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Laboratorio de instrumentación básica




Enviado por lsandino



Partes: 1, 2

    Indice
    1.
    Objetivos

    2. Resistencias
    3. Clasificación De Resistencias
    Lineales

    4. Clasificación de
    resistencias variables

    5. El galvanómetro de
    d’arsonval y los multimetros

    6.
    Conclusiones

    1.
    Objetivos

    • Obtener información general sobre las clases,
      características y usos de los
      resistores.
    • Aprender el código de colores de la
      E.I.A. ( Electronics Industries Association )
    • Obtener información general sobre las clases,
      construcción y usos de los
      multímetros.
    • Aprender a montar algunos circuitos
      simples.
    • Aprender el manejo del multímetro en la medida
      de resistencias, voltajes y corrientes.
    • Verificar la ley de Ohm y
      comparar resultados prácticos con
      teóricos.

    2.
    Resistencias

    Desde el punto de vista de la resistividad , podemos
    encontrar materiales
    conductores (no presentan ninguna oposición al paso de la
    corriente
    eléctrica), aislantes (no permiten el flujo de
    corriente), y resistivos (que presentan cierta resistencia).
    Dentro de este último grupo se
    sitúan las resistencias.
    Es por esto que se fabrican un tipo de componentes llamados
    resistores cuyo único objeto es proporcionar en un
    pequeño tamaño una determinada resistencia,
    especificada por el fabricante.
    Las resistencias son componentes eléctricos pasivos en los
    que la tensión instantánea aplicada es proporcional
    a la intensidad de corriente que circula por ellos. Su unidad de
    medida es el ohmio (Ω).

    Se pueden dividir en tres grupos:
    Resistencias lineales fijas: su valor de
    resistencia es constante y está predeterminado por el
    fabricante.
    Resistencias variables: su
    valor de
    resistencia puede variar dentro de unos límites.
    Resistencias no lineales: su valor de resistencia varia de forma
    no lineal dependiendo de distintas magnitudes físicas
    (temperatura,
    luminosidad, etc.).

    Resistencias Lineales Fijas
    Estos componentes de dos terminales presentan un valor nominal de
    resistencia constante (determinado por el fabricante), y un
    comportamiento
    lineal, se representa por uno de estos
    símbolos:

    Estas son las especificaciones técnicas
    más importantes que podemos encontrar en las hojas de
    características que nos suministra el
    fabricante:
    Resistencia nominal (Rn): es el valor
    óhmico que se espera que tenga el componente.
    Tolerancia: es
    el margen de valores que
    rodean a la resistencia nominal y en el que se encuentra el valor
    real de la resistencia. Se expresa en tanto por ciento sobre el
    valor nominal.
    Potencia nominal
    (Pn): es la potencia (en
    vatios) que la resistencia puede disipar sin deteriorarse a la
    temperatura
    nominal de funcionamiento.
    Tensión nominal (Vn): es la tensión
    continua que se corresponde con la resistencia y potencia
    nominal.
    Intensidad nominal (In): es la intensidad continua que
    se corresponde con la resistencia y potencia nominal.
    Tensión máxima de funcionamiento (Vmax):
    es la máxima tensión continua o alterna eficaz que
    el dispositivo no puede sobrepasar de forma continua a la
    temperatura nominal de funcionamiento.
    Temperatura nominal (Tn): es la temperatura ambiente a la
    que se define la potencia nominal.
    Temperatura máxima de funcionamiento (Tmax): es
    la máxima temperatura ambiente en la
    que el dispositivo puede trabajar sin deteriorarse. La
    disipación de una resistencia disminuye a medida que
    aumenta la temperatura ambiente en la que está
    trabajando.
    Coeficiente de temperatura (Ct): es la
    variación del valor de la resistencia con la
    temperatura.
    Coeficiente de tensión (Cv): es la
    variación relativa del valor de la resistencia respecto al
    cambio de
    tensión que la ha provocado.
    Estabilidad, derivas: representa la variación relativa del
    valor de la resistencia por motivos operativos, ambientales,
    periodos largos de funcionamiento, o por el propio
    funcionamiento.
    Ruido: se debe
    a señal (o señales) que acompañan a la
    señal de interés y
    que provoca pequeñas variaciones de
    tensión.

