Un componente electrónico es cualquier dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Cuando estos forman parte de un esquema eléctrico se les identifica con una simbología específica. En las siguientes tablas mostramos las simbologías de los componentes eléctricos más comunes y los utilizados en el taller:
Como funcionan los principales componentes del vehículo.
Tipos de transistores y sus conexiones:
LDR (utilizado en el encendido automático de las luces):
Puente rectificador de corriente (utilizado en el alternador):
Los diodos son unos dispositivos que permiten el flujo eléctrico en un sólo sentido y cada puente rectificador lleva al menos cuatro. Para que la rectificación de la corriente alterna se produzca hay que conectar los cuatros diodos en una disposición específica, llamada configuración de rectificación, que efectivamente termina con una mitad del ciclo de la corriente alterna de entrada y deja pasar sólo la otra mitad a través del puente pero siempre con el polo negativo y el positivo saliendo por los mismos diodos (vea imagen 1).
La señal eléctrica generada es forma de pulsos, la llamada media onda de rectificación (vea imagen 2). Antes de utilizarse es necesario estabilizarla para formar una señal de corriente DC completa, lo que se hace principalmente utilizando condensadores. Finalmente y si es necesario, la señal puede pasar por un amplificador antes de abandonar el puente.
EL RELÉ (utilizado en el automóvil para muchos sistemas de mando):
PUERTAS LÓGICAS:
Las resistencias:
Se denomina resistor al componente realizado especialmente para que ofrezca una
determinada resistencia eléctrica. Por el contrario, la resistencia es el valor óhmico del resistor.
Sin embargo en el lenguaje coloquial y en la práctica, se emplea la palabra resistencia
para designar al resistor. Por esta razón, se utilizará la nomenclatura de resistencia.
En una resistor se distinguen tres características muy importantes, que definen sus condiciones de trabajo y utilización:
Resistencia.
Tolerancia.
Potencia nominal.
La clasificación de las resistencias se realiza según diferentes criterios. Nosotros, de
acuerdo con la utilización en nuestro campo de trabajo, las clasificaremos según su capacidad
de modificar su valor óhmico, en fijas y variables.
CONDENSADORES:
Un condensador, también llamado capacitor, es un componente eléctrico que almacena carga eléctrica, para liberarla posteriormente. También se suele llamar capacitor eléctrico. En la siguiente imagen vemos varios tipos diferentes.
La carga eléctrica es la cantidad de electricidad.
¿Cómo almacena la Carga el Condensador?
Para almacenar la carga eléctrica, utiliza dos placas o superficies conductoras en forma de láminas separadas por un material dieléctrico (aislante). Estas placas son las que se cargarán eléctricamente cuando lo conectemos a una batería o a una fuente de tensión. Las placas se cargarán con la misma cantidad de carga (q) pero con distintos signos (una + y la otra -). Una vez cargado ya tenemos entre las dos placas una d.d.p o tensión, y estará preparado para soltar esta carga cuando lo conectemos a un receptor de salida.
El material dieléctrico que separa las placas o láminas suele ser aire, tantalio, papel, aluminio, cerámica y ciertos plásticos, depende del tipo de condensador. Un material dieléctrico es usado para aislar componentes eléctricamente entre si, por eso deben de ser buenos aislantes. En el caso del condensador separa las dos láminas con carga eléctrica.
La cantidad de carga eléctrica que almacena se mide en Faradios. Esta unidad es muy grande, por eso se suele utilizar el microfaradio, 10 elevado a menos 6 faradios. 1 µF = 10-6 F. También se usa una unidad menor el picofaradio, que son 10 elevado a menos 12 Faradios. 1 pF = 10-12 F.
Esta cantidad de carga que puede almacenar un condensador, se llama Capacidad del Condensador y viene expresada por la siguiente fórmula:
C = q / V
q = a la carga de una de los dos placas. Se mide en Culombios.
V = es la tensión o d.d.p entre los dos extremos o placas o lo que es lo mismo la tensión del condensador. Se mide en voltios.
