Elemetos basicos de circuitos

Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada

ISSN: 1692-7257 - Volumen X – Número XX - 20XX

lo

ELEMENTOS BASICOS DE CIRCUTOS

ELEMETS BASICS OF CIRCUITS

PROFESOR MSc. Carlos A. Vides Herrera*, Ing Electronico

* Institución 1, Facultad, Programa o Grupo de Investigación.Dirección, Ciudad, Departamento, País.

Teléfono y Fax, con indicativos internacional y nacional.E-mail: autor1, [email protected].

** Institución 2, Facultad, Programa o Grupo de Investigación.Dirección, Ciudad, Departamento, País.

Teléfono y Fax, con indicativos internacional y nacional.E-mail: [email protected].

Resumen: Todos los circuitos eléctricos disponen de una serie de componentes básicos, demanera que se obtenga el paso de una corriente eléctrica a través del dispositivo desalida que se necesite. En principio, para que exista una circulación de corriente eléctricase necesita que el circuito esté cerrado.Este efecto es generado por los elementos esenciales de un circuito como lo es el resistor, capacitor e inuctor. Estos elementos estan idealizaos en una ciertas leyes que se aclarran con algo de detalle mas adelante como es la ley de faraday para la inuctancia y capacitancia o la ley de ohm para la recistencia se hace importante aclarar que el comportamiento real de los circuitos con lleva perdidas de energia y tolerancias debido a la recistancia de sus materiales, temperatura y entre otras situaciones como la humedad lo que hace que debamos ser cautelosos ala hora de diseñar.

Palabras clave: Elementos basicos de circuitos, resistencia, capacitores, inductores, circuitos.

Abstract: All electrical circuits have a number of basic components, demanera that the passage of an electric current is obtained through the deviceoutput needed. In principle, there is a flow of electric current

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Universidad de Pamplona I. I. D. T. A.

Recibido: xx de mes de 20xxAceptado:



required that the circuit is cerrado.Este effect is generated by the essential elements of a circuit such as the resistor, capacitor and inuctor. These elements are idealizaos in a certain laws that aclarran in some detail later as Faraday's law for inuctancia and capacitance or Ohm's law for recistencia is important to note that the actual behavior of circuits with leads lost energy and tolerances due to recistancia of its materials, including temperature and humidity situations which requires us to be cautious when designing wing.

Keywords: Elements Basic circuit elements, resistor, capacitors, inductors, circuits.

1. INTRODUCCIÓNLa electrónica es una extensión de la electricidad, aparecida como consecuencia de los avances en la evolución de la tecnología eléctrica, y que se basatambién en la electricidad (todo sistema electrónico, por simple o complicado que sea, seAlimenta con energía eléctrica, y por tanto ya existe un proceso eléctrico) .Un circuito electrónico es un conjunto de componentes eléctricos o electrónicos, interconectados por medio de hilos conductores.

En la práctica los circuitos pueden ser tan sencillos como los circuitos en una linterna o tan complejos como los circuitos de un tablero de sistemas de control industrial estos poseen componentes como contactares, fusibles, etc.Con el objetivo de generar, transportar o procesar una señal eléctrica.Los elementos de un circuito son:

Generadores eléctricos.Receptores eléctricosConductores eléctricos

Elementos de maniobra

Elementos de seguridad

Los generadores son elementos capaces de suministrar energía como una (batería) a trabes de sus bornes y con una diferencia de potencial entre ellos, los receptores eléctricos (resistor o bobilla), un elemento de (maniobra interruptor), un elemento de seguridad (fusible) .Un ejemplo de un circuito con cada uno de los elementos es el presente en la fig. 1.1 como se muestra.

Fig 1.1

Regularmente la simbología de los circuitos es implementada para esquematizar o realizar el plano de un circuito

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2. ELEMENTOS DE CIRCUITOS MÁS IMPORTANTES

Es importante que sepamos reconocerlos componentes más utilizados y sus características para poder construir nuestros propios circuitos. Por ejemplo, un diodo emisor de luz posee polaridad, y no es lo mismo conectarlo hacia un lado o hacia otro. Los elementos que mencionaremos aquí son esenciales y revolucionaron el mundo en su tiempo con grandes creaciones como la radio, baterías y el teléfono. Estos son:

Cable conductor.ResistenciaCapacitoresInductores

Sus propiedades y construcción los hace únicos con una gran cantidad de aplicaciones tecnológicas son casi indispensables en todo circuito.

2.1 CONDUCTORES

Son materiales cuya resistencia al paso de corriente eléctrica es sumamente baja. Los mejores conductores eléctricos son los metales como el cobre y la plata que oponen muy poca resistencia al paso de la corriente eléctrica este efecto es causado por los electrones en su

último nivel de energía que al ser los electrones con menor atracción hacia el núcleo son los que por medio de algún tipo de energía externa, pueden dejar el átomo estos se son las llamadas cargar móviles o libres los mejores conductores como son el cobre y plata poseen 4 y 5 niveles de energía cada uno con un electrón en su último nivel lo que los hace muy bueno en la industria eléctrica como medio para transportar energía.Los conductores los rige la ley de la resistencia, potencia y ley de joule para catalogarlo como un buen conductor debe cumplir lo siguiente:

Buenas propiedades de resistividad o propias del materialBuen calibre del cable o material o material conductor y poca longitud.Mantener poca intensidad de calor

Es inevitable que un conductor que transporta corriente no libere energía por eso catalogamos este efecto en 2 partes:

Liberación necesaria de energía es cuando recurrimos a un mal conductor y le damos la características necesarias para que esto suceda un caso de este tipo se puede ver en las estufas eléctricas y las planchas de ropa como se puede apreciar en la figura 2.1.1.

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Fig. 2.1.1

Liberación innecesaria (desperdicio involuntario) sucede gracias a factores como la naturaleza físico- química del material y también debido a su diseño este efecto provoca que el conductor se surgiendo perdida de energía ya que los electrones no circulan en orden o perfecta mente alineados.

El uso de conductores para el transporte e energía eléctrica es muy extenso tanto doméstica o industrial para esto el mejor es el cobre resulta ser un material eficiente y económico que aunque no resulta ser el mejor conductor como lo es la plata no resulta ser un metal con un valor tan elevado.

Otros usos muy comunes en electrónica y eléctrica son construir bobinas, electroimanes y transformadores.

2.2 RESITENCIA

Mayor o menor oposición que presenta un cuerpo al paso de corriente eléctrico.

Su unidad es el ohmio (Ω)

La oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica explica la dificultad que presentan los electrones para sortear los átomos esto viene dado por la naturaleza del material (resistividad), forma y longitud

En donde L es la longitud del cuerpo conductor, S la superficie que presenta al paso de la corrientey ρ un número que de-pende del tipo de material de que se trate, y se llama resistividad. Vemos que cuanto mayor sea L, es decir el numerador, mayor es R, es decir el cociente, como ya sabíamos (a mayor longitud, mayor resistencia). Cuanto mayor es S, o sea el denominador, menor es R (menor cociente), es decir: a mayor superficiede paso de corriente, menor resistencia.

El valor que obtenemos aplicando la fórmula viene expresado en ohmios, que es la unidad fundamentalDe la resistencia y se representa por la letra griega (Ω).

La resistividad de algunos materiales usados en electrónica, expresada en

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ohmios*mm 2 /m es 0,0165 para la Plata, 0.0175 para el Cobre, 0,13El Hierro, 0,12 el Estaño y 0,029 el Aluminio.

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 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)

EFECTO JOULE

El trabajo eléctrico (T) o energía calorífica originada en un conductor por el que cir-cula corriente es proporcional al producto de la resistencia del conductor por el cuadradode la corrientey por el tiempo duranteel que ésta circula.La expresión que recoge la ley de Joule es:T = iDonde:T es la energía en julios (J).R es la resistencia eléctrica.i es la intensidad.t es el tiempo.2· R · t (1.13)En honor de James Joule, la unidad de energía en el sistema internacional (SI) deUnidades de medida recibe el nombre de julio (J).La correspondencia entre la energía calorífica y la energía mecánica es:1 julio = 0,24 caloríasEl julio es una unidad demasiado pequeña cuando se trata de expresar la energíaConsumida en instalaciones domésticas e industriales, por lo que las compañías eléctricasFacturanla energía consumida en kWh.

1 kWh = 1000 W · 3600 s = 3 600 000 julios

RESISTORES

El componente electrónico más simple por su construcción y funcionamiento y más utilizado en los aparatos electrónicos, es el conocido como

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http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm#bobinadas

http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm#metal_glaze

http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm#metal_film

http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm#metal_oxide

http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm#metal_oxide

http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm#carbon_film

http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm#carbon_comp

http://www.lcardaba.com/articles/R_tipos/R_tipos.htm#carbon_comp



resistor o resistencia.

El término resistencia, considerado en un sentido general, es la oposición que se presenta a una acción. En electricidad y electrónica, resistencia es la oposición al paso de la corriente eléctrica.

Existen muchos aparatos en donde se utilizan resistores para convertir energía eléctrica en energía calorífica. Es el caso de las estufas, los hornos, las planchas, los calentadores de agua, etc.

En los aparatos electrónicos, los resistores se encuentran en todo tipo de circuitos y su función principal es controlar el paso de la corriente.

En la fig. 2.2.1 se puede observar el aspecto físico de los tipos más comunes de resistores utilizados en los aparatos electrónicos y los símbolos con los cuales se representan en los diagramas o planos.

Fig. 2.2.1

Al circular corriente eléctrica por un resistor, hay cierta oposición a ella. Esta oposición hace que parte de la energía eléctrica se transforme en calor alrededor del resistor. Este fenómeno se aprecia más en los resistores de los hornos, estufas, planchas eléctricas, etc.

En los resistores utilizados en electrónica, además de su tipo, y su valor en ohmios, se debe tener en cuenta una característica adicional. Esta es la capacidad máxima para expulsar o disipar calor sin que se deteriore o destruya el elemento físico y se mide en vatios.

En la mayoría de los circuitos electrónicos se utilizan resistores de bajo vatiaje como las de 1/8, 1/4, 1/2, 1 y 2 vatios. En las etapas de salida de los amplificadores de alta potencia, es común encontrar resistores de vatiajes altos como 5, 10, 15, 20 y 50 vatios. El tamaño físico de los resistores depende del vatiaje siendo las más grandes las de mayor valor.

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.

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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.

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.

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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



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

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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

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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.

NTC

PTC

2.3 CAPACITORES

Los dispositivos que almacenan cargas eléctricas se denominan CAPACITORES.

Cuando un conductor se carga, es decir, se le comunica una carga eléctrica, adquiere un cierto potencial, que depende de consideraciones geométricas (de su forma). Pues bien;

a la relación entre carga y potencial se le llama CAPACIDAD de ese conductor.

Podemos entonces definir una magnitud llamada CAPACITANCIA o CAPACIDAD, como la relación entre la carga almacenada (Q) y la tensión a la que se encuentra (V).

Escribimos entonces:

C = Q / V

Un conductor que, con la misma carga que otro, adquiera menor potencial, tendrá más capacidad que el segundo, y viceversa.

