miércoles, 9 de febrero de 2011

Codigo de Colores, Capacitores y Transformadores.

Introducción:

Para poder hablar del código de colores, capacitores no electrolíticos y los tipos de transformadores al igual que las aplicaciones de cada uno, primero tenemos que entender cómo funciona cada uno.

Ionización, es el efecto de un átomo que pierde un electrón, le falta una carga negativa, por lo que se vuelve positivo. En este caso, el átomo al que le falta un electrón es un ion positivo.

En la mayoría de los metales, los átomos están perdiendo y ganando electrones libres constantemente. Puede considerarse que están sufriendo ionizaciones constantes. En estas condiciones, el metal es un buen conductor, ya que no opone gran resistencia al movimiento progresivo de electrones libres a lo largo de un conductor.

La resistencia que un material conductor presenta a la corriente, depende de cuatro factores físicos:

1.- El tipo de material del que está hecho. (Plata, hierro, etc.).

2.- La longitud (a mayor longitud, mayor resistencia).

3.- El área de la sección transversal del conductor. (a mayor área, menor resistencia).

4.- La temperatura (a mayor temperatura, mayor resistencia, excepto para el carbón)

Mientras el condensador o capacitor es una de las partes más frecuentemente utilizadas en radio y electrónica. Un condensador tiene la facultad de retener una carga de electrones. El numero de electrones que puede almacenar con una determinada presión eléctrica, es una medida de su capacidad.

Dos placas metálicas separadas por una sustancia no conductora intercalada entre ellas, forman un condensador simple.

Objetivo:

El objetivo de esta investigación es aprender el código de colores y su aplicación, observar la variedad de capacitores dentro del campo de la electrónica y eléctrica al igual que confirmar y mejorar los conocimientos de los diferentes transformadores que existen y como se utilizan.


Procedimiento:

Primero que nada se busco en fuentes de información como son los libros, posteriormente se consulto el internet en diferentes webs.

Se le dio lectura a los documentos y se obtuvo la información más relevante, después se interpreto por el alumno poniendo una síntesis de los documentos encontrados.

El código de colores se confirmo con una resistencia, y los capacitores fueron estudiados en “electrolíticos y no electrolíticos”


Resultados:

Código de colores para resistencias:

En muchos casos, las resistencias no llevan impreso su valor. En cambio, están pintadas de colores con arreglo a un código. Es preciso que el técnico se familiarice con este código, pues los mismos colores, tienen los mismos valores cuando se aplica el código a partes de otro tipo. En el código de colores para resistencias, se han utilizado dos métodos. Uno de ellos es el del método de las tres franjas; el otro, es el cuerpo –extremo-punto.

Las resistencias cuerpo-extremo-punto ya no se utilizan, pero los aparatos existentes pueden contener algunas de estas resistencias. En ambos métodos, se emplea el mismo código de colores.

Color.

Numero.

Castaño (café).

1

Rojo.

2

Naranja.

3

Amarillo.

4

Verde.

5

Azul.

6

Violeta (Morado).

7

Gris.

8

Blanco.

9

Negro.

0


Para leer el valor de una resistencia según el código de colores de las tres franjas, se empiécese por la franja más próxima al extremo de la resistencia.

La primera franja es la primera cifra.

La segunda franja es la segunda cifra.

La tercera franja son los números de ceros que siguen a la segunda cifra.

Si en la resistencia no hay más franjas, significa que el valor de la resistencia con arreglo al código de colores es correcto con una tolerancia del 20 por 100. Si se utiliza una cuarta franja, la tolerancia es del 10 por 100 si es de plata y del 5 por 100 si es de oro.



Si la primera franja tiene anchura doble, la resistencia es de alambre en vez de carbón.

En ocasiones, encontraremos resistencias con una tercera franja oro o plata. El oro indica que para hallar la resistencia, hay que multiplicar las dos primeras cifras por 0,1 (Amarillo, violeta, Oro = 4.7 Ω) La plata indica que hay que multiplicarla por 0,01 (Verde, azul, plata = 0.56 Ω)

El código de cuerpo-extremo-punto se lee en dicho orden. Si el punto no es visible, se supone que le corresponde el mismo número que al cuerpo.


Condensadores:


*Capacitores fijos:

Estos se diferencian entre si por el tipo de dieléctrico que utilizan. Materiales comunes son: la mica, plástico y cerámica y para los capacitores electrolíticos, óxido de aluminio y de tantalio.

Hay de diseño tubular, y de varias placas y dieléctrico intercalados.

El diseño de múltiples placas es un diseño para aumentar el área efectiva de la placa.

Entre placa y placa se coloca el aislante y se hace una conexión de placa de de por medio, como si fueran capacitores en paralelo.

