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Todos los componentes electrónicos presentan algún tipo de relación entre la tensión aplicada a sus terminales y la corriente que los atraviesa. Se denominan elementos resistivos a los elementos que disipan energía y que

cumplen que la relación entre la tensión que se aplica a sus terminales y la corriente que los atraviesa pueda ser representada por una gráfica en los ejes cartesianos corriente-tensión figura 43. Esta gráfica genérica está limitada a los cuadrantes primero y tercero ya que la potencia que disipan es positiva.

Figura. 43.-Grafica de un elemento resistivo. [9]

Muchos componentes y dispositivos electrónicos (resistencias, diodos, transistores,...) se comportan como elementos resistivos en determinados ámbitos de operación. Sin embargo, no todos los elementos de circuito son resistivos. Por ejemplo, en los condensadores, la tensión entre terminales es proporcional a la integral de la corriente, mientras que en los inductores, la tensión es proporcional a la derivada de la corriente. La

resistencia lineal ideal es un elemento de circuito cuya característica I-V es una recta que pasa por el origen

figura 45a. Analíticamente esta recta viene dada por la ecuación:

�=�

�

Donde R, denominada resistencia, es la inversa de la pendiente de la recta, y es constante y positiva. A esta ecuación se la conoce como ley de Ohm: la caída de tensión entre los terminales de la resistencia es

proporcional a la corriente que la atraviesa. Su símbolo, el signo de la tensión V, y el sentido de la corriente I, se representan en la figura 44b.

Figura. 44b [9] Figura. 44a [9] Figura. 44.-Grafica de una resistencia y su símbolo [9]

Una interpretación física del concepto de resistencia está implícito en su propio nombre: dificultad al paso de una corriente. Cuando se aplica una tensión entre los terminales, a mayor resistencia menor corriente, y viceversa. Obsérvese en la característica I-V de la resistencia que es un dispositivo simétrico ya que si se invierte el sentido de I también se invierte el de V. Nótese también que cuando la resistencia es nula la característica I-V es una línea vertical que coincide con el eje de ordenadas. Por esto, un interruptor cerrado, se comporta como un cortocircuito, se puede modelar por una resistencia de valor cero. Asimismo, cuando la

resistencia es infinita, su característica I-V coincide con el eje de abscisas, por lo que un interruptor abierto, que se comporta como un circuito abierto, puede modelarse por una resistencia de valor infinito.

La unidad de resistencia es el ohm  resulta:

1 ohm = 1 volt / 1 amper

A la inversa de la resistencia se la denomina conductancia, e indica la facilidad al paso de corriente. Se la

identifica con la letra G y su unidad es el inverso del ohmio –, que se denomina siemens (S): i Gv

Cuando una corriente atraviesa una resistencia, ésta absorbe energía del circuito y la convierte en calor. Este fenómeno se denomina efecto Joule y la potencia convertida en calor recibe el nombre de potencia disipada

por la resistencia:

��=��=�2�=� 2

�

Donde se ha hecho uso de la ley de Ohm. [9]

Clasificación de las resistencias según el material. Hay dos tipos generales de constitución empleados en la fabricación de resistencias, según el material utilizado, y según este, a las resistencias se las clasifica en metálicas y no metálicas.

El material empleado en las primeras tiene generalmente forma de alambre o cinta, y a esta resistencia se las llama resistencia bobinadas.

El alambre es un metal puro ó una aleación que contiene dos o más elementos tales como cobre, hierro, níquel, cromo, cinc y manganeso.

La sustancia empleada en las resistencias no metálicas es el carbón o el grafito, las cuales tiene una elevada resistencia específica. Como el carbón y el grafito se presentan en forma de polvo fino, es necesario añadir una sustancia, llamada normalmente aglomerante, que mantenga unidas las partículas de carbón.

Las resistencias se clasifican según su regulación. A las resistencias se las puede clasificar en 1) fijas, 2) variables, 3) ajustables, 4) con derivaciones, 5) con control automático de resistencia.

Una resistencia fija es aquella cuyo valor no puede cambiarse por medios mecánicos.

Una resistencia variable, normalmente llamada reóstato, es aquella en que se puede variar la resistencia entre

sus terminales.