La unidad de capacidad es el FARADIO. El faradio es una unidad tan sumamente grande que no resulta en absoluto práctica..

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Los submúltiplos del Faradio son:

· El microfaradio (m F) = 0,000001 F. (10-6 F )

· El nanofaradio (nF) = 0,000000001 F. (10-9 F)

· El picofaradio (pF) = 0,000000000001 F. (10-12 F)

Cuando se da la capacidad en "K", no quiere decir Kilofaradio, sino Kilopicofaradio (1000 picofaradios); y como 1000 picofaradios es igual a 1 nanofaradio, cuando alguien nos dice que un capacitor tiene 4K7, nos está diciendo que tiene 4,7 kilopicofaradio, que es lo mismo que decir 4,7 nanofaradio.

En un Capacitor la relación carga / tensión es constante y se llama CAPACITANCIA, y su unidad es el Faradio.

TIPOS DE CAPACITORES:

CAPACITORES FIJOS

Estos capacitores tienen una capacidad fija determinada por el fabricante y su valor no se puede modificar. Sus características

dependen principalmente del tipo de dieléctrico utilizado, de tal forma que los nombres de los diversos tipos se corresponden con los nombres del dieléctrico usado.

De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos:

Cerámicos. Plástico. Mica. Electrolíticos. De doble capa eléctrica.

Capacitores cerámicos

El dieléctrico utilizado por estos capacitores es la cerámica, siendo el material más utilizado el dióxido de titanio. Este material confiere al capacitor grandes inestabilidades por lo que en base al material se pueden diferenciar dos grupos:

Grupo I: caracterizados por una alta estabilidad, con un coeficiente de temperatura bien definido y casi constante.

Grupo II: su coeficiente de temperatura no está prácticamente definido y además de presentar características no lineales, su capacidad varía considerablemente con la temperatura, la tensión y el tiempo de funcionamiento. Las altas constantes dieléctricas características de las cerámicas permiten amplias posibilidades de diseño mecánico y eléctrico.

Las especificaciones de estos Capacitores son aproximadamente las siguientes:

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· Capacitancias en la gama de 0,5 pF hasta 470 nF

· Tensión de trabajo desde 3 V. a 15.000 Volts o más.

· Tolerancia entre 1% y 5%

· Relativamente chicos en relación a la Capacitancia.

· Amplia banda de tensiones de trabajo.

· Son adecuados para trabajar en circuitos de alta frecuencia.

· Banda de tolerancia buena para aplicaciones que exigen precisión.

Capacitores de plástico

Estos capacitores se caracterizan por las altas resistencias de aislamiento y elevadas temperaturas de funcionamiento.Según el proceso de fabricación podemos diferenciar entre los de tipo k y tipo MK, que se distinguen por el material de sus armaduras (metal en el primer caso y metal vaporizado en el segundo).

Según el dieléctrico usado se pueden distinguir estos tipos comerciales:

KS: styroflex, constituidos por láminas de metal y poliestireno como dieléctrico.

KP: formados por láminas de metal y dieléctrico de polipropileno.

MKP: dieléctrico de polipropileno y armaduras de metal vaporizado.

MKY: dieléctrico de polipropileno de gran calidad y láminas de metal vaporizado.

MKT: láminas de metal vaporizado y dieléctrico de teraftalato de polietileno (poliéster).

MKC: makrofol, metal vaporizado para las armaduras y policarbonato para el dieléctrico.

Capacitores de mica

El dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores es la mica o silicato de aluminio y potasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango de frecuencias y alta estabilidad con la temperatura y el tiempo.

Capacitores electrolíticos

En estos capacitores una de las armaduras es de metal mientras que

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la otra está constituida por un conductor iónico o electrolito. Presentan unos altos valores capacitivos en relación al tamaño y en la mayoría de los casos son polarizados.

Podemos distinguir dos tipos:

Electrolíticos de aluminio: la armadura metálica es de aluminio y el electrolito de tetraborato armónico.

Electrolíticos de tántalo: el dieléctrico está constituido por óxido de tántalo y nos encontramos con mayores valores capacitivos que los anteriores para un mismo tamaño. Por otra parte las tensiones nominales que soportan son menores que los de aluminio y su costo es algo más elevado.

Las principales características de los capacitores electrolíticos son:

Capacitancia en la gama de 1uF a 220.000 uF.

Tensiones de trabajo entre 2 y 1.000 V.

Tolerancia entre –20% y +50%, generalmente.

La corriente de fuga es relativamente alta o sea que la aislamiento no es excelente.

Son polarizados, se debe respetar la polaridad.

La capacidad aumenta a medida que el capacitor envejece.

Tienen una duración limitada.

La Capacitancia varía ligeramente con la tensión.

Los capacitores electrolíticos no se usan en circuitos de alta frecuencia, se usan en circuitos de baja frecuencia, uso general y corriente continua.

Capacitor electrolítico: Tiene polaridad, normalmente se marca el negativo con el signo - . El terminal negativo es el de menor longitud.

Hay que asegurarse de no conectar el capacitor entre dos puntos del circuito cuya tensión supere la máxima que soporta el capacitor.

Capacitores de doble capa eléctrica

Estos capacitores también se conocen como supercapacitores o CAEV debido a la gran capacidad que tienen por unidad de volumen. Se diferencian de los capacitores convencionales en que no usan dieléctrico por lo que son muy delgados. Las características eléctricas más significativas desde el punto de su aplicación como fuente acumulada de energía son: altos

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valores capacitivos para reducidos tamaños, corriente de fugas muy baja, alta resistencia serie, y pequeños valores de tensión.