*Capacitores variables:

- Capacitores variables giratorios: Muy utilizado para la sintonía de aparatos de radio. La idea de estos es variar con la ayuda de un eje (que mueve las placas del capacitor) el área efectiva de las placas que están frente a frente y de esta manera se varía la capacitancia. Estos capacitores se fabrican con dieléctrico de aire, pero para reducir la separación entre las placas y aumentar la constante dieléctrica se utiliza plástico. Esto hace que el tamaño del capacitor sea menor.

- Capacitores ajustables "trimmer": Se utiliza para ajustes finos, en rangos de capacitancias muy pequeños. Normalmente éstos, después de haberse hecho el ajuste, no se vuelven a tocar. Su capacidad puede variar entre 3 y 100 picoFaradios. Hay trimmers de presión, disco, tubular, de placas.


1.- Dieléctrico de vacío:

Sin fugas prácticamente. Se construyen en los tipos fijo y variable. Trabaja con tenciones de 5 000 a 50 000 V. Capacidades de 5 a 250 pF. Relativamente eficaces hasta bien por encima de 1000 MHz, utilizados principalmente en transmisores.

2.- Dieléctrico de aire:

Muy poca fuga, excepto a través de los aisladores que sujetan las placas. Se construyen en los tipos fijo, ajustable y variable. Se emplean en aplicaciones de baja y alta tensión, tanto en receptores como en trasmisores. Gran variedad de formas y de rangos de capacidad, tanto para los fijos como para los variables. La capacidad raramente es mucho mayor que 400 pF. Pueden utilizarse hasta más de 1000 MHz. Los condensadores variables de aire son los elementos de sintonía usuales en receptores y transmisores.

3.- Dieléctricos de mica:

Muy poca fuga, excepto a través del material que encierra las placas y el dieléctrico. Se construyen en los tipos fijo y ajustable. El rango de tensiones de trabajo va de 350 a varios miles de voltios, dependiendo del espesor del dieléctrico utilizado. Capacidades de 1,5 pF a 0,1 µF. Se emplean en circuitos RF hasta más de 300 MHz, aunque el rendimiento disminuye por encima de los 10 MHz. Los tipos fijos se emplean como condensadores de paso RF, etc. Los tipos ajustables se emplean como padders o trimmers. Los condensadores de mica plateada tienen un valor dentro del 5 por 100 de su capacidad especificada y tienden a mantener una capacidad constante incluso en condiciones adversas de funcionamiento.


Padders o trimmers son capacitores ajustables y están construidos de una pequeña carcasa de baquelita o plástico, y posee dos o más placas metálicas con separador de mica entre cada una de ellas. Todo el conjunto es "apretado" por un tornillo central, que según su ajuste da más o menos capacidad al acercar o alejar las placas entre sí. El padder es más grande que el trimmer.

4.- Dieléctrico de cerámica:

Poca fuga. Tipos fijo y ajustable. Capacidades de 1,5 pF a 0,01 µF para los tipos fijos. Hasta 100 pF para los tipos ajustables. Tensiones de trabajo de 500 V aproximadamente. Utilizables hasta más de 300 MHz con buen rendimiento. Sustituyen a los condensadores de mica en muchos circuitos.

5.- Dieléctrico de papel:

Utilizan papel impregnado de aceite. Relativamente poca fuga cuando son nuevos. Si se humedecen, la fuga se vuelve muy grande y el dieléctrico se carboniza a tenciones bajas. Tipo fijo únicamente. Rango de capacidades de 10 pF a 10 µF.

Tensiones de trabajo de 150 a varios miles de voltios, dependiendo del espesor del papel. Eficientes hasta 1 ó 2 MHz. Por encima de esta frecuencia, su rendimiento disminuye rápidamente debido a la fatiga dieléctrica y a la histéresis.

La histéresis es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenómeno. Por extensión se aplica a fenómenos que no dependen sólo de las circunstancias actuales, sino también de cómo se ha llegado a esas circunstancias.


6.- Electrolíticos:

Fuga considerable, particularmente, si se utiliza con tensiones por encima del valor especificado. Tipo fijo únicamente. El rango de capacitancia va de pocos a miles de microfaradios. Tensiones de trabajo de 6 V a unos 700 V. Normalmente polarizados, exigiendo que su terminal positivo se conecte con el terminal positivo del circuito. Se secan y pierden la capacidad. Cabe esperar una vida limitada. Aplicables solamente a circuitos c-c o circuitos que la componente C-C es mayor que la componente c-a.

Transformadores:

Uno de los componentes, o partes, de más frecuente empleo en la electricidad, electrónica y radio, es el transformador. La palabra misma indica que se emplea para transformar, o cambiar algo. En la práctica, puede utilizarse un transformador para elevar o reducir tenciones c-a, para producir una elevada corriente alterna de baja tensión a partir de una fuente de alta tensión y baja corriente, o para cambiar la impedancia de un circuito en otra impedancia que resulte la mejor para transferir energía de un circuito a otro.

En su forma más simple, un transformador consta de un alambre primario y otro secundario paralelos entre sí. Las únicas partes de los circuitos primario y secundario que se consideraran por el momento, son las partes paralelas entre sí.

