Tipos de componentes electrónicos: Lo que debes saber

Hoy en día son cada vez más los artefactos automatizados que se utilizan para diferentes tareas y motivos, y cada uno de estos consta de un sistema electrónico, el cual está compuesto por diversos tipos de componentes electrónicos que habitualmente están conectados entre sí para lograr el funcionamiento de un circuito electrónico. En el tema de esta ocasión vamos a explicar todo acerca de esto, sus tipos, características, funciones y aspectos importantes.

Tipos de componentes electrónicos

Todos estos elementos que conforman un circuito electrónico tienen varios tipos de componentes electrónicos donde todos cumplen alguna función en específico, ya sea individualmente o complementándose con algún otro, además también cuentan con sus propias características y diferencias.

De aquí en adelante vamos a describir cada uno de ellos con sus respectivas características:

El Capacitor

• Un capacitor es un dispositivo que tiene la función de almacenar energía eléctrica por medio de campos eléctricos que son sometidos a tensión para posteriormente ser utilizada en el circuito.
• Este está compuesto por dos armaduras que son separadas por un material que sirve como aislante denominado dieléctrico.
• Estos se clasifican en: Fijos, de papel, de plástico, de cerámica, electrolítico, de mica, ajustables y variables.
• Normalmente es usado como filtro.
• Se pueden encontrar disponibles en varios tipos que se pueden diferenciar por su material, por su construcción, su funcionamiento, entre otros.
• Evita los fuertes cambios y ruidos en las señales gracias a su funcionamiento.

El Interruptor

• Los interruptores son elementos que sirven para desviar el curso del flujo de la corriente eléctrica en algún circuito.
• Permite hacerlo de múltiples capas que pueden ser controladas por una computadora.
• Vienen en tipo automático, centrifugo, Dip, eléctrico, chopper, ferrocarril, y muchos otros.
• Tienen diferentes componentes que son muy conocidos como, los pulsadores, cantidad de polo o cantidad de vías.
• Es normal que sean elaborados por una aleación de aluminio o de latón.
• Se clasifican en formas diversas como lo son de pulsador, los basculantes, rotativo y muchos otros.
• La función principal de los interruptores es abrir el circuito en un punto en concreto para desviar la corriente a través de los conductores.

El Transformador

• Los transformadores son dispositivos electromagnéticos.
• Estos hacen posible la variación del voltaje cuando este aumente o disminuya.
• Además pueden reducir o amplificar la corriente alterna.
• Pueden mantener la frecuencia y la potencia en un circuito que posea corriente alterna.
• Son usados en muchos campos laborales, industrias, hospitales, fábricas, y también en cualquier actividad que necesite utilizar un nivel de energía eléctrica intensamente.
• Está conformada por dos bobinas enrolladas alrededor de un solo núcleo de material magnético.
• Se pueden clasificar en varios tipos como fabricación, por clase, devanados, por diseño o por funcionalidad.
• Los transformadores son alimentados por la tensión primaria del bobinado primario.

El Diodo

• Se trata de un dispositivo semiconductor.
• El diodo permite que la corriente eléctrica pase en una sola dirección.
• Su funcionamiento es como un circuito abierto, lo que significa que no conduce, esto únicamente cuando se encuentra por debajo de la diferencia potencial.
• Es un elemento muy similar al interruptor.
• Este depende de la polarización aplicada.
• Tiene la capacidad de proteger los dispositivos electrónicos.
• En polarización invertida el diodo sirve como una especie de interruptor, mientras que en polarización directa deja de pasar corriente.
• Cuando se encuentra por encima de la diferencia potencial funciona como un corto circuito con una pequeña resistencia eléctrica.
• El diodo es aplicable para la construcción de multiplicadores de voltaje.

El Diodo Led (Ligth Emitting Diode)

• Este es un Diodo conformado por un material semiconductor que hace posible que la corriente pase polarizándose y emitiendo una luz monocromática.
• Cuenta con un par de pastillas de conexión una corta y la otra larga.
• Las siglas de su nombre Ligth Emitting Diode significan Diodo Emisor de Luz.
• Es común que trabaje con tensiones aproximadamente de 2V.
• Según el material del que se haya elaborado el semiconductor, ofrece la posibilidad de emitir una luz de un color distinto, estos materiales suelen ser den galio, indio, aluminio, fósforo, entre otros.
• Para que la corriente pase y emita luz hay que conectar la pantalla larga al polo positivo y la corta al negativo. De hacerlo de manera contraria la corriente no va a pasar y no va a emitir luz.
• Este diodo consume mucha menos energía que las lámparas habituales.
• Su funcionamiento es por la corriente que pasa sobre ellos.
• Tiene un tiempo de duración mucho mayor al de una bombilla común.
• La conexión a una fuente de tensión constante tiene que tener una resistencia limitadora que la pueda proteger.
• Hay varios tipos que se pueden diferenciar por ciertos aspectos como pueden ser el tamaño, la forma, los colores, las dimensiones, ángulo, luminosidad o el consumo.
• El consumo depende en gran parte del tipo de LED que se use.

