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ELECTRÓNICABASICA
CONCEPTO
•Parte de la física que estudia los cambios y los movimientos de los electrones libres y la acción de las fuerzas electromagnéticas y los utiliza en aparatos que reciben y transmiten información.
•La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.
La electrónica nos permiten modificar la corriente eléctrica como queramos.
PODEMOS COMBINAR LAS SIGUIENTES OPERACIONES:
1. AMPLIFICACIÓN O ATENUACIÓNConsiste en aumentar o reducir la intensidad de la corriente.
2. RECTIFICACIÓNConsiste en obligar a los electrones a circular en un solo sentido.
3. FILTRADOConsiste en dejar pasar solamente a aquellos electrones que circulen a una determinada velocidad.
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que, unidos convenientemente entre sí, permiten la circulación de electrones (electricidad).
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
• Componentes:• Generadores y/o
acumuladores. • Conductores. • Receptores. • Elementos de control. • Elementos de protección.
GENERADORES Y ACUMULADORES
Un generador es aquel elemento a partir del cual se genera corriente eléctrica (alternador, dinamo, etc.).Un acumulador es aquel elemento donde almacenamos electricidad (pila, batería, etc.).
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
CONDUCTORES Y AISLANTES
Denominamos conductores a aquellos materiales que dejan pasar la corriente eléctrica con facilidad o que ofrecen poca resistencia a su paso (cobre, plata, aluminio, etc.)
Denominamos aislantes a aquellos materiales que no dejan pasar o que permiten el paso de poca corriente eléctrica (mica, porcelanas, vidrio,etc).
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
RECEPTORES
Son aquellos elementos que reciben la corriente eléctrica y la transforman en algo útil, bien sea en luz (bombillas), calor (resistencias), movimiento (motores), sonido (timbre), etc.
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
ELEMENTOS DE MANIOBRA
Son aquellos elementos que se intercalan en el circuito para abrir o cerrar el paso de la corriente según sea preciso.
Los elementos de maniobra más conocidos son:
- Interruptores - Pulsadores - Conmutadores - Conmutadores de cruce
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
ELEMENTOS DE PROTECCION
Son aquellos elementos que se intercalan en el circuito para proteger toda la instalación de posibles sobrecargas por establecer contacto directo entre los conductores (cortocircuito) y también para proteger a las personas de posibles accidentes.
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
Los elementos de protección más conocidos son:
•Fusibles.•Automáticos (magnéticos y magnetotérmicos)•Diferenciales.
EL CIRCUITO ELÉCTRICO
•Resistencia. •Voltaje. • Intensidad.
MAGNITUDES FUNDAMENTALES
Las magnitudes fundamentales de los circuitos eléctricos son:
La Ley de Ohm se puede enunciar de la siguiente manera:
La intensidad de corriente eléctrica que atraviesa un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial o voltaje entre sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor.
I = V / R
LA LEY DE OHM
La resistencia eléctrica es la mayor o menor facilidad que ofrece un elemento para transportar la corriente eléctrica.La resistencia eléctrica representa la oposición que presenta un conductor para que a su través circule una corriente eléctrica. Dicho de otra manera, la resistencia eléctrica es la oposición que presenta un material a que los electrones pasen a su través.
La resistencia eléctrica se representa con la letra R y se mide en ohmios ()
LA RESISTENCIA
COMPONENTES ELECTRÓNICOS I1. RESISTENCIAS
a) fijas o resistores b) variables o potenciómetros de la
temperatura c ) dependientes de la luz
A) FIJAS O RESISTORES
◊ Las resistencias dificultan el paso de la corriente eléctrica.
◊ Esta resistencia u oposición se mide en ohmios ( Ω )
◊ Su valor se indica mediante el código de colores.
