Un regulador de Voltaje (también llamado estabilizador de voltaje o acondicionador de voltaje) es un equipo eléctrico que acepta una tensión eléctrica de voltaje variable a la entrada, dentro de un parámetro predeterminado y mantiene a la salida una tensión constante (regulada).
Existen diversos tipos de reguladores de voltaje, los más comunes son de dos tipos: para uso doméstico o industrial. Los primeros son utilizados en su mayoría para proteger equipo de cómputo, video, o electrodomésticos. Los segundos protegen instalaciones eléctricas completas, aparatos o equipo eléctrico sofisticado, fabricas, entre otros. El costo de un regulador de voltaje estará determinado en la mayoría de los casos por su calidad y vida útil en funcionamiento continuo.Los reguladores electrónicos basan su regulación en un control electrónico, pueden llevar microprocesador para regular o simplemente un circuito de control que detecta las variaciones del voltaje y hace la corrección a través de relevadores para regular la tensión. Su tiempo de respuesta y velocidad de regulación son muy rápidos además de ser económicos en comparación a los otros tipos. Los rangos de tensión de entrada son reducidos y la precisión de la tensión de salida es de +/- 3% a +/- 5%. Su diseño propicia que se desconecten para autoprotegerse en condiciones extremas de alta y baja tensión, son muy eficientes ya que mientras la línea comercial se encuentre normal dejan pasar el voltaje hacia la carga, solo se activa la regulación al momento de presentarse alguna anomalía, en la mayoría de los casos solo ofrecen regulación en la fase y no en la línea de neutro, se autoprotegen utilizando varistores a la salida para provocar un corto circuito y activar su fusible.
Regulador adecuado
La capacidad de los reguladores se mide en kVA. Para seleccionar el equipo que Usted necesita será necesario conocer cuatro puntos importantes:
Voltaje de entrada o alimentación de los equipos a proteger: Es la tensión de salida del regulador y de entrada que requerirá su maquinaria, equipos o instalaciones para su correcto funcionamiento. Puede ser localizado en la placa de datos o manual de instalación del equipo o maquinaria a proteger. La tensión de la red eléctrica variará de un país a otro así como el voltaje de alimentación de sus equipos dependiendo de su origen.
Consumo de los equipos: Datos localizados en la placa de datos o manual de instalación del equipo o maquinaria, puede estar expresado en: - Watts para equipos monofasicos y Kilowatts en sistemas trifásicos (1 kW= 1000 watts) - Amperes - HP
Campo de regulación del equipo: Es la capacidad que tiene el regulador de corregir las variaciones de voltaje de la línea eléctrica. Cuando el campo de regulación es insuficiente podemos fabricar un equipo con un rango adecuado a la necesidad. Para este caso es necesario monitorear o graficar la línea de alimentación para determinar los límites máximo y mínimo de variación de la línea.
Número de fases de alimentación de los mismos: Se determina a través de la placa de datos o manual de instalación del equipo o maquinaria a proteger. Los sistemas eléctricos convencionales pueden ser: - Monofásicos - Bifásicos con neutro - Bifásicos sin neutro (para equipos monofasicos de 220 V) - Trifásico
El transistor de unión bipolar es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.
Los transistores bipolares son los transistores más conocidos y se usan generalmente en electrónica analógica aunque también en algunas aplicaciones de electrónica digital.
Un transistor de unión bipolar está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones:
Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga.
Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.
Colector, de extensión mucho mayor
Funcionamiento
En una configuración normal, la unión emisor-base se polariza en directa y la unión base-colector en inversa. Debido a la agitación térmica los portadores de carga del emisor pueden atravesar la barrera de potencial emisor-base y llegar a la base. A su vez, prácticamente todos los portadores que llegaron son impulsados por el campo eléctrico que existe entre la base y el colector.
Un transistor NPN puede ser considerado como dos diodos con la región del ánodo compartida. En una operación típica, la unión base-emisor está polarizada en directa y la unión base-colector está polarizada en inversa. En un transistor NPN, por ejemplo, cuando una tensión positiva es aplicada en la unión base-emisor, el equilibrio entre los portadores generados térmicamente y el campo eléctrico repelente de la región agotada se desbalancea, permitiendo a los electrones excitados térmicamente inyectarse en la región de la base. Estos electrones "vagan" a través de la base, desde la región de alta concentración cercana al emisor hasta la región de baja concentración cercana al colector. Estos electrones en la base son llamados portadores minoritarios debido a que la base está dopada con material P, los cuales generan "huecos" como portadores mayoritarios en la base.