Una resistencia ajustable es la que se puede ajustar a un determinado valor y después dejarla en este.

Una resistencia con derivaciones es aquella que tiene dos o más valores determinados de la resistencia en el mismo elemento.

Una resistencia con control automático es aquella en la que el valor de resistencia cambia automáticamente

cuando varía la corriente o la temperatura. [10]

3.3.-El condensador (capacitor)

El condensador es un componente electrónico que tiene la propiedad de almacenar carga eléctrica. La tensión entre sus terminales es proporcional a la carga almacenada. A consecuencia de esta propiedad, la corriente que circula a través de él es proporcional a la derivada de la tensión entre sus terminales. Por tanto, a diferencia de los elementos resistivos, su característica no puede representarse en los ejes de coordenadas corriente-tensión. El condensador real suele aproximarse por un elemento de circuito denominado condensador ideal, que se define a continuación.

El condensador ideal

El condensador ideal es un elemento de circuito que tiene la propiedad de almacenar energía en forma de

campo eléctrico, cuando se acumula una carga eléctrica en su interior. Si la carga que almacena es q, la tensión entre sus dos terminales, Vc, viene dada por:

� =�

�

La constante de proporcionalidad C se denomina capacidad. La unidad de capacidad es el faradio (F).

De acuerdo con lo siguiente:

1 faradio = 1 culom / 1 volt

Es decir, un faradio es la capacidad de un condensador que presenta entre sus terminales una tensión de un volt cuando la carga que almacena es de un culom. El símbolo del condensador se representa en la figura 45a. En la figura 45b se representa un dibujo esquemático de un tipo de condensador: el condensador plano. Este

condensador está constituido por dos placas conductoras de igual área A, separadas por un aislante o dieléctrico, de espesor d y permitividad . Además de éste, existen otros tipos de condensadores, tales como los cilíndricos, esféricos,... constituidos también por dos placas conductoras (de forma cilíndrica, esférica,...) separadas por un aislante.[9]

Figura. 45a. [9] Figura. 45b. [9]

Capacitores

El capacitor, también denominado condensador, es un componente electrónico que almacena cargas electrónicas para luego utilízalas en un circuito en el momento adecuado. Está compuesto por un par de placas metálicas llamadas armaduras, separadas por un material aislante denominado dieléctrico. La capacidad de un condensador consiste en almacenar mayor o menor número de cargas cuando está sometido a una tensión. Su unidad de medida es el faradio pero, al ser una magnitud muy grande, se emplean los submúltiplos: micro (µF), nano (nF) y pico (pF).

Sus características son:

Capacidad nominal (Cn): es la capacidad que se espera del condensador.

Tolerancia: es la variación respecto del valor nominal del condensador. Esta dado en porcentual (%)

Coeficiente de temperatura: es la variación del valor del condensador con relación a la temperatura. Se suele expresar en % / °C, es decir, tanto por ciento por grado centígrado.

Tensión máxima de funcionamiento (Vn): es la máxima tensión continua o alterna eficaz que se le puede aplicar al condensador de forma continua y a una temperatura menor a la máxima de funcionamiento.

Tensión de pico (Vp): máxima tensión que se puede aplicar durante un breve intervalo de tiempo. Su valor es superior a la tensión máxima de funcionamiento.

Corriente de fugas (If): pequeña corriente que hace que el condensador se descargue a lo largo del tiempo. Tipos de condensadores

Condensadores cerámicos

El dieléctrico utilizado por estos condensadores es la cerámica, siendo el material más empleado el dióxido de titanio.

Hay dos grupos:

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

Grupo II: en los condensadores de este grupo, el 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.

Condensadores de plástico

Estos condensadores son comúnmente llamados de poliéster, y se caracterizan por las altas resistencias de aislamiento y las elevadas temperaturas de funcionamiento que poseen.

Según su fabricación, se dividen en: Tipo K: armaduras de metal.

Tipo MK: armaduras de metal vaporizado. Según el dieléctrico usado:

KS: constituidos por laminas de metal y poliestireno como dieléctrico. KP: formados por laminas de metal y dieléctrico de polipropileno. MKP: dieléctrico de polipropileno y armadura de metal vaporizado.

