En cursos anteriors has estudiat diferents tècniques basades en fenòmens elèctrics, com l’estudi dels circuits elèctrics bàsics, la producció i la generació d’electricitat i les màquines elèctriques més habituals. Totes aquestes tècniques s’engloben dins del que s’anomena electrotècnia, que té com a objectius fonamentals la producció, distribució i utilització de l’energia elèctrica.
Correlativa a l’electrotècnia hi ha una altra tecnologia, l’electrònica, els objectius bàsics de l’electrònica són el tractament i la transmissió, no d’energia, sinó d’informació a partir de senyals elèctrics generalment febles, basats en el moviment dels electrons en el buit, en gasos o en sòlids.
Així mateix, quan parlem de circuits elèctrics, ens referim generalment a circuits d'instal·lacions elèctriques domèstiques o industrials, amb la característica d'un corrent altern, que circula d'un valor entre 0,1 i 50 A i . Ens referim a circuits electrònics, a circuits de corrent continu, amb corrents elèctrics de l'ordre dels miliampers (0,001 a 0,01 A), habitual als aparells electrònics.
1. El circuit elèctric
Un circuit elèctric és un conjunt d’elements actius (que proporcionen energia) i passius (que dissipen energia) connectats entre si de manera que permetin el pas del corrent elèctric permanentment perquè existeixi una transferència d’energia.
Els circuits elèctrics es representen mitjançant esquemes, en els quals cada element es representa amb un símbol específic. El circuit elèctric elemental està format per un generador, un receptor i uns conductors.
El generador crea i manté el corrent elèctric, el receptor el rep i el transforma en un altre tipus d’energia i els conductors permeten el pas del corrent del generador al receptor i del receptor al generador, de manera que es tanca el circuit. És habitual que els circuits es puguin governar i protegir de possibles anomalies; per aquesta raó disposen d’aparells de comandament i de protecció, respectivament.
2. Magnituds elèctriques
Per tal d’estudiar i quantificar els fenòmens elèctrics, farem un repàs de les principals magnituds i com es relacionen entre si.
3. Càlculs bàsics en circuits de corrent continu
3.1. Associació d'elements en sèrie
Resistències en sèrie:
Entendrem que dos o més resistències estan associades en sèrie quan la sortida de la primera resistència s’uneixi a l’entrada de la segona i així successivament, restant una resistència equivalent que serà la suma de totes elles, amb borns d’entrada: l’entrada de la primera i la sortida de la darrera.
Els voltatges a cada resistència tenen valor negatiu (treu voltatge del circuit), en contraposició del voltatge que aporta la pila al circuit. Aquest voltatge rep el nom de "caiguda de tensió".
Generadors en sèrie:
Es connecta el pol d’un element amb el pol de signe contrari de l’element següent, i així successivament, de manera que sempre quedin els extrems d’un pol positiu i d’un de negatiu sense connectar, que són els de la bateria.
La connexió de generadors en sèrie s’utilitza per augmentar la tensió d’alimentació.
La potència que cada font d'alimentació subministra al circuit es calcula multiplicant el corrent que passa per ella pel voltatge que aporta la font.
Pv1=V1·Iv1
3.2. Associació d'elements en paral·lel
Resistències en paral·lel:
Entendrem que dos o més resistències estan associades en paral·lel quan l’entrada de totes elles estiguin unides entre si, formant l’entrada de la resistència equivalent, de la mateixa manera s’uniran totes les sortides en un sol punt. La resistència equivalent que serà: l’invers de la resistència total serà igual al sumatori de les inverses de les resistències.
Conclusions del circuit en paral·lel
La resistència total o equivalent és sempre menor que la resistència parcial més petita.
La intensitat total del circuit és igual a la suma de les intensitats parcials.
A totes les resistències hi ha la mateixa tensió.
Els corrents estan en relació inversa a les corresponents resistències.
La potència total és igual a la suma de les potències parcials.
Generadors en paral·lel:
3.3. Associació mixta d'elements
Quan en un circuit hi ha elements connectats en sèrie juntament amb d’altres elements connectats en paral·les es diu que és un circuit mixt, o també en sèrie paral·lel.