ACTIVIDAD 1
• Calcula el valor de las resistencias:Banda 1 Banda 2 Multiplicador Tolerancia Valor de la
resistencia
Verde Azul Rojo dorado 5.6 KΩ
Blanco Azul Azul plateado 96 MΩ
Gris Amarillo Rojo plateado 8.4 KΩ
Naranja Verde Negro dorado 35 Ω
Cafe Rojo Café Dorado 220 Ω
RESISTENCIAS EN SERIE
• Dos o mas resistencias en serie ( Que les atraviesa la misma intensidad) es equivalente a una única resistencia cuyo valor es igual a la suma de las resistencias.
• R = R1 + R2 + ... + RN
La corriente I es la misma para cada resistor R1, R2 y R3.
Para conexiones en
serie:
I = I1 = I2 = I3
VT = V1 + V2 + V3
R1I
VT
R2
R3
Sólo una corriente
EJEMPLO 1: ENCUENTRE LA RESISTENCIA EQUIVALENTE RE. ¿CUÁL ES LA CORRIENTE I EN EL CIRCUITO?
2
12 V1 3
Re = R1 + R2 + R3
Re = 3 + 2 + 1 = 6
Re equivalente = 6
La corriente se encuentra a partir de la ley de Ohm: V = IRe12 V
6 e
VIR
I = 2 A
RESISTENCIAS EN PARALELO
• Cuando tenemos dos o mas resistencias en paralelo (Que soportan la misma Tensión) pueden ser sustituidas por una resistencia equivalente.
2 4 6
Conexión en serie:
Para resistores en serie:I2 = I4 = I6 = IT
V2 + V4 + V6 = VT
Conexión en paralelo:
6 2 4
Para resistores en paralelo:
V2 = V4 = V6 = VT
I2 + I4 + I6 = IT
VT = V1 = V2 = V3
IT = I1 + I2 + I3
Ley de Ohm: VIR
31 2
1 2 3
T
e
VV V VR R R R
1 2 3
1 1 1 1
eR R R R
Resistencia equivalente para resistores en paralelo:
1
1 1N
ie iR R
Conexión en paralelo:
R3R2
VTR1
B) RESISTENCIA VARIABLE O POTENCIÓMETRO En este tipo de resistencia, el valor se puede
ajustar entre 0 Ω y un máximo especificado por el fabricante.
C) RESISTENCIA DEPENDIENTE DE LA TEMPERATURA• A) NTC (coeficiente negativo):
la resistencia aumenta su valor si la temperatura baja.
•B) PTC (coeficiente positivo): la resistencia aumenta su valorsi la temperatura
aumenta.
C) RESISTENCIA DEPENDIENTE DE LA LUZ: LDR
Esta resistencia va aumentando su valor a medida que le llega menos luz.
EJEMPLO DE CIRCUITO CON LDR: LAS FAROLAS DE LA CALLE
COMPONENTES ELECTRÓNICOS II
2) DIODO: son componentes que dejan pasar la corriente SÓLO en un sentido.
DIODO
Los diodos son componentes electrónicos semiconductores que
cumplen una función importante en los circuitos electrónicos.
El diodo ideal es un corto circuito en la región de conducción y un
circuito abierto en la región de no conducción.
• Diodos Zener• Diodos Túnel• Diodo Rectificador• Diodo Varicap • Diodo LED
TIPOS DE DIODOS
El Diodo Zener es un tipo especial de diodo, que siempre
se utiliza polarizado inversamente.
DIODO ZENER
TENSIONES DE POLARIZACIÓN INVERSA
Conocida como tensión Zener, es la tensión que el Zener va a mantener
de manera constante así existan variaciones de tensión en otras áreas del
circuito electrónico.
POTENCIA MÁXIMA DE DISIPACIÓN
Puesto que la tensión es constante, nos indica el máximo valor de la
corriente que puede soportar el zener.
CURVA CARACTERÍSTICA DE DIODO ZENER
El diodo Zener al polarizarlo inversamente mantiene constante la tensión
en sus bornes a un valor llamado tensión de Zener, que le permite variar la
corriente que lo atraviesa , entre el margen de valores comprendidos entre
el valor mínimo de funcionamiento y el correspondiente a la potencia de
Zener máxima que puede disipar (en watts / W ). si se supera el valor de
esta tensión el zener se destruye.