 

Los Resistores o las Resistencias

• Estos son un tipo de elemento electrónico que no genera intensidad ni tensión en el circuito en donde se utilice y también limita el paso de la corriente.
• Estas son compuestos por dos terminales que no poseen polaridad.
• Las resistencias son las encargadas de proteger los diferentes dispositivos sensibles al voltaje.
• La función principal que posee es la disipar el calor, convirtiendo la energía eléctrica en energía térmica.
• Se pueden encontrar disponibles en varios tipos y se pueden clasificar dependiendo de su composición como de carbono, cermet, de alambre, y semiconductores.

Los potenciómetros

• Estos son dispositivos que son conformados por 2 resistencias variables.
• Cumple la principal función de regular y modificar el valor del voltaje en el circuito en donde esté implementado.
• También puede disipar la potencia pero en una cantidad muy pequeña.
• Es normal que sean bastantes similares a las resistencias.
• Es muy común que estos potenciómetros sean usados en circuitos de baja corriente.
• Estos dispositivos nos pueden ofrecer la opción de modificar su valor de manera manual.

Los transistores

• Estos son del tipo de componentes electrónicos que pueden controlar la corriente.
• Pueden amplificar las señales.
• Los transistores pueden modular la corriente eléctrica.
• Además interrumpen señales eléctricas por medio de una señal de mando.
• Al igual que muchos otros, este es un dispositivo electrónico semiconductor.
• Está compuesto por tres cables que son el Emisor, la Base y el Colector.
• Estos pueden cumplir funciones de oscilador, conmutador o rectificador.
• Ofrece la posibilidad de conducir el flujo eléctrico en el circuito en donde se estén usando.
• Es normal que estén formados de materiales que sean semiconductores como pueden ser el Germanio o el Silicio.

El relé

• El relé es un tipo de componente electrónico que sirve como intermediario para activar el interruptor controlando la potencia.
• Se pueden encontrar en varios tipos, como pueden ser electromecánicos, híbridos y los de estado sólidos.
• Este componente cuenta con un electro imán.
• Es un componente que está basado en el fenómeno electromagnético.
• Además produce un campo magnético que magnetiza el núcleo.

El Fusible

• El fusible es un componente electrónico que cumple la función de interrumpir la corriente.
• También tienen la función de proteger al circuito eléctrico de algún exceso de corriente eléctrica, para lograr evitar cualquier tipo de corto circuito posible.

Las bobinas

• Una bobina es el tipo de componente electrónico que se encarga de almacenar energía eléctrica en forma de flujo magnético.
• Es habitual que sean usadas como filtros en cualquier circuito electrónico.
• Estas se fabrican a partir de un alambre de cobre que va enrollado en un núcleo.
• Es un componente que ofrece oposición a los cambios que surgen en la corriente eléctrica.
• Se pueden encontrar en diferentes tipos como pueden ser las fijas y las variables.

Reguladores de tensión fija

• Son circuitos integrados por tres pines o patas que pueden mantener una tensión fija en su salida con una máxima establecida de manera predeterminada por el fabricante del mismo.

Los varistores

• Los varistores se pueden utilizar para proteger los circuitos contra los cambios variados de tensión.
• Este componente también es conocido como resistor de voltaje o de VDR.
• La función principal de este es conducir cualquier corriente significativa en cuando el voltaje es muy excesivo de modo que produzca la rotura del fusible y así evite que otros componentes sensibles sean afectados por el exceso de tensión.

La fotorresistencia

• Este componente electrónico también se conoce como LDR.
• Es una resistencia sensible a la luz que recibe.
• Una fotorresistencia cuenta con un bajo nivel de resistencia ante la exposición a la luz y un alto nivel a la ausencia de la luz.
• Habitualmente esta se utiliza para controlar el encendido automático de cualquier alumbrado público.

Los circuitos integrados

• Es una pastilla bastante delgada en la que se aloja una gran cantidad de dispositivos microelectrónicas que son interconectados.
• Un circuito integrado o “CI” tiene en su interior una extensa variedad de componentes en miniatura.
• Dependiendo del circuito integrado en el que se trabaje, esté va a constar de diferentes funciones o aplicaciones, pueden servir para amplificar, como contadores, multiplexores, codificadores entre otros.
• Tiene unas terminales que se encargan de contar en sentido contrario al de las agujas del reloj tomando algún punto como referencia.

