UF1964 - Conexionado de componentes en equipos eléctricos y electrónicos

Por Germán Cisneros Martín

La finalidad de esta Unidad Formativa es enseñar a Acopiar el material, herramientas y equipo necesarios para las operaciones de conexionado e implantar conectores en los conductores para el montaje de equipos eléctricos y electrónicos, interconectar elementos en el montaje de equipos eléctricos y electrónicos, así como realizar operaciones de fijación y etiquetado en el montaje de equipos eléctricos y electrónicos, en las condiciones de calidad y seguridad establecidas, y siguiendo las indicaciones dadas.

Para ello, se analizarán los elementos, herramientas y equipos para el conexionado de equipos, la interpretación de esquemas y guías y las técnicas de conexión y conectorizado de equipos eléctricos y electrónicos.

Tema 1. Elementos, herramientas y equipos para el conexionado de equipos eléctricos y electrónicos.
1.1 Elementos y componentes de un equipo eléctrico o electrónico.
1.2 Conectores y terminales: Tipos, características y aplicaciones. Normalización.
1.3 Cables. Tipos y características. Normalización.
1.4 Herramientas eléctricas y manuales para la conexión y conectorizado.
1.5 Materiales auxiliares. Elementos de fijación y etiquetado: bridas, cierres de torsión, elementos pasa cables, abrazaderas, cintas, etc.
1.6 Soldadura. Tipos.
1.7 Equipos de protección y seguridad.
1.8 Normas de seguridad.
1.9 Normas medioambientales.

Tema 2. Interpretación de esquemas y guías de conexión de equipos eléctricos y electrónicos.
2.1 Simbología de conectores y terminales.
2.2 Interpretación de esquemas eléctricos y electrónicos.
2.3 Interpretación de manuales de montaje y ensamblado.
2.4 Codificación de cables y conductores.
2.5 Cables, terminales y conectores asociados a equipos eléctricos.
2.6 Cables, terminales y conectores asociados a equipos electrónicos.
2.7 Esquemas y guías de conexionado.
2.8 Esquemas y guías de conectorizado.

Tema 3. Técnicas de conexión y conectorizado de equipos eléctricos y electrónicos.
3.1 Guías y planos de montaje.
3.2 Acondicionamiento de cables.
3.3 Técnicas de conexión.
3.4 Soldadura. Tipos y técnicas.
3.5 Técnicas de conectorizado.
3.6 Técnicas de fijación.
3.7 Técnicas de etiquetado.
3.8 Procedimientos de verificación.
3.9 Elaboración de informes.
3.10 Normas de seguridad.
3.11 Normas medioambientales.

• Idioma: Español
• Editorial: Editorial Elearning
• Fecha de lanzamiento: 16 ene 2019

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1.1. Elementos y componentes de un equipo eléctrico o electrónico

1.2. Conectores y terminales: Tipos, características y aplicaciones. Normalización

1.3. Cables. Tipos y características. Normalización

1.4. Herramientas eléctricas y manuales para la conexión y conectorizado

1.5. Materiales auxiliares. Elementos de fijación y etiquetado: bridas, cierres de torsión, elementos pasa cables, abrazaderas, cintas, etc.

1.6. Soldaduras. Tipos

1.7. Equipos de protección y seguridad

1.8. Normas de seguridad

1.9. Normas medioambientales

1.1.Elementos y componentes de un equipo eléctrico o electrónico

Tanto a los equipos eléctricos como a los electrónicos los podríamos definir de una forma muy genérica, diciendo que son aparatos que cumplen una función determinada, ya sea simple o compleja, utilizando para ello la energía eléctrica. Dicha energía eléctrica será modificada o transformada por los equipos eléctricos o electrónicos en otro tipo de energía como puede ser lumínica, calorífica, mecánica… dependiendo de la función del aparato.

Para entender mejor qué es la energía eléctrica y como funciona vamos a explicar a continuación unos conceptos básicos.

