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Curso de Electrónica
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SOLSISTEL C.A.
Presentación de
Componentística Electrónica
Aplicada al Diseño de PCB
Esquema de Desarrollo
Introducción
Desarrollo Teórico
Ejercicios
Demostrativos Complementarios
Autores Ing. Ramón Linares Ing. Luis Carlos Pérez
SOLSISTEL, C.A.
Introducción a la Electrónica
Qué es la electrónica?
Es la rama de la electricidad y ciencia que se encarga de estudiar el
comportamiento y control de los electrones, a través de los elementos
conductores y semiconductores.
Qué hace la electrónica?
Su ámbito de acción es tan amplio que en la actualidad controla y gobierna
amplia gama de procesos importantes de la vida del hombre, en las que el ser
humano deposita toda su confianza a circuitos electrónicos para supervisar y
ejercer control de procesos.
Equipos médicos , Iluminación , Telecomunicaciones , Automatización y control, Línea blanca , Entretenimiento y recreación , Automóviles , Sector defensa , Transporte
Ámbito de Acción?
Introducción a la Electrónica
Componentes:
•Resistencias o Resistores
• Condensadores o Capacitores.
• Bobinas o Inductores.
• Diodos.
• Transistores.
• Transformadores.
• Ley de Ohm.
• Divisores de Voltaje.
• Divisores de Corriente.
• Leyes de Kirchoff.
• Ley de Potencia.
• Circuitos Equivalentes.
• Conversiones Delta - Estrella.
• Teorema de Thevenin.
• Carga y Descarga de condensadores.
Microcontroladores:
• Introducción a los uC.
• Analisis de los PIC 12F509 / 16f6876
• Presentación de Proton IDE.
• Presentación de la Suites PROTEUS.
• Ejercicios demostrativos.
Conceptos básicos
Electricidad.
La electricidad es un fenómeno físico, cuyo propulsor son las cargas eléctricas y
la energía que estas promueven puede manifestarse ya sea en expresiones
dentro del ámbito físico, luminoso, así como contemplando el área mecánica o
térmica.
La electricidad tendrá origen por las cargas eléctricas que estén reposo o en
movimiento y por las interacciones que también se dan entre estas. Existen dos
tipos de cargas eléctricas, unas positivas (portones) y otras negativas
(electrones).
En este sentido, la electricidad puede aprovecharse de diferentes maneras para
generar, al menos tres recursos: luz (lámparas), calor (sistemas de calefacción) y
señales (sistemas electrónicos).
Conceptos básicos
Cargas Eléctricas.
Es una propiedad de la materia que se traduce o que provoca que los cuerpos se
atraigan o se repelan (se rechacen) entre sí en función a la aparición de campos
electromagnéticos generados por las mismas cargas.
Existen dos tipos de cargas eléctricas: Las positivas y las negativas, que al ser
de igual carga se repelen y al ser de diferente carga se atraen.
Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de
adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo
que una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones).
Conceptos básicos
Corriente Eléctrica.
El movimiento de electrones libres de un átomo a otro origina lo que se conoce
como corriente de electrones, o lo que también se denomina corriente eléctrica.
Ésta es la base de la electricidad.
Cuando los electrones viajan por un cuerpo y llegan al borde del mismo, se
genera electricidad. Esta electricidad se manifestó sólo por acción de
presencia, por lo tanto es llamada electricidad estática
Cuando los electrones fluyen por un cuerpo desde un extremo hacia el otro, se
genera la electricidad dinámica o corriente eléctrica.
Conceptos básicos
Materiales Conductores y Aislantes.
En un cuerpo aislador los electrones están fuertemente unidos a su núcleo y es
difícil o imposible sacarlos de sus orbitas.
En un cuerpo conductor los electrones están flojamente unidos a su núcleo,
inclusive muchas veces se movilizan y cambia de núcleo en forma casual; aunque
siempre que un átomo adquiere un electrón cede otro para mantener la
neutralidad.
Ejemplos de cuerpos conductores son los metales como el cobre, el aluminio,
la plata, el oro, etc. Pero debemos aclarar que no solo los metales son
conductores; algunos líquidos también lo son.
Como ejemplo de aisladores podemos indicar, al vidrio, los materiales plásticos
y el agua destilada
Inclusive se puede formar un arco en el vacío. En efecto un cuerpo cargado muy
negativamente puede rechazar tanto su exceso de electrones que estos son
capaces de adquirir suficiente energía como para saltar el espacio vacío. El arco
que se observa visualmente como una línea luminosa y el ruido que se produce
son causados por los electrones circulantes a gran velocidad y en gran cantidad.
Conceptos básicos
Cables de Instrumentación y Control
Los cables para Instrumentación y Control son cables multiconductores que
transportan señales eléctricas de baja potencia, usados para monitorear o
controlar sistemas eléctricos, de potencia y sus procesos asociados, así como
para el transporte de información hasta monitores en tableros y sistemas de
control.
La fabricación estándar de los cables para Instrumentación y Control incluye
sistemas de apantallamiento para protección de las señales contra interferencias.
Diferencia de Potencial
La tensión eléctrica o diferencia de potencial (también denominada voltaje) es
una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos
puntos.
Su unidad de medida es el voltio.
La tensión entre dos puntos A y B es independiente del camino recorrido por la
carga y depende exclusivamente del potencial eléctrico de dichos puntos A y B en
el campo eléctrico, que es un campo conservativo.
Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen mediante
un conductor, se producirá un flujo de electrones. Parte de la carga que crea el
punto de mayor potencial se trasladará a través del conductor al punto de menor
potencial y, en ausencia de una fuente externa (generador), esta corriente cesará
cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico.
Diferencia de Potencial
Corriente Eléctrica.
Requisitos para que fluya una corriente eléctrica.
Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de
cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven
siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza
electromotriz (FEM).
Para que una corriente eléctrica circule por un circuito es necesario que se
disponga de tres factores fundamentales:
1. Fuente de fuerza electromotriz (FEM). 2. Conductor. 3. Carga o resistencia
conectada al circuito. 4.Sentido de circulación de la corriente eléctrica.
Corriente Eléctrica.
Circuito Abierto / Circuito Cerrado.
Cuando las cargas eléctricas circulan normalmente por un circuito, sin encontrar
en su camino nada que interrumpa el libre flujo de los electrones, decimos que
estamos ante un “circuito eléctrico cerrado”. Si, por el contrario, la circulación
de la corriente de electrones se interrumpe por cualquier motivo y la carga
conectada deja de recibir corriente, estaremos ante un “circuito eléctrico
abierto”.
Por norma general todos los circuitos eléctricos se pueden abrir o cerrar a
voluntad utilizando un interruptor que se instala en el camino de la corriente
eléctrica en el propio circuito con la finalidad de impedir su paso cuando se
acciona manual, eléctrica o electrónicamente.
Corriente Eléctrica.
Intensidad de la Corriente Eléctrica.
La intensidad del flujo de los electrones de una corriente eléctrica que circula
por un circuito cerrado depende fundamentalmente de la tensión o voltaje (V)
que se aplique y de la resistencia (R) en ohm que ofrezca al paso de esa
corriente la carga o consumidor conectado al circuito. Si una carga ofrece poca
resistencia al paso de la corriente, la cantidad de electrones que circulen por el
circuito será mayor en comparación con otra carga que ofrezca mayor
resistencia y obstaculice más el paso de los electrones.