CAPACITORES VARIABLES Y AJUSTABLES

Estos capacitores presentan una capacidad que podemos variar entre ciertos límites. Igual que pasa con las resistencias podemos distinguir entre capacitores variables, su aplicación conlleva la variación con cierta frecuencia (por ejemplo sintonizadores); y capacitores ajustables o trimmers, que normalmente son ajustados una sola vez (aplicaciones de reparación y puesta a punto).La variación de la capacidad se lleva a cabo mediante el desplazamiento mecánico entre las placas enfrentadas. La relación con que varían su capacidad respecto al ángulo de rotación viene determinada por la forma constructiva de las placas enfrentadas, obedeciendo a distintas leyes de variación, entre las que destacan la lineal, logarítmica y cuadrática corregida.

Capacitor Ajustable: Trimmer

Capacitor Variable: Tandem

Ambos Capacitores poseen dieléctrico de aire.

IDENTIFICACIÓN DE CAPACITORES

Vamos a disponer de un código de colores, cuya lectura varía según el tipo de condensador, y un código de marcas, particularizado en los mismos. Primero determinaremos el tipo de condensador (fijo o variable) y el tipo concreto dentro de estos.Las principales características que nos vamos a encontrar en los capacitores van a ser la capacidad nominal, tolerancia, tensión y coeficiente de temperatura, aunque dependiendo de cada tipo traerán unas características u otras.En cuanto a las letras para la tolerancia y la correspondencia número-color del código de colores, son lo mismo que para resistencias. Debemos destacar que la fuente más fiable a la hora de la identificación son las características que nos proporciona el fabricante.

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2.3 INDUCTORES

Un inductor, también llamado una bobina o reactor, es un componente eléctrico de dos terminales pasiva que resiste los cambios en la corriente eléctrica que pasa a través de él. Se compone de un conductor tal como un alambre, por lo general arrolló en una bobina. Cuando una corriente fluye a través de él, la energía se almacena en un campo magnético en la bobina. Cuando la corriente que fluye a través de un inductor cambios, el campo magnético variable en el tiempo induce una tensión en el conductor, de acuerdo con la ley de Faraday de la inducción electromagnética, que por la ley de Lenz se opone al cambio en la corriente que lo creó.

Un inductor se caracteriza por su inductancia, la relación entre la tensión a la tasa de cambio de la corriente, que tiene unidades de henrios. Muchos inductores tienen un

núcleo magnético hecho de hierro o ferrita dentro de la bobina, que sirve para aumentar el campo magnético y por lo tanto la inductancia. Junto con condensadores y resistencias, inductores son uno de los tres elementos de circuito pasivos lineales que componen los circuitos eléctricos. Inductores son ampliamente utilizados en equipos electrónicos de corriente alterna, en particular en equipos de radio. Se utilizan para bloquear el flujo de corriente AC DC al tiempo que permite que pase; inductores diseñados para este propósito son llamados bobinas de choque. También se utilizan en filtros electrónicos para separar las señales de diferentes frecuencias, y en combinación con los condensadores para hacer circuitos sintonizados, que se utilizan para sintonizar la radio y los receptores de televisión.

Inductancia resultados del campo magnético alrededor de un conductor portador de corriente, la corriente eléctrica a través del conductor crea un flujo magnético proporcional a la corriente. Cualquier cambio en la corriente crea un voltaje a través del conductor que se opone al cambio de corriente. V El voltaje en voltios a través de los terminales de un inductor está dada por

donde i es la corriente a través del inductor en amperios y L es la inductancia en henrios. Inductancia es una medida de la cantidad de la fuerza electromotriz generada por unidad de cambio en la corriente. Por ejemplo, un inductor con una inductancia de 1 Henry produce una FEM de 1 voltio cuando la corriente a través de los

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cambios en la tasa de inductor de 1 amperio por segundo.

Inductancia es una propiedad geométrica de un circuito que está determinado por la cantidad de flujo magnético es creado por una corriente dada. Cualquier cable u otro conductor va a generar un campo magnético cuando la corriente fluye a través de él, por lo que cada conductor tiene alguna inductancia. En inductores del conductor tienen forma de aumentar el campo magnético. Devanado del hilo en una bobina aumenta el número de veces que las líneas de flujo magnético vinculan el circuito, el aumento de la inductancia. Los más vueltas, la más alta es la inductancia. Por bobinado de la bobina en un "núcleo magnético" hecho de un material ferromagnético como el hierro, el campo de magnetización de la bobina será inducir magnetización en el material, lo que aumenta el flujo magnético. La alta permeabilidad de un núcleo ferromagnético puede aumentar la inductancia de una bobina por un factor de varios miles más de lo que sería sin ella.

Inductores ideales y reales

En la teoría de circuitos, los inductores se idealizan como la obediencia a la relación matemática anterior precisión. Un "inductor ideales" tiene inductancia, pero hay resistencia o capacitancia, y no se disipa o irradiar energía. Sin embargo inductores reales tienen efectos secundarios que causan su comportamiento a partir de este modelo simple. Tienen la resistencia, y la capacitancia parásita. A altas frecuencias la capacidad comienza a afectar el comportamiento

del inductor, en alguna frecuencia, inductores reales se comportan como circuitos resonantes, llegando a ser uno mismo-resonante. Por encima de la frecuencia de resonancia de la reactancia capacitiva se convierte en la parte dominante de la impedancia. La energía es disipada por la resistencia del alambre, y por las pérdidas en el núcleo magnético debido a la histéresis. A altas corrientes, inductores con núcleo de hierro también muestran la salida gradual del comportamiento ideal debido a la no linealidad causada por la saturación magnética. A frecuencias más altas, la resistencia y las pérdidas resistivas en inductores de crecimiento debido al efecto piel de hilos para bobinas del inductor. Pérdidas en el núcleo también contribuyen a las pérdidas inductor a frecuencias más altas. Un inductor puede irradiar una parte de la energía transformada en el espacio circundante y circuitos, y puede absorber las emisiones electromagnéticas de otros circuitos, participando en las interferencias electromagnéticas. Circuitos y materiales cercanos al inductor tendrán acoplamiento de campo cercano al campo magnético de la bobina, que puede causar la pérdida de energía adicional. Aplicaciones del mundo real inductor pueden considerar los parámetros parásitos tan importantes como la inductancia.

