Electrónica

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Conceptos básicos

Unidades básicas
Valor		Prefijo	Abreviatura
1,000,000,000,000	10¹²	Tera	T
1,000,000,000	10⁹	Giga	G
1,000,000	10⁶	Mega	M
1,000	10³	Kilo	K
0.001	10^-3	Mili	m
0.000001	10^-6	Micro	µ
0.000000001	10^-9	Nano	n
0.000000000001	10^-12	Pico	p

Resistencias

Uno de los componentes pasivos básicos en la electrónica son las resistencias. Su unidad de medida es el ohmio (Ω) y se caracterizan porque la tensión instantánea aplicada es proporcional a la intensidad que circula por ellas. A la derecha tenemos las diferentes formas de representar las resistencias en los esquemas electrónicos. Podemos ver tanto las resistencias fijas como las variables o potenciómetros.

A continuación tenemos unos cuantos tipos de resistencias, hay resistencias fijas, variables o también llamadas potenciómetros y otras que varían con la cantidad de luz que incide sobre ellas (resistencias LDR) o con la temperatura (las NTC disminuyen su resistencia con el aumento de temperatura y las PTC que aumentan la resistencia conforme aumenta su temperatura).

Tipos de resistencias

¼ω	½ω	1ω	2ω	SMD (Surface Mount Device)

Potenciómetro	Ajustable	LDR (variable con la luz)	NTC/PTC (Variable con la temperatura)

El valor de las resistencias viene dado por un código de colores impreso en ellas. Este código de colores es un conjunto de cuatro bandas de las cuales las dos primeras se corresponden con dos números, la tercera es un multiplicador y la cuarta la tolerancia. Algunas resistencias tienen cinco bandas que corresponden con tres números, un multiplicador y la tolerancia. A continuación tenemos la tabla con los códigos de colores:

Cuadro de colores de las resistencias
Color		Valor	Multiplicador	Tolerancia
COLORIN	Negro	0	x10⁰
COLORIN	Marrón	1	x10¹	±1%
COLORIN	Rojo	2	x10²	±2%
COLORIN	Naranja	3	x10³
COLORIN	Amarillo	4	x10⁴
COLORIN	Verde	5	x10⁵	±0.5%
COLORIN	Azul	6	x10⁶	±0.25%
COLORIN	Violeta	7	x10⁷	±0.1%
COLORIN	Gris	8	x10⁸
COLORIN	Blanco	9	x10⁹
COLORIN	Oro		x10^-1	±5%
COLORIN	Plata		x10^-2	±10%
	Sin color			±20%

Por lo tanto una resistencia de 100K y 10% de tolerancia tendrá el código de colores marrón (1), negro (0), amarillo (x10000) y plata. De la misma forma una resistencia con código de colores rojo, rojo, negro, oro será una resistencia de 22 ohmios y el 5% de tolerancia. Otro parámetro que también debemos tener en cuenta a la hora de diseñar el circuito es la potencia (ω) que es capaz de soportar sin quemarse, valores típicos son 1/4ω y 1/2ω.

También podemos encontrar resistencias sin código de colores como las de montaje sobre superficie. Esta codificación se llama RKM y consiste en sustituir el punto decimal por una R, el separador de millar por una K y el de millones por una M. Por ejemplo R47 corresponde a una resistencia de 0.47Ω, 4R7 es una resistencia de 4.7Ω, 4K7 sería una resistencia de 4700Ω y 4M7 es una resistencia de 4700000Ω.

Lógicamente no se fabrican resistencias de todos los valores posibles por lo que existen unos valores normalizados para las diferentes tolerancias. Para conseguir diferentes valores podemos conectar varias resistencias en serie, en paralelo o en una combinación de ambas.

Resistencias en serie

Las resistencias puestas en serie son equivalentes a la suma de sus resistencias, de esta forma la resistencia equivalente R_e de la figura será igual a R₁+R₂+R₃.

Resistencias en paralelo

La inversa de la resistencia equivalente Re de tres resistencias puestas en paralelo es igual a la suma de la inversa de la resistencia de cada una de ellas, dicho de otro modo 1/R_e es igual a 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃.

Combinación de resistencias

De la misma forma que se calculan las resistencias en serie o en paralelo podemos calcular la combinación de ambas simplemente descomponiendo el circuito en ramas. Así pues el circuito de la figura lo podemos descomponer en varias ramas: R₁ y R₂ que están en paralelo con una resistencia equivalente 1/R₁₂ igual a 1/R₁ + 1/R₂, otra rama que es R₁₂ en serie con R₃ resistencia equivalente R₁₂₃ igual a R₁₂ + R₃ y una ultima rama R_e que es R₁₂₃ en paralelo con R₄ de forma que 1/R_e es igual a 1/R₁₂₃ + 1/R₄.

