apunts d'electrònica bàsica-part i

Tecnologia 4rt d’ES O

Cinta Prats

1

UNITAT 1 : ELECTRÒNICA Primera part


Cinta Prats

2


Cinta Prats

3

1.INTRODUCCIÓ

L’electrònica s’encarrega de l’estudi i desenvolupament de tot tipus

d’aplicacions les quals el corrent elèctric travessa components semiconductors.

Un semiconductor és un material que es comporta com un aïllant a molt baixa

temperatura , però que presenta certa conductivitat elèctrica a temperatura

ambient essent possible de controlar aquesta conductivitat per mitjà de l'addició

d'impureses.

En qualsevol circuit electrònic tenis tres tipus de dispositius:

2. Components electrònics bàsics

Aquests components són :

• Les resistències : Fixes i Variables

• Els condensadors

• Els díodes

• Els transistors

• El relé

2.1. Les resistències

Les resistències són components que ofereixen oposició al pas de corrent i

produeixen una caiguda de potencial.

D’entrada De procés De sortida

Interruptors Resistències Micròfons Etc

Capaços de realitzar una funció concreta de control sobre les senyals entrada/sortida : Transistots Circuits integrats Etc.

Díodes Leds Relés Brunzidors Etc


Cinta Prats

4

Les característiques que defineixen a la resistència són:

• El VALOR NOMINAL el valor de magnitud, és a dir, els ohms

• La TOLERÀNCIA la diferència entre el valor òhmic nominal i el valor

òhmic real expressada en % . Són els límits o desviacions establerts pel

fabricant.

• La POTÈNCIA :Ens referim a la potència màxima a què pot treballar

sense cremar-se . Depèn de V i I , ja que P = V· I . Es dóna en watts (W).

• L’ESTABILITAT del component depèn de les condicions de treball .

Les resistències les dividim , segons la seva capacitat de variació òhmic en :

resistències fixes i resistències variables.

2.1.1. Resistències Fixes

Són aquelles que tenen sempre un mateix valor òhmic i tenen dos terminals

.Aquest valor òhmic s’obté en modificar les capes de carbó ( quan més capes

més oposició al pas d’electrons)


Cinta Prats

5

Malgrat que fonamentalment existeixen dos subtipus, la carbó i les ens centre

amb les resistències de carbó .

El valor òhmic de les resistències de carbó queden marcades per un codi de

color.

Per calcular la resistència haurem de seguir els següents passos :

Pas 1: Posem la resistència de manera que el color que està més separat

quedi a la dreta .

Pas 2: El primer color correspon a una xifra , en el cas del primer exemple ,

tenim el color marró que correspon al número 1 .

El següent color, el verd, correspon a la xifra 5.

Tot seguit trobem el color vermell , aquest ens indicarà el nombre de zeros que

hem d’afegir, dos zeros

Així doncs, el valor òhmic de la resistència exemple és de 1.500 ΩΩΩΩ, és a dir ,

1,5KΩΩΩΩ , fins aquí el valor nominal . A continuació, últim color , ens indicarà la

TOLERÀNCIA que l’expressarem en % . Quan més petit sigui aquest valor més

precisió, i consegüentment , més cara és la resistència .

La lectura


Cinta Prats

6

Podeu comprovar-ho amb les següents resistències:


Cinta Prats

7

APLICACIÓ – Càlcul d’una resistència en sèrie amb u n LED

Les bateries de telèfon mòbil treballen a 3,5V . El problema és que el LED no

treballa a 3,5V, sinó que treballa a 2,5V .

Per baixar aquest voltatge connectarem una resistència en sèrie al LED .

LED groc de 2,5 V i 10 mA, i bateria de 3,6 V.

Com ja sabeu, quan connectem dos elements en sèrie, el voltatge total es

reparteix entre aquests dos elements,mentre que la intensitat és la mateixa

per ambdós. Si el nostre voltatge total és de 3,5V, i volem que al LED hi hagi

2,5V, sabrem que haurem de connectar una resistència que requereixi 1V

segons les seves característiques .