Aplicaciones

Inductores se utilizan ampliamente en circuitos analógicos y procesamiento de señales. Inductores junto con los condensadores y otros componentes forman circuitos sintonizados que puede acentuar o filtrar las frecuencias

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de señal específicos. Las aplicaciones van desde el uso de grandes inductores en fuentes de alimentación, que en conjunción con condensadores de filtro eliminar zumbidos residuales conocidos como el zumbido de alimentación u otras fluctuaciones de la salida de corriente continua, a la pequeña inductancia de la perla de ferrita o un toroide instalado alrededor de un cable a prevenir la interferencia de frecuencia de radio que se transmiten por el cable. Combinaciones de inductor/condensador pequeñas proporcionan circuitos sintonizados utilizados en la recepción de radio y la radiodifusión, por ejemplo.

Dos inductores que han acoplados forma de flujo magnético de un transformador, que es un componente fundamental de cada cuadrícula de energía de la red eléctrica. La eficiencia de un transformador puede disminuir a medida que la frecuencia aumenta debido a las corrientes parásitas en el material del núcleo y efecto de la piel en los devanados. El tamaño del núcleo se puede disminuir a frecuencias más altas. Por esta razón, las aeronaves utilizan 400 hercios actual en lugar de los habituales 50 o 60 hertzios alterna, lo que permite un gran ahorro en el peso de la utilización de transformadores más pequeños. El principio de flujos magnéticos acoplados entre un estacionaria y una bobina de inductor giratorio también se utiliza para producir par mecánico en los motores de inducción, que son ampliamente utilizados en los aparatos y de la industria. La eficiencia energética de los motores de inducción está

influenciada en gran medida por la conductividad del material bobinado.

Un inductor se utiliza como el dispositivo de almacenamiento de energía en algunas fuentes de alimentación en modo conmutado. El inductor es activado por una fracción específica de la frecuencia de conmutación del regulador, y se desactiva durante el resto del ciclo. Esta relación de transferencia de energía determina el voltaje de entrada al cociente de la tensión de salida. Este XL se utiliza en complemento con un dispositivo semiconductor activo para mantener un control muy preciso de tensión.

Inductores también se emplean en sistemas de transmisión eléctricos, los que se utilizan para deprimir voltajes de la caída de rayos y para limitar las corrientes de conmutación y corriente de defecto. En este campo, se les conoce más comúnmente como reactores.

Grandes inductores de valor pueden ser simulados por el uso de circuitos giradores.

Construcción Inductor

Un inductor se elabora normalmente como una bobina de material conductor, típicamente alambre de cobre, envuelto alrededor de un núcleo ya sea de aire o de material ferromagnético o ferrimagnético. Materiales de núcleo con una permeabilidad más alta que la del aire aumentan el campo magnético y la confinan estrechamente al inductor, lo que aumenta la inductancia. Inductores de baja frecuencia se

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construyen como transformadores, con núcleos de acero magnético laminado para evitar corrientes de Foucault. Ferritas "blandos" son ampliamente utilizados para núcleos por encima de las frecuencias de audio, ya que no hacen que las grandes pérdidas de energía a altas frecuencias que las aleaciones de hierro ordinarias lo hacen. Inductores vienen en muchas formas. La mayoría están construidos como el esmalte de alambre recubierto envuelto alrededor de una bobina de ferrita con cable expuesto en el exterior, mientras que algunos encierran el cable completamente en ferrita y se conocen como "blindado". Algunos inductores tienen un núcleo ajustable, que permite el cambio de la inductancia. Inductores utilizados para bloquear frecuencias muy altas se hacen a veces por encadenar un cilindro de ferrita o perla en un alambre.

Inductores pequeños pueden ser grabadas directamente sobre una placa de circuito impreso por colocar la traza en un patrón espiral. Algunos de tales inductores planares utilizan un núcleo plana.

Inductores de valor pequeños también pueden ser construidas en los circuitos integrados utilizando los mismos procesos que se utilizan para fabricar transistores. Interconexión de aluminio se usa típicamente, dispuestas en un patrón de espiral de la bobina. Sin embargo, las pequeñas dimensiones limitan la inductancia, y es mucho más común el uso de un circuito llamado "girador" que utiliza unos componentes de condensadores y activa a comportarse de manera similar a un inductor.

Tipos de inductor

Inductor con núcleo de aire

El término bobina de núcleo de aire describe un inductor que no utiliza un núcleo magnético hecho de un material ferromagnético. El término se refiere a bobinas enrolladas en formas no magnéticas de plástico, de cerámica, o de otro tipo, así como aquellos que tienen sólo aire dentro de los devanados. Bobinas de núcleo de aire tienen inductancia más baja que las bobinas de núcleo ferromagnético, pero se utilizan a menudo a altas frecuencias debido a que están libres de las pérdidas de energía llamadas pérdidas en el núcleo que se producen en los núcleos ferromagnéticos, que aumentan con la frecuencia. Un efecto secundario que puede ocurrir en las bobinas de núcleo de aire en el que el bobinado no está soportada rígidamente en un formulario es 'microfonía': la vibración mecánica de los devanados puede causar variaciones en la inductancia.