Sabemos que la materia está formada por átomos y que, estos a su vez, están formados por protones, neutrones y electrones.

∙Protones: poseen carga eléctrica positiva.

∙Neutrones: no poseen carga.

∙Electrones: poseen carga eléctrica negativa.

Imagen1: Estructura de un átomo.

Son los electrones los responsables de que se produzcan los fenómenos eléctricos ya que al ser más ligeros que el resto de las partículas son capaces de escapar del átomo. Si dos cuerpos tienen distinto número de electrones se dice que entre ellos hay una diferencia de cargas, o diferencia de potencial, es lo que se conoce más comúnmente como tensión eléctrica o voltaje, cuya unidad de medida es el voltio.

Si dos cuerpos que tienen una diferencia de potencial, es decir, que tienen distinto número de electrones, se conectan mediante un conductor, las cargas negativas recorren el conductor desde el cuerpo negativo al positivo con el fin de igualar las cargas. Al movimiento de electrones por un conductor se le conoce más comúnmente como corriente eléctrica, cuya unidad de medida es el amperio.

Definición: Definimos energía eléctrica como la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos. Cuando estos dos puntos se los pone en contacto mediante un conductor eléctrico obtenemos una corriente eléctrica.

Hay que mencionar que tanto los equipos eléctricos como los electrónicos funcionan gracias a la electricidad, por lo que cabe preguntarse qué diferencia hay entre ellos. La línea que separa un aparato eléctrico de uno electrónico no es muy clara, pues a veces algunos equipos lo podríamos incluir en una u otra categoría. No obstante vamos a ver algunos de los criterios de diferenciación entre unos y otros.

Diferencias entre electricidad y electrónica.

Tensiones e Intensidades

–Los equipos eléctricos trabajan con grandes tensiones e intensidades.

–Los equipos electrónicos trabajan con tensiones e intensidades reducidas.

Componentes

–Los equipos eléctricos utilizan componentes de elevada potencia. Estos componentes consumen más energía y son de mayor tamaño.

–Los equipos electrónicos utilizan componentes especiales capaces de operar y controlar las pequeñas corrientes y tensiones que circulan por un circuito electrónico. Estos componentes son de menor tamaño.

Aplicaciones

–Los equipos eléctricos al trabajar con grandes potencias se utilizan para aplicaciones de elevada potencia como puede ser mover motores, alumbrado…

–Los equipos electrónicos trabaja con potencias reducidas adecuadas para diversas aplicaciones como la informática, telecomunicaciones…

Diferencias entre equipo eléctrico y electrónico.

Vamos a ver qué tipos de elementos componen cada sistema.

Elementos de un equipo eléctrico

Los componentes empleados para construir circuitos eléctricos pueden ser agrupados en dos bloques principales:

–Componentes pasivos: Aquellos que suponen un gasto de energía.

–Componentes activos: Encargados de suministrar la energía a los pasivos.

Componenetes pasivos

Entre los componentes pasivos debemos destacar las resistencias, los condensadores y los inductores o bobinas.

Resistencia

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo conectado a un circuito eléctrico representa en sí una resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica, lo que ocurre que las resistencias han sido creadas para tal efecto y con un valor concreto. Así pues veamos la siguiente definición.

Definición

Llamamos resistencia eléctrica (R) de un circuito eléctrico, al elemento diseñado para ser capaz de provocar una oposición al paso de la corriente eléctrica por dicho circuito. En el sistema internacional de unidades, su valor es expresado en ohmios que proviene de la letra griega omega mayúscula (W).

Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Si la resistencia es de un valor pequeño la oposición al paso de electrones será mínima; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, en la zona donde los electrones encuentran una mayor resistencia cuando pasan, el conductor adquiere valores más altos de temperatura todavía.

Las resistencias las podemos clasificar en varias categorías. Por ejemplo según el material con el que se fabrican pueden ser:

Resistencias de potencia: Se fabrican con aleaciones metálicas.

