Electronica De Potencia

Transductores

Un transductor es un dispositivo capaz de transformar una determinada manifestación de energía de entrada, en otra distinta a la salida, pero de valor muy pequeños en términos relativos a un generador.

El nombre del transductor ya nos indica cual es la transformación que realiza (por ejemplo electromecánica, transforma una señal eléctrica en mecánica o viceversa). Es un dispositivo usado principalmente en la industria, en la medicina interna, en la agricultura, en robótica, en aeronáutica, etc., para obtener la información de entornos físicos y químicos y conseguir señales o impulsos eléctricos o. Los transductores siempre gastan cierta cantidad de energía por lo que la señal medida resulta debilitada.

Ejemplos

Un micrófono es un transductor electroacústico que convierte la energía acústica en energía eléctrica.

Un altavoz también es un transductor electroacústico, pero sigue el camino contrario. Un altavoz transforma la corriente eléctrica en vibraciones sonoras.

Los teclados comunes que transforman el impulso de los dedos sobre las membranas y éstas generan el código de la tecla presionada.

El sistema de alarma de un automóvil, el cual transforma los cambios de presión dentro del vehículo a la activación de dicha alarma.

Un ventilador, que convierte la energía eléctrica en energía mecánica.

Una estufa doméstica, transformando la energía eléctrica en térmica.

El termopar, que convierte la energía térmica en energía eléctrica mediante la unión de dos alambres de distintos materiales, es un transductor termoeléctrico.

Potenciómetro

Un potenciómetro es una resistencia cuyo valor es variable. De esta manera, se puede controlar la corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.

Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reóstatos, que pueden disipar más potencia (recordando que potencia es calor).

Existen dos tipos de potenciómetros:

Potenciómetros impresos, realizados con una pista de carbón de sobre un soporte duro como papel fibra, alúmina, etc. La pista tiene sendos contactos en sus extremos y un cursor conectado a un patín que se desliza por la pista resistiva.

Potenciómetros bobinados, consistentes en un arrollamiento toroidal de un hilo resistivo con un cursor que mueve un patín sobre el mismo.

Termistores

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistencia que presenta un semiconductor con la temperatura. Existen dos tipos de termistores:

NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo

PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo (también llamado posistor)

Cuando la temperatura aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la disminuyen.

El funcionamiento se basa en la variación de la resistencia del semiconductor debido al cambio de la temperatura ambiente, creando una variación en la concentración de portadores. Para los termistores NTC, al aumentar la temperatura, aumentará también la concentración de portadores, por lo que la resistencia será menor, de ahí que el coeficiente sea negativo. Para los termistores PTC, en el caso de un semiconductor con un dopado muy intenso, éste adquirirá propiedades metálicas, tomando un coeficiente positivo en un margen de temperatura limitado. Usualmente, los termistores se fabrican a partir de óxidos semiconductores, tales como el óxido férrico, el óxido de níquel, o el óxido de cobalto.

Sin embargo, a diferencia de los sensores RTD, la variación de la resistencia con la temperatura no es lineal. Para un termistor NTC, la característica es hiperbólica. Para pequeños incrementos de temperatura, se darán grandes incrementos de resistencia.

Detector resistivo

Un RTD es un detector de temperatura resistivo. Es un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. En el que se indica una variación lineal con coeficiente de temperatura positivo.

Al calentarse un metal habrá una mayor agitación térmica, dispersándose más los electrones y reduciéndose su velocidad media, aumentando la resistencia. A mayor temperatura, mayor agitación, y mayor resistencia.

La variación de la resistencia puede ser expresada de manera polinómica como sigue a continuación. Por lo general, la variación es bastante lineal en márgenes amplios de temperatura.

Los materiales empleados para la construcción de sensores RTD suelen ser conductores tales como el cobre, el níquel o el platino. Las propiedades de algunos de éstos se muestran en la siguiente tabla:

De todos ellos es el platino el que ofrece mejores prestaciones, como:

-alta resistividad… para un mismo valor óhmico, la masa del sensor será menor, por lo que la respuesta será más rápida.

-margen de temperatura mayor.

-alta linealidad.

-sin embargo, su sensibilidad es menor.

Termopares

El temopar: es un transductor formado por la unión de dos metales distintos que produce una diferencia de potencial muy pequeña que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los pines denominado punto caliente o unión caliente y el otro llamado punto frío o unión fría.

Normalmente los termopares industriales están compuestos por un tubo de acero inoxidable u otro material. En un extremo de esa vaina está la unión, y en el otro el Terminal eléctrico de los cables, asegurado dentro de una caja redonda de aluminio.

En instrumentación industrial, los termopares son usados como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de

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