UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS

FACULTAD DE TECNOLOGÍA

CARRERA DE AERONAUTICA ASIGNATURA

MAV 251 LABORATORIO DE ELECTRONICA

CUESTIONARIO N°11

UNIV. Torrelio Gonzales A. Santiago

AUXILIAR. Rada Mercado Jorge Carlos

DOCENTE. Lic. Aér. Lucio Copa Juaniquina

FECHA. 07/11/2014

SEMESTRE. II/2014

LA PAZ-BOLIVIA

Voltaje

El voltaje es una magnitud física, con la cual podemos cuantificar o “medir” la diferencia de potencial eléctrico o la tensión eléctrica entre dos puntos, y es medible mediante un aparato llamado voltímetro. En cada país el voltaje estándar de corriente eléctrica tiene un número específico, aunque en muchos son compartidos. Por ejemplo, en la mayoría de los países de América Latina el voltaje estándar es de 220 voltios.

La corriente eléctrica se genera por un traslado o traspaso de cargas enérgicas, lo cual se conoce como Ley de Henry, y podría resumirse el proceso de la siguiente manera: dos puntos, pongamos A y B, tienen diferencia de potencial pero aún así son unidos por un conductor. Esto provocará un flujo o traspaso de electrones, entonces del punto A que posee mayor potencial se producirá el traspaso de una parte de la carga, mediante el conducto, al otro punto (B) que posee menor potencial. El traspaso cesará solo cuando ambos puntos A y B igualen su capacidad de potencial eléctrico. Ese traspaso descripto es lo que comúnmente conocemos como corriente eléctrica.

Intensidad

En el latín es donde se encuentra el origen etimológico de la palabra intensidad que es fruto de la suma o unión de tres partículas claramente diferenciadas: el prefijo –in que equivale a “hacia dentro”, el vocablo tensus que es sinónimo de “extendido” y finalmente el sufijo –dad que significa “cualidad”.Intensidad es el nivel de fuerza con que se expresa una magnitud, una propiedad, un fenómeno, etc. Lo intenso, por lo tanto, suele hacer referencia a lo vehemente o impetuoso. Por ejemplo: “El ciclista mostró una gran intensidad en la última etapa y se hizo con la competición”, “La banda tiene una intensidad especial en vivo”, “Los amores hay que vivirlos con intensidad”.

Resistencia

Esta representa la oposición a la que la corriente hace frente dentro de un circuito eléctrico de tipo cerrado. Dicha oposición produce que se frene o disminuya el flujo en la circulación de los electrones o de las mismas cargas eléctricas. En la mayoría de los casos la circulación de los electrones dentro de los circuitos es de una manera estructurada, es decir que es ordenada. Sin embargo la misma puede ser alterada a causa de la posible resistencia. Cuanto mayor sea esta, habrá una mayor desorganización en los electrones, provocando el choque entre los mismos, que en ese momento liberan energía calórica.

potensia

La potencia es la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. Puede asociarse a la velocidad de un cambio de energía dentro de un sistema, o al tiempo que demora la concreción de un trabajo. Por lo tanto, es posible afirmar que la potencia resulta igual a la energía total dividida por el tiempo.

Se puede indicar que la potencia es la fuerza, el poder o la capacidad para conseguir algo.

Características de un circuito en Serie

Elementos de un circuito en serie

1. Una fuente de poder que suministre energía eléctrica. 2. Un material metálico que permita la circulación de la corriente eléctrica, desde la

fuente hasta el elemento receptor. 3. Un receptor, que absorbe la energía eléctrica y la convierte en energía.

Características generales

La intensidad de corriente que recorre el circuito es la misma en todos los componentes.

Fig.1 Distribución del voltaje

Fig.2 Circuito en serie

La suma de las caídas de tensión es igual a la tensión aplicada. En la figura 1, se encuentran conectados en serie tres resistencias iguales. El voltaje para cada una es un tercio del voltaje total. En la figura 2 el voltaje que atraviesa la resistencia es proporcional a la resistencia de la unidad. En cada caso, la suma de los voltajes de los dispositivos individuales es igual al voltaje total.

La resistencia equivalente del circuito es la suma de las resistencias que lo componen.

La resistencia equivalente es mayor que la mayor de las resistencias del circuito.