Analogía hidráulica. El tubo del depósito "A", al tener un diámetro reducido,
ofrece más resistencia a<la salida del líquido que el tubo del tanque "B", que
tiene mayor diámetro. Por tanto, el caudal o cantidad.de agua que sale por el
tubo "B" será mayor que la que sale por el tubo "A".
La intensidad de la corriente eléctrica se designa con la letra ( I ) y su unidad de
medida en el Sistema Internacional ( SI ) es el ampere (llamado también
“amperio”), que se identifica con la letra ( A ).
Unidad de la Corriente Eléctrica.
El Amperio.
Un ampere ( 1 A ) se define como la corriente que produce una tensión de un volt
( 1 V ), cuando se aplica a una resistencia de un ohm ( 1 ).
Un ampere equivale una carga eléctrica de un coulomb por segundo ( 1C/seg )
circulando por un circuito eléctrico, o lo que es igual, 6 300 000 000 000 000 000 =
( 6,3 · 1018 ) (seis mil trescientos billones) de electrones por segundo fluyendo por
el conductor de dicho circuito. Por tanto, la intensidad ( I ) de una corriente
eléctrica equivale a la cantidad de carga eléctrica ( Q ) en coulomb que fluye por
un circuito cerrado en una unidad de tiempo.
Los submúltiplos más utilizados del ampere son los siguientes: miliampere ( mA ) = 10-3 A = 0,001 ampere
microampere ( uA ) = 10-6 A = 0,0000001 ampere
Corriente Eléctrica.
Corriente Directa ó Corriente Continua.
Su característica principal es que los electrones o cargas siempre fluyen, dentro
de un circuito eléctrico cerrado, en el mismo sentido. Los electrones se
trasladan del polo negativo al positivo de la fuente de FEM. Algunas de estas
fuentes que suministran corriente directa son por ejemplo las pilas, utilizadas
para el funcionamiento de artefactos electrónicos. Otro caso sería el de
las baterías usadas en los transportes motorizados. Lo que se debe tener en
cuenta es que las pilas, baterías u otros dispositivos no son los que crean las
cargas eléctricas, sino que estas están presentes en todos los elementos
presentes en la naturaleza. Lo que hacen estos dispositivos es poner en
movimiento a las cargas para que se inicie el flujo de corriente eléctrica a partir
de la fuerza electromagnética. Esta fuerza es la que moviliza a los electrones
contenidos en los cables de un circuito eléctrico.
Corriente Eléctrica.
Corriente Alterna.
A diferencia de la corriente anterior, en esta existen cambios de polaridad ya
que esta no se mantiene fija a lo largo de los ciclos de tiempo. Los polos
negativos y positivos de esta corriente se invierten a cada instante, según los
Hertz o ciclos por segundo de dicha corriente. A pesar de esta continua
inversión de polos, el flujo de la corriente siempre será del polo negativo al
positivo, al igual que en la corriente continua. La corriente eléctrica que poseen
los hogares es alterna y es la que permite el funcionamiento de los artefactos
electrónicos y de las luces.
Corriente Eléctrica.
Ventajas y Desventajas de la Corriente DIRECTA y ALTERNA
Resistencia Eléctrica
QUÉ ES LA RESISTENCIA ELÉCTRICA ?
Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un
circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las
cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un
circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación
de la corriente eléctrica.
A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia.
B.- Electrones fluyendo por un mal conductor eléctrico, que ofrece alta resistencia a
su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular
libremente y, como consecuencia, generan calor.
Resistencia Eléctrica
Símbolo.
En electrónica se hace un uso enorme de barras de diferente resistencia. Tanto,
que en realidad se define un componente llamado resistor, que puede tener
valores específicos de resistencia que difieren entre si en un 1%, en un 5% o un
10% de acuerdo con su calidad. Estos resistores están construidos con grafito y
poseen terminales de cobre para su soldadura en circuitos impresos con cobre
sobre una lamina aislante.
La unidad Ohm representada por la letra griega Omega tiene por supuesto
múltiplos y submúltiplos como el Amper. Las siguientes igualdades nos indican los
múltiplos y submúltiplos mas utilizados:
Resistencia Eléctrica
Resistividad.
Resistencia Eléctrica
Código de Colores.
Resistencia Eléctrica
Café - Negro – Naranja – Oro
Resistencia Eléctrica
Asociación de Resistencias
En un circuito eléctrico nos podemos encontrar resistencias que podemos asociar
en serie o en paralelo.
Asociación de Resistencias en Serie.
Se dice que dos o más resistencias están asociadas en serie cuando se encuentran conectadas una a continuación de otra, es decir , la salida de una es la entrada de la siguiente.
Resistencia Eléctrica
Resistencia Eléctrica
Asociación de Resistencias en Paralelo.
Se dice que dos o más resistencias están asociadas en paralelo cuando los
extremos de todas ellas se encuentran conectados a dos puntos comunes.
En una asociación de resistencias en paralelo se
cumplen las siguientes características:
La resistencia total equivalente es la inversa de la suma
de las inversas de cada una de las resistencias de la
asociación.
Resistencia Eléctrica
Asociación de Resistencias en Paralelo.
La intensidad de corriente total del acoplamiento es igual
a la suma de las intensidades de corriente que circulan
por cada resistencia.
La tensión eléctrica entre los dos puntos comunes de las
resistencias es igual para todas ellas.
ACTIVIDAD 1
BANDA 1 BANDA 2 BANDA 3 BANDA 4 VALOLR R
ROJO ROJO MARRON DORADO
ROJO NEGRO NARANJA PLATEADO
MARRON NEGRO NARANJA DORADO
AMARILLO MORADO ROJO PLATEADO
VERDE NEGRO AMARILLO PLATEADO
NARANJA ROJO ROJO DORADO
MARRON NEGRO VERDE PLATEADO
AZUL AMARILLO ROJO DORADO
VERDE MORADO MARRON DORADO
NARANJA VERDE AMARILLO PLATEADO
Calcule el valor de las resistencias para los siguientes casos.
ACTIVIDAD 2
Calcule el valor de las resistencias para los siguientes casos.
ACTIVIDAD 2
Calcule el valor de las resistencias para los siguientes casos.
Configuración Delta - Estrella
A menudo surgen situaciones en análisis de circuitos en que los resistores no están en serie ni el paralelo.
Configuración Delta - Estrella
Configuración Delta - Estrella
Configuración Delta - Estrella
Cada resistor en la red en delta es la suma de todos los productos posibles de
resistores en estrella tomados de dos en dos, dividido por el resistor opuesto
en Estrella.
Configuración Delta - Estrella
Configuración Delta – Estrella Ejemplo
Configuración Delta – Estrella Ejemplo
ACTIVIDAD 2
Calcule el valor de las resistencias para los siguientes casos.
Ley De OHM
GEORG SIMON OHM (1787-1854)
Físico y matemático alemán. Descubrió
una de las leyes fundamentales de los
circuitos de corriente eléctrica, conocida
como “Ley de Ohm”.
