components electrònics
TRANSCRIPT
Miquel Petit
Els elements que integren els circuits són
els components electrònics
Els components es poden classificar en dos grups
ACTIUSPASSIUS
Els components passius són aquells que actuen com a
càrregues
Els components actius, fabricats amb materials semiconductors, són capaços de generar, modificar i amplificar el valor dels senyal elèctric
RESISTORS
CONDENSADORS
BOBINES
S’anomena resistor el component realitzat especialment perquè
ofereixi una determinada
resistència elèctrica
En un resistor s’hi distingeixen tres característiques molt importants, que ens
defineixen les condicions de treball i utilització
Resistència Tolerància
Potència nominal
RESISTÈNCIA
El valor òhmic d’un resistor comercial no sol ser exactament
l’indicat. Així, hem de distingir els conceptes de valor nominal i el
valor real
VALOR NOMINAL
• És el proporcionat pel fabricant
VALOR REAL
• És el que mesura realment el resistor
TOLERÀNCIA• És el marge d’error que proporciona el fabricant
de resistors. Apareix pel fet de l’impossibilitat d’obtenir un valor exacte en la fabricació.
• Expressa la diferència entre el valor resistiu real i el nominal
• De fet és el camp comprès entre els valors màxim i mínim d’un resistor
• S’expressa en %
Els valors de tolerància que s’utilitzen normalment són
±2%
±5%
±10%
±20%
Un resistor amb una resistència de 100 Ω i una tolerància de ±10% ens
indica que pot tenir un valor real comprès entre 90 Ω I
110 Ω
EXEMPLE
Determina els valor reals màxim i mínim que pot tenir un resistor de 470 Ω amb una tolerància de ±10 %
En aquest cas, el valor nominal de la resistència es 470 Ω. Com que la tolerància és de ±10 %, els valors màxim I mínim són els següents:
423100
47010470470 de %10470:màxim realValor
517100
47010470470 de %10470:màxim realValor
Hi ha altre valors de tolerància
±1 %
±0.5%
±0.1%
Aquestes són per les resistències de precisió
POTÈNCIA NOMINALUn factor que cal tenir en compte en l’elecció d’una resistència, és la dissipació de potència en forma de calor.
Aquest fenomen de dissipació calorífica es degut a que el corrent al travessar la resistència perd una certa quantitat d’energia utilitzada en vèncer la dificultat que aquesta representa.
Aquest energia es presenta en forma de calor i depèn lògicament de la intensitat del corrent que hi circuli.
Les potències més comunes dels resistors comercials són ¼W, ½W, 1W, 2W, W, 5W, 10W, 15W, segons model i forma.
Sim bologia
Resistors
CLASSIFICACIÓ DELS RESISTORS
Segons la linealitat
Segons la capacitat de modificar el seu valor òhmic
Lineals No lineals Fixos Variables
Aquest tipus de resistors es caracteritza per tenir una resposta lineal quan estan sotmesos a tensions i corrents relacionats entre si per la llei d’Ohm
Aquesta classe de resistors modifiquen les característiques resistives amb la variació de determinades magnituds físiques, com la temperatura, la llum o la tensió
Hi ha tres grans grups
Sensibles a la llum (LDR)
Sensibles a la temperatura (NTC i PTC)
Sensibles a la tensió (VDR)
Són coneguts per C). Estan construïts amb materials que es transformen en conductors quan incideix energia lluminosa sobre ells, per exemple el sulfur de Cadmi.
Al exposar les LDR a la Llum Baixa la seva
resistència
Normalment les LRD tenen un valor d’uns quants MΩ (10 MΩ).Quan s’aplica llum, la seva resistència baixa a un poc ohms (75-300Ω)
A més temperatura presenten menys resistència
Aquests resistors es caracteritzen per variar de valor òhmic en raó inversa a la temperatura
NTC (Negative Temperature Coefficient)
PTC (Positive Temperature Coefficient)
En aplicar una determinada temperatura a un resistor del tipus PTC s’obté una resposta resistència-temperatura com la dels gràfics.
Al principi s’hi produeix una petita disminució òhmica ( I ), però, a partir de certa temperatura, el valor de la resistència augmenta bruscament ( II ). Aquest punt s’anomena temperatura de commutació (TC). Posteriorment, si la temperatura continua augmentant, la resistència torna a disminuir ( III )
VDR (Voltage Dependent Resistor)
Els resistors VDR modifiquen el seu valor òhmic segons la tensió que suporten, tal com s’indica en les corbes
NTC (Negative Temperature Coefficient)
VDR (Voltage Dependent Resistor)
LDR (Light Dependent Resistor)
PTC (Positive Temperature Coefficient)
Detecció del pas de persones i objectes
Control d’obertura i tancaments automàtics
Activació de relès fotosensibles a la llum
Termòstats
Mesura de temperatures
Sensors de temperaturaTermòstatsProtecció contra sobretensions i curts circuits
Compensadors de temperatura en circuits transistoritzats
Estabilització de tensions
Limitació de tensions
Protecció de contactes
Segons la fabricació, els resistors fixos es poden classificar..