Según la fórmula un condensador con una carga de 1 Culombio y con una tensión de 1 Voltio, tendrá una capacidad de 1 Faradio. Como ya dijimos antes este condensador sería enorme, ya que 1 Faradio es una unidad de capacidad muy grande (ocuparía un área aproximada de 1.011m2, que en la práctica es imposible).
Podríamos despejar la tensión del condensador en la fórmula anterior y quedaría:
V = q / C
Carga y Descarga de Un Condensador
Un condensador no se descarga instantáneamente, lo mismo que ocurre si queremos pasar en un coche de 100Km/h a 120Km/h, no podríamos pasar directamente, sino que hay un periodo transitorio. Lo mismo ocurre con su carga, tampoco es instantánea. Como veremos más adelante, esto hace que los condensadores se puedan usar como temporizadores.
Vamos a ver como se carga y descarga un condensador partiendo de un circuito muy sencillo, en el que solo tenemos una resistencia de salida R2 y un conmutador, paro cargar o descargar el condensador, dependiendo de su posición. La R1, como ya veremos es para poder controlar el tiempo de carga y se llama resistencia de carga.
Al poner el conmutador tal como está en la posición del circuito anterior, el condensador estará en serie con R2 y estará cargándose.
El tiempo de carga dependerá de la capacidad del condensador y de la resistencia que hemos puesto en serie con él. La resistencia lo que hace es hacer más difícil el paso de la corriente hacia el condensador, por eso cuanto mayor sea esta, mayor será el tiempo de carga. Los electrones que circulan por el circuito irán más lentos hacia el condensador por culpa de la resistencia.
Fíjate en la gráfica del tiempo en función de la tensión del condensador, el condensador se va cargando hasta alcanzar su capacidad máxima al cabo de 5 x R1 x C segundos.
t = 5 x R x C; Tiempo de carga de un condensador.
t = tiempo de carga.
R = resistencia de carga.
C = capacidad del condensador.
¿Qué pasaría si no colocamos la resistencia de carga R1?.
Según la fórmula al ser R1 = 0 , el condensador se cargará instantáneamente, pero no es así, por que el propio condensador tiene una pequeña resistencia, que para los cálculos se considera despreciable frente a R1.
De todas formas no es recomendable cargar un condensador directamente sin resistencia de carga, ya que la corriente de carga podría ser muy alta y dañar el condensador.
Recuerda I = V / R (ley de ohm). Si R es muy pequeña, la I será muy grande. En el caso del condensador la corriente sería I = V / I condensador, como la I del condensador es muy pequeña el condensador se cargará con una I muy grande. Esto podría hacer que los conductores del circuito y el propio condensador no la soportan y se quemen.
¿Qué pasa una vez que el condensador está cargado completamente?.
Una vez que el condensador se ha cargado, ya no necesita más carga de la batería y por lo tanto se comportaría como un interruptor abierto. entre los dos extremos del condensador tendríamos una d.d.p, la del condensador, pero no habría circulación de corriente a través de él, es decir la I por el condensador será 0 amperios, pero sí tendrá voltaje o tensión.
En el circuito anterior al cabo de un tiempo el condensador se habrá cargado y la batería no suministra más corriente al condensador, el condensador estará cargado y actuará como un interruptor abierto. Ojo en el momento que cambiemos la posición del conmutador, el condensador se descarga sobre R2 y si que circulará corriente a través de el. Esto lo vemos a continuación.
Como ves en el esquema, hemos cambiado la posición del conmutador y ahora la carga del condensador se descarga sobre la resistencia de salida R2.
Igual que antes, esta descarga no será instantánea, dependerá de la R2 de salida y de la capacidad del condensador. La fórmula para la carga y descarga del condensador es la misma. A mayor R2 mayor tiempo de descarga.
t = 5 x R x C; Tiempo de descarga de un condensador.
t = tiempo de descarga.
R = resistencia de salida. (ojo este valor, en este caso, será el de R2 en lugar de R1)
C = capacidad del condensador.