“las circunstancias en que he vivido hasta ahora no han sido,
ciertamente, las más favorables para que me animasen a proseguir
mis estudios; la indiferencia del público abate mi ánimo y amenaza
extinguir mi amor por la ciencia”.
Ley De OHM
LEY DE OHM: La ley de Ohm establece que, en un circuito eléctrico,
el valor de la corriente es directamente proporcional al voltaje aplicado e
inversamente proporcional a la resistencia del circuito.
En otras palabras, esta ley nos dice:
• A más voltaje, más corriente; a menos voltaje, menos corriente.
• A más resistencia, menos corriente; a menos resistencia, más corriente.
La ley de Ohm permite conocer el voltaje en un elemento del circuito
conociendo su resistencia y la corriente que fluye a través de él y las
relaciona de la siguiente manera:
Ley De OHM
HALLAR EL VALOR EN OHM DE UNA RESISTENCIA
Para calcular, por ejemplo, el valor de la resistencia "R" en ohm de una carga
conectada a un circuito eléctrico cerrado que tiene aplicada una tensión o voltaje
"V" de 1,5 volt y por el cual circula el flujo de una corriente eléctrica de 500
miliampere (mA) de intensidad, procedemos de la siguiente forma:
Como se puede observar, la operación matemática que queda indicada
será: dividir el valor de la tensión o voltaje "V", por el valor de la
intensidad de la corriente " I " , en ampere (A) . Una vez realizada la
operación, el resultado será el valor en ohm de la resistencia "R" .
Como ya conocemos, para trabajar con la fórmula es necesario que el valor de
la intensidad esté dado en ampere, sin embargo, en este caso la intensidad de
la corriente que circula por ese circuito no llega a 1 ampere. Por tanto, para
realizar correctamente la operación matemática, será necesario convertir
primero los 500 miliampere en ampere, pues de lo contrario el resultado sería
erróneo. Para efectuar dicha conversión dividimos 500 mA entre 1000:
Ley De OHM
Como vemos, el resultado obtenido es que 500 miliampere equivalen a 0,5
ampere, por lo que procedemos a sustituir, seguidamente, los valores
numéricos para poder hallar cuántos ohm tiene la resistencia del circuito
eléctrico con el que estamos trabajando, tal como se muestra a continuación:.
Como se puede observar, el resultado de la operación matemática arroja
que el valor de la resistencia "R" conectada al circuito es de 3 ohm.
Potencia
POTENCIA: potencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad
de tiempo. Esto es equivalente al tiempo empleado en realizar un trabajo.
La unidad fundamental con que se mide la potencia eléctrica es el vatio o
watts (W).
Un vatio se puede definir como "la velocidad a la que se realiza el trabajo
en un circuito en el cual circula una corriente de un amperio cuando haya
aplicada una diferencia de potencial de un voltio
P = V.I
Leyes de KIRCHOF
Leyes de KIRCHOF
Leyes de KIRCHOF
Leyes de KIRCHOF
Leyes de KIRCHOF
Actividad 3
• Determine la corriente producida por una bateria de 9v a una red cuya resistencia es de 2.2 ohm. • Calcule la resistencia de un bombillo de 60W por el que circula una corriente de 500 mA. • Encontrar el valor de la resistencia equivalente en el siguiente circuito:
Actividad 3
• Encontrar el voltaje de la fuente en el siguiente circuito:
Actividad 3
• Encontrar el voltaje de la fuente y la corriente suministrada por ella. R1= 2K R2= 70K R3= 220K R4= 100K I1= 5mA
Leyes de KIRCHOF
Leyes de KIRCHOF
Actividad 4
Divisor de Tensión y su utilidad
Un divisor de tensión es una configuración de circuito eléctrico que reparte la tensión de una fuente entre una o más impedancias conectadas en serie. Su principal utilidad es reducir la tensión a niveles de nuestro interés. Se rige por el siguiente esquema.
Divisor de Tensión y su utilidad
Divisor de Tensión y su utilidad
Utilidad Divisor de Tensión y su utilidad
Se tiene una fuente de 9v para accionar un dispositivo que según el fabricante,
opera con 4v y consume una corriente de 50mA.
Utilidad Divisor de Tensión y su utilidad
Divisor de Corriente
Divisor de Corriente
Divisor de Corriente
Divisor de Corriente
Capacitores o Condensadores
Dos conductores aislados (placas) de forma arbitraria, con cargas +q y –q.
a b
+q -q Un condensador se caracteriza por la carga
de cualquiera de los conductores y por la
diferencia de potencial que existe entre ellos.
Capacitores o Condensadores
UTILIDAD: Almacenamiento de carga y energía en los circuitos.
La propiedad que caracteriza este almacenamiento es la Capacidad Eléctrica.
Capacitores o Condensadores
Cómo se carga un condensador: Conectando las dos placas a los
terminales de una batería
De esta forma, los portadores de carga se mueven de una placa a otra hasta que
se alcanza el equilibrio electrostático. Así, la diferencia de potencial entre las
placas es la misma que entre los terminales de la batería.
La relación ente la carga y el potencial es una característica propia de cada
condensador, por lo que se define la Capacidad del condensador como
V
qC
Unidades en el S.I.: Faradio (F)
CONCEPTO DE CAPACIDAD
Capacitancia
Capacitancia.
Se define como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de los
conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos.
La capacitancia siempre es una cantidad positiva y puesto que la diferencia de
potencial aumenta a medida que la carga almacenada se incrementa, la
proporción Q / V es constante para un capacitor dado. En consecuencia la
capacitancia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar
carga y energía potencial eléctrica.
La unidad de capacitancia del SI es el farad (F), en honor a Michael Faraday.
El faradio es una unidad de capacitancia muy grande. En la práctica los dispositivos comunes tienen capacitancia que varían de microfaradios a picofaradios.
Capacitores o Condensadores
El Faradio
1 faradio es la capacidad de
un condensador en el que,
sometidas sus armaduras a
una d.d.p. de 1 voltio, éstas
adquieren una carga eléctrica
de 1 culomb.
Capacitores o Condensadores
Propiedades de la Capacidad (Capacitancia) - C
Es la constante de proporcionalidad entre carga y diferencia de potencial
Es independiente de la carga y del voltaje.
Depende sólo de la geometría.
El faradio es una unidad elevadísima, por eso lo habitual es usar μF, nF, pF.
Carga y Descarga de un Condensador
Cuando se conecta una batería con una resistencia y un condensador en serie, la
corriente inicial es alta puesto que la batería debe transportar la carga de una
placa del condensador a la otra. La carga de corriente alcanza asintóticamente el
valor de cero a medida que el condensador se carga con el voltaje de la batería.
La carga del condensador almacena energía en el campo eléctrico entre sus
placas. La tasa de carga se describe típicamente en función de la constante de
tiempo RC.
Ejercicio de carga del condensador
Ejercicio de carga del condensador
E = VR + VC
Cual será la carga final del condensador?
Ejercicio de carga del condensador
En cuanto tiempo obtendra el 63% de la carga?