Desventaja

La principal desventaja de este circuito radica en que si se rompe algún elemento de los que conforman el circuito, o hay algún falso contacto, se interrumpe la circulación de la corriente eléctrica y el circuito se abrirá.

Características de un circuito en paralelo

Hasta ahora hemos considerado los circuitos con un solo receptor, pero lo cierto es que es más común encontrar varios receptores en el mismo circuito.

Cuando se instalan varios receptores, éstos pueden ser montados de diferentes maneras:

En serie En paralelo Mixtos

Circuitos en serie

En un circuito en serie los receptores están instalados uno a continuación de otro en la línea eléctrica, de tal forma que la corriente que atraviesa el primero de ellos será la misma que la que atraviesa el último. Para instalar un nuevo elemento en serie en un circuito tendremos que cortar el cable y cada uno de los terminales generados conectarlos al receptor.

 

Circuito en paralelo

En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito.

Caída de tensión en un receptor

Aparece un concepto nuevo ligado a la tensión. Cuando tenemos más de un receptor conectado en serie en un circuito, si medimos los voltios en los extremos de cada uno de los receptores podemos ver que la medida no es la misma si aquellos tienen resistencias diferentes. La medida de los voltios en los extremos de cada receptor la llamamos caída de tensión.

La corriente en los circuitos serie y paralelo

Una manera muy rápida de distinguir un circuito en seria de otro en paralelo consiste en imaginala circulación de los electrones a través de uno de los receptores: si para regresen a la pila atravesando el receptor, los electrones tienen que atravesar otro receptor, el circuito está en serie; si los electrones llegan atravesando sólo el receptor seleccionado, el circuito está en paralelo.

Pulsa sobre los circuitos de abajo para ver el movimiento de los electrones

Características de los circuitos serie y paralelo

  Serie Paralelo

Resistencia Aumenta al incorporar receptores Disminuye al incorporar receptores

Caida de tensión

Cada receptor tiene la suya, que aumenta con su resistencia. La suma de todas las caídas es igual a la tensión de la pila.

Es la misma para cada uno de los receptores, e igual a la de la fuente.

Intensidad Es la misma en todos los receptores e igual a la general en el circuito.

Cuantos más receptores, menor será la corriente que circule.

Cada receptor es atravesado por una corriente independiente, menor cuanto mayor resistencia. La intensidad total es la suma de las intensidades individuales. Será, pues, mayor cuanto más receptores tengamos

en el circuito.

Cálculos

Código de colores de las resistencias El código de colores se utiliza en electrónica para indicar los valores de los componentes electrónicos. El más conocido es el de las resistencias pero también se utiliza para otros componentes como los condensadores, los inductores, díodos,...

La última franja, más separada del resto, y típicamente de color dorado o plata, indica la tolerancia, es decir, el margen de error que garantiza el fabricante (en el caso de resistencias de precision, se cuenta con 6 bandas de colores, donde las tres primeras indican cifras, la cuarta el multiplicador, la quinta la tolerancia y la sexta el coeficiente de temperatura). El resto de franjas indica la mantisa (cifras significativas) y el exponente del valor nominal.

Las resistencias que están normalizadas con 2 cifras significativas, llevan cuatro franjas: las dos cifras, el exponente o factor potencia de 10, y la tolerancia: 

             

Así, por ejemplo, una resistencia con las franjas verde, azul, rojo y oro tiene un valor nominal de 5600 Ω ± 5%.

1 ª cifra 2 ª cifra factortoleranc

ia

5 6 x100 ± 5%

5 6 x100 ± 5%

Fuente: www.wikipedia.org

        Para resistencias de precisión utilizamos el código de 5 o de 6 franjas de colores, dependiendo de la resistencia:

LEY de ohm

Ley de Ohm

>>Departamento de Ingeniería Electrónica

Cuál es el voltaje (V) a través de un circuito con una resistencia = R y una corriente = I ?

=== Ley de Ohm === resistencia Esta ley establece:

Voltaje = Corriente multiplicada por la resistencia que resistencia

También se puede representar alternativamente como

Fuerza Electromotriz = Corriente multiplicada por la resistencia

aunque los significados son los mismos, la diferencia de nomenclatura existe.