Resistors aglomerats
Resistors de pel·lícula de carbó
Resistors de pel·lícula metàl·lica
Resistors bobinats
RESISTORS AGLOMERATSEls resistors aglomerats estan
constituïts per una mescla de carbó, matèria aïllant i una resina aglomerant. Els percentatges de carbó en la mescla determinen el valor de la resistència
Aquest tipus de resitor es caracteritza per la robustesa mecànica i elèctrica i la capacitat
de suportar fortes sobrecàrregues.
RESISTORS DE PEL·LÍCULA DE CARBÓFormat per un cilindre aïllant ceràmic sobre el qual es disposa un fina pel·lícula de carbó. El valor òhmic desitjat s’aconsegueix en practicar a la pel·lícula de carbó uns solcs en forma d’espiral, que n’allarguen la longitud i en redueixen la secció
RESISTORS DE PEL·LÍCULA DE CARBÓ
RESISTORS DE PEL·LÍCULA METÀL·LICA
L’element resistent és un cilindre aïllant ceràmic sobre el qual es diposita una fina pel·lícula d’aliatge metàl·lic, per exemple, de crom
RESISTORS BOBINATSConsisteixen en un suport aïllant ceràmic sobre el qual s’enrotllen espires de fil metàl·lic resistor recobertes per esmalts o ciments incombustibles.
Són resistors molt estables i les variacions per efecte de la temperatura no són gaire elevades
El valor òhmic s’obté segons la longitud del fil i la seva secció
sLR sLR sLR
sLR
RESISTORS BOBINATS
Models reals
En els resitors variables és possible modificar el valor òhmic per mitjà d’un dispositiu mòbil anomenat cursor
Aquest valors varien entre zero i un màxim
Entre moltes altres aplicacions, s’utilitzen per regular el volum d’aparells
S’anomenen potenciòmetres o reostats
S im bo log ia
Potenciòm etres
Hi ha de diferents tipus
Resistors variables bobinats
Resistors variables de
pel·lícula
Resistors ajustables
Aquests resistors estan formats per una part fixa, constituïda normalment per una pel·lícula resistiva de carbó aglomerat, i una part mòbil en contacte amb l’anterior
La rotació o desplaçament efectuat per la part mòbil provoca la variació del voalr òhmic de la seva resistència
Aquest tipus de resistor variable és de baixa potència, es a dir, no hi poden circular corrents elevats
S im bologia
Potenciòm etres
També anomenats reòstats
Un reòstat no és més que un fil d’alta resistència enrotllat en un suport ceràmic, sobre el qual es fa lliscar un contacte mòbil o cursor.
S’utilitza per suportar grans potències
S’utilitzen per modificar a voluntat petits valors òhmics on s’hagi de deixar ajustat un determinat valor de resistència, d’una manera permanent o pràcticament permanent.
Els potenciómetres i reòstats es poden connectar de dues
maneres diferents
Connexió en sèrie
(reostàtica)Connexió
potenciomètrica
Un condensador és un dispositiu elèctric que
emmagatzema càrregues elèctriques
Arm adures
D ie lèctric
Un condensador està compost per dues o més plaques conductores o armadures, separades per un material aïllant o dielèctric
S’anomena capacitat elèctrica la propietat que tenen els condensadors d’emmagatzemar un nombre més o menys gran de càrregues elèctriques quan estan sotmesos a una tensió
La unitat de capacitat és el farad (F)
VCq
Circuit de càrrega d’un condensador
Corbes de càrrega
Circuit de descàrrega
Corbes de descàrrega
Matemàticament, el temps quer tarda un condensador a carregar-se o descarregar-se és infinit. A la pràctica, això no és així
La constant de temps d’un circuit (T) es defineix com el temps que el condensador tarda a carregar-se al 63,2 % del seu valor final o a descarregar-se al 36,8 % del seu valor inicial.
CR
Un condensador es carrega i descarrega totalment en cinc constants de temps
T T 2T 3T 4T 5T
%V 63.2 86.5 95 98.2 99.3
Percentatge de tensió en un condensador que emmagatzema en la càrrega
Percentatge de tensió en un condensador que manté en la descàrrega
La dada més important d’un condensador és la capacitat, que pot ser fixa, variable o ajustable (trimmers)
Distingim entre condensadors fixos i variables
Aquest tipus de condensadors es
classifiquen segons el dielèctric utilitzat.
paper
plàstic
mica
Vidre
ceràmics
electrolítics
Component passiu que crea un camp magnètic quan es travessat per un corrent
Està format per un fil de coure arrollat dsmunt un nucli quepor ser d’aire o altre material, formant les espires
La unitat d’inductància és l’Henry (H) i depèn del diàmetre de la bobina, la secció i del material del nucli
Els diodes son components electrònics formats per semiconductors extrínsecs de tipus N i P.