Control de tensión, carga y corriente
La corriente colector-emisor puede ser vista como controlada por la corriente base-emisor (control de corriente), o por la tensión base-emisor (control de voltaje). Esto es debido a la relación tensión-corriente de la unión base-emisor, la cual es la curva tensión-corriente exponencial usual de una unión PN (es decir, un diodo).
En el diseño de circuitos analógicos, el control de corriente es utilizado debido a que es aproximadamente lineal. Esto significa que la corriente de colector es aproximadamente β veces la corriente de la base. Algunos circuitos pueden ser diseñados asumiendo que la tensión base-emisor es aproximadamente constante, y que la corriente de colector es β veces la corriente de la base. No obstante, para diseñar circuitos utilizando BJT con precisión y confiabilidad, se requiere el uso de modelos matemáticos del transistor como el modelo
Tipos de Transistor de Unión Bipolar
[NPN
El símbolo de un transistor NPN.
NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y "P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor. La mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día son NPN, debido a que la movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los "huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades de operación.
Los transistores NPN consisten en una capa de material semiconductor dopado P (la "base") entre dos capas de material dopado N. Una pequeña corriente ingresando a la base en configuración emisor-común es amplificada en la salida del colector.
La flecha en el símbolo del transistor NPN está en la terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.
PNP
El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y "N" refiriéndose a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor. Pocos transistores usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN brinda mucho mejor desempeño en la mayoría de las circunstancias.
El símbolo de un transistor PNP.
Los transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N entre dos capas de material dopado P. Los transistores PNP son comúnmente operados con el colector a masa y el emisor conectado al terminal positivo de la fuente de alimentación a través de una carga eléctrica externa. Una pequeña corriente circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor circule desde el emisor hacia el colector.
La flecha en el transistor PNP está en el terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento activo
El transistor bipolar de heterounión (TBH) es una mejora del BJT que puede manejar señales de muy altas frecuencias, de hasta varios cientos de GHz. Es un dispositivo muy común hoy en día en circuitos ultrarrápidos, generalmente en sistemas de radiofrecuencia.
Los transistores de heterojuntura tienen diferentes semiconductores para los elementos del transistor. Usualmente el emisor está compuesto por una banda de material más larga que la base. Esto ayuda a reducir la inyección de portadores minoritarios desde la base cuando la unión emisor-base está polarizada en directa y esto aumenta la eficiencia de la inyección del emisor. La inyección de portadores mejorada en la base permite que esta pueda tener un mayor nivel de dopaje, lo que resulta en una menor resistencia. Con un transistor de unión convencional, también conocido como transistor bipolar de homojuntura, la eficiencia de la inyección de portadores desde el emisor hacia la base está principalmente determinada por el nivel de dopaje entre el emisor y la base. Debido a que la base debe estar ligeramente dopada para permitir una alta eficiencia de inyección de portadores, su resistencia es relativamente alta.
Regiones operativas del transistor
Los transistores de unión bipolar tienen diferentes regiones operativas, definidas principalmente por la forma en que son polarizados:
Región activa:
Cuando un transistor no está ni en su región de saturación ni en la región de corte entonces está en una región intermedia, la región activa. En esta región la corriente de colector (Ic) depende principalmente de la corriente de base (Ib), de β (ganancia de corriente, es un dato del fabricante) y de las resistencias que se encuentren conectadas en el colector y emisor. Esta región es la más importante si lo que se desea es utilizar el transistor como un amplificador de señal.
Región inversa:
Al invertir las condiciones de polaridad del funcionamiento en modo activo, el transistor bipolar entra en funcionamiento en modo inverso. En este modo, las regiones del colector y emisor intercambian roles. Debido a que la mayoría de los BJT son diseñados para maximizar la ganancia de corriente en modo activo, el parámetro beta en modo inverso es drásticamente menor al presente en modo activo.