L’anàlisi d’un circuit mixt requereix distingir els elements connectats en sèrie dels connectats en paral·lel, seguint els passos següents:
a) Es van seleccionant grups de resistències que estiguin connectades en sèrie o en paral·lel i se simplifiquen.
b) Se substitueixen aquests grups de resistències per la seva resistència equivalent.
c) En el circuit obtingut es tornen a seleccionar aquells grups que estan en sèrie o en paral·lel i es torna a aplicar el que acabem d’explicar.
d) Els passos es repeteixen fins a reduir el circuit a una única resistència, que serà la resistència equivalent al circuit.
Exemple:
3.4. Elements de mesura elèctrica.
Voltímetres : El voltímetre és un aparell que mesura la diferència de potencial entre els dos punts on es connecta. Per un voltímetre no ha de passar corrent (ha de tenir resistència infinita) per tal de no distorsionar la distribució original de corrents en connectar els aparells de mesura. Els voltímetres reals deixen passar un cert corrent, per tant, tenen una resistència interna finita, però sensiblement més gran que els valors de les resistències del circuit.
Amperímetres: Un amperímetre és un aparell que mesura el corrent que passa a través seu. La seva resistència ha d’ésser nul.la per tal de no distorsionar la distribució de corrents en el circuit encara que a la pràctica és molt petita però mai nul.la.
Wattímetres: Un wattímetre és un aparell pensat per mesurar el flux de potència. Té una entrada de tensió (resistència interna elevada) i una de corrent (resistència interna molt petita) i marca el producte d’ambdues magnituds. Els punts indiquen la polaritat de les bobines, si es connecten ambdues en la polaritat indicada, marca positiva l’energia transformada de la font al consum, si es connecten ambdues en la polaritat contrària també; mentre que si només una de les polaritats de les bobines no coincideix amb la polaritat real, llavors marca com a negativa la potència que la font entrega a la càrrega.
Multímetre o tèster
Una resistència en sèrie amb el voltímetre queda anul·lada.
En sèrie a la branca a mesurar.
Una resistència en paral·lel amb l'amperímetre queda anul·lada.
En paral·lel als receptors a mesurar i en sèrie amb el corrent que alimenta aquests receptors.
Exemple 1: En el següent circuit, les tres resistències són de 5 i el wattímetre dona un valor de 10 W. Calcular el corrent que circula, el voltatge de la pila i la potència que la pila subministra al circuit.
Exemple 2: Calculeu les mesures als amperímetres A1 i A2, i del wattímetre W1
El disseny, la fabricació i l’anàlisi de circuits electrònics és l’objectiu de l’electrònica. El conjunt d’elements que integren aquests circuits s’anomenen components electrònics, els quals es poden classificar en actius i passius.
Els components electrònics passius són aquells que, per si sols, no són capaços d’amplificar o generar senyals elèctrics, és a dir, que actuen com a càrregues (elements receptors d’energia elèctrica), de manera que permeten reduir o ajustar el senyal elèctric del circuit. Alguns exemples són els resistors, els condensadors i les bobines.
Els components electrònics actius, en canvi, són capaços de generar, modificar i amplificar el valor del senyal elèctric. Són producte del descobriment dels materials semiconductors, com el silici i el germani. En destaquen els díodes i els transistors, que per la seva importància estudiarem en els propers apartats.
Tenim en aquest grup els resistors, condensadors i bobines.
4.1.1 Els resistors:
És molt habitual trobar resistors en els circuits electrònics. Es fan servir, sobretot, per limitar la intensitat del corrent elèctric en un punt determinat del circuit o per dividir el valor total de la tensió.
Els resistors són components passius que ofereixen una determinada resistència al pas del corrent elèctric. Hi ha una gran varietat de resistors.
Tipus de resistors: Els resistors es classifiquen en dos tipus: resistors fixos i variables.
Resistors fixos: Són aquells resistors que tenen un valor de resistència fixe, es mesura en ohms (Ω), pot estar escrit directament a la cara exterior del component, tot i que, generalment, es determina a partir d’un codi internacional de colors.
La resistència específica d’un material rep el nom de resistivitat (ρ) i es defineix com la resistència que ofereix al pas del corrent un conductor d’aquest material d’1 m de longitud i d’1 m2 de secció. La resistència elèctrica, R, d’un conductor és directament proporcional a la seva longitud, inversament proporcional a la seva secció, i depèn de la seva resistivitat, ρ.