Imagen 2: Resistencia de potencia. El valor óhmico y la potencia se marcan directamente en el cuerpo de la misma.

Resistencias pirolíticas: Son las más usuales, se fabrican con carbón.

Imagen 3: Resistencia pirolítica de carbón. (Imagen propia)

También las podríamos clasificar dependiendo del método de instalación en los circuitos:

∙Por inserción.

∙Por montaje superficial.

Las resistencias tienen una serie de características básicas que nombraremos a continuación:

–Valor nominal: En las resistencias de potencia se serigrafían sus valores óhmicos y la potencia máxima que pueden disipar. En las pirolíticas, por otro lado, y debido a su pequeño tamaño, su valor se indica mediante cuatro o cinco anillos de colores que se leen de izquierda a derecha comenzando por el que está más próximo al extremo. A cada color se le asigna un número. En las resistencia de 4 anillos, que es la de uso más común, la primera banda representa la primera cifra, la segunda banda es la segunda cifra y la tercera es el multiplicador; es decir, el número de ceros que siguen a la segunda cifra. La cuarta banda, generalmente de color dorado o plateado, indica la tolerancia.

Imagen 4: Interpretación de código de colores de una resistencia pirolítica. (Imagen propia)

En las siguientes tablas podemos ver, de forma clara, las posibles combinaciones de colores.

Valores de las resistencias según colores.

Los valores de las resistencias se han normalizado sólo con ciertos valores, ya que sería técnicamente imposible construir todos. Existen dos series básicas de valores comerciales, la E12 y la E24, con 12 y 24 valores, respectivamente.

Los valores comerciales existentes de las resistencias los podemos observar en la siguiente tabla.

Valores comerciales de las resistencias.

Las dos cifras de las series E12 o de la serie E24 se multiplican por múltiplos o submúltiplos de 10 y éstos son los valores que se comercializan. Por ejemplo, si tomamos el valor 15 del esquema anterior y aplicamos los multiplicadores se obtienen: 0,15Ω; 1,5Ω; 15Ω; 150Ω; 1,5 kΩ; 15kΩ; 150kΩ; 1,5MΩ. Es habitual en la escritura de los valores decimales en las resistencias emplear el multiplicador en vez de el punto decimal con el fin de eliminar posibles errores de interpretación y ahorrar espacio. Así, escribimos 4K7 en vez de 4,7 KΩ para referirnos a una resistencia de 4.700Ω.

–Potencia: Es el trabajo que desarrolla la corriente eléctrica al atravesar la resistencia en la unidad de tiempo. Se pone de manifiesto por la emisión de calor y se expresa en vatios. En las resistencias de potencia su valor viene expresado en el propio cuerpo de la misma, mientras que en las pirolíticas su valor está en concordancia con su tamaño físico. Así, a mayor tamaño, más potencia pueden disipar. Para elegir que resistencia colocar correctamente en un punto de un circuito eléctrico, debe seleccionarse la inmediatamente superior al cálculo teórico de la potencia que debe disipar, para evitar que el sobrecalentamiento queme el componente.

Imagen 5: Tamaños relativos de las resistencias en función de su potencia. (Imagen propia)

–Tolerancia: este parámetro nos indica los márgenes de valores que el fabricante nos garantiza para la resistencia en cuestión. S indica como un porcentaje de su valor nominal. Por ejemplo, una resistencia de 100Ω de valor nominal con una tolerancia del 2% tendrá un valor real comprendido entre 98Ω y 102Ω. La tolerancia se indica como un anillo de color en el cuerpo de la resistencia.

Sabemos que las tres características básicas de una resistencia son valor nominal, potencia y tolerancia, pero también cabe mencionar que existen resistencias variables que pueden modificar su valor resistivo mediante la acción de algún agente externo.

Resistencia variable es aquel resistor que puede modificar su valor resistivo mediante la acción de algún agente externo.