DIODO ZENER - SOD523
Datos Especificaciones
Altura de producto 0.6mm
Anchura de producto 0.8mm
Coeficiente de temperatura de tensión típica 3.2mV/°C
Configuración Single
Conteo de pines 2
Corriente de fugas inversa máxima 0.1μA
Corriente de prueba 5mA
Disipación de potencia máxima 150mW
Encapsulado fabricante SSMini2-F5-B
Impedancia Zener máxima 20Ω
Longitud de producto 1.6mm
Montaje Montaje superficial
Temperatura de funcionamiento máxima 150°C
Tensión Zener nominal 6.8V
Tipo Regulador de tensión
Tolerancia de tensión Zener 2.5%
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
DIODO TUNELEste diodo presenta una cualidad curiosa que se pone de manifiesto
rápidamente al observar su curva característica, la cual se puede en el
gráfico. En lo que respecta a la corriente en sentido de bloqueo se comporta
como un diodo corriente, pero en el sentido de paso ofrece unas variantes
según la tensión a la que es sometido .
La intensidad de la corriente crece con rapidez al principio con muy poco
valor de tensión hasta llegar a la cresta (C) desde donde, al recibir mayor
tensión, se produce una pérdida de intensidad hasta D que vuelve a elevarse
cuando se sobrepasa toda esta zona del valor de la tensión.
CURVA CARACTERÍSTICAS DEL DIODO TÚNEL
Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo túnel empieza a
conducir tensión . Si se sigue aumentando esta tensión la
corriente aumentará hasta llegar un punto después del cual la
corriente disminuye.
La corriente continuará disminuyendo hasta llegar al punto
mínimo de un "valle" y después volverá a incrementarse. En esta
ocasión la corriente continuará aumentando conforme aumenta la
tensión.
GERMANIUM TUNNEL DIODE(Diodo Túnel fabricado en Germanio)
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
DIODO RECTIFICADORSon circuitos que sirven para convertir la corriente alterna (C.A) en
corriente continua (C.C). En general, casi todos los aparatos eléctricos
funcionan con corriente directa y, dado que en las casas solo hay corriente
alterna, es necesario convertirla a corriente directa para que funcionen los
equipos. Esta conversión se hace internamente en los aparatos que
poseen estos tipos de diodos de rectificación.
CARACTERÍSTICAS DEL DIODO RECTIFICADOR
TENSIÓN INVERSA DE RUPTURAEs la máxima tensión en sentido inverso que puede soportar un diodo sin
entrar en conducción; esta tensión para un diodo rectificador es destructiva,
por ello cuando se diseña un circuito siempre se utiliza un factor de
seguridad que no está determinado, sino que depende del fabricante, así por
ejemplo, si la hoja de características de un diodo expresa un valor para la
tensión inversa de ruptura de 80 V, un fabricante muy conservador puede
utilizar un factor de seguridad de 2.
CORRIENTE MÁXIMA DE POLARIZACIÓN DIRECTA Es el valor medio de corriente para el cual el diodo se destruye debido a una
excesiva disipación de calor. Este valor nunca se debe alcanzar, por ello, al
igual que en el caso de la tensión inversa de ruptura se utiliza en diseño un
factor de seguridad que suele ser 2.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
DIODO VARICAPEste diodo forma una barrera en los extremos de la union PN, que resulta
de utilidad, cuando se busca utilizar esa capacidad en provecho del
circuito en el cual debe de funcionar el diodo.
Cuando polarizamos un diodo Varicap de forma directa, observamos que
además de las zonas constitutivas de la capacidad que buscamos, en
paralelo con ellas aparece una resistencia de muy bajo valor óhmico,
conformando con esto un capacitor de pérdidas muy elevadas. En cambio
si lo polarizamos en sentido inverso, la resistencia en paralelo
mencionada, es de un valor relativamente alto, dando como resultado que
el diodo se comporte como un capacitor de pérdidas bajas.