Ajustables o variables

• Estos son componentes que son los encargados de ajustar el valor dentro de un rango para el cual fueron elaborados.
• Los ajustables o variables son también conocidos como tándem o trimmer.

Los amplificadores operacionales

Estos tienen diseños que varían dependiendo de cada fabricante y producción, sin embargo todos estos amplificadores operaciones cuentan con una misma estructura interna, esta consta de tres principales etapas.

Este es un tipo de componente un poco más complejo que muchos otros, por ellos de aquí en adelante aparte de definir sus tipos vamos a describir sus características de una forma mucho más detallada, pues que estos son elementos que podemos encontrar en muchos artefactos electrónicos de la vida actual.

Amplificador diferencial:

Es la etapa de entrada que genera una amplificación baja del ruido y gran impedancia de entrada. Lo normal es que tengan una salida diferencial

Amplificador de tensión:

Este puede producir una alta ganancia de tensión.

Amplificador de salida:

Esta abastece la capacidad de suministrar la corriente requerida, cuenta con una baja impedancia de salida, y por lo general, proporciona protección contra los cortocircuitos. Este también produce una alta ganancia de tensión adicional.

Este dispositivo cuenta con dos entradas:

La primera es una entrada no-inversora (+), en donde existen una tensión indicada y otra inversora (-) que es sometida a una tensión determinada. Es un componente ideal para amplificar únicamente la diferencia de tensión en las entradas, que es conocida como la “tensión de entrada diferencia”. El voltaje o la tensión de salida del dispositivo son dados por una ecuación.

En esta ecuación, se representa la ganancia del dispositivo cuando no existe realimentación, que es una condición también llamada “lazo abierto” o “bucle abierto”. En ciertos amplificadores diferenciales, hay dos salidas con desfase de 180° específicos para ciertas aplicaciones específicas.

• El siguiente sería un amplificador operacional de modo de “Lazo abierto”, configurado como comparador.

La magnitud de ganancia que genera, habitualmente es bastante grande, va del orden de 100.00 veces o más, entonces, por ende, una diferencia mínima entre las tensiones hace que la salida del amplificador sea de una valor aproximado al de la tensión de alimentación. Este es un proceso que se conoce como saturación del amplificador.

La magnitud de tensión no es bien controlada por el procedimiento de elaboración, de modo que no es muy práctico utilizar un amplificador en lazo abierto como un amplificador de tipo diferencial.

Si la entra “no – inversa” está conectada a tierra, es decir, a 0 V, de forma directa o a través de una resistencia, y si el voltaje de entrada aplicado a la otra entrada es positivo, la salida va a ser la de la máxima tensión positiva de alimentación; en cambio si el voltaje de la otra entrada es negativo, la salida va ser el valor negativo de alimentación. Pues como no hay realimentación, desde la salida hasta la entrada, el amplificador operacional va a funcionar como comparador.

• El siguiente sería un amplificador operacional en modo de realimentación negativo

 

En caso de que lo que se busque sea un comportamiento predecible en la señal de salida, se utiliza la realimentación negativa aplicando cierta parte de la tensión de salida a la entrada inversora. Al configurar el lazo cerrado de este modo se reduce la ganancia del dispositivo considerablemente, debido a que esta es determinada por la red de realimentación y no así por las características que posee el dispositivo.

Cuando la red de realimentación es elaborada con resistencias inferiores que la resistencia de entrada del amplificador operacional, el valor de la ganancia en el lazo abierto no va a afectar seriamente el proceso del circuito. En un amplificador de tipo no inversor de la imagen, la red resistiva constituida es la que determina la ganancia en lazo cerrado.

• Una manera muy eficaz de analizar este circuito se enfoca en estas suposiciones válidas.
• En el caso de los amplificadores operacionales que operan en el modo linear, es decir, no saturado, la diferencia de tensión entre las dos entradas será insignificante.
• La resistencia entre las entradas es bastante más amplia que otras resistencias en la red de alimentación.

Los diodos rectificadores de corriente

Un diodo rectificador de corriente es uno tipo de componente electrónico que se usa en un circuito para permitir transformar una señal eléctrica alterna en una señal eléctrica continua. Estos diodos pueden ser semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosos como pueden ser las de vapor de mercurio.

Según las especificaciones básicas de la alimentación en corriente alterna que usan, se les puede clasificar en:

Monofásicos: es cuando están siendo alimentados por una fase de la red eléctrica

Trifásicos: se refiere a cuando son alimentados por tres fases.