Si además de la R2 pusiéramos otro receptor, por ejemplo un led o una lámpara, podríamos controlar el tiempo que estará encendido. ¿Cuál será este tiempo? Pues será el tiempo que dure la descarga a través de R2 y del Led o lámpara. Además si la R2 fuera un potenciómetro (resistencia variable), podríamos variar el tiempo de descarga cambiando el valor de la resistencia del potenciómetro. ¡¡¡Hemos construido un temporizador!!!. Aquí tienes el circuito:
De la misma forma que no es recomendable cargar un condensador sin R1, tampoco lo es descargarlo directamente sin R2, estaríamos provocando un cortocircuito, con un I muy grande de descarga y por lo tanto también podríamos quemar el condensador.
El Condensador como Filtro
Fíjate en el siguiente circuito:
Tenemos un condensador en paralelo con una resistencia, alimentados por una corriente alterna (fíjate en la forma de las ondas en el dibujo). Expliquemos qué pasa en este circuito.
En el instante inicial el condensador está descargado y la tensión de alimentación lo carga. Al cabo de un tiempo el condensador estará completamente cargado. ¿Qué pasa ahora? Ahora el condensador comienza a descargarse por RL, pero casi nada más empezar a descargarse, el generador de alterna lo detecta y empieza a cargar otra vez el condensador. El condensador nunca llegará a descarga por completo.
La Tensión en Rl o de salida, al estar en paralelo con el condensador, será la misma que tenga el condensador, por eso la onda de la tensión de salida será la de la gráfica de la derecha, una onda rectificada, de tal forma que solo tendrá la cresta de la onda. Esto se usa, por ejemplo, para una fuente de alimentación o en los rectificadores de media onda.
Tipos de Capacitores
Los condensadores o capacitores se clasifican según el dieléctrico que utilizan. Ya vimos antes los tipos. El tipo no es muy importante, aunque los más utilizados son los electrolíticos, los de papel, los de aire y los cerámicos.
Los electrolíticos son condensadores que tienen polaridad, es decir tienen positivo y negativo fijos para su conexión. No se puede cambiar la polaridad en sus patillas.
El material más usado para la fabricación de condensadores es el Tantalio, por su gran capacidad de almacenamiento y su poder de miniaturización, condensadores muy criticados por ser un mineral que procede del coltán, material que por su explotación, provoca muchas muertes en el Congo (sigue el enlace subrayado en rojo si quieres saber más sobre el coltan).
Ojo los condensadores electrolíticos están formados por una disolución química corrosiva, por eso siempre hay que conectarlos con la polaridad correcta. Tienen una patilla larga y una corta, la larga siempre debe ir al positivo y la corta al negativo.
También se pueden clasificar como fijos y variables. Los fijos tienen una valor de la capacidad fija y los variables tienen una capacidad que se puede ajustar.:
Los símbolos usados en los circuitos en función del tipo de condensador:
Código de los Condensadores
Los condensadores tienen un código de colores, similar al de las resistencias, para calcular el valor de su capacidad, pero OJO en picofaradios (10-12 Faradios).
El primer color, nos dice el valor de la primera cifra de la capacidad, el segundo el de la segunda y el tercero el del factor de multiplicación, que es 10 elevado al número del código del color.
El cuarto color nos indica la tolerancia, el porcentaje que puede variar del valor teórico (el sacado de los 3 primeros colores) de su capacidad. Por ejemplo 10%, 20%, etc.
Si un condensador tiene un valor de 1000pF y una tolerancia del 10%, quiere decir que el valor real puede oscilar entre un 10% mas o un 10% menos. Podría valer entre 900 y 1100 pF, aunque normalmente se ajustan bastante al valor teórico, en este caso 1000pF.
El quinto color nos indica la tensión de trabajo del condensador, es decir tensión a la que se carga.
Sabiendo el valor de los colores, veamos un ejemplo:
¿Que valor tendría un condensador con los siguientes colores verde-azul-naranja?
Verde = 5; azul = 6, Naranja = 3; por lo tanto tendrá una capacidad = 56 x 103 picofaradios = 56000 pF = 56 nF.
Si te ha quedado alguna duda fíjate en este otro ejemplo:
Hay otro código que se usa en los condensadores es el llamado código japonés o código 101. Este código lleva 3 números.
