Components passius

Els components passius son aquells que consumeixen energia en els circuits elèctrics, davant als components actius que entreguen o apliquen dita energia.

Els principals elements passius que anem a estudiar aquí son les resistències, les bobines i els condensadors.

Cada un d’ells venen definit per una qualitat important en el seu funcionament: la resistència, el coeficient d’autoinducció i la capacitat.

 

Components passius

Resistències fitxes
Potenciòmetres

Reòstats
Resistències variables
Shunts
Bobines
Condensadors
Càrrega i descàrrega de bobines
Càrrega i descàrrega de condensadors
Relés

Bobines mòbils 

 

 

 

Resistències fitxes

 

 

Son aquelles en les que el valor en ohms que posi es fitxa i es defineix al fabricant.

 

Les característiques més importants són:

Valors nominal: es el seu valor de resistència en ohms.

Tolerància: es l’error màxim amb el que es fabrica la resistència en %.

Potència màxima: es la major potència que serà capaç de dissipar sense cremar-se.

Fins a una potència de uns 3w es fabriquen utilitzant una mescla de carbó. Mineral en pols i resina aglomerant, anomenant-se resistències de composició o de pel·lícula de carbó, mentre que les de major potència es construeixen baixant algun tipus de fil resistiu.

No hi ha resistència de qualsevol valor, sinó que es fabriquen una sèrie de valors definidors segons unes sèries normalitzades e-12, e24 i e48, de les quals la més comú es la sèrie e24 amb una tolerància del 5%.

Les majors porten el seu valor serigrafia, però les més petites utilitzen un codi de colors, de quatre bandes per a les més comuns i de cinc bandes per les de precisió.

 

Potenciòmetres

Un potenciòmetre es una resistència fixa al que se li pot variar el valor del la seva resistència. D’aquesta manera, indirectament, es pot controlar la intensitat de corrent que circula per una línia si es connecta en paral·lel, o la diferencia de potència de fer-lo en sèrie.

Existeixen dos tipus de potenciòmetres:

Potenciòmetres impresos, realitzats amb una pista de carbó o de cermet sobre un suport du com paper “endurit”, fibra, alumini, etc . La pista té contactes en els seus extrems i un cursor connectat a un patí que llisca per la pista resistiva.

Potenciòmetres bobinats. Consisteix en un enrotllament toroïdal d’un fil resistiu, com el constantà, amb un cursor que mou un patinet sobre el mateix.

Normalment la resistència varia de forma lineal, però també es construeixen variació logarítmica o sinusoïdal.

 

 

Reòstats

Normalment, els potenciòmetres s’utilitzen en circuits amb poca corrent, doncs dissipes poca potencia, en canvi en els reòstats, que son de major grandària, circula més corrent i dissipa més potencia,

 

Resistències variables

Modificar el seu valor òhmic endavant de l’acció de denominades magnituds físiques.

Els resistors sensibles a la llum (LDR) modifiquen la seva resistència segons l’intensitat lluminosa que incideix sobre la seva superfície.

Els termistors son resistors sensibles a la temperatura. El PTC augmenta la seva resistència amb la temperatura (zona II de la figura). El NTC disminueix la seva resistència amb la temperatura.

Les variacions són resistències sensibles a la tensió (VDR).

 

Shunts

 

Un shunt es una carrera resistiva a través de la qual es deriva un corrent elèctric.

Generalment la resistència d’un shunt es coneguda amb precisió i es utilitzada per determinar la intensitat de corrent elèctrica que flueix a través de aquestes càrregues, mitjançant la mediació de la diferencia de tensió o voltatge a través d’elles, valent-se d’això de la llei d’Ohm.

 

 

Bobines

 

Estan formades per un fil conductor enrullat sobre un nucli d’aire u altre material i construïdes especialment per presentar un cert coeficient de autoinducció (L) que la seva unitat de mida es el Henry (H).