Resistors variables: Són aquells que tenen un valor ohmnic que pot variar. Si varien de forma manual, s'anomenen lineals, si el seu valor ohmnic varia en funció d'altres magnituds, reben el nom de no lineals.
Els potenciòmetres i reòstats són resistors variables lineals que es poden graduar manualment. Serveixen, per exemple, per variar el volum d’un aparell de música, la intensitat de llum d’una bombeta o la velocitat d’un motor.
Hi ha altres components electrònics resistius, anomenats genèricament resistors no lineals, el valor de resistència dels quals és variable i depèn de les variacions de determinades magnituds com la llum o la temperatura.
Un resistor LDR (notació anglesa: Light-Depending Resistor, resistència dependent de la llum) és sensible a la intensitat de llum que rep. La resistència varia segons la llum que hi incideix; com més llum, menor resistència. Un resistor NTC (notació anglesa: Negative Temperature Coefficient Resistor, resistència de coeficient de temperatura negatiu), en canvi, varia amb la calor; té un coeficient de temperatura negatiu, és a dir, quan augmenta la temperatura en disminueix la resistència.
El resistor PTC (notació anglesa: Positive Temperature Coefficient Resistor, resistència de coeficient de temperatura positiu) es comporta de manera contrària a un NTC; incrementa la seva resistència en augmentar la temperatura.
4.1.2. Els condensadors
En electrònica de vegades és necessari disposar de components capaços d’emmagatzemar electricitat temporalment i descarregar-la de cop en un determinat instant; per exemple, el flaix d’una màquina fotogràfica. Aquests components són els condensadors. El condensador és un component que serveix per emmagatzemar temporalment càrregues elèctriques sobre una superfície relativament petita.
La constitució interna d’un condensador està formada bàsicament per dues plaques metàl·liques paral·leles, anomenades armadures, separades per un material aïllant (paper, ceràmica, polièster, mica, plàstic, etc.), anomenat dielèctric. La seva capacitat depèn de la superfície de les plaques, la distància que les separa i el tipus de dielèctric emprat.
Condensador ceràmic
Condensador d'alumini
La capacitat d’emmagatzematge d’un condensador és la relació entre la càrrega elèctrica que rep i la diferència de potencial que adquireix. Es mesura en farad (F) en el Sistema Internacional (SI). Com que es tracta d’una unitat de valor molt elevat, a la pràctica s’utilitzen submúltiples. ( microfarad (μF) 1μF=10-6F , nanofarad (nF) 1nF=10-9F i picofarad (pF) 1 pF=10-12F .
Temps de càrrega d’un condensador: El producte RC s’anomena constant de temps. El temps de càrrega és el temps que triga un condensador en arribar als 2/3 de la seva tensió quan es carrega a través d'una resistència.
t=R∗C
Calculem el temps que trigarà en carregar-se el condensador del circuit:
A l’hora de fer servir un condensador cal tenir presents, essencialment, dues característiques: el seu valor de capacitat i la tensió que suporta el dielèctric del condensador. Per sobre d’aquest valor el condensador es fa malbé. Els condensadors són, després dels resistors, els components electrònics més utilitzats. Es fan servir, entre altres aplicacions, en fonts d’alimentació, en filtres electrònics i en circuits de sintonització de senyals de radiofreqüència. Pràcticament tots els aparells electrònics empren condensadors: ordinadors, telèfons mòbils, televisors, MP3, etc.
4.1.3. Les bobines
Una bobina és un component format per un conductor elèctric aïllat i enrotllat sobre una superfície cilíndrica que serveix per crear un camp magnètic quan hi circula un corrent elèctric. Les bobines són presents en infinitat de dispositius i aplicacions: motors elèctrics, filtres electrònics, aparells de ràdio, televisors, etc.
Cada bobina, en funció de les especificacions constructives, tindrà unes determinades característiques magnètiques i elèctriques. La magnitud que determina aquest comportament per a cada bobina s’anomena coeficient d’autoinducció o inductància. La seva unitat en el SI és l’henry (H).
Una aplicació interessant de les bobines, és en la confecció de relés. El relé és un interruptor elèctric que s’acciona per mitjà d’un electroimant. Està format per una bobina que, quan hi circula un corrent elèctric, atreu una làmina metàl·lica que acciona un contacte, el qual s’obre o es tanca. Quan el corrent deixa de circular per la bobina de l’electroimant, una molla fa retornar la làmina metàl·lica i el contacte a la seva posició original.