Basada en el trabajo de Georg Simon Ohm, la Ley de Ohm es una de las tres leyes fundamentales del estudio de la electricidad, en compañía de las leyes de Kirchhoff del voltaje y de la corriente. Estas tres leyes conforman el marco dentro del cual el resto de la electronica se establece. Es importante notar que estas leyes no se aplican en todas las condiciones, pero definitivamente se aplican con gran precision en alambres los cuales son usados para conectar entre sí la mayor parte de las partes electrónicas dentro de un circuito. Aunque las partes individuales pueden o no ser analizadas por la ley de Ohm, sus relaciones con el circuito pueden serlo.

El enunciado actual de la Ley de Ohm es:

La corriente que fluye a traves de un conductor es proporcional a la fuerza electromotriz aplicada entre sus extremos, teniendo en cuenta que las temperatura y demás condiciones se mantengan constantes.

Hay que tener en cuenta que no se menciona la resistencia, sino que simplemente éste es el nombre dado a la (constante de) proporcionalidad involucrada.

Algo importante que se obtiene de esta definición es

En un circuito pasivo, la corriente es el resultado del voltaje aplicado; y

Existen efectos térmicos definitivos en la resistencia (o la resistencia efectiva) en los conductores.

La ley de Ohm es lineal y por lo tanto asume su linealidad en la parte electrónica. Es fácil pensar en términos de una ecuación de línea considerando la resistencia como la constante m, la corriente como la variable x, y el voltaje como la variable dependiente y. De esta manera se establece una relación de proporcionalidad entre el voltaje y la corriente.

Por supuesto, la Ley de Ohm puede ser reorganizada de tres maneras válidas y equivalentes.

Partes y Características de una resistencia

Características de las ResistenciasLas características más importantes de las resistencias, también llamadas resistores, son: Valor nominal: Es el valor en Ohms que posee. Este valor puede venir impreso o en código de colores. Tolerancia: Es el error máximo con el que se fabrica la resistencia. Esta tolerancia puede ser de +-5% y +-10%, por lo general. Potencia máxima: Es la mayor potencia que será capaz de disipar sin quemarse.

Tipos de Resistencias1.- Las resistencias fijas son aquellas en las que el valor en ohmios que posee es fijo y se define al fabricarlas. Las resistencias fijas se pueden clasificar en resistencias de usos generales, y en resistencias de alta estabilidad. 2.- Resistencias variables son resistencias sobre las que se desliza un contacto móvil, variándose así el valor, sencillamente, desplazando dicho contacto. Las hay de grafito y bobinadas, y a su vez se dividen en dos grupos segun su utilización que son las denominadas resistencias ajustables, que se utilizan para ajustar un valor y no se modifican hasta otro ajuste, y los potenciómetros donde el uso es corriente. 3.- Las Resistencias especiales son aquellas en las que el valor óhmico varía en función de una magnitud física.

Que función cumple una resistencia en un circuito

En los circuitos electrónicos tiene muchas aplicaciones, no tan solo limitar el paso de corriente en un circuito, sino que ademas haciendo un arreglo de

resistencia podes provocar caidas de tension a valores deseados. Junto con otros componentes, como son los capacitores forman filtros de frecuencias.

Resistencia

Una resistencia es todo aquel elemento que intercalado en un circuito eléctrico produce un impedimento en el movimiento de los electrones. La resistencia puede ser reactiva o inductiva, es decir producida por impedimentos de tipo físico como impurezas o estrechamiento en el conductor (Reactiva) o por fenómenos electromagnéticos (Inductiva) como en el caso de la corriente alterna atravesando una bobina o inductancia. Según esto, cualquier elemento intercalado en el circuito puede ser considerado una resistencia, ya sea un transistor, un motor, una bombilla o una lavadora. En el caso de los condensadores encontramos la resistencia capacitiva, pero no es mas que una combinación de las dos anteriores. Veremos primero la resistencia reactiva.