El nucli és d’aire per les petites inductàncies (més empleades en altes freqüències) i d’algun material ferromagnètic especialment dissenyat per presentar una gran permeabilitat relativa per les bobines de gran inductància.

En algun cas s’utilitzen bobines acoblades magnèticament entre sí, de forma que els seus camps magnètics es interfereixen, a menut comportament un mateix nucli magnètic. També existeixen bobines blindades, que disposen d’un encapsulat exterior de material ferromagnètic que evita que el camp magnètic surti al exterior i provoqui interferències en altres circuits propers.

Degut al seu coeficient d’autoinducció, les bobines presenten unes caigudes de tensió entre els seus terminals proporcional a les variacions de corrent. Per això també reben el nom de xocs, ja que s’oposen als canvis de corrent frenant les pujades i baixant brusques d’intensitat.

Es poden associar en sèrie o paral·lel:

 

Condensadors

Un condensador consta de dues plaques o armadures conductores separades per un aïllant anomenat dielèctric, que presenten en el seu conjunt la propietat elèctrica de capacitat (C)

La capacitat de un condensador es la propietat de emmagatzemar càrrega elèctrica quan existeix una tensió entre els seus terminals. La unitat de capacitat es el farad (F) i en el cas del condensador pla es una constant que depèn de les seves dimensions (superfície i distancia entre plaques) i del seu dielèctric:

A on E0 es la constant dielèctrica de l’aira o vuit i val 8,9.10-12 en el SI y Er es la constant dielèctrica relativa, que depèn de la substància entre les plaques.

 

Càrrega emmagatzemada per un condensador:

Energia emmagatzemada per un condensador:

 

 

Càrrega i descàrrega de bobines

No es possible anular instantàneament l’intensitat que circula per una bobina. Sempre augmenta o disminueix de forma exponencial i encara que la duració pugui ser de sols alguns mil·lisegons , pot causar efectes no desitjables amb arcs elèctrics en els interruptors.

En la descàrrega la bobina inverteix la seva polaritat i utilitza la energia emmagatzemada en mantenir l’intensitat.

Al producte L/R expressat en segons, se li denomina constant de temps (T) i al terme de 5 constants de temps es considera que la bobina s’ha carregat o descarregat, ja que ho haurà fet en més del 99%.

 

Càrrega i descàrrega de condensadors

Quan apliquem tensió a un condensador a través d’una resistència aquest es carrega ràpidament al principi i més lentament al final. L’intensitat que ho carrega va disminuint progressivament.

En la descàrrega tant la tensió com l’intensitat disminueixen fins que s’anul·la, encara que l’intensitat circula en sentit contrari que en la càrrega.

 

Al producte R.I expresseu-lo en segons, es denomina constant de temps (T) o al temps de 5 constants de temps es considera que el condensador se ha carregat o descarregat, ja que ho haurà fet en més del 99%.

 

Relés i bobines mòbils

 

Relés

Son contactes elèctrics que el seu tancament i obertura es realitza mitjançant un electroimant governat a distancia per una senyal elèctric.

En absència de senyal en les bobines. Una molla manté els contactes en la seva posició de repòs. Al circular corrent per la bobina, crea un camp magnètic que atreu un element metàl·lic que arrossega els contactes a la seva posició activa.

 

Bobines mòbils

El seu funcionament és semblant al dels relés. Però en lloc de passar directament d’un extrem a l’altre, en aquest cas són importants les posicions intermèdies, servint de base als aparells de mesura analògica.

 

Al passar corrent per la bobina, es forma un camp magnètic que guanyen la resistència d’un resort. Quant més gran es el corrent, més gran es la força i major també el desplaçament, Col·locant una agulla i una escala correctament graduada, es pot mesurar el corrent que circula, per ser proporcional a la força produïda.

 

En alguns casos la bobina està fitxa i el que es desplaça es un ferro subjectat a un resort (ferro mòbil). En altres oficines es desplaça la bobina a un ferro que està fix (bobina mòbil).

 

 

 

 

Lliçó Anterior

Següent Lliçó