Estas resistencias variables pueden ser:

–Potenciómetros: son resistencias que modifican su valor resistivo mediante la acción mecánica de un brazo o cursor sobre un elemento resistivo.

Lo que hace un potenciómetro es limitar el paso de la corriente eléctrica provocando una caída de tensión, cómo cualquier otra resistencia. Lo que ocurre que aquí al poder modificar el valor resistivo, podemos variar el valor de la corriente y de la tensión.

Imagen 6: Potenciómetro.

–Fotorresistencia: Son aquellas resistencia cuyo valor resistivo varía de acuerdo con la intensidad de la luz a la que están expuestos. A medida que aumenta el nivel de luz que reciben, disminuyen su resistencia. Las fotorresistencias también son conocidas por otras denominaciones como pueden ser: fotorresistor, fotoconductor, célula fotoélectrica o resistor dependiente de la luz.

Básicamente su funcionamiento consiste en que las altas frecuencias de la luz desprenden unos fotones que son absorbidos por la elasticidad del semiconductor del que están hechos las fotorresistencias, dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción. Al producirse esto queda un electrón libre que conduce la electricidad, de tal modo que esto provoca que disminuya la resistencia.

Imagen 7: De izquierda a derecha podemos ver una fotorresistencia real y su representación simbólica en un esquema eléctrico. (Imagen propia).

–Termistores: Son resistencias que varían en función de la temperatura. Existen dos tipos de termistores: las NTC y las PTC.

∙NTC: un termistor NTC es una resistencia variable en la que la resistencia eléctrica disminuye cuando aumenta la temperatura. Operan en un rango de -200º C a + 1000° C. Un termistor NTC debe elegirse cuando es necesario un cambio continuo de la resistencia en una amplia gama de temperaturas. Ofrecen estabilidad mecánica, térmica y eléctrica, junto con un alto grado de sensibilidad.

∙PTC: un termistor PTC es una resistencia variable en la que la resistencia eléctrica aumenta cuando aumenta la temperatura. Son fabricados de titanato de bario y deben elegirse cuando se requiere un cambio drástico en la resistencia a una temperatura específica o nivel de corriente.

Los termistores PTC pueden operar en los siguientes modos:

∙Sensores de temperatura, en temperaturas que oscilan entre 60° C a 180º C.

∙Fusible de estado sólido de protección contra el exceso de corriente, que van desde miliamperios a varios amperios (25° C ambiente) a niveles de tensión continua superior a 600V.

∙Sensor de nivel de líquidos.

Imagen 8: De izquierda a derecha podemos ver un termistor real y su representación simbólica en un esquema eléctrico. (Imagen propia).

–Varistores: Son resistencias variables de tensión, son no lineales cuya resistividad disminuye al aumentar la tensión. La propiedad que caracteriza a esta resistencia consiste en que cuando aumenta la tensión aplicada entre sus extremos esta rápidamente disminuye su valor óhmico. Frente a picos altos de tensión se comporta casi como un cortocircuito.

Los varistores son construidos para diferentes valores de tensión de ruptura. Tienen una amplia gama de voltajes, que van desde 14V a 550V.

Imagen 9: De izquierda a derecha podemos ver un varistor real y su representación simbólica en un esquema eléctrico. (Imagen propia).

–La resistencia es uno de los componentes que podemos encontrar en un circuito eléctrico.

–Es un componente pasivo ya que supone un gasto de energía.

–Es un elemento diseñado para ser capaz de provocar una oposición al paso de la corriente.

–Su unidad es el ohmio (Ω).

–Tienen tres características principales que son:

∙Valor nominal.

∙ Potencia.

∙ Tolerancia.

–Según su composición pueden ser:

∙Resistencias de potencia.

∙Resistencias pirolíticas.

–Según su valor pueden ser:

∙Fijas.

∙Variables.

Tipos de resistencias.

Condensador

Definición

Los condensadores son componentes eléctricos empleados por su capacidad para almacenar carga eléctrica y, por tanto, energía. Están formados por dos placas conductoras metálicas, llamadas armaduras, separadas por un material aislante, denominado dieléctrico, que puede ser, papel, cerámica, mica, cuarzo, etc.