Consiste en un estrechamiento o un impedimento más o menos grande en el conducto (Cable conductor) por donde circulan los electrones, se basa en la mas o menos conductividad de los distintos materiales, o mejor dicho en la resistencia que ofrecen al ser atravesados por cargas eléctricas, en este caso por los electrones que poseen carga negativa. Aunque son los electrones los que se desplazan del polo negativo al positivo, se considera por convencionalismo que son las cargas positivas las que se desplazan. Las cargas positivas (protones) están ancladas en el núcleo de los átomos del conductor, por lo tanto no se mueven, sin embargo se considera que la corriente eléctrica circula de polo positivo a polo negativo. El efecto resistivo se traduce por una disminución en la conducción de la corriente eléctrica, como ocurriría en una tubería de agua que sufriese un estrechamiento, con las correspondientes caídas de presión y flujo, (tensión e intensidad). La fórmula que liga estas tres magnitudes, (Resistencia, tensión y corriente) es la ley de Ohm, y es:

R = V / I Resistencia = Voltaje / Intensidad

Es decir, la resistencia de un elemento, expresada en ohmnios, es igual a la tensión medida en sus bornes (V) dividida por la corriente que la atraviesa (I) medida en amperios.

De la que se derivan:

V = R x I, y I = V / R

La unidad de medida empleada en las resistencias, es el ohmnio, cuyo símbolo es: (Ω), que equivale a la resistencia al paso de la corriente que presenta una columna de mercurio de 106,3cm de longitud y un milímetro cuadrado de sección a cero grados centígrados.

Hay diferentes tipos de resistencias, como son los potenciómetros o resistencias ajustables, que a su vez pueden ser lineales o logarítmicas, las resistencias variables en función de la temperatura (Termistencia), de la luz (LDR) etc. En el mercado existe una gran variedad de tipos y de valores, las hay para distintas potencias de disipación, tanto más grandes cuantos más vatios deben evacuar, y de distintos valores estandarizados. También las hay con

mayor o menor tolerancia, que es la desviación del valor en la fabricación. Las resistencias indican su valor con un código de colores distribuidos en tres barras además de una cuarta que indica la tolerancia.

La primera y la segunda barras, indican valores numéricos, y la tercera el número de ceros que se deben añadir.

El código de colores es el siguiente:

-Negro: 0; -Marrón: 1; -Rojo: 2; -Naranja: 3; -Amarillo: 4; -Verde: 5; -Azul: 6; -Violeta: 7; -Gris: 8; -Blanco: 9-

Por ejemplo, una resistencia de 3.300 Ω, está marcada con dos franjas naranjas que indican dos veces el número tres mas una franja roja que indica los dos ceros que hay que añadir.

La cuarta franja indica la tolerancia en tanto por ciento de desviación sobre el valor nominal, lo habitual es: ±1%, ±5% y ±10% en los componentes para el gran publico, pero hay tolerancias menores para componentes industriales y de uso militar. La franja que indica la tolerancia, puede ser de color dorado (5%) o plateado (10%).

Las resistencias, son elementos que consumen corriente, es decir son capaces de transformar parte o a veces toda la energía eléctrica en energía calorífica, como por ejemplo en las planchas o en las cocinas eléctricas, pero en los circuitos electrónicos se emplean para regular el flujo de electrones, definir tensiones y limitar corrientes. En el diseño óptimo de un circuito, se intenta limitar la disipación (perdidas) en las resistencias para disminuir el consumo general del sistema.

El gasto eléctrico en una resistencia, se mide en vatios, y la formula que relaciona a éstos con la corriente y la tensión es:

W = V x I

El número de vatios consumidos en una resistencia, es igual a la tensión en voltios medida en sus extremos (V) multiplicada por la corriente que la atraviesa medida en amperios (I).

De esta formula se deducen:

V = W / I, y I = W / V

También se puede calcular la potencia disipada con la expresión:

W = R x I2.

Puesto que V = R x I, y la potencia será R x I x I = R x I2

Si en un circuito hacemos pasar la corriente eléctrica a través de varias resistencias una tras otra (En serie), la resistencia total del circuito, es igual a la suma de todas ellas.

Rx = R1 + R2 + R3 + Rn

Por el contrario, si derivamos la corriente a través de varias resistencias de igual o distinto valor (En paralelo), la “inversa” de la resistencia total del circuito es igual a la suma de la inversa de cada una de ellas. Es decir:

1 / Rx = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3) + (1 / Rn)

Con lo que tenemos:

Rx = 1 / ((1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3) + (1 / Rn))

A la expresión: 1/R, es decir la inversa de la resistencia, se le llama conductancia, con lo que tenemos que en el montaje de resistencias en serie, la resistencia total será igual a la suma de todas las resistencias parciales, mientras que si el montaje es en paralelo, la resistencia total será igual a la suma de las conductancias parciales.