El corrent que circula per la bobina del relé rep el nom de corrent de maniobra o de comandament, mentre que el que circula pel segon circuit (és a dir, pels contactes) rep el nom de corrent principal o de potència. Per exemple, un relé de 9 volts de CC el podem accionar fent servir una pila de 9 volts per al circuit de maniobra; en canvi, en el circuit de potència, a través dels contactes del relé, podem connectar una bombeta de 230 volts de corrent altern.
Dins d'aquest grup de components, tenim els díodes i els transistors.
4.2.1. Els díodes
Els díodes són uns components electrònics actius que permeten el pas del corrent en un únic sentit. Es fonamenten en les propietats físiques que presenten els semiconductors, uns materials sòlids que, en la taula periòdica dels elements, tenen una valència electrònica de 4 i que a temperatura ambient tenen una resistència que es troba entre els materials aïllants i els materials conductors.
El díode es basa en la unió de dos materials semiconductors, silici o germani, un de tipus P i un altre de tipus N. Al de tipus P, s’hi afegeix un determinat nombre d’impureses (elements de valència 3, com el bor) capaces d’acceptar electrons. Al de tipus N, en canvi, s’hi afegeixen impureses (elements de valència 5, com el fòsfor) capaces de cedir electrons. Aquest procés d’afegir impureses a un material semiconductor s’anomena dopatge.
El díode és segurament el component semiconductor més senzill. Té dos terminals, anomenats ànode (zona P) i càtode (zona N). Si es connecta el born positiu d’una pila o font d’alimentació a l’ànode i el negatiu al càtode, el díode condueix (estat de conducció) i permet el pas del corrent a través seu. Quan es troba en aquest estat, el díode està en polarització directa i podem dir que es comporta com un interruptor tancat.
Si invertim la polaritat, el positiu el connectem al càtode i el negatiu a l’ànode, el díode no condueix (estat de blocatge) i no permet el pas de corrent a través seu. El díode es troba en polarització inversa i es comporta com un interruptor obert.
Els díodes són molt utilitzats en fonts d’alimentació com a rectificadors, és a dir, per convertir en corrent continu el corrent altern de la xarxa elèctrica. També s’utilitzen en circuits limitadors, en funcions lògiques i com a elements de protecció.
En el díode cal destacar dos valors límits importants que és convenient respectar per no fer-lo malbé: el corrent directe màxim (IFmàx), que és la màxima intensitat que pot suportar el díode en polarització directa, i la tensió inversa màxima (VAKr), que és la màxima tensió que pot suportar el díode quan es troba en polarització inversa i no condueix.
El càtode d’un díode s’identifica a simple cop d’ull, perquè té inscrit algun tipus de marca, normalment una línia o franja circular. Amb un òhmmetre també es poden identificar els terminals d’un díode, atès que la seva resistència en polarització directa és molt menor que en polarització inversa.
Circuit equivalent d'un díode:
A l'hora de resoldre circuits amb díodes, quan aquests estan en polarització directa es poden substituir per una caiguda de tensió que correspon a la seva tensió llindar (0,3V o 0,7V) i una resistència interna.
Càlculs amb díodes
A l'hora de fer càlculs amb díodes, hem de tenir en compte que podem substituir el díode per una font de tensió (que s'oposa a la tensió del circuit) de valor la tensió llindar del díode, i una resistència en sèrie, de valor la resistència interna del díode.
Exemple:
Els dos circuits serien equivalents. Per resoldre ho faríem aplicant la segona llei de Kirchhoff:
4,5V - 0,7V = I · 710 Ω
I = 3,8 / 710 = 5,3 mA
El díode LED:
Hi ha un tipus especial de díode, anomenat díode LED (Light Emitting Diode, o díode emissor de llum), molt popularitzat i utilitzat, que té com a característica principal l’emissió de llum quan condueix.
El LED és un component electrònic que emet llum quan és travessat per un corrent elèctric.
Es tracta d’un díode semiconductor, semblant a efectes electrònics al que has estudiat, però que té la propietat de transformar l’energia elèctrica en energia lluminosa.