Región de corte: Un transistor está en corte cuando:
En este caso el voltaje entre el colector y el emisor del transistor es el voltaje de alimentación del circuito. (como no hay corriente circulando, no hay caída de voltaje, ver Ley de Ohm). Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base = 0 (Ib =0)
Región de saturación: Un transistor está saturado cuando:
En este caso la magnitud de la corriente depende del voltaje de alimentación del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos, ver ley de Ohm. Este caso normalmente se presenta cuando la corriente de base es lo suficientemente grande como para inducir una corriente de colector β veces más grande. (recordar que Ic = β * Ib)
Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.
En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa.
Los capacitores se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes capacitores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia.
Los capacitores se fabrican en gran variedad de formas y se pueden mandar a hacer de acuerdo a las necesidades de cada uno. El aire, la mica, la cerámica, el papel, el aceite y el vacío se usan como dieléctricos, según la utilidad que se pretenda dar al dispositivo. Pueden estar encapsulados en baquelita con válvula de seguridad, sellados, resistentes a la humedad, polvo, aceite; con terminales para conector hembra y/o soldadura. También existen los capacitores de Marcha o Mantenimiento los cuales están encapsulados en metal. Generalmente, todos los Capacitores son secos, esto quiere decir que son fabricados con cintas de plástico metalizado, auto regenerativos, encapsulados en plástico para mejor aislamiento eléctrico, de alta estabilidad térmica y resistente a la humedad.
El primer capacitor es la botella de Leyden, el cual es un capacitor simple en el que las dos placas conductoras son finos revestimientos metálicos dentro y fuera del cristal de la botella, que a su vez es el dieléctrico. La magnitud que caracteriza a un capacitor es su capacidad, cantidad de carga eléctrica que puede almacenar a una diferencia de potencial determinado.
La botella de Leyden, uno de los capacitores más simples, almacena una carga eléctrica que puede liberarse, o descargarse, juntando sus terminales, mediante una varilla conductora.
CAPACITORES FIJOS
Estos capacitores tienen una capacidad fija determinada por el fabricante y su valor no se puede modificar. Sus características dependen principalmente del tipo de dieléctrico utilizado, de tal forma que los nombres de los diversos tipos se corresponden con los nombres del dieléctrico usado.
De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos:
Cerámicos.
Plástico.
Mica.
Electrolíticos.
De doble capa eléctrica.
Capacitores cerámicos
El dieléctrico utilizado por estos capacitores es la cerámica, siendo el material más utilizado el dióxido de titanio.
Capacitores de plástico
Estos capacitores se caracterizan por las altas resistencias de aislamiento y elevadas temperaturas de funcionamiento.
Capacitores de mica
El dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores es la mica o silicato de aluminio y potasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango de frecuencias y alta estabilidad con la temperatura y el tiempo.
Capacitores electrolíticos
En estos capacitores una de las armaduras es de metal mientras que la otra está constituida por un conductor iónico o electrolito. Presentan unos altos valores capacitivos en relación al tamaño y en la mayoría de los casos aparecen polarizados.
Capacitores de doble capa eléctrica
Estos capacitores también se conocen como supercapacitores o CAEV debido a la gran capacidad que tienen por unidad de volumen. Se diferencian de los capacitores convencionales en que no usan dieléctrico por lo que son muy delgados. Las características eléctricas más significativas desde el punto de su aplicación como fuente acumulada de energía son: altos valores capacitivos para reducidos tamaños, corriente de fugas muy baja, alta resistencia serie, y pequeños valores de tensión.
CAPACITORES VARIABLES
Estos capacitores presentan una capacidad que podemos variar entre ciertos límites.
CELDA FOTOCONDUCTORA las fotoceldas son pequeños dispositivos que producen una variacion electrica en respuesta a un cambio en la intencidad de la luz.la fotocelda es una recistencia ,(la resistencia electrica,simbolizahabitualmente como r,es la dificultad u oposicion que presenta un cuerpo al paso de una corriente electrica para circular atrabes de el )cuyo valor en ohmios (unidad de resistemcia electrica )varia ante las variaciones de la luz incidente. tambien llamadas fotorresistencias o ldrs (resistencia dependiente de la luz ), estan construidas con un material censible a la luz y un alto valor de resistensia ante la ausencia de luz.convierte la luz del sol en energia electrica ,esta conducida atrabes de un cableado asia las baterias donde es almacenada asta q se necesita , en el camino hacia las baterias pasa atraves de un controlador ,el cual corta el flujo de corriente cuendo las baterias estan completamente cargadas.
