Introducción a la Electrónica
Principio de Inducción Electromagnética (Faraday, 1830)
Se genera un voltaje entre los extremos de un conductor bajo la influencia de un campo magnético variable. Este es el principio de inducción e imantación.
Transformadores
Función: Elevan o reducen los niveles de tensión alterna, manteniendo su frecuencia.
Componentes:
- Bobina primaria
- Bobina secundaria
- Núcleo de hierro (para inducir una tensión de salida a partir de una de entrada)
Electricidad
Se encarga del estudio de la generación, transporte y distribución de la energía eléctrica.
Electrónica
Se encarga del estudio y desarrollo de todo tipo de aplicaciones en las que la corriente eléctrica atraviesa componentes semiconductores.
Tipos de Elementos Electrónicos:
- Dispositivos de entrada: interruptores, resistencias variables, etc.
- Dispositivos de salida: diodos, LEDs, relés, etc.
- Dispositivos de proceso: componentes capaces de realizar por sí mismos una función concreta sobre las señales de salida en función de la señal de entrada recibida.
Componentes Electrónicos Básicos
Resistencias
Definición: Componentes que ofrecen cierta oposición al paso o la circulación de la corriente eléctrica y producen una caída de tensión o diferencia de potencial entre sus terminales.
Características:
- Valor y tolerancia: magnitud óhmica.
- Potencia: depende de la tensión y la intensidad.
- Estabilidad: del componente en diferentes condiciones de trabajo.
Tipos de Resistencias:
Fijas:
Tienen siempre el mismo valor y dos terminales. El valor óhmico se obtiene al modificar las capas de carbón mediante una espiral que obliga a la corriente eléctrica a seguir un camino más o menos largo. Para conocer su valor óhmico se pintan sobre ellas unas franjas de colores.
Variables:
Tienen la capacidad de variar o modificar su valor óhmico dentro de unos límites.
- Potenciómetros: se basan en una resistencia sobre la que se desliza un contacto móvil que, según la posición que ocupa, puede tomar valores entre 0 y R.
- Resistencias dependientes: son operadores fabricados con materiales con capacidad de variar su resistencia eléctrica en función del factor del que dependan (luz, temperatura, etc.).
- Dependientes de la luz: varían su resistencia según la cantidad de luz que incide sobre ellas, aumenta en la oscuridad y disminuye al ser iluminadas.
Diodos
Definición: Semiconductor que se caracteriza por permitir el paso o circulación de la corriente eléctrica en sentido ánodo-cátodo. Se comporta como si fuera un interruptor.
Existen varios tipos (como los Zener), aunque los más utilizados son los LEDs, que emiten luz cuando circula por ellos una corriente eléctrica.
Características de Utilización:
Las determina el fabricante. La tensión de utilización y la intensidad máxima suelen ser los parámetros que limitan su utilización.
Relés
Función: Sirve para abrir y cerrar los contactos de un circuito de trabajo de alta potencia. Es un automatismo que tiene dos circuitos diferenciados: electromagnético (funciona con cantidades pequeñas de corriente) y eléctrico.
Uno de los usos fundamentales está en la acción de mando que realizan, con pequeñas señales de control. Son capaces de gobernar grandes potencias y pueden funcionar como interruptor o como conmutador.
Transistores
Función: Son operadores electrónicos que pueden funcionar como interruptores y amplificadores de señales eléctricas.
Componentes: Disponen de tres patillas: base, colector y emisor. Cada una conectada a un elemento semiconductor. La posición de las patillas depende del tipo de transistor, es fundamental conocer la posición en la que se deben conectar en el circuito.
Funcionamiento:
Pueden funcionar en activa, en corte y en saturación.
Condensador
Definición: Formado por dos placas metálicas paralelas, separadas por el aire o por un aislante. Es capaz de almacenar y descargar energía eléctrica.
Capacidad:
Es la relación que existe entre la carga almacenada y la tensión aplicada. Se mide en faradios: microfaradio (µF), nanofaradio (nF) o picofaradio (pF).
Tipos:
- Fijos (de papel y cerámicos)
- Variables
- Condensador polarizado: son los que tienen polaridad, se han de conectar en el sentido adecuado, si no pueden estallar.
- Condensador no polarizado: valor bajo, se pueden conectar sin tener en cuenta la posición.
Condensador como Temporizador:
Los condensadores son capaces de acumular y liberar energía eléctrica. Pueden actuar como temporizadores de señales eléctricas.
Tiempo de Carga:
Es el tiempo que tarda un condensador en alcanzar 2/3 de su tensión cuando se carga a través de una resistencia, es decir: t = C · R (C – capacidad en faradios; R – resistencia en ohmios).
Tipos de Fuentes de Alimentación
Internas:
Se encuentran dentro de la carcasa de los aparatos. En ocasiones proporcionan varios voltajes fijos.
Externas:
Suelen venir en una caja negra, la mayoría se diseñan para un aparato concreto con un voltaje fijo.
De Instrumentación:
Proporcionan diversos voltajes destinadas a la realización de pruebas electrónicas.
Componentes Básicos:
- Carcasa: aloja y protege todos los componentes.
- Transformador: divide el nivel de voltaje.
- Entrada alterna: toma de corriente de la red eléctrica de 220V.
- Placa de circuito impreso: contiene las conexiones del transformador con el puente de diodos, el condensador y el estabilizador.
- Salida de continua: proporciona la tensión continua de salida.
Cómo Funciona una Fuente de Alimentación:
- Transformador: la entrada recibe una tensión alterna de 220V y una frecuencia de 50 Hz, para proporcionar a su salida una tensión menor de igual frecuencia.
- Rectificador: mediante un puente de diodos se rectifica la tensión, la salida solo muestra semiciclos positivos en el mismo sentido.
- Filtro: la señal que se obtiene después de la etapa rectificadora presenta una ondulación, se realiza un filtrado mediante un condensador conectado en paralelo.
- Estabilizador: de la etapa de salida se elimina el rizado y contrarresta las posibles variaciones.