, etc.

Resistencias Dependientes de la Temperatura:

• PTC (coeficiente de temperatura positivo): Aumenta su valor con el aumento de la temperatura.
• NTC (coeficiente de temperatura negativo): Disminuye su valor con el aumento de la temperatura.

Resistencias Dependientes de la Luz (LDR)

Son componentes que modifican su resistencia eléctrica con la intensidad luminosa que incide sobre su superficie. Poseen un valor muy elevado en completa oscuridad y su valor disminuye según aumenta la intensidad luminosa.

Resistencias Dependientes de la Tensión (VDR)

Modifican su resistencia de acuerdo con la tensión que se les aplica en sus extremos. El valor de la resistencia disminuye al aumentar la tensión entre los extremos.

Magnetoresistores (MDR)

Son componentes en los que sus resistencias dependen del valor de la inducción magnética a la que son sometidas. Esto puede tener aplicaciones como elementos sensibles o detectores de campo magnético o proximidad magnética.

El Diodo

Al unir un semiconductor tipo P con uno tipo N, si conectamos estos cristales a una batería de tal forma que el polo positivo (+) coincida con el cristal de tipo P y el polo negativo (-) con el tipo N, se producirá una corriente eléctrica a través del diodo. Si se conecta el polo positivo (+) con el cristal tipo N y el negativo (-) con el cristal tipo P, no se produce ninguna corriente.

Características de Polarización Directa:

Para que un diodo conduzca en sentido directo necesita ser sometido a una tensión mínima de polarización que en el caso del germanio es de 0.2V y en el caso del silicio 0.6V. El cristal tipo P tiene que estar conectado con el positivo (+) y el N con el negativo (-) para que el diodo funcione.

Características de Polarización Inversa:

Basta con invertir la polaridad de la batería, de tal forma que el cristal tipo N esté conectado al polo positivo (+) de la pila y el P al negativo (-).

Cuando la tensión inversa aumenta y el diodo está polarizado inversamente, conforme vamos aumentando el valor de la tensión se produce una tensión de ruptura en la cual se produce un efecto avalancha que aumenta rápidamente el valor de la corriente inversa y, como consecuencia, se destruye el diodo.

Aplicaciones con Transistores

Encendido por Ausencia de Luz:

Cuando la LDR recibe luz, disminuye su resistencia y tendrá un valor comprendido entre varios cientos de ohmios y algún kilohmio. En el divisor de tensión formado por R1 y la LDR, prácticamente toda la tensión de la pila estará en los extremos de R1 y casi nada en los extremos de la LDR. En estas condiciones, no llega corriente a la base del transistor, el transistor estará en corte y el diodo no se encenderá. Cuando la luz disminuye, la resistencia de la LDR aumenta, por lo que la caída de tensión en la LDR aumenta lo suficiente para que llegue corriente a la base del transistor, este conduzca y se encienda el diodo.

Temporizador a la Desconexión:

Al principio, la lámpara está apagada ya que por la base del transistor no circula corriente. Estamos, por tanto, ante un transistor en corte. Cuando accionemos el pulsador, circula corriente por la base, se activa el transistor y la lámpara se enciende y, a la vez, el condensador se carga. Al soltar el pulsador, la lámpara sigue encendida durante un tiempo, ahora la corriente de base la proporciona el condensador. Cuando este se descarga, el transistor se bloquea y la lámpara se apaga.

Detector de Humedad:

Al introducir los electrodos en agua, llega una pequeña corriente a la base del transistor T1, permitiendo este el paso de corriente a la base de T2, que se satura y enciende la lámpara. Cuando la sustancia no tenga humedad, no pasará corriente por los circuitos de los transistores y la lámpara permanecerá apagada. Si sustituimos la lámpara por un relé que active una bomba de agua cuando T2 esté en saturación y la desconecte cuando esté en corte, tendremos un sistema de riego automático.

Intermitente/Oscilador:

En este circuito se eliminará D1 o D2. Los dos transistores trabajan en conmutación, es decir, que cuando uno conduce el otro no y viceversa. Al conectar la alimentación, supongamos que D1 se enciende y D2 está apagado. No obstante, por D2 circula una pequeña corriente, insuficiente para encenderlo, que pasa por R4, atraviesa C1 y llega a la base de T1, por lo que D1 sigue encendido y C1 cargándose. Cuando C1 está cargado, impide el paso de la corriente, bloquea T1 y D1 se apaga. Ahora circula una pequeña corriente a través de D1, insuficiente para encenderlo, y R1 hasta la base de T2, por lo que este conduce y se enciende D2 y comienza a cargarse C2. Mientras C2 se carga, C1 se descarga a través de R3. Después, el proceso se repite.