industrialmente
las aplicaciones de las fotoceldas caen en dos categorias generales : 1.-deteccion de precencia de un cuerpo opaco
a)la deteccion puede hacerce en una base de todo o nada ,en la que el circuito de la fotocelda tiene solo dos estados de salida q representan la presencia o la ausencia de un objeto.esta es usada para contar las parles q viajan por una banda transportadora ,o para evitar la operacion de un mecanismo si las manos del operador no estan fuera de la luz de trabajo.
b)la deteccion puede hacerce en una base continua ,teniendo en el circuito de la fotocelda una salida continuamente variable del objeto.este es el tipo de deteccion usada para observar la orilla de una tira de material en movimiento para evitar q se desvie demasiado de su posicion adecuada .
la bentaja principal de las fotoceldas sobre otros dispositivos de deteccion es que no se requiere de cobntacto fisico con el objeto de deteccion . 2.-deteccion del grado de tranlucides(capasidad de pasar luz)o el gardo de iluminiscencia(capacidad de generar luz ) de un liquido a un solido.en estas aplicaciones ,proseso a sido dispuesto de manera q la translucides o iluminiscensia representen una variable de proceso importante . algunos ejemplos de variables q pueden ser medidas de esta manera pueden ser dencidad,temperatura y consentracion de algun compuesto quimico espesifico.
la fotocelda se utiliza para controlar el encendido automatico del alumbrado pùblico.tambien se utiliza en circuitos contadores enectronicos de objetos y personas ,en alarmas,etc.
LOS DIODOS RECTIFICADORES SIRVEN PARA CONVERTIR LA CORRIENTE ALTERNA N CORRIENTE CONTINUA DEPNDIENDO D LAS CARACTERISTICASDE ALIMENTACION DE LA CORRIENTE ALTERNASE VE SI SON MONOFASICOS O TRIFACICOS
DOIDOS EMISORES D LUZ
ALOS DIODOS EMISORES D LUZ TAMBN SE LS CONOC COMO LEDS
SON D ASPECTO PEQÑO ,Q PUEDE SER UN UN IFRAROJO O SIMPLEMENTE UN FOQITO HAY D COLORES , O DE ESOS Q PRENDN Y APAGAN Q SE IAMAN LEDS DSPAN PAIANTES ALWO ASI
NOTA: MAESTRA LA VRDAD NO L NTNDI COMO Y PS NADAMAS PUSE STO S SOI MUI IGNORANTE DISCULPE MI IGNORANCIA
Un Relevador es un sistema mediante el cual se puede controlar una potencia mucho mayor con un consumo en potencia muy reducido.
tipos de relevadores
relez de tipo armadura
relez de núcleo móvil
rele tipo red
reles tipos polarizados
caracteristicas generales de los Reles son:
el aislamiento entre los terminales de entrada y de salida.
adaptacion sencilla ala fuente de control.
posibilidad de soportar sobrecargas, tanto en el circuito de entrada como en el de salida.
Reles electromecanicos:
estan formados por una bobina y unos contactos los cuales pueden conmutar corriente continua o bien corriente alterna.
Tipos de Rles electromecanicos
Son los mas atntiguos y tambien los mas utilizados
Reles de Nucleo Movil:
Estos tienen un embolo en lugar de la armadura anterior. Se utiliza un selenoide para cerrar sus contactos, debido a su mayor fuerza atractiva, por ello es util para manejar altas corriientes.
Reles de tipo Reed o de lengueta
Estan formados por una ampolla de vidrio en cuyo interior estan situados los contactos (pueden ser multiples) montados sobre laminas metalicas. Dichos contactos se cierran por medio de la excitacion de una bobina que esta situada alrededor de dicha ampolla.
Reles polarizados
llevan una pequeña armadura solidaria aun iman permanente. El extremo inferior puede girar dentro de los polos de un electroiman y el otro lleva una cabeza de contacto. Si se excita al electroiman se mueve la armadura y cierra los contactos. Si la polaridad es la opuesta girara de sentido contrario, abriendo los contactos o cerrando otro circuito [ o varios].
Reles de estado solido
un rele de estado solido SSR es un circuito electrico que contiene en su interior un ciercuito disparado por nivel, aoplado por un interruptor semiconductor, un transistor, o un tiristor.
Por SSR se entendera un producto construido y comprobado en una fabrica, no un dispositivo formados por componentes que se an montado sobre una placa de circuito impreso.