Ejercicio de carga del condensador
En cuanto Tiempo el condensador se encuentra
totalmente cargado?
Un condensador se encuentra totalmente
cargado en un tiempo aproximado de 5
veces la constante RC
Capacitancia
Capacitor o Condensador.
Considere dos conductores que tienen una diferencia de potencial V entre ellos.
Supongamos que tienen cargas iguales y opuestas, como en la figura. Una
combinación de este tipo se denomina capacitor .
Un capacitor se compone de dos conductores aislados eléctricamente uno del
otro y de sus alrededores. Una vez que el capacitor se carga, los dos
conductores tienen cargas iguales pero opuestas.
Capacitancia
Asociación de Condensadores.
Asociación de Condensadores En Serie.
Al igual que ocurre con las resistencias, es posible asociar
varios condensadores según distintos esquemas de conexión, de forma que
todos ellos se comporten globalmente como si se tratara de un
único condensador equivalente. La capacidad del condensador equivalente
depende de la de los condensadores asociados y del tipo de disposición que se
elija para ellos.
En una forma común de asociación, varios condensadores pueden disponerse
serie, o en cascada, cuando la armadura de cada condensador se une con la
armadura de signo contrario del condensador siguiente:
Capacitancia
La capacidad equivalente de una secuencia de condensadores en serie se
calcula como:
Asociación de Condensadores En Paralelo.
En la asociación de condensadores en paralelo, se conectan entre sí las
armaduras de igual signo de todos los condensadores, de forma que el circuito
principal se divide en varias ramas:
El cálculo de la capacidad equivalente de una
conexión en paralelo de condensadores se halla
de la siguiente manera:
Actividad 3
•Encuentre la capacitancia equivalente del siguiente circuito.
Actividad 3
•Encuentre la capacitancia equivalente del siguiente circuito.
Actividad 3
Semiconductores
Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica
inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de un buen aislante. El
semiconductor más utilizado es el silicio, que es el elemento más abundante en
la naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son el germanio y el
selenio.
Semicondutores
Semicondutores
Unión P-N
Diodo
Componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido.
La flecha de la representación simbólica muestra la dirección en la que fluye la
corriente.
Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar
prácticamente en cualquier circuito electrónico.
Constan de la unión de dos tipos de material semiconductor, uno tipo N y otro
tipo P, separados por una juntura llamada barrera o unión.
Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de
germanio. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6 voltios
aproximadamente en el diodo de silicio.
Diodo
El diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:
Polarización directa:
Cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del ánodo A al cátodo K,
siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo). En este caso la corriente atraviesa el
diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito.
El diodo conduce.
Polarización inversa:
Cuando una tensión negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar la
corriente en sentido inverso, opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del
cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta
prácticamente como un circuito abierto. El diodo está bloqueado.
Curva Característica Diodo Rectificador
Diodo
Aplicaciones de los Diodos Semiconductores Comunes
Desde el inicio del empleo de las antiguas válvulas termoiónicas de tipo diodo en
los circuitos electrónicos analógicos hasta los diodos de estado sólido utilizados
en la actualidad, su principal función ha sido “rectificar” corrientes alternas para
convertirlas en directa (C.D.) y “detectar” corrientes de alta frecuencia (A.F.) o
radiofrecuencia (R.F.) para reconvertirlas en audibles.
Rectificador de Media Onda
Diodo
Rectificador de Onda Completa
Detector o Demodulador de Ondas de Radio
Diodo
Diodos para diferentes aplicaciones.
En la actualidad, además del empleo de los diodos de silicio más comunes y
convencionales para aplicaciones generales como ya se ha explicado en este
tema, la industria electrónica produce también una amplia variedad de otros tipos
destinados a su uso en aplicaciones y funciones específicas. Entre esos otros
tipos de diodos se destacan los siguientes:
Diodo Zener Diodo Schottky (o de barrera) Diodo Túnel (o Esaki) Diodo Varicap o Varactor
Diodo Zener: Diseñado para trabajar en polarización inversa y con corrientes
más elevadas que las admitidas por los diodos comunes. Esa característica evita
que este diodo se destruya cuando alcanza el punto denominado “tensión de
ruptura”, cuestión que ocurriría si se empleara un diodo normal en determinados
circuitos. El diodo Zener posee un amplio uso como regulador de tensión o
voltaje, ya que permite mantener en todo momento los valores constantes de
tensión en los circuitos electrónicos donde se emplea.
Diodo
Diodo Schottky o de barrera.- El diodo Schottky en lugar de construirse a partir
de dos cristales semiconductores de unión tipo p-n, utiliza un metal como el
aluminio (Al) o el platino (Pt) en contacto con un cristal semiconductor de silicio
(Si) menos dopado que el empleado en la fabricación de un diodo normal. Esta
unión le proporciona características de conmutación muy rápida durante los
cambios de estados que ocurren entre la polarización directa y la inversa, lo que
posibilita que pueda rectificar señales de muy altas frecuencias, así como suprimir
valores altos de sobrecorriente en circuitos que trabajan con gran intensidad de
corriente.
Los diodos Schottky se emplean ampliamente en la protección de las descargas
de las celdas solares en instalaciones provistas de baterías de plomo-ácido, así
como en mezcladores de frecuencias entre 10 MHz y 1000 GHz instalados en
equipos de telecomunicaciones.
Diodo
Diodo Túnel: El diodo túnel guarda cierto parecido con el Zener, con la diferencia
que los cristales de silicio que forman la unión p-n se fabrican más dopados. Esta
característica le otorga propiedades diferentes debido a que la “zona de
deplexión” que normalmente se forma alrededor de la unión o juntura p-n es más
reducida, cuestión que lo hace idóneo para su uso en aplicaciones de alta
velocidad de conmutación. Se emplean en osciladores de alta frecuencia, en
circuitos amplificadores con bajo nivel de ruido que operan a frecuencias por
debajo de los mil megahertz y como interruptores electrónicos.
Diodo Varicap o Varactor.- En general todos los diodos poseen cierta
capacitancia en el mismo punto de unión p-n. En el caso de los diodos varicap
estos permiten que su capacitancia varíe a medida que la tensión que se les
aplica en polarización inversa se incrementa. Esta característica se explota para
utilizarlos en sustitución de los tradicionales condensadores variables del tipo
mecánico (formado por chapas metálicas fijas y movibles, o por bobinas o
inductancias), para sintonizar las estaciones de radio y los canales de televisión.
Diodo
Diodos para aplicaciones especiales.
Existen también otros tipos de diodos completamente diferentes a todos los
anteriormente expuestos, destinados a realizar funciones especiales en los
circuitos electrónicos, como son los que se relacionan a continuación:
Diodo LED (emisor de luz)
Diodo láser
Diodo IR (infrarrojo)
Fotodiodo
Diodo LED (Diodo emisor de luz).- este diodo emite luz al igual que una lámpara pequeña cuando se conectan a la corriente eléctrica. En la actualidad tienen amplio uso como pilotos o testigos indicadores del funcionamiento de diferentes equipos, dispositivos, y aparatos eléctricos y electrónicos; en lámparas de linternas, en luminarias para alumbrado público de calles, en semáforos de control de tráfico, en luces de posición y cruce de los coches, en alumbrado doméstico, en paneles publicitarios y hasta en las pantallas de los últimos modelos de televisores que sustituirán en lo adelante a las hasta ahora populares pantallas planas LCD-TFT y de plasma.
