Los LEDs son componentes eléctricos semiconductores (diodos) que son
capaces de emitir luz al ser atravesados por una corriente pequeña. Las siglas
“LED” provienen del inglés “Light Emitting Diode”, que traducido español es
“Diodo emisor de luz”. Dos materiales conductivos cualesquiera forman un diodo
cuando son compuestos en contacto.
Los LEDs poseen cuatro
componentes básicos de su estructura. Estos son:
-Material emisor semiconductor,
montado en un chip-reflector. Este material determina el color de la luz.
-Los postes conductores
(cátodo y ánodo).
-El cable conductor que une a los polos.
-Un lente que protege al material emisor del LED y
determina el haz de la luz diferencia de los emisores de luz tradicionales, los
LEDs poseen polaridad (siendo el ánodo terminal positivo y cátodo el terminal
negativo) por lo que funcionan únicamente al ser polarizados en directo.
FUNCIONAMIENTO DE UN DIODO LED
Cuando a un diodo LED le
aplicamos corriente eléctrica procedente de una batería o de cualquier otra
fuente de corriente directa (C.D.) con el fin de polarizarlo directamente, los
electrones comienzan a fluir desde la región “N” (cátodo) hacia la región “P”
(ánodo). Cada vez que un electrón atraviesa la barrera de potencial que se
forma en el punto de unión o juntura entre ambas regiones del diodo para unirse
a un hueco emite, simultáneamente, un fotón de luz. De esa forma el electrón
libera el exceso de energía que adquirió previamente para poder ingresar en la
órbita de un átomo que posea un hueco libre. La luz y color correspondiente a
la energía que libera el electrón cuando eso ocurre, puede que sea visible o no
al ojo humano, cuestión ésta que depende de la composición química de los
materiales semiconductores que se han utilizado para fabricar el diodo.
El siguiente video te mostrará la forma en la que debes hacer la prueba de funcionamiento de un diodo LED:
Un rectificador es el
elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente
continua. Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sean
semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las
de vapor de mercurio (actualmente en desuso).
Dependiendo de las características
de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en
monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o
trifásicos cuando se alimentan por tres fases.
Atendiendo al tipo de rectificación,
pueden ser de media onda, cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la
corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados.
El tipo más básico de rectificador
es el rectificador monofásico de media onda, constituido por un único diodo
entre la fuente de alimentación alterna y la carga.
Circuitos rectificadores de
media onda.
Es construido con un diodo ya que este puede mantener el flujo de
corriente en una sola dirección, se puede utilizar para cambiar una señal de CA
a una de CC.
Circuitos rectificadores de
onda completa.
Un rectificador de onda completa convierte la totalidad de la forma de onda de entrada en una polaridad constante (positiva o negativa) en la salida, mediante la inversión de las porciones (semiciclos) negativas (o positivas) de la forma de onda de entrada. Las porciones positivas (o negativas) se combinan con las inversas de las negativas (positivas) para producir una forma de onda parcialmente positiva (negativa).
Rectificador de onda completa mediante dos diodos con
transformador de punto medio:
Rectificador de onda completa tipo puente doble de Graetz:
El siguiente video te mostrará la forma en la que debes hacer la prueba de funcionamiento de un rectificador:
Es un sensor resistivo
de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad
que presenta un semiconductor con la temperatura. El término termistor proviene
de Thermally Sensitive Resistor.
TIPOS DE TERMISTORES.
Existen dos tipos de termistor:
·NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura
negativo.
·PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura
positivo.
Su funcionamiento se basa en la variación de la resistencia de un
semiconductor con la temperatura, debido a la variación de la concentración de
portadores. Para los termistores NTC, al aumentar la temperatura, aumentará
también la concentración de portadores, por lo que la resistencia será menor,
de ahí que el coeficiente sea negativo.
Para los termistores PTC, en el caso de un semiconductor con un dopado
muy intenso, éste adquirirá propiedades metálicas, tomando un coeficiente
positivo en un margen de temperatura limitado. Usualmente, los termistores se
fabrican a partir de óxidos semiconductores, tales como el óxido férrico, el óxido de níquel, o el óxido de cobalto.
Los termistores tienes una gran importancia, en el campo
científico-tecnológico.
Termistores PTC.
Termistores PTC (Positive Temperature Coefficient) son dispositivos que
varían su resistencia en función de la temperatura de forma alineal. Son
utilizados para circuitos sensores de temperatura. Su característica principal
es que no puedo sobrepasar la temperatura de Curie, ya que al hacerlo este se
comportaría como una NTC.
Un termistor PTC (Positive Temperature Coefficient) es una resistencia
variable cuyo valor se ve aumentado a medida que aumenta la temperatura.
Los termistores PTC se utilizan en una gran variedad de aplicaciones:
limitación de corriente, sensor de temperatura, desmagnetización y para la
protección contra el recalentamiento de equipos tales como motores eléctricos.