Seguidament, segons les característiques del LED, sabem que la seva

intensitat és de 1mA, i com que les connexions en sèrie la intensitat és la

mateixa per a tots els rendiments, per la resistència també passaran 10mA. Si

sabem que la resistència que ha de funcionar amb 1V i 10mA( 0,01A) aplicant

la llei d’Ohm podem saber el seu valor :

V = I · R → R = V/I = 1/ 0,01 = 100 Ω

En resum haurem de connectar una resistència de 100Ω en sèrie amb el LED.


Cinta Prats

8

Per MESURAR les resistències a taller utilitzarem un polímetre i connectarem

la resistència amb l’aparell de la següent forma::

2.1. 2.Resistències variables

Aquestes resistències tenen la capacitat de variar o modificar el seu valor

òhmic dins d’un límits . Dins d’aquestes hi ha les resistències variables lineals i

les resistències dependents .


Cinta Prats

9

Resistències lineals o potenciòmetres es basen en una resistència sobre la

qual llisca un contacte mòbil que, segons la posició que ocupa, pot prendre

valors entre el 0 i “R”Ω : Normalment, disposa de tres terminals, el del centre és

el cursor , mentre que els extrems s’alteren de forma que si es presenta un

valor màxim , l’altre serà mínim respecte al terminal central.

Resistències dependents .El valor òhmic variarà en funció de paràmetres,

com per exemple, llum o temperatura .

a) Resistències depenent de la llum LDR ( Light Dep ending Resistor)

Varien la resistència segons la quantitat de llum que incideix sobre ella, és

a dir, augmenta la resistència quan augmenta la foscor ( algunes poden

aconseguir valors superiors als 50KΩ) i disminueix quan s’il·lumina fins

aconseguir valors molt baixos ( de l’ordre de 100Ω)


Cinta Prats

10

b) Resistències depenent de la temperatura NTC : Resistència de

coeficient negatiu de temperatura . Quan augmenta la temperatura de la

mateixa , disminueix el seu valor òhmic .

S’utilitza en aplicacions en automoció : engegada de ventiladors .

c) Resistències dependents de temperatura PTC ( Res istència positiva

de temperatura)

Quan augmenta la temperatura augmenta la resistència .


Cinta Prats

11

d) Resistències dependents de voltatge VDR

Quan augmenta la tensió disminueix el seu valor òhmic i consegüentment,

circula més corrent pels seus extrems .

La seva aplicació, bàsicament, és protegir de les pujades de tensió en un

circuit. Quan es supera la tensió de la VDR la corrent marxa per ella i protegeix

el circuit .

Per finalitzar l’apartat de resistències , exposem una taula de símbols segons

tipus de resistències :


Cinta Prats

12

2.1.3.Càlcul d’associacions de resistències

Les associacions de resistències poden ser : Sèrie, paral·lel i mixta .

I1 = I2 = I3 = ITOTAL VTOTAL = V1+V2+V3

ITOTAL= I1 + I2 + I3 VTOTAL = V1=V2=V3

ASSOCIACIÓ EN SÈRIE

ASSOCIACIÓ EN PARAL·LEL


Cinta Prats

13

EXERCICIS

Calcula la resistència total dels casos anteriors, sabent:

R2 = R4 = R6 = 2 Ω

R1 = R3 = R5 = 3 Ω

ASSOCIACIÓ MIXTA: SÈRIE + PARAL·LEL


Cinta Prats

14

2.2. El condensador

Aquests dispositius estan formats per dos conductors separats per un dielèctric

que són capaços d’emmagatzemar el corrent elèctric. La unitat de mesura

d’aquesta capacitat, són els farads (f) .

Segons el tipus de condensador, tenen marcat el número de farads o bé es pot

saber el seu valor segons un codi de colors .