Diodo
Polarización de un LED
El diodo LED es un dispositivo electrónico de dos terminales, llamados ánodo y
cátodo, que se caracteriza porque cuando se alimenta con el voltaje adecuado es
capaz de emitir luz.
Así, si se conecta el ánodo (+) al polo positivo de la pila y el cátodo (-) al polo
negativo (polarización directa) entonces el dispositivo emite luz. En caso
contrario, es decir, si conectamos el led al revés el diodo se comporta como un
interruptor abierto, la corriente no pasa y no hay emisión de luz.
Esto es lo que se conoce como polarización inversa.
El ánodo se puede identificar porque corresponde a la patilla más larga y el
cátodo a la más corta. También se puede ver una muesca plana que identifica el
terminal cátodo.
Diodo
Polarización de un LED
Diodo
Resistencia Limitadora
El LED es un dispositivo que necesita unos 2 voltios y una corriente máxima de
unos 10 mA. Si se superan estos valores el diodo se puede quemarse.
Para evitarlo, hay que colocar en serie con el diodo una resistencia de
protección que limite la corriente. Cuanto mayor sea la resistencia, menos
corriente circulará por el circuito. Si ponemos una demasiado grande, circulará
muy poca corriente y el led casi no enciende. Si, por el contrario, es demasiado
pequeña, la corriente puede ser superior a los 10 mA y el led puede
deteriorarse.
Diodo
Diodo láser.- Constituye un tipo especial de LED, cuya característica es emitir
un haz de “luz coherente”. Se emplea en equipos lectores-grabadores de CDs y
DVDs, punteros de señalización, impresoras digitales, escáneres, lectores de
código de barras, equipos de cirugía, maquinaria industrial, etc.
Diodo IR (infrarrojo).- Representa otro tipo de LED, cuya característica es emitir
una luz correspondiente al espectro infrarrojo, invisible para el ojo humano.
Estos diodos funcionan como dispositivos de visión nocturna cuando la luz
ambiente resulta ser insuficiente. Se emplean, ampliamente, en videoporteros
domésticos para ver y grabar imágenes en la obscuridad, para grabaciones de
noche con videocámaras con la función “night-shot”, en mandos domésticos de
control remoto y en muchas otras aplicaciones enmarcadas dentro de los
sectores de la electrónica doméstica e industrial.
Diodo
Fotodiodo.- Este es un elemento semiconductor de funcionamiento opuesto
a los LEDs, pues en lugar de emitir luz funciona sólo al recibirla. Cuando
sobre la superficie del elemento semiconductor incide algún rayo de luz, la
corriente eléctrica comienza a fluir por su circuito electrónico externo,
activando así al dispositivo al que está conectado. Su principal uso es como
sensor en circuitos automáticos.
Transistores
El transistor, inventado en 1951, es el componente electrónico estrella, pues
inició una auténtica revolución en la electrónica que ha superado cualquier
previsión inicial. También se llama Transistor Bipolar o Transistor
Electrónico.
El Transistor es un componente electrónico formado por
materiales semiconductores, de uso muy habitual pues lo encontramos
presente en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios,
alarmas, automóviles, ordenadores, etc.
Gracias a ellos fue posible la construcción de receptores de radio portátiles
llamados comúnmente "transistores", televisores que se encendían en un par de
segundos, televisores en color, etc. Antes de aparecer los transistores, los
aparatos a válvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban
más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían
funcionar a pilas, debido al gran consumo que tenían.
Los transistores son unos elementos que han facilitado, en gran medida,
el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y
facilidad de control.
Transistores
En la imagen siguiente vemos a la derecha un transistor real y a la izquierda el
símbolo usado en los circuitos electrónicos. Fíjate que siempre tienen 3 patillas
y se llaman emisor, base y colector. Es muy importante saber identificar bien las
3 patillas a la hora de conectarlo. En el caso de la figura, la 1 sería el emisor, la
2 el colector y la 3 la base.
Un transistor es un componente que tiene, básicamente, dos funciones:
Como Interruptor. Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una pequeña
señal de mando.
Elemento amplificador de señales.
Pero el Transistor también puede cumplir funciones de oscilador, conmutador o
rectificador de señales.
Transistores
Funcionamiento del Transistor.
Un transistor puede tener 3 estados posibles en su trabajo dentro de un circuito:
En activa : deja pasar mas o menos corriente.
En corte: no deja pasar la corriente.
En saturación: deja pasar toda la corriente.
Para comprender estos 3 estados lo vamos hacer mediante un símil hidráulico que
es más fácil de entender.
Lo primero imaginemos que el transistor es una llave de agua como la de la figura.
Hablaremos de agua para entender el funcionamiento, pero solo tienes que
cambiar el agua por corriente eléctrica, y la llave de agua por el transistor
Transistores
En la figura vemos la llave de agua en 3 estados diferentes. Para que la llave suba
y pueda pasar agua desde la tubería E hacia la tubería C, es necesario que entre
algo de agua por la tubería B y empuje la llave hacia arriba (que el cuadrado de
líneas suba).
Funcionamiento en corte: si no hay presión de agua en B (no pasa agua por su
tubería), la válvula esta cerrada, no se abre la válvula y no se produce un paso de
fluido desde E (emisor) hacia C (colector).
- Funcionamiento en activa: si llega algo de presión de agua a la base B, se
abrirá la válvula en función de la presión que llegue, comenzando a pasar agua
desde E hacia C.
- Funcionamiento en saturación: si llega suficiente presión por B se abrirá
totalmente la válvula y todo el agua podrá pasar desde el emisor E hasta el
colector C (la máxima cantidad posible). Por mucho que metamos más presión de
agua por B la cantidad de agua que pasa de E hacia C es siempre la misma, la
máxima posible que permita la tubería.
Transistores
n p p
B
C E
•Tiene dos uniones: Emisor-Base y Colector-Base •Tiene 3 modos de operación: Corte, Saturación y Activo.
Modo Unión E-B Unión C-B
Corte Inverso Inverso
Activo Directo Inverso
Saturación Directo Directo
Transistores Punto de Operación
1. El análisis de circuitos a transistores, requiere de conocimiento de la operación del mismo tanto en DC como en AC
2. El teorema de la superposición puede ser aplicado al circuito
3. Una vez definidos los niveles de DC se debe establecer el punto de operación deseado.
4. Cada diseño determinará la estabilidad del sistema
5. El punto de operación es un punto fijo sobre las características del transistor que definen una región para la amplificación de la señal aplicada.
Transistores Circuito de polarización fija.
Recta de carga
Vcc
Ic/Rc
Variando RB
Variando RC
Transistores
Las corrientes en un transistor son 3, corriente de base Ib, corriente de emisor Ie
y corriente del colector Ic. En la imagen vemos las corrientes de un transistor tipo
NPN.
Los transistores están formados por la unión de tres
cristales semiconductores, dos del tipo P uno del tipo N
(transistores PNP), o bien dos del tipo N y uno del P
(transistores NPN).
