Inductores,Semiconductores y Bobinas

Regional Distrito Capital Sistema de Gestión de la Calidad ADMINISTRACION DEL ENSAMBLE Y MANTENIMIENTO DE COMPUTADORES

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Regional Distrito Capital Sistema de Gestión de la Calidad

ADMINISTRACION DEL ENSAMBLE Y MANTENIMIENTO DE COMPUTADORES Y REDES

Versión 1

Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información Programa de Teleinformática Bogotá, Febrero de 2009

Sistema de Gestión de la Calidad

Regional Distrito Capital Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información MÓDULO DE FORMACIÓN REALIZAR MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y PREDICTIVO QUE GARANTIZE EL FUNCIONAMIENTO DEL HARDWARE DE LOS EQUIPOS

Fecha: Abril de 2009 Versión: 1 Página 1 de 9

Control del Documento Nombre DEIBY ANDRES GONZALE Z GALINDO Revisión JOHN PEREZ

Cargo

Autores

Instructor

Dependencia Firma Centro Gestión de DEIBY Mercados, GONZALEZ Logística y Tecnologías de la Información Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información

Fecha Febrero de 2009

Febrero de 2009

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Fecha: Abril de 2009 Versión: 1 Página 2 de 9

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla siguiente.

Grupo

Electrones en la última capa

Cd

II B

2 e-

Al, Ga, B, In

III A

3 e-

Si, Ge

IV A

4 e-

P, As, Sb

VA

5 e-

Se, Te, (S)

VI A

6 e-

Elemento

El elemento semiconductor más usado es el silicio, aunque idéntico comportamiento presentan las combinaciones de elementos de los grupos II y III con los de los grupos VI y V respectivamente (AsGa, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). De un tiempo a esta parte se ha comenzado a emplear también el azufre. La característica común a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica s²p². Conducción Electrica Para que la conducción de la electricidad sea posible es necesario que haya electrones que no estén ligados a un enlace determinado (banda de valencia), sino que sean capaces de desplazarse por el cristal (banda de conducción). La separación entre la banda de valencia y la de conducción se llama banda prohibida, porque en ella no puede haber portadores de corriente. Así podemos considerar tres situaciones: •

Los metales, en los que ambas bandas de energía se superponen, son conductores.

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Fecha: Abril de 2009 Versión: 1 Página 3 de 9

Los aislantes (o dieléctricos), en los que la diferencia existente entre las bandas de energía, del orden de 6 eV impide, en condiciones normales el salto de los electrones. Los semiconductores, en los que el salto de energía es pequeño, del orden de 1 eV, por lo que suministrando energía pueden conducir la electricidad; pero además, su conductividad puede regularse, puesto que bastará disminuir la energía aportada para que sea menor el número de electrones que salte a la banda de conducción; cosa que no puede hacerse con los metales, cuya conductividad es constante, o más propiamente, poco variable con la temperatura.

Tipos de semiconductores

Semiconductores intrínsecos Cuando UN cristal se encuentra a temperatura ambiente, algunos electrones pueden, absorbiendo la energía necesaria, saltar a la banda de conducción, dejando el correspondiente hueco en la banda de valencia de modo que los electrones pueden caer desde el estado energético correspondiente a la banda de conducción, a un hueco en la banda de valencia liberando energía se le denomina recombinación. Semiconductores extrínsecos Si a un semiconductor intrínseco, como el anterior, se le añade un pequeño porcentaje de impurezas, es decir, elementos trivalentes o pentavalentes, el semiconductor se denomina extrínseco, y se dice que está dopado. Evidentemente, las impurezas deberán formar parte de la estructura cristalina sustituyendo al correspondiente átomo de silicio.

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Fecha: Abril de 2009 Versión: 1 Página 4 de 9

Semiconductor tipo N Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso negativas o electrones). Semiconductor tipo P Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso positivos o huecos). Inductor

Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. Construcción Un inductor está constituido usualmente por una cabeza hueca de una bobina de material conductor, típicamente alambre o hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo de un material ferroso, para incrementar su capacidad de magnetismo entre la Intensidad (inductancia). Pieza polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entrehierro, incluyendo el núcleo y la expansión polar. Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor. Devanado inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica.

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Fecha: Abril de 2009 Versión: 1 Página 5 de 9

Expansión polar: Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea al entrehierro. Polo auxiliar o de conmutación: Es un polo magnético suplementario, provisto o no, de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Suelen emplearse en las máquinas de mediana y gran potencia. Culata: Es una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por devanados, y destinada a unir los polos de la máquina.

Energía almacenada La bobina almacena energía eléctrica en forma de campo magnético cuando aumenta la intensidad de corriente, devolviéndola cuando ésta disminuye. Matemáticamente se puede demostrar que la energía, , almacenada por una bobina con inductancia , que es recorrida por una corriente de intensidad , viene dada por:

Campo magnetico Para un solenoide largo en el cual la distancia entre y uno de sus extremos al centro , es mucho mayor que el radio, el campo magnetico es: Inductancia Autoinductancia, el flujo que atraviesa un circuito puede relacionarse con la corriente en el mismo y con las corrientes que circulan por los circuitos próximos.(No hay cercanía con ningún imán permanente).

, donde Φm es el flujo magnetico, A el área transversal de la bobina, y l la longitud.

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Fecha: Abril de 2009 Versión: 1 Página 6 de 9

. La bobina ideal (figura 2) puede definirse a partir de la siguiente ecuación:

donde, L es la inductancia, u (t) es la función diferencia de potencial aplicada a sus bornes e i (t) la intensidad resultante que circula. Comportamiento en corriente continua

Una bobina ideal en CC se comporta como un cortocircuito (conductor ideal) mientras que la real se comporta como una resistencia cuyo valor RL (figura 5a) será el de su devanado. Esto es así en régimen permanente ya que en régimen transitorio,

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Fecha: Abril de 2009 Versión: 1 Página 7 de 9

esto es, al conectar o desconectar un circuito con bobina, suceden fenómenos electromagnéticos que inciden sobre la corriente (ver circuitos serie RL y RC). Comportamiento en corriente alterna

En CA, una bobina ideal ofrece una resistencia al paso de la corriente que recibe el nombre de reactancia inductiva, XL, cuyo valor viene dado por el producto de la pulsación ( ) por la inductancia, L: