Elementos pasivos

Son aquellos componentes electrónicos que no producen amplificación ni transformación y que sirven para controlar la electricidad colaborando al mejor funcionamiento de los elementos activos. Los componentes electrónicos pasivos pueden ser de diversas clases, ya que son diferentes sus objetivos, construcción y resultados. Aquí un resumen de los principales.

1. Resistencia

Componente electrónico que se opone al paso de la corriente eléctrica limitandola. Normalmente fabricado de carbón con impurezas aglutinado. Tiene un valor medido en ohms normalmente representado por bandas de colores al rededor de la resistencia. Su tamaño y tipo determina la potencia máxima de operación. Tienen 2 terminales y no presentan polaridad.

Código colores resistencias
CodigoColorMultiplicador
0Negro1
1Marrón10
2Rojo100
3Naranja1 K
4Amarillo10 K
5Verde100 K
6Azul1 M
7Violeta10 M
8Gris100 M
9Blanco 

Normalmente tienen 3 bandas según el código de colores, las dos primeras son dígitos y la ultima multiplicador. Adicionalmente pueden tener una 4ta banda un poco mas separada del resto que indica su precisión: dorada (5%), plateada (10%) o sin banda (20%).

Seria muy complicado fabricar todos los valores, por la que se estableció valores estándar., como sigue

Valores estandarizados
Código
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.7
3.3
3.9
4.7
5.1
5.6
6.8
8.2

Así por ejemplo encontraras valores de 1, 10 y 100 ohms, 1, 10 y 100 K (miles) y 1, 10 y 100 M (millones) de ohms. Por analogía también hay 3.3, 33 y 330 ohms, 3.3, 33 y 330 K ohms, 3.3, 33 y 330 M ohms.

El grosor y tipo material de la resistencia determina la potencia que soporta. Las resistencia que deben soportan mucha corriente (P = VxI), deben soportar mas potencia y la deben disipar por calor. Hay varios tipos:

Tipos de resistencia

Al poner resistencias en serie el valor total de resistencia es la suma simple de cada una de las partes.

Al poner resistencias en paralelo el valor total de resistencia es la suma inversa de cada una de las partes.

1.1 Potenciometro

Es una resistencia variable mecánicamente. Tiene 3 patas que corresponde a los extremos de la resistencia y la otra al cursor.

Potenciometros

1.2 Termistor

También llamados NTC o PTC. Es una resistencia variable por efecto de la temperatura. NTC (Negativo) cuando aumenta el valor de la resistencia al disminuir la temperatura. PTC (POsitivo) aumenta el valor de la resistencia al aumentar la temperatura.

1.3 Varistor

También llamado VDR. Es una resistencia sensible al voltaje.

2. Condensador

Los condensadores almacenan energía eléctrica e impiden el flujo de cla corriente continua, dejando de pasar la corriente alterna. La capacidad de los condensadores se expresa en Faradios, pero esta es una unidad muy grande por lo que siempre los valores serán expresados en nano (nF), pico (pF) o micro (uF) Faradios. Tienen 2 terminales y a veces presentan polaridad.

Tipos de condensador

Una de las aplicaciones de los condensadores es la eliminación de transitorios de la fuente de corriente, para evitar malograr los IC. Conecte un condensador de entre 0.01~0.1 uF directamente en los terminales de salida de la fuente. Otra aplicación es la de suavizar las señales rectificadas, cargándose en la parte alta de los ciclos y descargando energía eléctrica en los bajos. Use de 100 a 10,000 uF.

2.1 Cerámico

Las pequeñas lentejas de valores muy pequeños, normalmente expresados en pF, pero que soportan voltajes altos.

2.2 Poliester

SOn dos capas de policarbonato recubiertas por una banda metálica que se enrollan juntas. Valores menos de 1 uF.

2.3 Tantalio

Tambien llamados de gota por su forma. Son de capacidad media, estado solido y polarizados. Tiene el gran defecto de quedar en corto circuito al presentar fallas.

2.4 Electrolitico

Son cilindros de aluminio conteniendo un electrolito donde el dieléctrico es papel enrollado. Normalmente usan tapones de jebe para contener el liquido. Son de capacidades mucho mayores (uF), pero tenga mucho cuidado con su voltaje soportado y la polaridad, es decir hay un positivo y un negativo que hay que respetar.