Imaagen 10: Estructura interna de un condensador.

Se caracterizan por la cantidad de carga que pueden almacenar al aplicar una tensión entre sus terminales que reciben el nombre de capacidad (C). La capacidad de un condensador depende del tamaño de las armaduras, de la separación entre ella y del tipo de dieléctrico empleado en su fabricación. La unidad de capacidad en el Sistema Internacional es el faradio (F). Como 1F es una unidad muy grande, en la práctica se emplean sus submúltiplos.

Los condensadores, al igual que vimos con las resistencias, pueden clasificarse fundamentalmente en fijos y variables, dependiendo de si su capacidad es fija o puede modificarse. Además, en el caso de los condensadores, pueden ser polarizados o no polarizados, dependiendo de si deben conectarse en una posición específica en el circuito.

CONDENSADORES FIJOS: Son aquellos que presentan un valor constante de su capacidad, sin posibilidad de ser modificada por ningún agente exterior. Según el material dieléctrico empleado en su construcción podemos distinguir cinco tipos de condensadores, que veremos a continuación.

–Condensadores cerámicos: Están formados por un disco cerámico que, además de actuar como dieléctrico, sirve de soporte. Las dos caras del disco están recubiertas de plata, sobre las que se sueldan los dos terminales. Toda esta estructura se recubre con un material aislante. Sus valores de capacidad están comprendidos entre 0.5 pF y 47 nF. En ocasiones llevan sus datos impresos en forma de bandas de color.

También existen otro tipo de condensadores cerámicos que son los tubulares, aunque actualmente no se usan ya que variaban demasiado su capacidad según la tempreratura.

–Condensadores de película plástica: Son los condensadores más utilizados en los circuito impresos y se caracterizan por sus vivos colores, generalmente rojo, amarillo y azul. Se denominan de película plástica por tener un dieléctrico formado por dos cintas finas de material plástico: policarbonato, poliéster, poliestireno, etc., separadas por láminas de aluminio que constituyen las armaduras. Tras enrollarse sobre sí misma, se unen los terminales a cada una de las láminas metalizadas.

–Condensadores de papel: Su dieléctrico es de papel parafinado y sus armaduras de aluminio. Son de reducido volumen y gran estabilidad.

–Condensadores de mica: Reciben este nombre porque su dieléctrico es de mica. Son usados donde se necesitan grandes voltajes.

–Condensadores electrolíticos: Se denominan así a aquellos condensadores que deben conectarse en una posición definida en el circuito. El terminal identificado con el signo (+) debe conectarse a un nivel de potencial mayor que el terminal marcado con el signo (-). Este tipo de condensador puede ser a su vez de dos tipos:

∙Aluminio.

∙Tántalo.

Los cuatro primeros condensadores explicados no son polarizados; es decir, los dos terminales de las armaduras son equivalentes. Sin embargo, el condensador electrolítico es polarizado.

La simbología de un condensador en un circuito eléctrico o electrónico es la siguiente:

Imagen 11:Distintas representaciones de un condensador en un circuito. (Imagen propia).

CONDENSADORES VARIABLES: Son condensadores que pueden modificar su capacidad mediante la acción de medios mecánicos. Si se diseñan para variar constantemente su capacidad se denominan variables y si se disponen en el circuito para ajustar su capacidad a un valor determinado sin que vaya a modificarse a posteriori, ajustables.

Sus símbolos en los esquemas eléctricos y electrónicos son:

Imagen 12: Distintas representaciones de un condensador variable en un circuito eléctrico o electrónico. (Imagen propia).

Tres son las características básicas que deben tenerse en consideración a la hora de seleccionar un determinado condensador: su capacidad, su tolerancia y el voltaje de trabajo. Veamos a continuación cada una de ellas.