También se utilizan en indicadores de nivel, para provocar retardos en
circuitos, como termostatos, y como resistores de compensación.
El termistor PTC pierde sus propiedades y puede comportarse
eventualmente de una forma similar al termistor NTC si la temperatura llega a
ser demasiado alta.
Las diferencias con las NTC:
1.El coeficiente de
temperatura de un termistor PTC es único entre unos determinados márgenes de
temperaturas. Fuera de estos márgenes, el coeficiente de temperatura es cero o
negativo.
2.El valor absoluto
del coeficiente de temperatura de los termistores PTC es mucho más alto que el
de los termistores NTC.
Aplicaciones.
Las aplicaciones de un termistor PTC están, restringidas a un
determinado margen de temperaturas.
1. Dependencia de la resistencia con la temperatura·
·Medida de la Temperatura.
·Cambio de medio (líquido-aire)· Medida de nivel de líquido.
2. Inercia térmica del PTC· Retardo en el accionamiento de relés.·
Protección contra sobre-impulsos de corriente.
3. Coeficiente de temperatura positivo· Compensación de coeficientes de
temperatura negativos Los termistores PTC se utilizan en una gran variedad de
aplicaciones, incluyendo limitación de corrientes, como sensor de temperatura,
para desmagnetización y para la protección contra el recalentamiento de equipos
tales como motores eléctricos. También se utilizan en indicadores de nivel,
para provocar retardo en circuitos, termostatos, y como resistores de
compensación.
Los PTC son usados como limitadores de corriente y como protecciones de
sobrecarga.
Termistor NTC.
Son resistores no lineales cuya resistencia disminuye fuertemente con la
temperatura. El coeficiente de temperatura es negativo y elevado.
Existen termistores NTC de tipo disco y cilíndricos.
Aplicaciones para NTC: Modelos de Trenes. Acción retardada del reles. El
tren se para al llegar al tramo interrumpido del riel de alimentación. Al
calentarse la resistencia NTC el modelo arranca de nuevo gradualmente. Debido a
la inercia térmica del NTC el relé se tarda en activarse. Cortocircuitando el
NTC con un par de contactos, permite el enfriamiento de termistor y la
reactivación del ciclo.
El siguiente video te mostrará la forma en la que debes hacer la prueba de funcionamiento de un termistor:
El diodo Zener es un diodo de silicio fuertemente
dopado que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas, recibe
ese nombre por su inventor, el Dr. Clarence Melvin Zener. El diodo Zener es la
parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia
de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia
de carga y temperatura.
Son mal llamados a veces diodos de avalancha, pues
presentan comportamientos similares a estos, pero los mecanismos involucrados
son diferentes. Además si el voltaje de la fuente es inferior a la del diodo
este no puede hacer su regulación característica.
CARACTERÍSTICAS.
Si a un diodo
Zener se le aplica una tensión eléctrica positiva del ánodo respecto a negativa
en el cátodo (polarización directa) toma las características de un diodo
rectificador básico (la mayoría de casos), pero si se le suministra tensión
eléctrica positiva de cátodo a negativa en el ánodo (polarización inversa), el
diodo mantendrá una tensión constante. No actúa como rectificador sino como un
estabilizador de tensión
En conclusión: el diodo Zener debe ser polarizado
inversamente para que adopte su característica de regulador de tensión.
Variando la tensión V a valores mayores que la tensión
de ruptura del Zener, Vz se mantiene constante.
Su símbolo es como el de un diodo normal pero tiene
dos terminales a los lados. Se deberá tener presente, que el diodo Zener al
igual que cualquier dispositivo electrónico, tiene limitaciones y una de ellas
es la disipación de potencia, si no se toman en consideración sus parámetros,
el componente se quema.
OPERACIÓN.
Un diodo de estado sólido convencional permite una
corriente significativa si está polarizado en inversa por encima de su voltaje
de ruptura inversa.
Cuando se excede
el voltaje de ruptura de polarización inversa, un diodo convencional está
sujeto a alta corriente debido a la ruptura de avalancha. A menos que esta
corriente esté limitada por la circuitería, el diodo puede dañarse
permanentemente debido al sobrecalentamiento.
Un diodo Zener exhibe casi las mismas propiedades,
excepto que el dispositivo está especialmente diseñado para tener un voltaje de
ruptura reducido, el denominado voltaje Zener. En contraste con el dispositivo
convencional, un diodo Zener con polarización inversa exhibe una falla
controlada y permite que la corriente mantenga el voltaje a través del diodo
Zener cerca del voltaje de ruptura de Zener.