Clasificaciones generales de los componentes electrónicos

Entre estos elementos hay varias clasificaciones para todos los tipos de componentes electrónicos entre los cuales nos podemos encontrar con los que describiremos a partir de aquí:

Clasificación dependiendo su estructura física:

Para este grupo los componentes electrónicos se clasifican dependiendo de la estructura física que posean, entre estos están, Los discretos y los integrados.

Discretos: estos son sencillos y encapsulados uno por uno. En este caso los más conocidos de este tipo pueden ser los capacitores, los resistores o resistencias, los diodos, los transistores y muchos más.

Integrados: Estos son un conjunto de componentes sencillos que conforman uno más complejo, estos pueden ser tales como los amplificadores, las puertas lógicas y muchos otros poco utilizados.

Dependiendo del material del que estén fabricados

Semiconductores: son todos estos componentes en los cuales se utiliza material que sirve como semiconductor (como el Silicio y el Germanio) de tipo positivo o de tipo negativo, agregándole o no impurezas. Entre este tipo se pueden encontrar los diodos, los transistores, diacs, circuitos integrados, tirisotres o triacs.

No semiconductores: estos son aquellos que al contrario de los anteriores, no poseen materiales semiconductores en su fabricación.

Dependiendo de su funcionamiento

Activos: son todos los componentes que tienen la capacidad de excitar, amplificar o controlar un circuito como por ejemplo, los diodos, los transistores, resistencias o circuitos integrados.

Pasivos: estos son los que se encargan de limitar la corriente, también protegen y unen los componentes de tipo activo, de manera que garantice las señales eléctricas como pueden ser los interruptores, los fusibles, relay o transductores.

Dependiendo de la función que ejerzan

Sensores: estos recogen información acerca de un proceso determinado. Pueden ser también de tipo Discreto. Cuentan con una cantidad de salida de información determinada, en señal digital, como pueden ser los finales de carrera, los pulsadores, scaler o también pueden ser de tipo Continuo, estos componentes tienes demasiadas posibilidades de salida de información en forma de señal analógica. Varios de estos son, los potenciómetros, transistores, los LDRs o PTCs.

Controladores: Sirven para controlar el proceso de componentes como integrados de compuertas lógicas, amplificadores operacionales, microcontroladores y otros más.

Actuadores: Los actuadores accionan para modificar un proceso. Algunos de estos son los motores, los leds, las resistencias, lámparas, zumbadores, entre otros.

Dependiendo de su tipo de energía

Electroacústicas: Estos son los que se encargan de convertir la energía acústica en energía eléctrica de la misma manera que de energía eléctrica en acústica. Muchos de estos son los micrófonos, bocinas y varios similares.

Electromagnéticos: Son aquellos componentes que usan las propiedades electromagnéticas de los diferentes materiales, dos ejemplos de estos pueden ser los transformadores o los inductores.

Optoelectrónicas: Son componentes que se encargan de transformar la energía luminosa en eléctrica al igual que pueden convertir la energía eléctrica en luminosa, por ejemplo los diodos LED.

 

Conclusiones generales

A medida que han pasado los años, también han avanzado y aumentado los tipos de componentes electrónicos, pueden ser más pequeños, más complejos o más sencillos, pero siempre habrá más y con nuevas e innovadoras funciones, esto es gracias a que todos estos dispositivos son creados con el objetivo de ejercer diferentes labores dentro de algún circuito conformado por varios de estos elementos.

Es desarrollo de estos ha innovado el campo de las telecomunicaciones, la gestión de la información y la informática en general. Además, los circuitos integrados han hecho posible la reducción de tamaño de los dispositivos con la consecuente reducción de los costes de elaboración y de mantenimiento de los sistemas en general.

Al mismo tiempo, todos estos proporcionan una velocidad mayor y más confiabilidad. Artefactos básicos como los relojes digitales, los ordenadores portátiles o los videojuegos son sistemas electrónicos basados en microprocesadores.

Otro importante avance es la digitalización de las señales de sonido, proceso en donde la frecuencia y la amplitud de una señal de sonido es codificada digitalmente a través de técnicas de muestreo apropiadas, estas son técnicas para medir la amplitud de la señal en intervalos muy pequeños.

En cuanto a la música que es grabada de manera digital, por ejemplo la de los discos compactos, es caracterizada por una fidelidad que no se podía conseguir con los métodos de grabación directa. Con los transistores sucede algo similar, ya que estos han reemplazado casi por completo al tubo de vacío en sus implementaciones.

Por si quedan dudas en este video se da un repaso a los componentes electrónicos de una fuente de poder.

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