–Capacidad: la capacidad de un condensador es la cantidad de carga que puede almacenar por unidad de voltaje aplicado entre sus terminales. Es un valor que depende de la superficie de las armaduras, de la distancia entre ellas y del tipo de dieléctrico empleado. Su unidad es el faradio (F).

–Tolerancia: indica, como en el caso de las resistencias, el margen de error que garantiza el fabricante.

–Voltaje de trabajo: es la tensión máxima a la que puede trabajar un condensador sin que se perfore el dieléctrico.

Una vez visto sus características, vamos a indicar como se identifica un condensador. Hasta no hace demasiado tiempo, la capacidad de los condensadores se indicaba usando un código de colores equivalente al de las resistencias. Hoy en día el valor de su capacidad se indica bien directamente sobre el cuerpo del capacitor o mediante una combinación de letras y números. El primer número y letra hacen referencia al voltaje máximo de operación; los tres números siguientes indican la capacidad del condensador en pF y el tercero indica la cantidad de ceros que hemos de añadir a la derecha.

Imagen 13: Código JIS de identificación de un condensador. (Imagen propia).

La equivalencia del número y letra que indica el voltaje máximo, y la letra que indica la tolerancia viene representada en las siguientes tablas.

Bobinas o inductores

Las bobinas o inductores, junto con las resistencias y los condensadores, forman el grupo más importante de componentes pasivos en electricidad y electrónica. Están formadas por varias vueltas de alambre esmaltado sobre un núcleo. Pueden almacenar temporalmente energía eléctrica en forma de corriente y oponerse a los cambios de la misma, fenómeno que se denomina inductancia. Como esta propiedad sólo se presenta en corrientes alternas, no posee efecto alguno cuando por ellas circula corriente continua. La inductancia depende de las características físicas constructivas. Dichas características son:

–El diámetro: cuando se aumenta el diámetro de una bobina, la inductancia se incrementa proporcionalmente a la sección cubierta por el núcleo.

–El número de vueltas: la inductancia aumenta proporcionalmente con el cuadrado del número de espiras.

–La longitud: si aumentamos la longitud de una bobina sin modificar el resto de parámetros, el resultado es que las espiras están más separadas y, en consecuencia, se produce una menor concentración del campo magnético, con lo que la inductancia disminuye.

–La permeabilidad magnética del núcleo: la inductancia es directamente proporcional a la facilidad con la que el núcleo de la bonina puede ser atravesado por el campo magnético.

Las bobinas, como resistencias y condensadores, pueden clasificarse en dos grupos: fijas y variables, dependiendo de cómo sea su inductancia. Tanto unas como otras pueden subdividirse a su vez en otras categorías, en función de varios factores; entre otros:

–Material del núcleo: los principales núcleos que se emplean para las bobinas son los de aire, hierro y ferrita.

∙Bobinas con núcleo de aire: son aquellas que no tienen ningún núcleo en su interior.

∙Bobinas con núcleo de hierro: se emplean cuando se desea un valor alto de inductancia.

∙Bobinas con núcleo de ferrita: son las más empleadas en electrónica, tienen un tamaño reducido.

–Forma del núcleo: según la geometría que posea el material que conforma el núcleo, las bobinas pueden ser rectas o toroidales.

–Tipo de montaje: las bobinas pueden ser, en función de cómo se instalan en los circuitos, de inserción o de montaje superficial.

En cuanto a la identificación de las bobinas, decir que comercialmente se distribuyen con un encapsulado que se identifican con código numérico como el de los condensadores. La simbología de las bobinas la podemos apreciar en la siguiente imagen.

Imagen 13: Símbolos de las bobinas más usuales.

Componenetes activos.

Veamos cuáles son los componentes activos más destacados.

Los componentes pasivos eran aquellos que suponían un gasto de energía. Los componentes activos son aquellos que suministran la energía a los pasivos.