Por ejemplo, un diodo con una tensión de ruptura Zener
de 3.2 V presenta una caída de voltaje de casi 3.2 V en un amplio rango de
corrientes inversas. El diodo Zener es por lo tanto ideal para aplicaciones
tales como la generación de un voltaje de referencia (por ejemplo, para una
etapa de amplificación), o como un estabilizador de voltaje para aplicaciones
de baja corriente. Otro mecanismo que produce un efecto similar es el efecto de
avalancha como en el diodo de avalancha.
TIPOS DE DIODOS ZENER.
Hay principalmente dos variedades de zener, los ZD o ZDP que son los europeos y los 1N que son americanos. Los dos tipos de diodos se construyen de hecho de la
misma manera y ambos efectos están presentes en los diodos de este tipo. En
diodos de silicio de hasta aproximadamente 5,6 voltios, el efecto Zener es el
efecto predominante y muestra un marcado coeficiente de temperatura negativo.
Por encima de 5,6 voltios, el efecto de avalancha se vuelve predominante y
exhibe un coeficiente de temperatura positivo.
En un diodo de 5,6 V, los dos efectos se producen
juntos, y sus coeficientes de temperatura casi se cancelan entre sí, por lo
tanto, el diodo de 5,6 V es útil en aplicaciones de temperatura crítica. Una
alternativa, que se utiliza para las referencias de voltaje que necesitan ser
altamente estables durante largos períodos de tiempo, es usar un diodo Zener
con un coeficiente de temperatura (CT) de +2 mV / ° C (voltaje de falla de
6.2-6.3 V) conectado en serie con un diodo de silicio con polarización directa
(o una unión BE de transistor) fabricado en el mismo chip. Los siguientes videos te mostrarán la forma en la que debes hacer la prueba de funcionamiento de un diodo Zener:
Un
inductor, bobina o reactor es un componente pasivo de un circuito eléctrico
que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo
magnético.
Este
hecho dota a las bobinas de varias valiosas e interesantes características.
La
forma más elemental de una bobina se construye arrollando un hilo, normalmente
de cobre, sobre un núcleo de material que no tiene porqué ser ferromagnético
La
representación de una bobina en los esquemas eléctricos se realiza con el
siguiente símbolo:
Un
inductor está constituido normalmente por una bobina de conductor, típicamente
alambre o hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con
núcleo hecho de material ferroso (por ejemplo, acero magnético), para
incrementar su capacidad de magnetismo.
Los
inductores también pueden estar construidos en circuitos integrados, usando el
mismo proceso utilizado para realizar microprocesadores. En estos casos se usa,
comúnmente, el aluminio como material conductor. Sin embargo, es raro que se construyan
inductores dentro de los circuitos integrados; es mucho más práctico usar un
circuito llamado "girador" que, mediante un amplificador operacional,
hace que un condensador se comporte como si fuese un inductor.
PARTES DE UN INDUCTOR.
Devanado inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al
ser recorrido por la corriente eléctrica.
Culata: Es
una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por devanados, y destinada a
unir los polos de la máquina.
Pieza polar: Es
la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entrehierro,
incluyendo el núcleo y la expansión polar.
Núcleo: Es
la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor.
Expansión
polar: Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea al
entrehierro.
Polo auxiliar o de conmutación: Es un polo magnético suplementario, provisto o no,
de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Suelen emplearse en las
máquinas de mediana y gran potencia.
UNIDAD DE MEDIDA.
Su unidad
de medida es el Henrio (H) en el Sistema Internacional pero se suelen emplear
los submúltiplos mH y mH.
Existen
bobinas de diversos tipos según su núcleo y según tipo de arrollamiento.
Su
aplicación principal es como filtro en un circuito electrónico, denominándose
comúnmente, choques.
CARACTERÍSTICAS.
1.
Permeabilidad magnética (m).- Es una característica que tiene gran influencia
sobre el núcleo de las bobinas respecto del valor de la inductancia de las
mismas. Los materiales ferromagnéticos son muy sensibles a los campos
magnéticos y producen unos valores altos de inductancia, sin embargo otros
materiales presentan menos sensibilidad a los campos magnéticos.
El
factor que determina la mayor o menor sensibilidad a esos campos magnéticos se
llama permeabilidad magnética.
Cuando
este factor es grande el valor de la inductancia también lo es.
2.
Factor de calidad (Q).- Relaciona la inductancia con el valor óhmico del hilo
de la bobina. La bobina será buena si la inductancia es mayor que el valor
óhmico debido al hilo de la misma. El siguiente video te mostrará la forma en la que debes hacer la prueba de funcionamiento de una bobina:
Los LEDs son componentes eléctricos semiconductores (diodos) que son
capaces de emitir luz al ser atravesados por una corriente pequeña. Las siglas
“LED” provienen del inglés “Light Emitting Diode”, que traducido español es
“Diodo emisor de luz”. Dos materiales conductivos cualesquiera forman un diodo
cuando son compuestos en contacto. 