En el aspecto práctico esto tiene un gran interés, por ejemplo para el calculo de las cargas conectadas a un amplificador. ¿Qué sucede si conectamos dos altavoces a una misma salida si estos son de igual impedancia?. Y si son distintos, ¿Qué potencia se desarrolla en cada uno de ellos?.

Lo mismo podemos decir de una señal distribuida entre varios amplificadores. Por ejemplo ¿Qué perdidas y que inconvenientes hay al conectar a una fuente tres filtros en paralelo cuya impedancia depende de la frecuencia?. ¿Podemos conectar un micrófono de 600 Ohmnios a dos entradas simultáneamente de 1000 Ohmnios cada una?. O ¿Es sensato conectar dos micrófonos en paralelo sobre una misma entrada?.

Vamos a responder a éstas preguntas con los conceptos que hemos estudiado hasta ahora.

Si suponemos la conexión de dos altavoces en paralelo sobre la misma salida, cuyas impedancias son 4 y 8 ohmnios respectivamente, tenemos que la impedancia del conjunto es:

R = 1 / (1/4 +1/8)

R = 1 / (0,25 + 0,125) = 1 / 0,375 = 2,67Ω

Habrá que estar seguro de que el amplificador que los alimente, pueda soportar impedancias inferiores a 4ohmnios, puesto que al bajar tanto la resistencia, el aumento de la corriente en la etapa de salida es importante

Tipos de Resistencias

Convencionalmente, se han dividido los componentes electrónicos en dos grandes grupos: componentes activos y componentes pasivos, dependiendo de si éste introduce energía adicional al circuito del cual forma parte. Componentes pasivos son las resistencias, condensadores, bobinas, y activos son los transistores, válvulas termoiónicas, diodos y otros semiconductores.

El objetivo de una resistencia es producir una caída de tensión que es proporcional a la corriente que la atraviesa; por la ley de Ohm tenemos que V = IR. Idealmente, en un mundo perfecto, el valor de tal resistencia debería ser constante independientemente del tiempo, temperatura, corriente y tensión a la que está sometida la resistencia. Pero esto no es así. Las resistencias actuales, se aproximan mejor a la resistencia "ideal", pero insisto, una cosa es la teoría y otra muy diferente la vida real, en la que los fenómenos físicos son mucho más complejos e intrincados como para poder describirlos completamente con una expresión del tipo de la Ley de Ohm. Esta nos proporciona una aproximación muy razonable, y válida para la gran mayoría de circuitos que se diseñan.

Por su composición, podemos distinguir varios tipos de resistencias:

De hilo bobinado (wirewound) Carbón prensado (carbon composition) Película de carbón (carbon film) Película óxido metálico (metal oxide film) Película metálica (metal film) Metal vidriado (metal glaze)

Por su modo de funcionamiento, podemos distinguir:

Dependientes de la temperatura (PTC y NTC) Resistencias variables, potenciómetros y reostatos

Resistencias de hilo bobinado.- Fueron de los primeros tipos en fabricarse, y aún se utilizan cuando se requieren potencias algo elevadas de disipación. Están constituidas por un hilo conductor bobinado en forma de hélice o espiral (a modo de rosca de tornillo) sobre un sustrato cerámico.

Las aleaciones empleadas son las que se dan en la tabla, y se procura la mayor independencia posible de la temperatura, es decir, que se mantenga el valor en ohmios independientemente de la temperatura.

metalresistividad relativa

(Cu = 1)Coef. Temperatura

a (20° C)

Aluminio 1.63 + 0.004

Cobre 1.00 + 0.0039

Constantan 28.45 ± 0.0000022

Karma 77.10 ± 0.0000002

Manganina 26.20 ± 0.0000002

Cromo-Níquel 65.00 ± 0.0004

Plata 0.94 + 0.0038

La resistencia de un conductor es proporcional a su longitud, a su resistividad específica (rho) e inversamente proporcional a la sección recta del mismo. Su expresión es:

En el sistema internacional (SI) rho viene en ohmios·metro, L en metros y el área de la sección recta en metros cuadrados. Dado que el cobre, aluminio y la plata tienen unas resistividades muy bajas, o lo que es lo mismo, son buenos conductores, no se emplearán estos metales a no ser que se requieran unas resistencias de valores muy bajos. La dependencia del valor de resistencia que ofrece un metal con respecto a la temperatura a la que está sometido, lo indica el coeficiente de temperatura, y viene expresado en grado centígrado elevado a la menos uno. Podemos calcular la resistencia de un material a una temperatura dada si conocemos la resistencia que tiene a otra temperatura de referencia con la expresión:

Los coeficientes de temperatura de las resistencias bobinadas son extremadamente pequeños. Las resistencias típicas de carbón tienen un coeficiente de temperatura del orden de decenas de veces mayor, lo que ocasiona que las resistencias bobinadas sean empleadas cuando se requiere estabilidad térmica.