    3. Clasificación De
    Resistencias Lineales

    La clasificación de estas resistencias se puede
    hacer en base a los materiales
    utilizados para su construcción, básicamente mezclas de
    carbón o grafitos y materiales o aleaciones
    metálicas. También se pueden distinguir distintos
    tipos atendiendo a características constructivas y
    geométricas. Una clasificación sería la
    siguiente:
    DE CARBÓN: Aglomeradas y de
    capa.
    METÁLICAS: De capa, de
    película y bobinadas.

    Resistencias De Carbón

    Es el tipo más utilizado y el material base en su
    construcción es el carbón o grafito. Son de
    pequeño tamaño y baja disipación de
    potencia. Según el proceso de
    fabricación y su constitución interna, podemos
    distinguir:

    Resistencias Aglomeradas:
    También se conocen con el nombre de "composición",
    debido a su constitución: una mezcla de carbón,
    materia
    aislante, y resina aglomerante. Variando el porcentaje de estos
    componentes se obtienen los distintos valores de
    resistencias. Entre sus características se puede
    destacar:
    – Robustez mecánica y eléctrica
    (sobrecarga).
    – Bajos coeficientes de tensión y temperatura.
    – Elevado nivel de ruido.
    – Considerables derivas.

    Resistencias de Capa de Carbón
    En este tipo de resistencias, la fabricación está
    basada en el deposito de la composición resistiva sobre un
    cuerpo tubular formado por materiales vítreos
    cerámicos. Como características más
    importantes:
    – Elevado coeficiente de temperatura.
    – Soportan mal las sobrecargas.
    – Ruido y coeficiente de tensión prácticamente
    nulos.
    – Mayor precisión y menores derivas que las
    aglomeradas:

    Resistencias Metálicas
    Estas resistencias están constituidas por metales,
    óxidos y aleaciones
    metálicas como material base. Según el proceso de
    fabricación y aplicación a la que se destinan
    podemos distinguir:

    Resistencias De Capa Metálica
    Están constituidas por un soporte que puede ser de pirex,
    vidrio, cuarzo o
    porcelana, sobre el que se depositan capas por reducción
    química
    para el caso de óxidos metálicos o por
    vaporización al vacío para metales o
    aleaciones metálicas. Los óxidos más
    utilizados son de estaño, antimonio e indio, como metales
    y aleaciones de oro, platino, indio y paladio dentro del grupo de
    metales preciosos.
    Estos componentes tienen una gran estabilidad y precisión
    y un bajo nivel de ruido por lo que suelen ser utilizadas en
    aplicaciones exigentes.

    Entre sus caracteristicas más importantes:
    – Rangos reducidos de potencia y tensión.
    – Estrechas tolerancias y elevada estabilidad.
    – Bajo coeficiente de temperatura y altas temperaturas de
    funcionamiento.
    – Reducido nivel de ruido.

    Resistencias De Película Metálica
    La diferencia fundamental con las anteriores está en las
    técnicas de fabricación utilizadas,
    mediante las cuales se han conseguido integrar redes de resistencias. Los
    materiales base usados en su fabricación y los cuerpos
    soporte son los característicos de las resistencias
    metálicas, a excepción de los óxidos
    metálicos. Dentro de este tipo también podemos
    diferenciar dos tipos: de película delgada y de
    película gruesa, diferenciándose en las
    características constructivas.
    Las principales ventajas de estas resistencias radica en su
    reducido tamaño, y sobretodo en la disponibilidad de
    redes de
    resistencias como componente integrado. A pesar de su reducido
    margen de potencia, inferior a 1/2 W, las ventajas respecto a las
    resistencias discretas se pueden resumir en:
    Costo menor para
    un mismo número de resistencias.
    – Reducción del cableado, peso y espacio en el
    circuito.
    – Tolerancias más ajustadas.
    – Características generales de las unidades integradas muy
    similares y valores nominales prácticamente
    idénticos.
    – Posibilidad de obtención de valores óhmicos
    distintos en función de
    la configuración interna y el número de
    resistencias integradas.

    Esta última posibilidad está ligada al
    tipo de encapsulado en que se presenta la red. En la práctica
    los más comunes que se nos presentan son:
    -Tipo SIL, disposición de terminales en una linea, usada
    también para algunos tipos de conectores.
    -Tipo DIL, característica de los encapsulados de circuitos
    integrados.