Transistores
Polarización de un Transistor.
Polarizar es aplicar las tensiones adecuadas a los componentes para que
funcionen correctamente.
Hay una gama muy amplia de transistores por lo que antes de conectar
deberemos identificar sus 3 patillas y saber si es PNP o NPN. Enlos transistores
NPN se deba conectar al polo positivo el colector y la base, y en los PNP el
colector y la base al polo negativo.
La unión BASE-EMISOR siempre polarizado directamente, y la unión
COLECTOR–BASE siempre polarizado inversamente.
Transistores
Diferencias entre el Transistor NPN y PNP
La principal diferencia es que en el PNP la corriente de salida (entre el emisor y
colector) entra por el emisor y sale por el colector.
En el NPN la corriente entra por el colector y sale por el emisor, al revés.
Otra cosa muy importante a tener en cuenta es la dirección de las corrientes y las
tensiones de un transistor, sea NPN o PNP. Fíjate en la siguiente imagen.
Transistores
Formulas de un Transistor.
las intensidades en un transistor serían:
IE = IC + IB ; para los 2 tipos de transistores
Si nos dan 2 intensidades y queremos calcular la tercera solo tendremos que
despejar.
¿Cómo serían las intensidades en corte? Pues todas cero.
Otro dato importante en un transistor es la ganancia, que nos da la relación que
hay entre la corriente de salida IC y la necesaria para activarlo IB (corriente de
entrada). Se representa por el símbolo beta β.
β=IC/IB
La ganancia es realmente lo que se amplifica la corriente en el transistor. Por
ejemplo una ganancia de 100 significa que la corriente que metamos por la base se
amplifica, en el colector, 100 veces.
Transistores
En un transistor que tenga una ganancia de 10 si metemos 1 amperio por la base,
por el colector obtendremos 10 amperios. Como ves es el transistor también es un
amplificador. Pero OJO imagina que el transistor que tienes solo permite como
máximo 5 amperios de salido, ¿qué pasaría si metemos 1 amperio en la base?
¡¡¡Se quemaría!! por que no soportaría esa corriente en el colector.
También es muy importante que sepas que la corriente del colector depende del
receptor que tengamos conectado a la salida, entre el colector y el emisor. La
corriente del colector será la que “pida" ese receptor, nunca mayor. Si en el caso
anterior el receptor fuera un lámpara que solo consumiera 3 amperios no pasaría
nada, ya que entre el emisor y el colector solo circularían los 3 amperios que
demanda la lámpara. Fíjate en el siguiente circuito:
Transistores
La lámpara “pide" 3 amperios, pues la corriente máxima que pasará entre emisor y
colector, o lo que es lo mismo la corriente que circulará por el circuito de salida será
3A, nunca más de 3 Amperios, que es la que demanda lámpara.
En ese circuito para que la lámpara luzca necesitamos meter una pequeña
corriente por la base para activar el transistor. Si no hay corriente de base la
lámpara no lucirá, por que el transistor actúa como un interruptor abierto entre el
colector y el emisor.
De todas formas hay que fijarse muy bien en las corrientes máximas que aguanta el
transistor que estemos usando para no quemarlo.
Otro dato importante es la potencia máxima que puede disipar el transistor. Según
la fórmula de la potencia: P = V x I, en el transistor sería:
P = Vc-e x Ic tensión colector-emisor por intensidad del colector.
Tenemos que saber la potencia que tiene el receptor o los receptores que
pongamos en el circuito de salida para elegir un transistor que sea capaz de disipar
esa misma potencia o superior, de lo contrario se quemaría.
Transistores
En el caso del circuito anterior P = 3A x 6V = 18w, con lo cual el transistor para el
circuito deberá ser de esa misma potencia, mejor un poco mayor.
Po último hablemos de las tensiones. Todos los transistores cumplen que Vcb +
Vbe = Vce, es decir las tensiones de la base son iguales a la tensión de salida.
El circuito básico de un transistor es el que ves a continuación:
Transistores
Por qué la Base siempre lleva una resistencia?
En todos los circuitos que veas con transistores verás que hay una Rb (resistencia
de base) colocada en serie con la base. Su misión es proteger la base para que no
le llegue nunca una corriente muy grande a la base y se queme el transistor. La Rb
al estar en serie con la base limita la corriente que le llega a la base, de tal forma
que no sea más grande que la que puede soportar la base. Recuerda I = V / R , si
no hubiera Rb la I sería infinito. Cuanto mayor sea la Rb menor será la IB.
Transistores
Tipos de Encapsulados
Transistores
El TO-220: Este encapsulado se utiliza en aplicaciones en
que se deba de disipar potencia algo menor que con el
encapsulado TO-3, y al igual que el TO-126 debe utilizar una
mica aislante si va a utilizar disipador, fijado por
un tornillo debidamente aislado.
El TO-3: Este encapsulado se utiliza en transistores de gran
potencia. Como se puede ver en el gráfico es de gran tamaño
debido a que tiene que disipar bastante calor. Está fabricado
de metal y es muy normal ponerle un "disipador" para liberar la
energía que este genera en calor.
Este disipador no tiene un contacto directo con el cuerpo del
transistor, pues este estaría conectado directamente con el
colector del transistor (ver siguiente párrafo). Para evitar el
contacto se pone una mica para que sirva de aislante y a la vez
de buen conductor térmico.
El colector esta directamente conectado al cuerpo del mismo
(carcasa), pudiendo verse que sólo tiene dos pines o patitas.
Transistores
El TO-92: Este transistor pequeño es muy utilizado para la
amplificación de pequeñas señales. La asignación de patitas
(emisor - base - colector) no está estandarizado, por lo que es
necesario a veces recurrir a los manuales de equivalencias para
obtener estos datos.
El TO-18: Es un poco más grande que el encapsulado TO-92,
pero es metálico. En la carcasa hay un pequeño saliente que
indica que la patita más cercana es el emisor.
Para saber la configuración de patitas es necesario a veces
recurrir a los manuales de equivalencias.
El TO- 126: Este tipo de encapsulado se utiliza mucho
en aplicaciones de pequeña a mediana potencia. Puede o no
utilizar disipador dependiendo de la aplicación en se este
utilizando.
Transistores
Funcionamiento.
El transistor bipolar es un dispositivo de tres terminales gracias al cual es posible
controlar un gran potencia a partir de una pequeña. En la figura se puede ver un
ejemplo cualitativo del funcionamiento del mismo. Entre los terminales de colector
(C) y emisor (E) se aplica la potencia a regular, y en el terminal de base (B) se
aplica la señal de control gracias a la que controlamos la potencia. Con pequeñas
variaciones de corriente a través del terminal de base, se consiguen grandes
variaciones a través de los terminales de colector y emisor.
Transistores
Transistores
Transistores
Polarización.
Polarizar un transistor bipolar implica conseguir que las corrientes y tensiones
continuas que aparecen en el mismo queden fijadas a unos valores previamente
decididos. Es posible polarizar el transistor en zona activa, en saturación o en
corte, cambiando las tensiones y componentes del circuito en el que se engloba.
Relé
Un relé es un interruptor accionado por un electroimán.