Condensadores

Los condensadores son dispositivos capaces de almacenar energía, su unidad de medida es el Faradio (F) aunque en la práctica se usan valores mucho más pequeños como microfaradios (µF) o picofaradios (pF) ya que el faradio es una unidad de medida demasiado grande.

En la tabla siguiente tenemos varios tipos de condensadores que obedecen fundamentalmente al proceso de fabricación. Los de mayor capacidad son los electrolíticos y su característica más importante es que tienen polaridad, conectarlos erróneamente puede hacerlos explotar.

Tipos de condensadores

Cerámico	Cerámico multicapa	Poliester	MKT	Tántalo

Electrolítico	SMD (Surface Mount Device)	Styroflex	Ajustable

La capacidad se representa de difentes formas según el tipo de condensador. En los condensadores electrolíticos la capacidad viene impresa directamente por lo que no tendremos ningún problema a la hora de identificarlos. Los cerámicos y los de tántalo tienen un código de tres cifras y una letra de las cuales las dos primeras son dígitos, la tercera es un multiplicador y la cuarta es la tolerancia. Hay que destacar que en estos condensadores la capacidad viene expresada siempre en picofaradios (pF).

Códigos de los condensadores cerámicos y de tántalo
Multiplicador		Tolerancia
Número	Multiplicador	Letra	Tolerancia
0	x1	F	±1%
1	x10¹	G	±2%
2	x10²	H	±3%
3	x10³	J	±5%
4	x10⁴	K	±10%
5	x10⁵	M	±20%
6		S	+50% -20%
7		Z	+80% -20%
8	x10^-2	P	+100% -0%
9	x10^-1

Con estos datos podemos saber que un condensador cerámico con una leyenda impresa 473Z correspondería con una capacidad de 47000pF y una tolerancia de +80% a -20%. De la misma forma un condensador de 100000pF (100nf) con una tolerancia de +100% a -0% tendría impreso el número 104P.

Algunos condensadores indican su capacidad con un código de colores similar al de las resistencias, este valor siempre viene indicado en picofaradios (pF). Siempre tendrán por lo menos tres bandas de las cuales las dos primeras son cifras y la tercera un multiplicador. Si existen más bandas, la cuarta es la tolerancia y la quinta la tension de trabajo del condensador.

Cuadro de colores de los condensadores
Color		Valor	Multiplicador	Tolerancia (C>10pF)	Tolerancia (C<10pF)	Tensión máxima
COLORIN	Negro	0	0	±20%	±1pF
COLORIN	Marrón	1	x10¹	±1%	±0.1pF	100v
COLORIN	Rojo	2	x10²	±2%	±0.25pF	250v
COLORIN	Naranja	3	x10³
COLORIN	Amarillo	4	x10⁴			400v
COLORIN	Verde	5	x10⁵	±5%	±0.5pF
COLORIN	Azul	6	x10⁶			630v
COLORIN	Violeta	7	x10⁷
COLORIN	Gris	8	x10⁸
COLORIN	Blanco	9	x10⁹	±10%	±1pF

De igual forma que no se fabrican resistencias de todos los valores posibles, existen una serie de valores normalizados de condensadores. Para conseguir valores distintos a los normalizados podemos combinarlos en serie, paralelo o una combinación de ambas. La capacidad equivalente se calcula justo al revés que con las resistencias: las resistencias serie se calculan como los condensadores en paralelo y las resistencias en paralelo se calculan igual que los condensadores en serie.

Condensadores en serie

El condensador equivalente C_e de una serie de condensadores C₁, C₂ y C₃ se calcula de forma que 1/C_e es igual a 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃. Como hemos dicho antes corresponde con el cálculo de las resistencias en paralelo.

Condensadores en paralelo

Los condensadores en paralelo actúan como un solo condensador con capacidad igual a la suma de las capacidades individuales, así pues C_e es igual a C₁ + C₂ + C₃, igual que el cálculo de las resistencias en serie.

Combinación de condensadores

Para calcular el condensador equivalente de una combinación de éstos actuaremos de igual forma que con las resistencias, dividiremos el circuito en ramas haciendo cálculos parciales. El circuito de la figura se puede dividir en tres ramas: la primera C₁ y C₂ en paralelo por lo que C₁₂ equivale a C₁ + C₂, la segunda rama es C₁₂ en serie con C₃ así que tenemos que 1/C₁₂₃ es igual a 1/C₁₂ + 1/C₃, la última rama es C₁₂₃ en paralelo con C₄ de forma que la capacidad total del sistema C_e es C₁₂₃ + C₄.

Diodos

El diodo es un dispositivo que se comporta como un interruptor cerrado si se polariza directamente y como un interruptor abierto si se polariza de forma inversa. Los diodos más populares son los que se fabrican mediante una unión P-N semiconductora.

Las aplicaciones típicas de los diodos son la rectificación de señal (diodos rectificadores) y la estabilización de tensión (diodos zéner) aunque también disponemos de diodos emisores de luz (diodos led).