    Resistencias Metálicas Bobinadas

    En este tipo se emplean como soportes núcleos
    cerámicos y vítreos, y como materiales resistivos
    metales o aleaciones en forma de hilos o cintas de una
    determinada resistividad, que son bobinados sobre los
    núcleos soporte.
    Generalmente se suele hacer una subdivisión de este tipo
    en bobinadas de potencia y bobinadas de precisión,
    según la aplicación a la que se destinan.
    Como características generales se pueden destacar las
    siguientes:
    – Gran disipación de potencias y elevadas temperaturas de
    trabajo.
    – Elevada precisión, variación con la temperatura y
    baja tensión de ruido.
    – Considerables efectos inductivos.
    – Construcción robusta.

    Las resistencias bobinadas se pueden incluir en algunos
    de los modelos
    comerciales siguientes: hilo descubierto, esmaltadas,
    vitrificadas o sementadas y aisladas.

    Resistencias Variables

    Estas resistencias pueden variar su valor óhmico
    dentro de unos límites.
    Para ello se les ha añadido un tercer terminal unido a un
    contacto móvil que puede desplazarse sobre el elemento
    resistivo proporcionando variaciones en el valor de la
    resistencia. Este tercer terminal puede tener un desplazamiento
    angular (giratorio) o longitudinal (deslizante).

    Según su función en
    el circuito, estas resistencias se denominan: –
    Potenciómetros: se aplican en circuitos
    donde la variación de resistencia la efectúa el
    usuario desde el exterior (controles de audio, video, etc.).
    Trimmers, o resistencias ajustables: se diferencian de las
    anteriores en que su ajuste es definitivo en el circuito donde
    van aplicadas. Su acceso está limitado al personal
    técnico (controles de ganancia, polarización,
    etc.).
    Reóstatos: son resistencias variables en
    las que uno de sus terminales extremos está
    eléctricamente anulado. Tanto en un potenciómetro
    como un trimmer, al dejar unos de sus terminales extremos al
    aire, su comportamiento
    será el de un reóstato, aunque estos están
    diseñados para soportar grandes corrientes.

    Características técnicas
    Estas son las especificaciones técnicas más
    importantes que podemos encontrar en las hojas de
    características que nos suministra el fabricante:
    Recorrido mecánico: es el desplazamiento que limitan los
    puntos de parada del cursor (puntos extremos).
    Recorrido eléctrico: es la parte del desplazamiento que
    proporcionan cambios en el valor de la resistencia. Suele
    coincidir con el recorrido mecánico.
    Resistencia nominal (Rn): valor esperado de
    resistencia variable entre los límites del recorrido
    eléctrico.
    Resistencia residual de fin de pista (rf): resistencia
    comprendida entre el límite superior del recorrido
    eléctrico del cursor y el contacto B (ver figura).
    Resistencia residual de principio de pista (rd): valor
    de resistencia comprendida entre límite inferior del
    recorrido eléctrico y el contacto A (ver figura).
    Resistencia total (Rt): resistencia entre los
    terminales fijos A o A' y B, sin tener en cuenta la
    conexión del cursor e incluyendo la tolerancia.
    Aunque a efectos prácticos se considera igual al valor
    nominal (Rt=Rn).
    Resistencia de contacto (rc): resistencia que presenta
    el cursor entre su terminal de conexión externo y el punto
    de contacto interno (suele despreciarse, al igual que
    rd y rf).
    Temperatura nominal de funcionamiento (Tn): es la
    temperatura ambiente a la cual se define la disipación
    nominal.
    Temperatura máxima de funcionamiento (Tmax):
    máxima temperatura ambiente en la que puede ser utilizada
    la resistencia.
    Potencia nominal (Pn): máxima potencia que
    puede disipar el dispositivo en servicio
    continuo y a la temperatura nominal de funcionamiento.
    Tensión máxima de funcionamiento (Vmax):
    máxima tensión continua ( o alterna eficaz) que se
    puede aplicar a la resistencia entre los terminales extremos en
    servicio
    continuo, a la temperatura nominal de funcionamiento.
    Resolución: cantidad mínima de resistencia que se
    puede obtener entre el cursor y un extremo al desplazar (o girar)
    el cursor. Suele expresarse en % en tensión, en
    resistencia, o resolución angular.
    Leyes de
    variación: es la característica que particulariza
    la variación de la resistencia respecto al desplazamiento
    del cursor. Las más comunes son la ley de
    variación lineal, y la logarítmica (positiva y
    negativa):
    Linealidad o conformidad: indica el grado de acercamiento a la
    ley de
    variación teórica que caracteriza su
    comportamiento, y es la máxima variación de
    resistencia real que se puede producir respecto al valor total
    (nominal) de la resistencia.

    Partes: 1, 2

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