CARACTERÍSTICAS DE VARICAP
Han sido diseñados de manera que su funcionamiento sea similar al de un capacitador y tengan una característica capacitancia-tension dentro de límites razonables.
Debido a la recombinación de los portadores en el diodo, una zona de agotamiento se forma en la juntura.
Esta zona de agotamiento actúa como un dieléctrico (aislante), ya que no hay ninguna carga y flujo de corriente
Las áreas exteriores a la zona de agotamiento si tienen portadores de carga (área semiconductor). Se puede visualizar sin dificultad la formación de un capacitor en el diodo (dos materiales semiconductores deparados por un aislante).
La amplitud de la zona de agotamiento se puede ampliar incrementando la tensión inversa aplicada al diodo con una fuente externa. Esto causa que se aumente la separación (aislante) y separa más las áreas semiconductoras.
FICHA TÉCNICA
DIODO LEDEs un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro
reducido cuando se polariza de forma directa la unión P/N en la cual circula
por él una corriente eléctrica.
Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia, el LED es un tipo
especial de diodo que trabaja como un diodo común, pero que al ser
atravesado por la corriente eléctrica, emite luz , este dispositivo
semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico
de mayor resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las
lámparas incandescentes.
CARACTERÍSTICAS DEL DIODO LEDDIMENSIONES Y COLOR DEL DIODOActualmente los LED tienen diferentes tamaños, formas y colores. Existen LED redondos, cuadrados, rectangulares, triangulares y con diversas formas , los colores básicos son rojo, verde y azul .Las dimensiones en los LED redondos son 3mm, 5mm, 10mm ,etc.
LUMINOSIDAD La intensidad luminosa en el eje y el brillo están intensamente relacionados. Tanto si el LED es puntual o difusor, el brillo es proporcional a la superficie de emisión. Si el LED es puntual, el punto será más brillante, al ser una superficie demasiado pequeña. En un LED difusor la intensidad en el eje es superior al modelo puntual.
CONSUMOEl consumo depende mucho del tipo de LED que elijamos.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
CIRCUITOS CON DIODOS
ACTIVIDAD 2
¿Qué bombillas encenderán?
ACTIVIDAD 3• ¿Qué LEDs se van a encender?
PUENTE RECTIFICADOR DE DIODOS
COMPONENTES ELECTRÓNICOS III
3) CONDENSADORES
Estos elementos son capaces de guardar una cierta cantidad de energía eléctrica; y de cargarse y descargarse cada vez que sea necesario.
CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
Proceso de carga.Los condensadores están constituidos por dos placas plano paralelas, separadas una distancia, entre las cuales se acumula carga, también pueden recibir el nombre de capacitores.
El proceso se mantendrá hasta que la tensión del condensador se iguale a la tensión de la batería, momento en el cual la intensidad se anula (régimen permanente).
Proceso de descarga.La descarga se debe a la ausencia de la batería. El
circuito de la figura es un circuito “desenchufado”, con lo que la tensión del condensador deberá ser nula cuando se alcance el nuevo régimen permanente.
CODIGO DE COLORES DE LOS CONDENSADORES
Configuracion con letras
Configuración 101.
De acuerdo con el sistema se imprimen 3 cifras, dos de ellas son las significativas y la ultima de ellas indica el numero de ceros que se deben añadir a las percedentes.
Asi, 561, significa 560 pF, 564, significa 560000 pF
AGRUPACIÓN DE CONDENSADORES
En serie:
La capacidad total de los condensadores en serie es menor a la del mas pequeño.
CONECTADOS EN PARALELO, SE SUMAN LAS CAPACIDADES INDIVIDUALES.
En paralelo:
COMPONENTES ELECTRÓNICOS IV
4) TRANSISTOR
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSISTOR
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSISTOR
EJEMPLO DE UN CIRCUITO ELECTRÓNICO CON TRANSISTOR
EL CARGADOR DEL MÓVIL POR DENTRO