Cuidado, los condensadores electroliticos almacén gran cantidad de energía aun luego de desconectada la fuente de alimentación. Un condensador a solo 5 a 12 V, puede fundir la punta de un desarmados si se tocan sus terminales juntos.

2.5 Variables

Son armaduras metálicas móviles con dieléctrico de aire o mica. Se producen en valores muy pequeños.

3. Filtros

3.1 Filtros RC

En una combinación de una resistencia y un condensador que en conjunto se oponen a los cambio de forma que cambian la forma de onda o atenúa ciertas frecuencias. Dependiendo de la configuración se les llama pasa bajo o pasa altos. Si aplicas ambos se le llama pasa banda.

Filtros

3.2 Filtros RL

Es una combinación de una resistencia y una bobina. Se dice que la bobina se opone transitoriamente al establecimiento de una corriente en el circuito.

4. Bobina

También llamado inductor. Una bobina no es mas que un alambre enrollado en un núcleo. Es un componente pasivo que debido al fenómeno de inducción almacena alergia en forma de campo megnetico. En corriente alterna una bobina ofrece una resistencia al paso de la corriente llamada reactancia inductiva (reluctancia) dado por la frecuencia (Hz) y la inductancia (L). Tienen 2 terminales y no presentan polaridad.

4.1 Rele

Básicamente es un dispositivo de potencia, dispone de un electro-imán que actúa como intermediario para activar un interruptor, siendo este último totalmente independiente del electro-imán.

Reles

4.2 Parlante

Es un electroiman conectado físicamente con un cono de cartón. El electroiman recibe los impulsos de corriente produciendo movimientos del conjunto haciendo el el cono de cartón golpee el aire produciendo sonidos. En principio por esta acción de transformación de energía eléctrica en acústica es un componente activo.

4.3 Motores

Es una maquina que transforma alergia eléctrica en mecánica o viceversa. Tiene algunos bobinados que se les hace pasar corriente de manera alternada produciendo un campo magnético que mueve el rotor respecto al estator. En principio por esta acción de transformación de energía eléctrica en mecánica es un componente activo.

4.4 Transformadores

En principio por esta acción de amplificación es un componente activo.

5. Cristales

Desde una guitarra eléctrica hasta el tomógrafo axial o el ecógrafo del hospital, pasando por las computadoras, todos los dispositivos electrónicos actuales funcionan gracias a las propiedades de los cristales. Encontramos cristales de semiconductores en los CHIPs; cristales piezo eléctricos en los relojes electrónicos, los micrófonos, parlantes, termógrafos y sistemas de alarmas; y cristales líquidos en las pantallas de móviles y televisores.

5.1 Zumbador

También llamado piezo buzzer por ser justamente un cristal piezoelectrico. Es un transductor electroacústico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono (generalmente agudo). Sirve como mecanismo de señalización o aviso y se usa en múltiples sistemas, como en los sistemas de alarma de automóviles o en electrodomésticos, incluidos los despertadores. Tienen 2 terminales y presentan polaridad. En principio por esta acción de transformación de energía eléctrica en acústica es un componente activo

Zumbador

5.2 Microfono

El mismo fenómeno de piezoelectricidad se usa también para hacer funcionar el micrófono y el altavoz del teléfono, los pickups para instrumentos musicales, el sonar o los ecógrafos médicos. En principio por esta acción de transformación de energía acústica en eléctrica es un componente activo

5.3 LCD

Las pantallas Liquid Crystal Display (LCD) basan su funcionamiento en las propiedades de modulación de la luz que los cristales líquidos tienen por el hecho de ser cristales.

Liquid Crystal Display (LCD)

5.4 Osciladores

Todos los dispositivos electrónicos digitales usan uno o más relojes para marcar el ritmo a la circuiría electrónica y sincronizar su funcionamiento. Este reloj es típicamente un circuito resonante basado en el efecto piezo eléctrico de un cristal de cuarzo. De hecho el componente electrónico correspondiente se denomina coloquialmente "cristal" y es el mismo que encontramos en los relojes de pulsera, las computadoras, radios y en infinidad de otros aparatos electrónicos.