Los elementos activos son aquellos que generan, entregan, suministran o producen potencia indefinidamente. Por lo tanto son componentes activos las pilas y las baterías, que son los elementos que generan voltaje en un circuito eléctrico. La principal diferencia entre una pila y una batería es que la pila no es recargable. Por esta razón, a la batería también se la suele conocer con el nombre de acumulador eléctrico. Sin embargo, en el mercado podemos encontrar pilas recargables, que realmente serían baterías. Tanto las pilas como las baterías tienen dos extremos llamados polos, uno de ellos positivo y otro negativo.

Prosiguiendo, dentro de estos elementos activos encontramos las fuentes Independientes. Las fuentes independientes son aquellas que entregan al circuito energía para el movimiento de las cargas. Hay dos tipos de fuentes independientes, las fuentes independientes de tensión y las fuentes independientes de corriente.

La fuente de tensión, entrega energía a una tensión determinada por el diseñador del circuito, que no depende de ninguna señal del circuito. La corriente entregada por la fuente de tensión está determinada por el resto del circuito. Una fuente de tensión ideal es la que nos suministra una tensión constante independientemente del valor de la intensidad que suministra. En realidad la fuente de tensión tiene una resistencia interna que se puede considerar asociada en serie con la propia fuente constituyendo lo que llamamos una fuente de tensión real.

La fuente de corriente, entrega energía a una corriente determinada por lo general por el diseñador del circuito, que no depende de ninguna señal del circuito. La tensión en la fuente de corriente queda determinada por el resto del circuito.

Imagen 15: Fuentes independientes de circuitos. (Imagen propia).

Además de todos estos elementos que hemos mencionado hasta ahora, tanto pasivos (resistencias, condensadores, bobinas) como activos (fuentes de tensión, fuentes de corriente) existen otros muchos elementos y componentes como interruptores, diodos, fusibles... que están presentes en un circuito eléctrico.

Elementos de un equipo electrónico

La línea que separa un aparato eléctrico de uno electrónico no es muy clara, pues a veces algunos equipos lo podríamos incluir en una u otra categoría.

Los que sí, está claro es que en la época actual, la electrónica está muy avanzada por lo que todo lo explicado con anterioridad es aplicable a la electrónica. Es decir, todos los elementos o componentes, tanto activos como pasivos, descritos en apartados anteriores se emplean en la electrónica. Además, en electrónica aparecen otros componentes más sofisticados como pueden ser los circuitos integrados, conocidos coloquialmente como chips.

Circuitos integrados

Los circuitos integrados (CI), son generalmente los componentes electrónicos más importantes y versátiles de la electrónica actual. Un CI es un circuito eléctrico completo, popularmente se denominan chips y a ellos les debemos el grado de desarrollo tecnológico que hemos alcanzado. Teléfonos móviles, lectores de DVD, televisores TFT, LED o de plasma e incluso los ordenadores, no podrían existir tal como los conocemos hoy sin la existencia de los circuitos impresos e integrados. En estos componentes electrónicos todos los elementos que los constituyen, como resistencias, condensadores, diodos, transistores y las pistas conductoras se organizan completamente sobre una oblea semiconductora de silicio muy pequeña.

Imagen 16: Oblea semiconductora de silicio.

En unos cuantos centímetros cuadrados pueden haber hasta varios millones de componentes que realizan funciones especializadas. Una vez realizado el circuito integrado, la pastilla se encapsula en un recubrimiento plástico o cerámico que contiene las conexiones terminales o pines, a través de los cuales el chip interactúa con el resto de componentes electrónicos que pudieran existir en el circuito impreso.

La tecnología actual sigue logrando miniaturizaciones cada vez más minúsculas, lo que hace que los CI sean más y más pequeños, económicos y rápidos. La estructura de un chip sería la siguiente, pudiendo observar el chip propiamente dicho, el encapsulado y los pines o conexiones eléctricas.

Entre los circuitos integrados más utilizados tenemos reguladores de tensión, el temporizador 555, los amplificadores operacionales, las puertas lógicas... y existen chips muy complejos, como el denominado microprocesador, que constituye el cerebro de los ordenadores y está formado por más de 40 millones transistores.