Els LED més usuals funcionen amb intensitats compreses entre 10 i 30 mA. La llum que desprenen depèn de la seva intensitat. Es poden connectar a qualsevol tensió, sempre que no se sobrepassi el màxim corrent directe i la màxima tensió inversa que poden suportar. És per això que sempre es connecten amb un resistor en sèrie que té la funció de limitar la intensitat de corrent que travessa el LED. Considerant que els LED tenen una caiguda de tensió entre ànode i càtode d’aproximadament 1,6 volts, el valor en ohms del resistor limitador per a una intensitat de 20 mA (0,020A) es calcula de la manera següent:
Per tant, per a una tensió de 9 volts, el resistor limitador de corrent haurà de ser d’uns 370 ohms. Si no existeix comercialment el valor de resistència calculat, utilitzarem l’immediatament superior.
Hi ha una gran varietat de LED de diversos colors (vermell, groc, verd, blau, blanc...) i amb formes diferents (rodons, rectangulars, triangulars...). També s’utilitzen per construir indicadors numèrics, com els anomenats indicadors de set segments, que s’apliquen àmpliament en dispositius i instruments electrònics.
Els LED tenen múltiples aplicacions. Són molt emprats en aparells diversos (televisors, vídeos, ordinadors, equips de música, rentadores, càmeres fotogràfiques, carregadors de bateries, etc.) per indicar l’estat de funcionament.
També s’utilitzen en semàfors, llums de fre i indicadors de direcció de vehicles, rètols lluminosos, pantalles de gran format, i en comandaments a distància que serveixen per emetre llum de freqüència no visible i raigs làser en lectors òptics de CD i DVD.
4.2.2. Els transistors
El transistor és un component electrònic format per material semiconductor que consta de tres parts ben diferenciades: emissor (E), base (B) i col·lector (C). Físicament, la base sempre està enmig de l’emissor i el col·lector. La combinació d’aquestes parts de semiconductor de classe P o N dóna lloc a dos tipus de transistors: transistor NPN i transistor PNP.
El transistor, per tant, és una espècie de sandvitx entre capes de material semiconductor de signe oposat (P o N). La zona intermèdia és la base i, les dues extremes, l’emissor i el col·lector. Amb l’aplicació d’un petit corrent a través de la unió base-emissor, s’estableix un corrent molt més gran entre la unió col·lector-emissor. El poder amplificador del transistor es basa precisament en el fet que febles variacions de corrent entre la base i l’emissor controlen fortes variacions entre l’emissor i el col·lector. Bàsicament, la intensitat de base és la que controla l’estat del transistor. El seu valor és molt petit en relació amb la intensitat de col·lector i emissor.
Per tant, en un transistor podrem establir dos circuits: el circuit de govern o comandament i el circuit principal o d’utilització. En el circuit de comandament amb un transistor NPN, el corrent entra per la base i surt per l’emissor. Fixeu-vos en el símbol, on la fletxa indica el sentit del corrent. En el circuit d’utilització hi arriba pel col·lector i hi surt per l’emissor. La intensitat de base és molt petita en relació amb les intensitats de col·lector i d’emissor. Algunes aplicacions del transistor en mode commutació són els sistemes digitals, molts tipus d’automatismes, etc.
En un transistor NPN, la intensitat d’emissor IE és igual a la suma de les intensitats de base IB i de col·lector IC :
IE = IB + IC
En un transistor, si considerem que la intensitat de base IB actua com a corrent d’entrada i la intensitat de col·lector IC com a corrent de sortida, podem establir una relació entre aquestes dues intensitats:
IC = IB · β IE = IB + (IB · β)
On el paràmetre multiplicador β, anomenat guany de corrent, ens indica la capacitat d’amplificació de corrent del transistor per un determinat punt de treball. En alguns manuals, el guany de corrent s’anomena hFE.
Fonamentalment, el transistor pot funcionar de dues maneres diferents: en commutació i en mode lineal.
El mode no lineal o en commutació del transistor es caracteritza perquè només es fan servir dos estats ben definits:
- Estat obert, de bloqueig o de no-conducció (OFF). La resistència entre els terminals emissor-col·lector del transistor és molt alta o infinita, actua com un interruptor obert.
- Estat tancat o de conducció màxima (ON). La resistència col·lector-emissor és pràcticament zero, actua com un interruptor tancat.