Un inconveniente de este tipo de resistencias es que al estar constituida de un arrollamiento de hilo conductor, forma una bobina, y por tanto tiene cierta inducción, aunque su valor puede ser muy pequeño, pero hay que tenerlo en

cuenta si se trabaja con frecuencias elevadas de señal.

Por tanto, elegiremos este tipo de resistencia cuando 1) necesitemos potencias de algunos watios y resistencias no muy elevadas 2) necesitemos gran estabilidad térmica 3) necesitemos gran estabilidad del valor de la resistencia a lo largo del tiempo, pues prácticamente permanece inalterado su valor durante mucho tiempo.

 

Resistencias de carbón prensado.- Estas fueron también de las primeras en fabricarse en los albores de la electrónica. Están constituidas en su mayor parte por grafito en polvo, el cual se prensa hasta formar un tubo como el de la figura.

Las patas de conexión se implementaban con hilo enrollado en los extremos del tubo de grafito, y posteriormente se mejoró el sistema mediante un tubo hueco cerámico (figura inferior) en el que se prensaba el grafito en el interior y finalmente se disponian unas bornas a presión con patillas de conexión.

Las resistencias de este tipo son muy inestables con la temperatura, tienen unas tolerancias de fabricación muy elevadas, en el mejor de los casos se consigue un 10% de tolerancia, incluso su valor óhmico puede variar por el mero hecho de la soldadura, en el que se somete a elevadas temperaturas al componente. Además tienen ruido térmico también elevado, lo que las hace poco apropiadas para aplicaciones donde el ruido es un factor crítico, tales como amplificadores de micrófono, fono o donde exista mucha ganancia. Estas resistencias son también muy sensibles al paso del tiempo, y variarán ostensiblemente su valor con el transcurso del mismo.

 

Resistencias de película de carbón.- Este tipo es muy habitual hoy día, y es utilizado para valores de hasta 2 watios. Se utiliza un tubo cerámico como sustrato sobre el que se deposita una película de carbón tal como se aprecia en la figura.

Para obtener una resistencia más elevada se practica una hendidura hasta el sustrato en forma de espiral, tal como muestra (b) con lo que se logra aumentar la longitud del camino eléctrico, lo que equivale a aumentar la longitud del elemento resistivo.

 

Las conexiones externas se hacen mediante crimpado de cazoletas metálicas a las que se une hilos de cobre bañados en estaño para facilitar la soldadura. Al conjunto completo se le baña de laca ignífuga y aislante o incluso vitrificada para mejorar el aislamiento eléctrico. Se consiguen así resistencias con una tolerancia del 5% o mejores, además tienen un ruido térmico inferior a las de carbón prensado, ofreciendo también mayor estabilidad térmica y temporal que éstas.

 

Resistencias de película de óxido metálico.- Son muy similares a las de película de carbón en cuanto a su modo de fabricación, pero son más parecidas, eléctricamente hablando a las de película metálica. Se hacen igual que las de película de carbón, pero sustituyendo el carbón por una fina capa de óxido metálico (estaño o latón). Estas resistencias son más caras que las de película metálica, y no son muy habituales. Se utilizan en aplicaciones militares (muy exigentes) o donde se requiera gran fiabilidad, porque la capa de óxido es muy resistente a daños mecánicos y a la corrosión en ambientes húmedos.

Resistencias de película metálica.- Este tipo de resistencia es el que mayoritariamente se fabrica hoy día, con unas características de ruido y estabilidad mejoradas con respecto a todas las anteriores. Tienen un coeficiente de temperatura muy pequeño, del orden de 50 ppm/°C (partes por millón y grado Centígrado). También soportan mejor el paso del tiempo, permaneciendo su valor en ohmios durante un mayor período de tiempo. Se fabrican este tipo de resistencias de hasta 2 watios de potencia, y con tolerancias del 1% como tipo estándar.