La estructura de un chip sería la que observamos en la imagen siguiente, pudiendo observar el chip propiamente dicho, el encapsulado y los pines o conexiones eléctricas. El encapsulado es normalmente de plástico, aunque también puede ser de cerámica, como en los chips de los microprocesadores utilizados en los ordenadores personales. En cambio, las patas o pines, son metálicas y su función es conectar el circuito interior del chipo con el exterior.

Dentro del encapsulado está el chip miniaturizado de silicio, generalmente de unos pocos milímetros de lado. Este es el verdadero chip, el encargado de hacer la función del integrado, aunque por extensión a todo el conjunto, incluyendo encapsulado y patillaje, se le denomina chip.

Imagen 17: Estructura de un chip.

Los circuitos integrados, dependiendo de su función, del tipo de señales que manejan y la tecnología de fabricación, pueden ser de varios tipos. La complejidad de un chip depende en gran medida del número de componentes que lo componen. Cuanto mayor sea el número de componentes integrados, mayor habrá de ser el nivel de integración.

Desde este punto de vista los CI podrán ser:

∙De pequeña escala de integración (SSI).

∙De mediana escala (MSI).

∙De alta escala (LSI).

De muy alta escala (VLSI).

Dependiendo del tipo de señal que manejan, los CI podrán ser:

∙Analógico o lineales.

∙Digitales.

∙Mixtos.

En función del método de fabricación los CI pueden ser:

∙Monolíticos: componentes asociados e interconectado entre sí de forma inseparable.

∙Híbridos: elementos separables del resto.

El encapsulado de los CI constituye otra forma de clasificación. Existen dos grupos fundamentales, los de montaje por inserción y los de montaje superficial. Los CI de montajes por inserción son aquellos cuyos pines pasan a través de los orificios del circuito impreso y se sueldan por el lado de las pistas. Los CI de montaje superficial se sueldan directamente a la superficie del circuito impreso, puesto que en esta tecnología no existen taladros en los mismos. Tienen un tamaño mucho más pequeño que los anteriores, lo que hace que cada vez sean más utilizados para conseguir nuevas miniaturizaciones.

Los CI se identifican por una referencia de números y letras impresa sobre el encapsulado, además de la marca del fabricante y otros datos identificativos. Es en la actualidad tal la cantidad de circuitos integrados y fabricantes que sólo a través de los manuales de cada empresa podemos saber la función de un determinado circuito.

Imagen 18: Ejemplo de encapsulado.

Todos los sistemas eléctricos o electrónicos funcionan gracias a que son alimentados por una corriente eléctrica, producida por una diferencia de potencial o diferencia de voltaje.

Los equipos o sistemas eléctricos operan con corrientes y voltajes elevados, mientras que los equipos electrónicos suelen operar con corrientes y voltajes menos elevados.

Estos sistemas están compuestos por unos elementos. Aparatos eléctricos más simples estarán compuestos por elementos más simples como resistencias, condensadores o inductores. Otros aparatos electrónicos estarán compuestos además de los elementos anteriores por unos circuitos de mayor complejidad (chips) ya que generalmente tienen funciones mucho más complejas.

1.2.Conectores y terminales: Tipos, características y aplicaciones. Normalización

Los equipos electrónicos, se pueden conectar entre sí, estando diseñados para tal efecto, mediante cables y conectores.

Definición: Un conector es un elemento que está diseñado para conexionar los circuitos que integran los equipos de forma permanente pero no fija. Es decir que se pueden extraer para facilitar tareas de reparación o mantenimiento.

Existen multitud de conectores en el mercado, cada uno destinado a una

Comentarios para UF1964 - Conexionado de componentes en equipos eléctricos y electrónicos

[eddisonharo · Calificación: 5 de 5 estrellas]

Excelente para empezar o reforzar los conocimientos de la Electrónica practica.