El funcionament del transistor en aquesta forma de treball és semblant al d’un interruptor, té dos únics estats ben definits: obert i tancat. Mentre en un interruptor el seu estat es controla manualment, accionant una palanca o basculant, en el transistor, el seu estat es governa elèctricament a través del terminal de la base. L’anomenat interruptor del transistor està constituït pel circuit format pels terminals col·lector-emissor. També es pot fer l’analogia del transistor treballant en commutació amb un relé. El circuit de comandament (base-emissor) en un relé és la bobina, i el circuit d’utilització (col·lector-emissor) són els terminals del contacte normalment obert del relé.
El mode lineal del transistor es caracteritza perquè les intensitats i tensions de sortida (de col·lector-emissor) són funció de les intensitats i tensions d’entrada (de base-emissor), les quals poden adoptar múltiples valors i punts de treballs. Per tant, aquest mode de treball del transistor permet, per exemple, regular gradualment la lluminositat d’una bombeta, la velocitat d’un motor de CC o el volum d’un amplificador. És un sistema encara molt utilitzat, especialment en sistemes analògics (no digitals), com ara amplificadors, aparells de mesura analògics, reguladors, aparells de ràdio i televisió, etc.
Càlculs de polarització d'un transistor
Hi han molts circuits diferents per treballar amb transistors. La principal manera és en emissor comú, amb dos circuits típics: circuit amb polarització fixa i circuit amb polarització universal.
Circuits amb polarització fixa
Si el transistor és de Silici, la seva VBE=0,7 V (0,3V si és de germani).
Ara, tal i com vam veure a la teoria, podem expressar les intensitats d'emissor i col·lector en funció de la intensitat de base:
Ara, apliquem a les dues malles que tenim al circuit la 2a llei de Kirchhoff:
Vcc=RcIc + Vce + Ie i Vcc=RbIb + Vbe + Ie
En aquest altre circuit les equacions quedarien així:
Va = RbIb + Vbe + ReIe i Vcc= RcIc + Vce + ReIe
Si expressem Ic i Ie en funció de Ib, i substituïm Vce per 0,7V, tindrem dues equacions amb dues úniques incògnites: Ib i Vce.
EXEMPLE:
El transistor te un guany de 100, per tant, Ic=100·Ib i Ie=Ib+Ic=Ib+(100·Ib)=101·Ib
Les dues equacions restarien així:
12V= 100·Ib·350 + Vce + 101·Ib·100
12V= Ib·270000 + 0,7V + 101·Ib·100
Aïllem i tenim que Ib dóna un valor 40,34µA, i per tant Ic serà 4mA.
La tensió Vce del transistor serà de 10,18V
Circuits amb polarització universal
Aquest tipus de circuit són una mica més complicats, per Kirchhoff ens quedarien tres equacions amb tres incògnites, però normalment simplifiquem els càlculs dient que Ib << Ic, i per tant aproximem a Ib=0, i per tant ,tindrem prou trobant la intensitat del divisor de tensions.
Al següent exemple, ho calcularem sense simplificar:
EXEMPLE:
El transistor te un guany de 150, per tant, Ic=150·Ib i Ie=151·Ib. La tensió Vbe=0,7V
Les tres equacions que es plantegen, restarien així:
9V= Id1·50000 + Id2·20000
9V= Id1·50000 + Ib·10000 + 0,7V + 151·Ib·100
9V= 150·Ib·350 + Vce + 151·Ib·100
Com que Id1 = Id2 + Ib, aïllem Id2 i ho substituïm a la primera equació, deixant Id1 en funció de Ib, restant:
Id1 = (9+20000Ib)/70000 , això ho substituïm a la segona equació, podent aïllar Ib, obtenint:
Ib = 57µA (amb el coodrile ens dona 48,2µA, ja que agafa tots els decimals per calcular).
Ara ja podem trobar la resta d'intensitats i la Vce, que ens dóna 5,14V
EXERCICIS:
Ja coneixem els diferents elements que formen un circuit electrònic, resistors, condensadors, díodes i transistors. Ara veurem diferents circuits bàsics aplicats a circuits reals.