Resistencias de metal vidriado.- Son similares a las de película metálica, pero sustituyendo la película metálica por otra compuesta por vidrio con polvo metálico. Como principal característica cabe destacar su mejor comportamiento ante sobrecargas de corriente, que puede soportar mejor por su inercia térmica que le confiere el vidrio que contiene su composición. Como contrapartida, tiene un coeficiente térmico peor, del orden de 150 a 250 ppm/°C. Se dispone de potencias de hasta 3 watios.Se dispone de estas resistencias encapsuladas en chips tipo DIL (dual in line) o SIL (single in line).

Resistencias dependientes de la temperatura.- Aunque todas las resistencias, en mayor o menor grado, dependen de la temperatura, existen unos dispositivos específicos que se fabrican expresamente para ello, de modo que su valor en ohmios dependa "fuertemente" de la temperatura. Se les denomina termistores y como cabía esperar, poseen unos coeficientes de temperatura muy elevados, ya sean positivos o negativos. Coeficientes negativos implican que la resistencia del elemento disminuye según sube la temperatura, y coeficientes positivos al contrario, aumentan su resistencia con el aumento de la temperatura. El silicio, un material semiconductor, posee un coeficiente de temperatura negativo. A mayor temperatura, menor resistencia. Esto ocasiona problemas, como el conocido efecto de "avalancha térmica" que sufren algunos dispositivos semiconductores cuando se eleva su temperatura lo suficiente, y que puede destruir el componente al aumentar su corriente hasta sobrepasar la corriente máxima que puede soportar.

A los dispositivos con coeficiente de temperatura negativo se les denomina NTC (negative temperature coefficient).A los dispositivos con coeficiente de temperatura positivo se les denomina PTC (positive temperature coefficient).Una aplicación típica de un NTC es la protección de los filamentos de válvula, que son muy sensibles al "golpe" de encendido o turn-on. Conectando un NTC en serie protege del golpe de encendido, puesto que cuando el NTC está a temperatura ambiente (frío, mayor resistencia) limita la corriente máxima y va aumentando la misma según aumenta

la temperatura del NTC, que a su vez disminuye su resistencia hasta la resistencia de régimen a la que haya sido diseñado. Hay que elegir correctamente la corriente del dispositivo y la resistencia de régimen, así como la tensión que caerá en sus bornas para que el diseño funcione correctamente.

 

NTCPTC

Ley de Voltaje de Kirchhoff

La Ley

La ley de voltaje de Kirchhoff indica que la suma de voltajes alrededor de una trayectoria o circuito cerrado debe ser cero. Matemáticamente, está dada por:

Como referencia, esta ley es también llamada Segunda ley de Kirchhoff, regla de bucle o malla de Kirchhoff.

Un Ejemplo

La suma de todos los voltajes al rededor del bucle es igual a cero.

Observamos cinco voltajes en la imagen de la derecha: v4 a través de una fuente de alimentación y los cuatro voltajes v1, v2, v3 y v5 a traves de las resistencias R1, R2, R3 y R5, respectivamente. El voltaje de alimentación y las resistencias R1, R2 y R3 componen una ruta de circuito cerrado, de este modo la suma de los voltajes v4, v1, v2 y v3 debe ser 0.

La resistencia R5 esta por fuera del bucle cerrado, y por eso no desempeña ningún papel en el calculo de la ley de voltaje de Kirchhoff. (observe que trayectorias cerradas pueden ser definidas e incluir a R.en este caso, el voltaje v5 a través R5 debe ser considerado en el calculo de la ley de Kirchhoff de voltaje.)