Inductor de frecuencia de radio

A altas frecuencias, especialmente las frecuencias de radio, inductores tienen una mayor resistencia y otras pérdidas. Además de causar la pérdida de potencia, en circuitos resonantes que esto puede reducir el factor Q del circuito, la ampliación del ancho de banda. En inductores de RF, que son sobre todo los tipos de núcleo de aire, las técnicas de construcción especializados se utilizan para minimizar estas pérdidas. Las pérdidas se deben a los siguientes efectos:

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Efecto de la piel: La resistencia de un alambre de corriente de alta frecuencia es más alta que su resistencia a la corriente directa debido al efecto de la piel. Radio corriente alterna de frecuencia no penetra profundamente en el cuerpo de un conductor pero viaja a lo largo de su superficie. Por lo tanto, en un alambre sólido, la mayor parte del área de la sección transversal del alambre no se utiliza para conducir la corriente, que es en un espacio anular estrecho en la superficie. Este efecto aumenta la resistencia del alambre en la bobina, que ya puede tener una resistencia relativamente alta debido a su longitud y de diámetro pequeño. El efecto de proximidad: Otro efecto similar que también aumenta la resistencia del cable a altas frecuencias es el efecto de proximidad, que se produce en los cables paralelos que se encuentran cerca uno del otro. El campo magnético individual de vueltas adyacentes induce corrientes parásitas en el alambre de la bobina, lo que hace que la corriente en el conductor se concentre en una tira fina en el lado cercano del alambre adyacente. Como efecto de la piel, esto reduce el área de sección transversal efectiva del alambre conductor de la corriente, el aumento de su resistencia. Capacitancia parásita: La capacitancia entre las vueltas de alambre individuales de la

bobina, llamada capacitancia parásita, no causa pérdidas de energía, pero puede cambiar el comportamiento de la bobina. Cada vuelta de la bobina está a un potencial ligeramente diferente, por lo que el campo eléctrico entre vueltas vecinas tiendas de carga en el cable, por lo que la bobina actúa como si tiene un condensador en paralelo con ella. A una frecuencia lo suficientemente alta esta capacitancia puede resonar con la inductancia de la bobina que forma un circuito sintonizado, causando la bobina para convertirse en auto-resonante.

Para reducir la capacitancia parásita y efecto de proximidad, bobinas de RF se construyen para evitar tener muchas vueltas situadas cerca juntos, paralelos entre sí. Los devanados de las bobinas de RF son a menudo limitadas a una sola capa, y las vueltas están separadas entre sí. Para reducir la resistencia debido al efecto de la piel, en inductores de alta potencia, tales como los usados en transmisores de los devanados se hacen a veces de una tira de metal o tubo que tiene un área superficial más grande, y la superficie es plateado.

Bobinas de nido de abeja: Para reducir el efecto de proximidad y capacidad parásita, bobinas de RF de múltiples capas se enrollan en los patrones en los que las sucesivas vueltas no son paralelas, pero atravesado en un ángulo, los cuales a menudo son llamados panal o bobinas de tejido de cesta.

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Bobinas Spiderweb: Otra técnica de construcción con ventajas similares es espiral bobinas planas. Estos son a menudo enrolladas sobre un soporte aislante plana con radios o ranuras radiales, con el alambre entrando y saliendo a través de las ranuras, los cuales son llamados bobinas de tela de araña. La forma tiene un número impar de ranuras, por lo que las sucesivas vueltas de la espiral mentira en lados opuestos de la forma, el aumento de la separación. Litz alambre: Para reducir las pérdidas de efecto piel, algunas bobinas se enrollan con un tipo especial de alambre de la frecuencia de radio llamado hilo trenzado. En lugar de un único conductor sólido, cable de Litz se compone de varios hilos de alambre más pequeños que llevan la corriente. A diferencia de alambre trenzado ordinaria, las hebras están aislados el uno del otro, para evitar que la piel efecto de obligar a la corriente a la superficie, y se trenzan juntos. El patrón de trenza se asegura de que cada hebra de alambre pasa la misma cantidad de su longitud en la parte exterior de la trenza, por lo efecto de piel distribuye la corriente por igual entre los filamentos, lo que resulta en un área de la conducción de la sección transversal más grande que un alambre de un solo equivalente.

Inductor de núcleo ferromagnético

Inductores de núcleo ferromagnético o con núcleo de hierro utilizan un núcleo magnético hecho de un material ferromagnético o ferrimagnético, tales como el hierro o ferrita para aumentar la inductancia. Un núcleo magnético puede aumentar la inductancia de una bobina por un factor de varios miles, aumentando el campo magnético debido a su mayor permeabilidad magnética. Sin embargo, las propiedades magnéticas del material del núcleo causan varios efectos secundarios que alteran el comportamiento del inductor y requieren la construcción especial:

Pérdidas en el núcleo: Una variable en el tiempo corriente en un inductor ferromagnético, lo que provoca un campo magnético variable en el tiempo en su núcleo, hace que las pérdidas de energía en el material del núcleo que se disipa en forma de calor, debido a dos procesos:

o Corrientes de Eddy: De la ley de inducción de Faraday, el campo magnético variable puede inducir bucles de corriente eléctrica que circula en el núcleo de metal conductor. La energía en estas corrientes se disipa en forma de calor en la resistencia del material del núcleo. La cantidad de pérdida de energía se incrementa con el área interior del bucle de corriente.

o Histéresis: Cambio o invirtiendo el campo

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magnético en el núcleo también causa pérdidas debidas al movimiento de los pequeños dominios magnéticos que lo componen. La pérdida de energía es proporcional al área del ciclo de histéresis en el gráfico de BH del material del núcleo. Materiales de baja coercitividad tienen estrechos lazos de histéresis y pérdidas tan baja histéresis.