Al pasar una corriente eléctrica por la bobina (Fig. 2) el núcleo de hierro se
magnetiza por efecto del campo magnético producido por la bobina,
convirtiéndose en un imán tanto más potente cuanto mayor sea la intensidad de
la corriente y el número de vueltas de la bobina.
Al abrir de nuevo el interruptor y dejar de pasar corriente por la bobina,
desaparece el campo magnético y el núcleo deja de ser un imán.
Relé
Como controlar un Relé con microcontroladores
Transformadores
Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o
disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la
potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal
(esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas
reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y
tamaño, entre otros factores.
Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética,
ya que si aplicamos una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario,
debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce
la inducción de un flujo magnético variable en el núcleo de hierro.
Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza
electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el devanado secundario
dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la
tensión del devanado primario.
Transformadores
Relación de Transformación.
La relación de transformación indica el aumento o decremento que sufre el valor de
la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada.
La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado
primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es
directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y
secundario (Ns) , según la ecuación:
La relación de transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el
bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si
el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario
habrá el triple de tensión
Donde: (Vp) es la tensión en el devanado primario, (Vs) es la tensión en el
devanado secundario, (Ip) es la corriente en el devanado primario, e (Is) es la
corriente en el devanado secundario.
Transformadores
Diseño de Fuente de Alimentación.
Etapas
Diseño de Fuente de Alimentación.
Esquemático Modelo
Filtros.
Un Filtro electrónico es un elemento que deja pasar señales eléctricas a través de
él, a una cierta frecuencia o rangos de frecuencia mientras previene el paso de
otras, pudiendo modificar tanto su amplitud como su fase.
Pueden ser: analógicos o digitales, los filtros analógicos son aquellos en el que la
señal puede tomar cualquier valor dentro de un intervalo, mientras que la señal de
los filtros digitales toma solo valores discretos.
Los filtros también son clasificados dependiendo de las funciones que realizan.
Los filtros son sistemas de dos puertos, uno de entrada y otro de salida, que
funcionan en el dominio de la frecuencia. Su operación se basa en bloquear
señales en términos de su contenido espectral, dejando pasar señales cuya
frecuencia se encuentra dentro de cierto rango conocido como banda de paso y
rechazando aquellas señales fuera de este rango, conocido como banda de
rechazo.
Filtros.
Filtros.
Filtro paso bajo. Es aquel que permite el paso de frecuencias bajas, desde
frecuencia 0 ó continua, hasta una determinada. Presentan ceros a alta
frecuencia y polos a baja frecuencia.
Filtro paso alto. Es el que permite el paso de frecuencias desde una frecuencia
de corte determinada hacia arriba, sin que exista un límite superior especificado.
Presentan ceros a bajas frecuencias y polos a altas frecuencias.
Filtro paso banda. Son aquellos que permiten el paso de componentes
frecuenciales contenidos en un determinado rango de frecuencias, comprendido
entre una frecuencia de corte superior y otra inferior.
Filtro elimina banda. Es el que dificulta el paso de componentes frecuenciales
contenidos en un determinado rango de frecuencias, comprendido entre una
frecuencia de corte superior y otra inferior.
Mediciones Electricas
Las mediciones eléctricas son los métodos, dispositivos y cálculos usados para
medir cantidades eléctricas.
Unidades Eléctricas.
Circuitos Eléctricos
CIRCUITOS EN SERIE
Los circuitos en serie son aquellos que disponen de dos o más operadores conectados uno a continuación del otro, es decir, en el mismo cable o conductor. Dicho de otra forma, en este tipo de circuitos para pasar de un punto a otro (del polo - al polo +), la corriente eléctrica se ve en la necesidad de atravesar todos los operadores.
En los circuitos conectados en serie podemos observar los siguientes efectos:
A medida que el número de operadores receptores que conectamos aumenta
(en nuestro caso lámparas), observaremos como baja su intensidad luminosa.
Cuando por cualquier causa uno de ellos deja de funcionar (por avería,
desconexión, etc), los elementos restantes también dejarán de funcionar, es
decir, cada uno de ellos se comporta como si fuera un interruptor.
Vt = V1 + V2 + V3…+ Vn
It = I1 = I2 = I3…= In Rt = R1 + R2 + R3…+ Rn
Circuitos Eléctricos CIRCUITOS EN PARALELO
Un circuito en paralelo es aquel que dispone de dos o más operadores
conectados en distintos cables. Dicho de otra forma, en ellos, para pasar de un
punto a otro del circuito (del polo - al polo +), la corriente eléctrica dispone de
varios caminos alternativos, por lo que ésta sólo atravesará aquellos operadores
que se encuentren en su recorrido.
En los circuitos en paralelo se cumplen las siguientes condiciones:
•La intensidad que circula por el circuito no es la misma, ya que atraviesa
caminos distintos.
•El voltaje es el mismo en todo el circuito.
•La inversa de la resistencia total del circuito es igual a la suma de las inversas
de las resistencias de cada operador.
It = I1 + I2 + I3…+ In
Vt = V1 = V2 = V3…= Vn
Mediciones Electricas
Este es un aparato de medición que permite registrar el valor de las principales
variables de la electrónica (Voltaje, Corriente y Resistencia), además de permitir la
medición de otros elementos como condensadores y semiconductores básicos
como diodos y transistores.
Mediciones Electricas
MULTIMETRO: también denominado polímetro o tester, es un
instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas
activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas
como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse
para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada
una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido
los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).
Analógico Digital
Mediciones Eléctricas
Posibilidades de medición:
• Continuidad. • Resistencia. • Polaridad. • Voltios (C.C. y C.A.) • Amperios (C.C. y C.A.) • Identificación de patillas de: diodos y transistores. • Capacidades, temperaturas, decibelios, etc.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MULTIMETROS ANÁLOGOS Y
DIGITALES
Los multímetros digitales tienden a ser los preferidos pues permiten
lecturas explicitas en números, en contraste con los análogos para los
que es necesario conocer el manejo de un tablero graduado y saber
leer sobre el mismo las diferentes variables medidas. Es decir el
manejo de multímetros digitales es más fácil que el manejo de
multímetros análogos, por su fácil interpretación.
Mediciones Eléctricas
Mediciones Eléctricas
Existen dos tipos de voltajes que pueden ser medidos; voltajes de corriente alterna
(Vac) y voltajes de corriente continua (Vcc). El multímetro tiene escalas para
ambas clases de voltajes.
Por ejemplo un tomacorriente doméstico tiene por lo general un voltaje de 110 o
220 voltios de alterna (Vac). Para medirlo, seleccione la escala de 200 voltios AC
(para 110 voltios), o en escala de 500 voltios AC (para 220 voltios), en su
multímetro. A continuación inserte las dos puntas de prueba en cualquier orden en
el toma corriente a medir. Lea el valor en números sobre la pantalla. Verá que está
cerca de los mencionados 110 voltios o 220 voltios respectivamente.