Ahora si tomamos el punto d en la imagen como nuestro punto de referencia y arbitrariamente seleccionamos su voltaje a cero, podemos observar como el voltaje cambia mientras que recorremos el circuito hacia la derecha. Yendo del punto d al punto a a través

de la fuente de voltaje, experimentamos un aumento del voltaje de v4 voltios (como el símbolo para la fuente de voltaje en la imagen indica que a está en un voltaje positivo con respecto a el punto d). En un viaje desde el punto a al punto b, nosotros cruzamos un resistor. Vemos claramente del diagrama que, puesto que hay solamente una sola fuente de voltaje, la corriente debe fluir de ella desde el Terminal positivo a su Terminal negativo—siguiendo una trayectoria hacia la derecha. Así de la Ley de Ohm, observamos que el voltaje cae del punto a al punto b a través del resistor R1. Así mismo el voltaje cae a través de los resistores R2 y R3. Habiendo cruzado R2 y R3, llegamos detras del punto d, donde nuestro voltaje es cero (apenas como lo definimos). Experimentamos asi un aumento en voltaje y tres caidas de voltajes mientras que atravesamos el circuito. La implicación de la ley del voltaje de Kirchhoff es que, en un circuito simple con solamente una fuente de voltaje y cualquier número de resistores, la caída de voltaje a través de los resistores es igual al voltaje aplicado por la fuente de voltaje:

La ley del voltaje de Kirchhoff se puede ampliar fácilmente a circuitos que contienen Condensadores.

La Ley

La ley de corriente eléctrica de Gustav Kirchhoff establece que la suma de las corrientes que entran a un punto en particular deben ser 0. Matematicamente, esta dada por:

Advertencia para que la corriente positiva que sale de un punto, y la que entra a un punto es considerada negativa.

Como Referencia, esta ley es llamada algunas veces Primera ley de Kirchhoff, Regla de nodos de Kirchhoff, Regla de Union de Kirchhoff.

Un Ejemplo

La corriente total que entra a cualquier punto es cero.

Observamos cuatro corrientes "entrando" a la unión (en realidad dos entran y dos salen) representada como un circulo negro en la imagen de la derecha. Por supuesto, cuatro corrientes están existiendo actualmente en la juntura, pero para propósito del análisis del circuito generalmente se considera que actualmente las corrientes positivas fluyen hacia afuera a través de la unión y las corrientes negativas fluyen hacia la unión (matemáticamente la misma cosa). hacer esto nos permite escribir la ecuación de la ley de Kirchhoff como ejemplo:

En este punto puede no parecer claro por que insistimos en que las corrientes negativas fluyen hacia la unión mientras que las corrientes positivas fluyen hacia afuera. Pero note que la imagen de la derecha nos provee mas información de la que podríamos esperar cuando analizamos un circuito, las flechas nos ayudan a identificar la dirección en que la corriente fluye. Si no contamos con la asesoría no podríamos, seguramente, emitir un juicio de hacia donde fluye la corriente (i.e., colocando un símbolo negativo) hasta que pudiéramos calcularla, podríamos confundirnos nosotros mismos y cometer errores.

Sin embargo en este caso tenemos información extra de la imagen de la derecha que indican la direccion de la corriente, entonces debemos tomar ventaja de esto. sabemos que las corrientes i2 e i3 fluyen hacia el nodo, y que las corrientes i1 e i4 fluyen hacia afuera. y podemos escribir:

La ley de corriente de Kirchhoff como esta escrita es aplicable solamente a circuitos de corriente continua (i.e., sin Corriente Alterna, sin transmision de Señal). Puede ser extendida para incluir flujos de corriente que dependen del tiempo, pero esto esta mas alla del enfoque de esta seccion.

Aplicaciones

La ley de corriente de Kirchhoff como esta escrita es aplicable solamente a circuitos de corriente continua (i.e., sin corriente alterna, sin transmisión de señal). Puede ser extendida para incluir flujos de corriente que dependen del tiempo, pero esto esta más allá del enfoque de esta sección.

Cada nodo se usa para formar una ecuación que son resueltas simultáneamente, y la solución de ecuaciones simultáneas entregan el voltaje en cada nodo.

En resumen: en un nodo la corriente que entra es la misma que sale de él.

Bibliografía

http://proton.ucting.udg.mx/temas/circuitos/ivan/resist.html

http://gco.tel.uva.es/tutorial_cir/tema1/kirchoff.htm

[1]    Teoría de circuitos. Segunda edición. Lawrence P. Huelsman. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A.

[2]    Circuitos eléctricos. Tercera edición. Joseph A. Edminister. Mahmood Nahvi. Mc Graw-Hill.

[3]    Circuitos eléctricos. Cuarta edición. James W. Nilsson. Addison-Wesley Iberoamericana, Argentina 1995.

http://webs.uvigo.es/quintans/recursos/Web_electromagnetismo/electromagnetismo_electricidad_leyes.htm