En la radio y la electrónica hay varios tipos de transformadores en uso. Tres tipos de corrientes son transformadores de potencia, transformadores AF y transformadores RF.

Un transformador de potencia de empleo general en radio trabaja a través de una línea c-a de 110 a 440 V. Es un aparato pesado, encerrado en una caja de hierro. La resistencia del arrollamiento primario varía desde una fracción de ohmio a posiblemente 5Ω. La reactancia inductiva del arrollamiento primario actual limitando la corriente primaria a un valor bajo cuando se conecta a través de una línea de potencia c-a. Si se conecta dicho transformador a través de una línea c-c de tensión similar, la baja resistencia del primario permitirá que circule por él una corriente demasiado grande, por lo que el primario se calentará excesivamente y se quemará, o saltarán los fusibles de la línea. Debe tenerse cuidado de no conectar el primario de un transformador de potencia a través de una línea de potencia c-c.


Los transformadores de potencia se constituyen para trabajar con una frecuencia determinada, 60 ciclos por ejemplo. En la mayoría de los casos, tales transformadores funcionarán satisfactoriamente con una frecuencia entre 50 y 70 ciclos. Sin embargo, si la frecuencia es demasiado alta, la reactancia inductiva del primario evitara que el primario reciba suficiente potencia. Habrá en el núcleo más hierro del que es necesario, y las pérdidas por histéresis y por corrientes de Foucault serán excesivas. Si la frecuencia es demasiado baja, el primario no tendrá suficiente reactancia y circulará demasiada corriente primaria, produciendo una considerable pérdida en el cobre, y el transformador puede empezar a humear. No habrá suficiente hierro en el núcleo, y el transformador no será capaz de entregar la potencia de salida especificada. Si el primario o el secundario de un transformador de potencia, se pone en corto circuito una vuelta por cualquier razón, en dicha vuelta se inducirá una corriente elevada, produciendo un calor excesivo en el transformador, debido a no solamente al calentamiento de la vuelta cortocircuitada, sino también a la cancelación de la inductancia del primario producida por el campo magnético originado por la vuelta en cortocircuito. La cancelación de la inductancia disminuye materialmente la reactancia inductiva del primario, por lo que circula una corriente primaria excesiva.

Los transformadores de audio también tienen núcleo de hierro, más pequeño que el de los transformadores de potencia generalmente, y se conectan en serie con una válvula de vacío de resistencia relativamente elevada a través de una fuente c-c. La resistencia de la válvula de vacío limita la corriente primaria a un valor c-c adecuado e impide que se queme el primario.

Los transformadores de radiofrecuencia tienen normalmente núcleo de aire y trabajan bien directamente a través de una c-a RF, bien en series con una válvula de vacío a través de una fuente c-c.

Conclusiones:

En conclusión el objetivo de esta investigación se logro, podemos entender para que se utiliza el código de colores y su aplicación en las resistencias, las formas más empleadas para él código, las cuales son el método de las tres franjas y el cuerpo-extremo-punto. También observamos una variedad de capacitores (o condensadores) dentro de la electrónica y la eléctrica, donde se diferencio de cada condensador la fuga relativa que se puede generar, como se pueden construir, la tención con la que trabaja, su capacidad en Faradios, su efectividad al alcanzar un rango en MHz y ejemplos de su empleo en la industria, se aclaro que los padders y los timmers son capacitores ajustables y están construidos de una pequeña carcasa de baquelita o plástico, y posee dos o más placas metálicas con separador de mica entre cada una de ellas, se describió su estructura física y también diferenciamos los padders de los timmers. Se definió la histéresis donde se explica que es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado, y que podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenómeno. Con los transformadores se confirmo y se adquirió nuevos conocimientos respecto a su funcionamiento al igual que los diferentes transformadores que existen y como se emplean, se observo que los transformadores se usan para elevar o reducir tenciones c-a, para producir una elevada corriente alterna de baja tensión a partir de una fuente de alta tensión y baja corriente, o para cambiar la impedancia de un circuito en otra impedancia que resulte la mejor para transferir energía de un circuito a otro. También se aclaro como funciona un transformador de potencia, transformadores de audio y los transformadores RF, se explicaron algunas características de cada uno y como operan en c-c y en c-a.


=Bibliografía=

Ø www.yoreparo.com/foros/electronica/246529.html

Ø http://es.wikipedia.org/wiki/Capacitores#Asociaciones_de_condensadores

Ø http://es.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%A9resis

Ø http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador

Ø http://www.forosdeelectronica.com/f27/concepto-histeresis-17315/

Ø http://www.unicrom.com/Tut_ClasifCapaci.asp

Ø http://www.ingeniaste.com/ingenias/telecom/tipos_clasificacion_capacitor_caracteristicas_condensador.html

La información fue recabada en los días: 22 al 26 de Septiembre.*


= R a k n A r r o K =

(al documento le faltan algunas imagenes, si te interesa contactame)

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