MKC: constituidos por makrofol, que es un metal vaporizado para las armaduras y policarbonato para el dieléctrico.

Condensadores electrolíticos

En estos condensadores, una de las armaduras es de metal, mientras que la otra es un conductor iónico o electrolito. Presentan altos valores capacitivos con relación al tamaño.

Hay dos tipos.

Electrolíticos de aluminio Electrolíticos de Tántalo Condensadores de mica

El dieléctrico utilizado en este tipo de condensadores es la mica o silicato de aluminio y potasio. Se caracterizan por bajas perdidas, ancho rango de frecuencias y alta estabilidad con la temperatura y el tiempo. Condensadores de doble capa eléctrica

Estos condensadores también se conocen como súper condensadores o CAEV, debido a la gran capacidad que tienen por unidad de volumen. Se utilizan para altos valores capacitivos en reducidos tamaños.

Condensadores variables

La variación se lleva a cabo a través del desplazamiento mecánico entre las placas enfrentadas. Se emplean fundamentalmente cuando se necesita variar una frecuencia, por ejemplo, en sintonizadores de radio o televisión, o para realizar ajustes finos. [10]

3.4.-La bobina

La bobina es un componente electrónico en el cual la relación entre la tensión en sus terminales y la corriente que circula por ella también sigue una ley diferencial. La expresión matemática de esta ley guarda una relación dual con la del condensador: se puede obtener una a partir de la otra sin más que cambiar corriente por tensión y capacidad por autoinducción. Por esta razón el tratamiento matemático de ambos elementos es muy similar.

La bobina ideal

La bobina ideal, también llamada inductor ideal, es un elemento de circuito que tiene la propiedad de

almacenar energía mediante la creación de un campo magnético, cuando circula una corriente a través de ella. A consecuencia de ello, la relación entre la corriente que la atraviesa y la caída de tensión entre sus terminales viene dada por:

��=� �_��

La constante de proporcionalidad L se denomina coeficiente de autoinducción de la bobina, y su unidad es el

henrio (H).

Es decir, un henrio es el coeficiente de autoinducción de una bobina que presenta entre sus terminales una caída de tensión de un volt cuando la corriente que la atraviesa varía a razón de un amper cada segundo. En la figura 46 se dan el símbolo de la bobina y los sentidos de IL y de VL. [9]

Figura. 46.-Símbolo de una bobina y sentido de I y V. [9]

Bobina

Son componentes pasivos de dos terminales, que generan un flujo magnético cuando se hace circular por ellas una corriente eléctrica. Se fabrican arrollando un hilo conductor sobre un núcleo de material ferromagnético o, simplemente, sin núcleo. Su unidad de medida es el Henrio (H), pero en la práctica se emplean los submúltiplos: mili (mH), micro (µH). Su aplicación principal es como filtro en un circuito. También se las denominan choques.

Bobinas fijas

Dependiendo del formato de su núcleo, podemos dividirlas en:

Núcleo de aire: el conductor se arrolla sobre un soporte hueco y posteriormente se retira. Se utiliza en frecuencias elevadas. Una variante se denomina solenoide y difiere en el aislamiento de las espiras y la presencia de un soporte que no necesariamente tiene que ser cilíndrico.

Núcleo sólido: Poseen valores de inductancia más altos que los anteriores, debido a su nivel elevado de permeabilidad magnética. El núcleo suele ser de un material ferromagnético. Los más usados son la ferrita y el ferroxcube. Cuando se manejan potencias considerables y las frecuencias que se desean eliminar son bajas. Núcleo toroidal: Se caracterizan porque el flujo generado no se dispersa hacia el exterior, ya que por su forma se crea un flujo magnético cerrado, dotándolas de un gran rendimiento y precisión.

Núcleo de ferrita: Normalmente cilíndricos, con aplicaciones en radio. Son muy interesantes desde el punto de vista práctico, ya que permiten emplear el conjunto como antena, colocándola directamente en el receptor.

Bobinas variables

También se fabrican bobinas ajustables. Normalmente, la variación de inductancia se produce por desplazamiento del núcleo. [10]