5.5 Láser

El Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER) es un dispositivo que usa un efecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente tanto espacial como temporalmente. La coherencia espacial se corresponde con la capacidad de un haz para permanecer con un pequeño tamaño al transmitirse por el vacío en largas distancias y la coherencia temporal se relaciona con la capacidad para concentrar la emisión en un rango espectral muy estrecho. Tienen 2 terminales y presentan polaridad. En principio por esta acción de transformación de energía eléctrica en luminosa es un componente activo

6. Electronecanicos

Son componentes mecánicos provistos de contactos eléctricos que se accionan por palancas y resortes.

6.1 Pulsador

Botón mecánico con un resorte y un contacto eléctrico que sirve para poner enviar un pulso. Es de acción momentánea. Es como el que se usa en un timbre. Se acciona manualmente y deja de actuar al soltar. Existen de contactos normalmente abiertos (los mas comunes) y normalmente cerrados de modo que el contacto se abre al pulsar el botón. Solo tiene 2 patillas sin polaridad. Si tiene mas patillas puede tratarse de un conmutador.

Pulsador

6.2 Interruptor

Dispositivo mecánico que lleva una palanca tipo bascula y un contacto eléctrico. Es de acción permanente. Es como el que se usa para prender la luz de tu habitación. Se acciona manualmente una vez y este permanece es ese estado hasta que se vuelva a actuar sobre el. Solo tiene 2 patillas son polaridad. Si tiene mas patillas puede tratarse de un conmutador.

6.3 Conmutador

Dispositivo mecánico de doble contacto que sirve para desviar la corriente entre uno de dos vías. Es como el juego de 2 interruptores que se usan en una escalera, donde puedes prender una luz abajo y apagarla arriba y viceversa. Tienen 3 contactos y normalmente el del medio es el basculante. Puede ser tipo pulsador (acción momentánea) o interruptor (acción permanente).

Conmutador

6.4 DIP Switch

Se trata de un conjunto de pequeños interruptores eléctricos encapsulados (DIP = Dual Inline Package). Tiene el doble numero de patas que los interruptores que contiene, sin polaridad.

DIP switch

6.5 Reed

Es un interruptor que es activado por campo magnético. Se trata de un par de contactos de metal ferroso encerrados al vacío en una pequeña capsula de vidrio de 10x3 mm. El campo magnético puede ser generado por un miman permanente en movimiento o una bobina. Son recomendados en atmósferas explosivas donde el interruptor normal seria un peligro o donde la velocidad de actuación es de hasta 500 veces por segundo como el caso de un sensor de velocidad de un bicicleta. También son usados en los teclados que debe soportar atmósferas corrosivas, alta humedad o impurezas, donde los teclados capacitados son inútiles. También son usados en pequeños reles.

Reed switch

6.6 Fusible

Es un dispositivo pasivo constituido por un soporte adecuado y un filamento o lámina de un metal de bajo punto de fusión que se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda (por efecto Joule) cuando la intensidad de corriente supere (por un cortocircuito o un exceso de carga) un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.

7. Foco

También llamada lampara incandescente o bombilla. Inventada por Tomas Alva Edison, emite luz mediante el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico (tungsteno o wolframio). Es ineficiente ya que el 85% de la energía se transforma en calor y apenas el 15% restante es luz. En principio por esta acción de transformación de energía eléctrica en luminosa es un componente activo.

Como manejar un foco

Como se puede ver en la figura este foco de 12V requiere 250 mA para prender lo cual es demasiado para las salidas digitales por lo que es indispensable usar un transistor como conmutador. Nota que apenas extraemos menos de 5 mA por la base del transistor.

8. Memristor

Es un componentes electrónico pasivo, no lineal, que relaciona la carga eléctrica con el flujo magnético. La resistencia eléctrica del Memristor no es constante sino que depende de la historia de la corriente que ha fluido previamente a través del dispositivo; es decir, su resistencia actual depende de la cantidad de carga eléctrica que ha fluido y su dirección, a través de él en el pasado. El dispositivo recuerda su historia, luego que el suministro de energía eléctrica es desconectado, el memristor recuerda su resistencia más reciente, hasta que vuelva a ser encendido.

Memristor