La seva principal funció és deixar pasar o no corrent elèctric
Portadors majoritaris
COMPARATIVA Si-Ge
Els diodes LED (Diode Emissor de Llum), és un component optoelectrònic que s’utilitza per visualitzar situacions de funcionament en el aparrells electrònics.
Aprofita la capacitat que té la junció P-N de emitir llum en l’espectre que elnostre ull es capaç de captar
Hi ha de diferents formes i colors.
Els més utilitzats són el vermell, verd, groc, i últimament el blau, en aparells d’alta gamma
Pel seu funcionament el LED ha d’estar associat amb un resistor en sèrie, per tal de limitar la intensitat i mantenir la seva tensió de llindar que és de 1,5 V
L
LTL I
VVR
El càcul de la resistència limitadora….
R
+ -Vcc
Sim bologia
LED
És un component electrònic capaç d’amplificar el corrent, per tant és el màxim exponent dels components actius
Consta de parts ben diferenciades
Transistor N PN
Transistor PN P
NP
Base
E m issor
C ol·lector
N
NP
B ase
E m issor
C ol·lector
P
Sím bol S ím bol
b
c
e
b
c
e
La unió de dos semiconductors extrínsecs de tipus N i un de tipus P formen un transistor NPN.
La unió de dos semiconductors extrínsecs de tipus P i un de tipus N formen un transistor PNP.
La junció base-emissor ha d’estar polaritzada directament
Per que un transistor funcioni a la zona activa......
.... i la junció base-col·lector inversament
En un transistor NPN la polarització directa de la junció d’emissor implica una circulació d’electrons de l’emissor a la base. La polarització inversa del col·lector comporta un desplaçament molt petit d’electrons de la base al col·lector.
D’això en diem corrent d’emissor (IE). Quan els electrons arriben a la base, la qual té un gruix molt petit, n’atreu i en desvia una petita quantitat, de manera que es produeix un corrent de base (IB). La resta d’electrons travessen la base i s’introdueixen en el col·lector per formar el corrent de col·lector (IC)
Quan en un transistor s’hi apliquen les dues polaritzacions simultàmeament, els electrons que procedeixen de l’emissor (perquè està polaritzat directament) es desplacen a molta velocitat.
Aquest procés de conducció s’anomena efecte transistor
De tot això poden dir que com més electrons travessin la base, més gran serà el corrent de col·lector
Els corrents que s’estableixen en el transistor estan relacionats segons l’expressió:
CBE III
Si considerem la base del transistor com un circuit d’entrada i el col·lector com un se sortida, espoden fer les afirmacions següents:
Quan hi ha poca tensió directa a l’entrada, s’obté una tensió elevada a la sortida.
Quan hi ha poc corrent d’entrada, s’obté un corrent elevat de sortida.
Quan hi ha poca potència d’entrada, s’obté una potència elevada a la sortida.
D’acord amb aquest tres punts, podem parlar de tres paràmetres fonamentals en un transistor
Guany de corrent
Guany de tensió
Guany de potència
entradad' tensiósortida de tensió tensiódeGuany
entradad'Corrent sortida deCorrent corrent deGuany
entradad' Potènciasortida de PotènciaPotència deGuany
I B = 0
IC = 0 I = 0
I B > 0
IC >0 I > 0
I E I E= 0 >0
A
B
A
B
I > 0I = 0
I > 0I = 0
Sem blança d 'un transisto r am b un in terruptor Sem blança am b un re lé
Estat obert Esta t obertEsta t tancat E stat tancat
II
I
BC
E
Transistor N PN
+
-V cc
R b
+
-V cc R b
C IR C U IT 1 C IR C U IT 2
Transistors en esta t de b locatge (O FF)
1
2
+
-V cc
R b
+
-V cc R b
Transis tors en estat de conducció (O N )
1
2
2,7 k
2,2 k
LD R
22 k
B C 337
B C 337
330 WW
W
W
LE D
R 2
R 1T1
T2
R3
P otenciòm etre+
-V cc
9V
D 11N4004
R elé 9V
Projecte circuit amb
LDR
-tºC
LD R N TC
+ -
C ondensadors Bob inaR esistors
Q uadre resum de s im bologia
D íode LED
Potenciòm etres
Transistor N PN Transistor PN P