En aquest circuit simple el transistor funciona en mode lineal, però en aquest cas no només encendrem i apagarem la bombeta, sinó que a més podrem regular-ne la intensitat lluminosa a voluntat nostra. A través del potenciòmetre podem regular la intensitat de base. El transistor, en funció d’aquest corrent de base, regularà el corrent del col·lector, que és el que travessarà la bombeta i generarà una lluminositat determinada.
Quan el cursor del potenciòmetre està situat a l’extrem inferior o esquerre (a prop del pol negatiu), el corrent de base és pràcticament zero i el transistor no condueix. Quan movem el cursor cap a l’altre extrem (a prop del pol positiu), la intensitat de base augmenta i el transistor condueix cada cop més, i fa que la lluminositat de la bombeta augmenti progressivament. Quan el cursor es troba a l’extrem superior o dret, la intensitat de base i la conducció del transistor són màximes, i la bombeta il·lumina amb la màxima intensitat.
Amb aquest circuit també podríem regular la velocitat d’un petit motor de CC, sempre que el consum no superi la intensitat màxima de col·lector ICmax del transistor. En el BC337, la ICmax és de 0,5A.
Circuit detector d'humitat: Aquest circuit és molt similar a l'anterior. Podem substituir els resistors de la base, per un potenciòmetre.
Una altra aplicació electrònica bàsica és la que mostra el circuit de la figura. Es tracta d’un senzill circuit temporitzador retardat a la connexió, gràcies a un condensador. Un circuit temporitzador és aquell que actua en funció del temps. Per tant, en aquest circuit, en prémer el polsador, es produirà un retard de temps abans no condueixi el transistor i s’encengui el LED.
Inicialment el condensador C està descarregat i el transistor es troba en estat de blocatge (OFF). En donar tensió al circuit, el condensador C s’anirà carregant a través del resistor R1, fins que arribarà un moment que la tensió en extrems del condensador tindrà un valor suficient per fer conduir el transistor i encendre el LED. Per tornar a activar el temporitzador, només caldrà prémer el polsador, el qual descarregarà el condensador, apagarà el LED i posarà el transistor en estat de blocatge. En deixar de prémer el polsador es repetirà l’operació de temporització descrita anteriorment.
En l'esquema següent, podem diferenciar dos circuits: el circuit de control , de corrent continu 9V, format per la pila, LDR, transistors, led , díode, resistors, potenciòmetre i la bobina del relé; i el circuit de potència, de corrent altern 230V, format pels contactes del relé i la bombeta del fanal.
Al circuit de control, els dos transistors estan en muntatge Darlington, l'emissor del primer alimenta la base del segon, així aconseguim incrementar la sensibilitat del circuit, ja que els guanys dels transistors es multipliquen. Si els dos transistors tenen un guany de 100, en muntatge Darlington tenen un guany de 100·100=10.000. Aquests transistors fan la funció d'interruptor automàtic de la llum del fanal.
La LDR disminueix la seva resistència quan surt el Sol, per tant el corrent baixa per la seva branca, i no alimenta la base dels transistors, i per tant, no pot passar corrent per la bobina del relé. En el moment que el Sol es pon, augmenta la resistència de la LDR, permitent que arribi corrent a la base del transistor, i per tant a la bobina del relé. Aquest activa els contactes i permet encendre la bombeta del fanal.
El LED només te una funció informativa, indicant que el circuit està actiu. El potenciòmetre te la funció de poder regular la quantitat de llum necessària per activar el circuit. Les resistències tenen funció protectora, les de 300 protegeixen els transistors i el LED, la de 2700 protegeixen la LDR. El díode protegeix tot el circuit, evitant que es pugui cremar pel corrent invers que genera la desconnexió de la bobina del relé.
Igual que en el circuit anterior, aquí també tenim dos circuits. Al circuit de control, la NTC disminueix la seva resistència quan augmenta la calor, i per tant deixa passar corrent a la base dels transistors, activant el relé, i per tant encenent el motor del ventilador.
Aquest circuit transforma el corrent altern en corrent continu. Per fer això necessitem un pont de díodes (també anomenat Pont de Graetz). Consisteix en l'associació de quatre díodes, tal i com es veu a la figura.
Com que el díode només deixa passar el corrent en un sentit, el resultat és l'ona de corrent tota en el mateix sentit. Per poder transformar el corrent en continu, afegir un condensador i díode zener en paral·lel, i un resistor en sèrie.