Fundamentos de Ingeniería Electrónica

Conceptos Básicos

Tensión (eficaz): Valor de tensión continua equivalente que disipa la misma potencia en una resistencia.

Corriente (media): Promedio de la corriente a lo largo de un período.

Componentes:

• Pasivos: Absorben energía (potencia > 0). Ej: Batería de acumuladores.
• Activos: Liberan energía (potencia < 0).
• Resistor: Componente cuya característica se representa en el plano tensión-corriente.

Transistor Bipolar

• Régimen lineal: Uce >= Uce sat; Ic = beta * Ib
• Régimen de saturación: Uce = Uce sat; Ic < beta * Ib
• Corte: Ib = 0

Señales Eléctricas

• Señal: Alteración que transmite información.
• Ruido: Señales sin información del propio canal.
• Interferencia: Señales sin información de otro canal.
• Analógica: Puede tomar cualquier valor en amplitud (m(t) ∈ R).
• Digital: Toma valores discretos (m(t) ∈ Z).
• AC: Valor medio = 0.
• DC: Valor medio ≠ 0.
• Periódica: m(t) = m(t0 +- kT), k ∈ Z, T ∈ R

Sistemas

• Casual: La salida depende solo de las entradas presentes y pasadas.
• Inestable: Entradas pequeñas generan respuestas divergentes.
• Estable: Entradas limitadas producen salidas limitadas.
• Análisis: Determinar el comportamiento dada la estructura.
• Síntesis: Determinar la estructura dado el comportamiento.

Sistemas de Control Automático

• Lazo abierto:
  • Desventajas: Sin efecto de salida sobre la entrada, problemas de conexión, costo, estabilidad y calibración.
• Lazo cerrado: Reduce la desviación del sistema respecto a puntos críticos.

Sistemas de Instrumentación (SI) de Medida

• Ventajas: Facilidad de conversión a parámetros eléctricos, amplificación electrónica y variedad de circuitos integrados.

Opciones Tecnológicas para Implementación de SI

• Microcontroladores
• Ordenadores embebidos
• PC industrial
• Autómatas programables

Proceso de Análisis de un SI

Desarrollo de procedimientos para obtener la señal de salida para cualquier señal de entrada.

Resolución de un Instrumento de Medida

Incremento mínimo de entrada para un cambio en la salida.

Potenciómetro

El parámetro eléctrico que varía es la resistencia, permitiendo medir posición, distancia o desplazamiento.

Misión del Sensor en un SI

Convertir una magnitud física en una magnitud eléctrica: s = f(m).

Materiales Semiconductores en SI

Permiten controlar la conductividad y la corriente eléctrica.

Procesadores

• Señal: Procesan información contenida en la señal.
• Potencia: Procesan energía eléctrica para alimentar SI.

Electrónica – Microelectrónica

Transición de componentes individuales a circuitos integrados en cristales de silicio.

Sensores

Dispositivos que generan señales eléctricas a partir de la energía del medio.

Características del sensor ideal: Relación proporcional entre magnitudes de salida y entrada, mínima absorción de energía.

Efecto Termoiónico

Emisión de electrones desde una superficie de metal debido a la energía térmica.

Tiristor

• Encendido:
  • Tensión ánodo-cátodo superior a la tensión de bloqueo.
  • Corriente de puerta con polarización directa.
  • Pulso de corriente al terminal de puerta.
• Apagado:
  • Tensión ánodo-cátodo negativa.
  • Disminución de la corriente del ánodo por debajo del límite de mantenimiento.
  • Anulación de corriente o polarización inversa.