Cinta Prats

15

2.2.1. Tipus de condensadors

Hi ha diferents tipus de condensadors : ceràmics, electrolítics, de paper, de

mica,variables i ajustables,...


Cinta Prats

16

Segons si el valor de farads és fixe o no els classifiquem:

Condensadors FIXOS

Conden. VARIABLES

Electrolític

NO polaritzats


Cinta Prats

17

A) Condensadors Fixos : Tenen una capacitat fixa que va gravada en

l’encapsulat o amb un codi de colors .A l’hora de connectar-lo del circuit ,

segons com els hem de connectar , tenim dos tipus :

Electrolítics: Presenten una polaritat que cal respectar; un dels seus

terminals està marcat com a pol negatiu i s’ha de connectar sempre a

menys potencial que el positiu .

No polaritzats: El seu dielèctric, que pot ser ceràmic, plàstic, paper o de

mica, no mostra polaritat, motiu pel qual no li cal connectar-lo d’una manera

concreta .

B) Condensadors Variables : Es tan formats per plaques mòbils que es

desplacen en girar un cursor, de manera que varia la superfície enfrontada

de les plaques i consegüentment canvia la capacitat del condensador .

2.2.2.Funcionament d’un condensador

En connectar un condensador amb una pila o generador, la placa connectada

de més potencial cedeix electrons a l’altra, connectada a menys potencial.


Cinta Prats

18

La placa que cedeix electrons, a través d’un circuit, queda carregada amb una

càrrega +q ( pol positiu), i la que els rep queda assoleix una càrrega –q( pol

negatiu).En aquest moment es diu que el condensador es troba carregat . En

aquest moment es diu que el condensador es troba carregat i entre les plaques

del condensador existeix la mateixa diferència de potencial que entre els dos

borns de la pila .

En desconnectar de la pila un condensador carregat i connectar les plaques

entre elles mitjançant un circuit, els electrons que es van desplaçar en el procés

continua fins que les plaques del condensador existeix una diferència de

potencial nul·la . Llavors es diu que el condensador està descarregat .

El comportament dels condensadors depèn del tipus de corrent:

• En CC, el condensador permet el pas de corrent mentre s’està

carregant. Un cop carregat actua com un interruptor obert .

• En un circuit de CA, el condensador sempre ens permet el pas de

corrent, ja que s’està carregant i descarregant constantment a causa

dels canvis de polaritat de la tensió .

APLICACIONS DEL CONDENSADORS

Els condensadors poden actuar com a Acumuladors de càrrega i alimentar

circuits, però, a més , la durada coneguda dels seus processos de càrrega i

descàrrega els fa imprescindibles en els circuits temporitzadors .

Per entendre l’aplicació utilitzarem un circuit amb dos leds :


Cinta Prats

19

En tancat el polsador A , comença a circular corrent pel circuit. El corrent creat

per la pila de 4,5V circula i provoca que el díode LED vermell emeti llum i,

finalment, fa que el condensador es carregui.

Si ara deixem el polsador A i tanquem el polsador B, la pila ja no genera

corrent, motiu pel qual el condensador es descarrega. Els electrons tornen a la

placa original i creen un corrent que provoca que el díode verd emeti llum.

A mesura que el condensador es descarrega, es redueix la intensitat del

corrent de descàrrega fins que finalment el LED verd s’apaga .

Si es prova la durada de la càrrega i la descàrrega i es cronometren tos dos

temps, es pot comprovar que durant el procés de càrrega el llum roman encès

un temps aproximat de, i després s’apaga, i que durant el procés de

descàrrega, el llum s’encén un temps aproximat de t descàrrega = 3· Rd· C .


Cinta Prats

20

Per exemple :

• Calcula el temps que tardarà en carregar-se un condensador de 4700µF

que està en sèrie amb una resistència de 1000Ω .

• Quan de temps donarà llum una bombeta que es connecta a un

condensador una vegada carregat i si la bombeta té una resistència de

2000Ω?

apunts d'electrònica bàsica-part i

Documents