Para ambos de estos procesos, la pérdida de energía por ciclo de corriente alterna es constante, por lo pérdidas en el núcleo aumenta linealmente con la frecuencia. Calculadoras en línea de pérdida en el núcleo están disponibles para calcular la pérdida de energía. Uso de insumos tales como tensión de entrada, tensión de salida, corriente de salida, la frecuencia, la temperatura ambiente, y la inductancia de estas calculadoras puede predecir las pérdidas de los inductores de núcleo y AC/CC en base a la condición de funcionamiento del circuito que está siendo utilizado.

No linealidad: Si la corriente a través de una bobina de núcleo ferromagnético es suficientemente alto para que los ácidos grasos saturados de núcleo magnético, la inductancia no se mantendrá constante pero cambiará con la corriente a través del dispositivo. Esto se llama no linealidad y los resultados en la distorsión de la señal. Por

ejemplo, las señales de audio pueden sufrir distorsión de intermodulación en inductores saturados. Para evitar esto, en los circuitos lineales de la corriente a través de inductores de núcleo de hierro se debe limitar por debajo del nivel de saturación. El uso de un núcleo de hierro en polvo con un espacio de aire distribuido permite que los niveles más altos de flujo magnético que a su vez permite un mayor nivel de corriente continua a través del inductor antes de que se satura.

Laminado inductor de núcleo

Inductores de baja frecuencia se hacen a menudo con núcleos laminados para evitar las corrientes de Foucault, el uso de construcción similar a los transformadores. El núcleo está hecho de pilas de hojas delgadas de acero o laminaciones orientadas paralela al campo, con un recubrimiento aislante en la superficie. El aislamiento evita que las corrientes parásitas entre las hojas, por lo que cualquier corrientes restantes deben estar dentro del área de la sección transversal de las laminaciones individuales, reduciendo el área del bucle y reduciendo así las pérdidas de energía en gran medida. Las láminas están hechas de acero al silicio de baja coercitividad, para reducir las pérdidas de histéresis.

Ferrite-core inductor

Para frecuencias más altas, inductores están fabricados con un núcleo de ferrita. La ferrita es un material

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ferrimagnético cerámica que es no conductor, por lo que las corrientes de Foucault no puede fluir dentro de ella. La formulación de ferrita es xxFe2O4 donde xx representa varios metales. Para núcleos inductores se utilizan ferritas blandas, que tienen baja coercitividad y las pérdidas tanto de baja histéresis. Otro material similar se reduce a polvo de hierro cementado con un aglutinante.

En una herida inductor sobre un núcleo en forma de barra recta, las líneas de campo magnético que salen de un extremo del núcleo deben pasar a través del aire para volver a introducir el núcleo en el otro extremo. Esto reduce el campo, porque gran parte de la ruta de campo magnético es en el aire en lugar de el material de núcleo de mayor permeabilidad. Un campo magnético superior y la inductancia se puede lograr mediante la formación del núcleo en un circuito magnético cerrado. Las líneas de campo magnético forman bucles cerrados dentro del núcleo sin dejar el material del núcleo. La forma de uso frecuente es un núcleo de ferrita toroidal o en forma de rosquilla. Debido a su simetría, núcleos toroidales permiten un mínimo del flujo magnético para escapar fuera del núcleo, por lo que irradian menos interferencia electromagnética que otras formas. Bobinas de núcleo toroidal se fabrican de diversos materiales, principalmente de ferrita, hierro en polvo y núcleos laminados.

Inductor variable

Un inductor variable puede ser construido por hacer uno de los terminales del dispositivo de un

contacto de resorte deslizante que puede moverse a lo largo de la superficie de la bobina, aumentando o disminuyendo el número de vueltas de la bobina incluido en el circuito. Una desventaja de este tipo es que el contacto normalmente cortocircuitos uno o más turnos. Estos resulta actuar como un cortocircuito en devanado secundario del transformador, con grandes corrientes que causan pérdidas de potencia. Un método de construcción más ampliamente utilizado es el uso de un núcleo magnético de ferrita móvil, que puede deslizarse en o fuera de la bobina. Al mover el núcleo más lejos en la bobina aumenta la permeabilidad, el aumento de la inductancia. Muchos inductores utilizados en aplicaciones de radio utilizar núcleos ajustables con el fin de ajustar estos inductores a su valor deseado, ya que los procesos de fabricación tienen ciertas tolerancias. A veces, tales núcleos para frecuencias por encima de 100 MHz están hechos de material no magnético altamente conductor tal como aluminio. Ellos disminuyen la inductancia debido a que el campo magnético no debe pasar por ellos.

Otro método para controlar la inductancia sin partes móviles requiere un espacio adicional DC devanado de corriente de polarización que controla la permeabilidad de un material de núcleo saturable fácilmente. Ver amplificador magnético.

En los circuitos eléctricos

El efecto de un inductor en un circuito es oponerse a cambios en la corriente a través de él mediante el desarrollo

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de un voltaje a través de ella proporcional a la tasa de cambio de la corriente. Un inductor ideal sería ofrecer resistencia a una corriente constante, sin embargo, sólo los inductores superconductores tienen resistencia eléctrica realmente cero.

La relación entre la tensión v variables en el tiempo a través de un inductor con inductancia L y la corriente variable en el tiempo i que pasa a través de él se describe por la ecuación diferencial:

Cuando hay una corriente alterna sinusoidal a través de un inductor, una tensión sinusoidal se induce. La amplitud de la tensión es proporcional al producto de la amplitud de la corriente y la frecuencia de la corriente.

En esta situación, la fase de los retardos actuales que los de la tensión por p/2.