Otro posible voltaje a medir es el de una pila o batería. Este voltaje es de corriente
continua. Por ejemplo una pila de nueve voltios. Seleccione la escala de 20 voltios
DC de su multímetro, conecte las puntas a los bornes de la batería, la punta roja al
positivo y la punta negra al negativo. Leerá el valor en números sobre la pantalla
cercano a nueve voltios, si la batería es nueva. Si conecta al revés las puntas no
es grave, tan sólo que aparecerá un signo menos detrás de los números de la
pantalla. Estos números indican un voltaje negativo que significa que la punta roja
fue conectada al negativo y que la punta negra fue conectada al positivo, al
contrario de lo normal.
MEDICIÓN DE VOLTAJE:
Mediciones Electricas
MEDICIÓN DE VOLTAJE CORRIENTE CONTINUA:
Recordemos que la corriente continua es la que viaja en una misma dirección , la
encontramos el las baterías, las pilas, los acumuladores, etc. Este tipo de
corriente es con la que trabajan las mayoría de los Faros y Boyas en Venezuela.
Veamos como medir voltaje en corriente directa, para ello mediremos el voltaje de
una batería.
Para ello:
Verificamos que las puntas del tester estén conectadas correctamente, la negra
en el conector COM y la roja en el que indica V de voltaje.
Seleccionamos corriente directa VDC, en la perilla del tester, y en una escala
mayor al voltaje máximo que pretendemos medir para evitar daños al equipo.
En nuestro caso vamos a medir una batería que tiene un voltaje máximo de 13.2
v entones seleccionamos la escala 20 ya que el voltaje no supera los 20v.
Mediciones Electricas
Luego colocamos la punta roja en el positivo de la batería y la punta negra en el negativo de la batería y hacemos la lectura, Como lo muestra la siguiente imagen:
Mediciones Electricas
MEDICIÓN DE CORRIENTE :
Primero colocamos la pinza de color negro en el punto común y la pinza de
color rojo donde dice 20 A.
Para medir una corriente con el multímetro, éste tiene que ubicarse en el paso
de la corriente que se desea medir. Para esto se abre el circuito en el lugar
donde pasa la corriente a medir y conectamos el multímetro (lo ponemos en
"serie"). Como lo muestra la figura.
Mediciones Eléctricas Prueba de Continuidad:
Los multímetros miden corriente y tensión AC y CC, resistencia eléctrica, entre
otros parámetros, algunos modelos también miden la continuidad del circuito, lo
que significa que pueden determinar si un circuito en particular tiene libre el
camino para el paso de corriente eléctrica o si hay algo en el camino, como un
fusible quemado o un cable roto.
Para realizar esta prueba, lo primero es cortar la alimentación del circuito.
Luego se coloca el multímetros en la sección de continuidad, la cual por lo
general se representa por el simbolo de un diodo y una onda sonora
Toca las puntas de los extremos del circuito que deseas probar. Si obtienes
una lectura de infinito (1) y ningún sonido, el circuito está abierto, esto
significa que tiene un corto o un fusible quemado. Una lectura baja y una
señal audible significa que el circuito tiene continuidad y que el paso para la
corriente está garantizado.
Mediciones Eléctricas
Medición y Verificación de Resistencias:
Lo primero que tenemos que hacer es configurar correctamente nuestro
multímetro digital para medir resistencia. Para ello debemos identificar la sección
que tiene el símbolo de Ohm “Ω“. Luego es necesario colocar el rango correcto,
salvo los casos de que el equipo sea auto-rango.
• Conecta las puntas de prueba del multímetro.
• Conecta los extremos restantes de los cables positivo y negativo del
multímetro a las dos terminales de una resistencia. La polaridad no es un
problema en estos casos.
• Encuentra el rango de resistencias en el tester y gira la perilla selectora a la
posición de valor más alto.
• Lee el valor en la pantalla del multímetro. Si el valor es cero o fluctúa alrededor
de cero, gira el botón selector para el ajuste más bajo. Repite el proceso hasta
que se lea un valor de número entero, el cual será el valor para dicha resistencia.
Si por el contrario el valor se mantiene en cero, independientemente del valor
óhmico del selector, la resistencia ya no es funcional para un dispositivo de
limitación de corriente y debe ser reemplazada.
FUSIBLES Y PROTECCIONES: se denomina fusible, a un dispositivo, constituido por un soporte adecuado, un filamento o lámina de un metal o aleación 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 la 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.
Símbolo electrónico
Protección
Protección
DESCRIPCIÓN
Fusible: elemento de protección
Constituido por:
•alambre
•lámina
•metálica
•aleación de bajo punto de fusión
Se basa en intercalar un elemento más débil en el circuito, de manera tal que cuando la corriente alcance niveles que podrían dañar a los componentes del mismo, el fusible se funda e interrumpa la circulación de corriente.
Propósito
colocados dentro de unos cartuchos cerámicos llenos de arena de cuarzo, con lo cual se evita la dispersión del material fundido
Protección
Funcionamiento
La lámina o hilo se funde, por Efecto Joule (P=I2R), cuando la intensidad de corriente supera, por un cortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación
Su capacidad de ruptura debe ser igual o mayor a la calculada para su punto de utilización, a la tensión de servicio. En todos los casos el fusible estará encapsulado y debe ser desechado luego de su fusión (nunca reparado).
Por lo tanto
Protección
Clasificación por velocidad de fusión
éstos se emplean generalmente para protección de motores con corrientes de arranque muy superiores a la nominal.
Fusibles rápidos y extra rápidos, para que la fusión ocurra en forma instantánea cuando se llega a una determinada intensidad
éstos se emplean generalmente para protección de dispositivos electrónicos con semiconductores.
Fusibles retardados para que la fusión ocurra en un plazo más prolongado
Protección
Existen distintos tipos de fusibles tales como los fusibles rápidos y lentos, sin
embargo los más usados son los primeros.
FUSIBLES : Para el cálculo de fusibles de corto circuito se toma la corriente
a plena carga del circuito y se multiplica por una constante K = 1,8 de
acuerdo a la siguiente fórmula.
IF = K . IN.
Siendo
IF = Corriente o Capacidad del Fusible.
K = Constante
IN= Corriente a plena carga del circuito.
Es importante acotar que el valor del fusible nunca debe sobrepasar el 145%
de la capacidad nominal del conductor utilizado.
Introducción a los microcontroladores
Introducción a los microcontroladores
Recibe el nombre de controlador el dispositivo que se emplea para el gobierno de uno o varios procesos. Aunque el concepto de controlador ha permanecido invariable a través del tiempo, su implementación física ha variado frecuentemente. Hace tres décadas, los controladores se construían exclusivamente con componentes de lógica discreta, posteriormente se emplearon los microprocesadores, que se rodeaban con chips de memoria y E/S sobre una tarjeta de circuito impreso. En la actualidad, todos los elementos del controlador se han podido incluir en un chip, el cual recibe el nombre de microcontrolador. Realmente consiste en un sencillo pero completo computador contenido en el corazón (chip) de un circuito integrado.
Arquitectura de los microcontroladores
Como funcionan los microcontroladores
Proton IDE
PIC 12F509
PIC 12F509
Introducción a la Suites Proteus (ISIS – ARES)
Introducción a la Suites Proteus (ISIS – ARES)
Introducción a la Suites Proteus (ISIS – ARES)