Imagina que ves un condensador como el de la figura, un condensador llamado condensador 104:
Este condensador lleva el código Japonés. Los 2 primeros dígitos hay que multiplicarlos por 10 elevado al tercer dígito (llamado multiplicador) para calcular su capacidad, en picofaradios (10-12 Faradios). En este ejemplo sería 10 x 104 picofaradios = 0.1 microfaradios.
Este condensador se llamaría condensador cerámico 104.
También se usa el código de letras, en lugar de banda de colores se imprimen en el propio condensador unas letras y números. Por ejemplo la letra K indica cerámico, pero el resto de letras nos indica la tolerancia. Al final o al principio aparece un número que es el valor de la capacidad o de la tensión.
Por poner un ejemplo, pero hay muchos diferentes, si vemos un condensador marcado con las letras 47J, la J indica tolerancia del 5% y el número 47 quiere decir 47 pF.
Otro ejemplo 4p7M; el 4p7 indica 4,7pF y la letras M tolerancia 20%.
Hay tantas formas diferentes que no merece la pena aprenderse este código de letras.
Condensadores en Serie
La tensión total es la suma de las tensiones de los 2 condensadores:
Vt = V1 + V2; en el caso del circuito de la figura Vab será la total.
Recuerda que V1= q/C1, con esta fórmula podríamos sustituir las V en la anterior.
La capacidad total de todo los condensadores en el circuito en serie sería:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3.... hasta el número total de condensadores que tengamos conectado en serie.
Condensadores en Paralelo
En este caso la tensión de carga de cada condensador es igual a la de la batería por estar en paralelo:
Vab = V1 = V2 = V3 .......
La carga total almacenada en el circuito con todos los condensadores sería la suma de las cargas de todos los condensadores:
Ct = C1 + C2 + C3 .......
DIODOS:
El diodo es un componente electrónico y su característica mas importante es: según sea polarizado se comporta como un circuito cerrado (cortocircuito) o como un circuito abierto.
Los diodos se utilizan para distintas funciones, la principal como rectificador de corriente (usado en el alternador).
También se utiliza como protección de polarizaciones incorrectas en la conexión de algún receptor (motores, reles, etc.)
Lógicamente en en el interior de las diversas unidades de mando está unipresente, pero el
diodo también se utiliza cuando se quiere que la corriente fluya únicamente en un sentido en parte de la instalación o sobre todo como elemento rectificador en el puentes rectificador de alternador del circuito de carga.
DIODO ZENER:
Al igual que un diodo normal, deja pasar la corriente cuando está directamente polarizado.
Pero cuando se le polariza inversamente, el diodo conduce, dejando pasar toda la corriente
inversa al llegar a una cierta tensión, denominada tensión de zéner y manteniendo constante dicha tensión.
Ante una polarización directa, el diodo zéner funciona como un diodo normal.
Al conectar el diodo zéner polarizado inversamente, el diodo se comporta como un diodo normal, siempre y cuando la tensión aplicada sea inferior a la tensión zéner.
Si mantenemos la polarización inversa del zéner y aumentamos la tensión aplicada hasta superar el valor de la tensión zéner, observamos como el diodo permite el paso de corriente, intentando que entre sus extremos exista una diferencia de tensión igual al valor de la tensión zéner.
Los diodos zéner se utilizan en distintos circuitos electrónicos como limitadores y estabilizadores de tensión.
DIODO LUMINOSO LED:
Son diodos que emiten luz al paso de la corriente, los hay de distinto tamaño y color, tenemos que tener la precaución de respetar la polaridad ya que si lo colocamos al revés no lucirá como diodo que es, para distinguir la polaridad una de las patillas es más larga que la otra para indicarnos que es el positivo.
El diodo LED (Diode Emisted Light) para su buen funcionamiento debe estar conectado entre 1,7 a 2,5 V, y le tiene que recorrer una corriente de unos 10 mA.
Si está sometido a más tensión termina por fundirse y si se coloca a una tensión menor la luz que emite es pobre.
Para conectarlo a una fuente de 12 V se coloca una resistencia en serie de aproximadamente 1 KW.
CABLES:
Todos estos cables son utilizados para mandar las ordenes de los mandos a los consumidores, suministrar corriente a las diversas partes del vehículo,...
Esperemos que os resulte interesante.
Un cordial saludo
Jonatan Gonzalez