Si un inductor está conectado a una fuente de corriente continua con el valor I a través de una resistencia R, y a continuación, la fuente de corriente se cortocircuita, la relación diferencial anterior muestra que la corriente a través del inductor se descarga con un decaimiento exponencial:

Análisis de circuitos Laplace

Cuando se utiliza la transformada de Laplace en el análisis de circuitos, la impedancia de un inductor ideal, con ninguna corriente inicial está representado en el dominio s por:

donde

es la inductancia, y es la frecuencia compleja.

Si el inductor tiene corriente inicial, que puede ser representado por:

la adición de una fuente de tensión en serie con el inductor, que tiene el valor:

donde es la inductancia, y es la corriente inicial en el inductor.

mediante la adición de una fuente de corriente en paralelo con el inductor, que tiene el valor:

donde es la corriente inicial en el inductor. es la frecuencia compleja.

Redes de inductores

Inductores en una configuración en paralelo cada uno tienen la misma diferencia de potencial. Para encontrar su inductancia total equivalente:

La corriente a través de inductores en serie sigue siendo el mismo, pero el voltaje a través de cada inductor puede ser diferente. La suma de las diferencias de potencial es igual a la tensión total. Para encontrar su inductancia total:

Estas relaciones simples son válidas sólo cuando no hay acoplamiento mutuo de los campos magnéticos entre los inductores individuales.

La energía almacenada

Despreciando las pérdidas, la energía almacenada por un inductor es igual a la cantidad de trabajo requerida para

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establecer la corriente a través del inductor, y por lo tanto el campo magnético. Esto está dado por:

en donde L es la inductancia y I es la corriente a través del inductor.

Esta relación sólo es válida para las regiones lineales de la relación de flujo magnético y la relación actual. En general, si uno decide para encontrar la energía almacenada en un inductor de LTI que tiene corriente inicial en un tiempo específico entre y puede utilizar esto:

Que tenemos

donde

Factor Q

Un inductor ideal será sin pérdidas, independientemente de la cantidad de corriente a través del devanado. Sin embargo, típicamente inductores han resistencia del devanado del alambre de metal que forma las bobinas. Dado que la resistencia del devanado aparece como una resistencia en serie con el inductor, se llama a menudo la resistencia en serie. La resistencia en serie del inductor convierte la corriente eléctrica a través de las bobinas en calor, lo que provoca una pérdida de calidad inductiva. El factor de calidad de un inductor es la relación entre su reactancia inductiva a su resistencia a una frecuencia dada, y es una medida de su eficacia. Cuanto más alto sea el factor Q de la bobina, el más se acerca el comportamiento de un ideal, sin pérdidas, el inductor.

El factor Q de un inductor se puede encontrar a través de la siguiente

fórmula, en la que R es su resistencia eléctrica interna y es la reactancia inductiva en la resonancia:

Mediante el uso de un núcleo ferromagnético, la inductancia se incrementa en gran medida por la misma cantidad de cobre, multiplicando los Núcleos Q. Sin embargo también introducen pérdidas que aumentan con la frecuencia. Una calificación de material de núcleo se elige para obtener los mejores resultados para la banda de frecuencia. A frecuencias VHF o superior es probable que se utilice un núcleo de aire.

Inductores enrolla alrededor de un núcleo ferromagnético pueden saturar a altas corrientes, causando una disminución dramática en la inductancia. Este fenómeno se puede evitar mediante el uso de un inductor de núcleo de aire. Un inductor con núcleo de aire bien diseñado puede tener una Q de varios cientos.

Un inductor casi ideal puede ser creado mediante la inmersión de una bobina hecha de una aleación de superconductor en nitrógeno líquido o helio líquido. Este supercools el alambre, haciendo que su resistencia del devanado a desaparecer. Debido a que un inductor superconductor es prácticamente sin pérdidas, se puede almacenar una gran cantidad de energía eléctrica dentro del campo magnético circundante. Tenga en cuenta que para los inductores con núcleos, todavía existen pérdidas en el núcleo.

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Fórmulas Inductancia

La siguiente tabla muestra algunas fórmulas simplificadas para el cálculo de la inductancia aproximada de varias construcciones inductor.

4. CONCLUSIONES

Los componentes electrónicos han venido evolucionando a través del tiempo que cada día, mas pequeños y complejos son los circuitos eléctricos, esto se debe a que los componentes son elaborados con la finalidad de realizar diversas tareas dentro del circuito en el caso de los circuitos integrados su desarrollo ha revolucionado los campos de las comunicaciones, la gestión de la información y la informática. Los circuitos integrados han permitido reducir el tamaño de los dispositivos con el consiguiente descenso de los costes de fabricación y de mantenimiento de los sistemas. Al mismo tiempo, ofrecen mayor velocidad y fiabilidad. Los relojes digitales, las computadoras portátiles y los juegos electrónicos son sistemas basados en microprocesadores. Otro avance importante es la digitalización de las señales de sonido, proceso en el cual la frecuencia y la amplitud de una señal de sonido se codifica digitalmente mediante técnicas de muestreo adecuadas, es decir, técnicas para medir la amplitud de la señal a intervalos muy cortos. La música grabada de forma digital, como la de los discos

compactos, se caracteriza por una fidelidad que no era posible alcanzar con los métodos de grabación directa. De igual manera pasa con los transistores, ha reemplazado casi completamente al tubo de vacío en la mayoría de sus aplicaciones. Al incorporar un conjunto de materiales semiconductores y contactos eléctricos, el transistor permite las mismas funciones que el tubo de vacío, pero con un coste, peso y potencia más bajos, y una mayor fiabilidad.

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Elemetos basicos de circuitos

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