Fundamentos de Electrónica: Fuentes de Alimentación, Dispositivos de Entrada y Salida

Fuentes de Alimentación

Una fuente de alimentación es un dispositivo capaz de transformar la corriente alterna que suministra la red en corriente continua del voltaje adecuado para el sistema electrónico que pretendemos hacer funcionar.

Transformador

Modifica el valor de la tensión y actúa como aislante eléctrico entre la red y el circuito electrónico.

Circuito Electrónico

Está formado por varios elementos: rectificador, filtro, regulador y estabilizador.

Rectificador

Se encarga de convertir la tensión alterna en tensión continua pulsante. Está constituido por diodos semiconductores.

Filtro

Constituido por condensadores, hace que la tensión pulsante que sale del rectificador sea lo más plana posible.

Regulador

Encargado de mantener la tensión de salida al nivel prefijado. Está constituido por elementos semiconductores y resistencias.

Estabilizador

Encargado de proporcionar una tensión de referencia fija. Está constituido básicamente por diodos Zener.

Dispositivos de Entrada

La mayoría de los sistemas electrónicos procesan señales de entrada y generan señales de salida.

Los dispositivos de entrada más comunes son los interruptores, los pulsadores y las resistencias dependientes de magnitudes físicas.

Interruptores

Son operadores electrónicos que obedecen a una señal mecánica externa. Presentan diferentes configuraciones de contactos. Al hablar de las características eléctricas de los componentes de un sistema de control, se denomina carga a cualquier componente capaz de absorber una determinada intensidad de corriente, que se mide en amperios.

  • Cargas resistivas: componentes óhmicos, como las resistencias o las lámparas.
  • Cargas inductivas: en los que se pueden producir fenómenos de inducción electromagnética.
  • Vida mecánica útil: indica el número de actuaciones que puede efectuar el interruptor en función de la sobrecarga.
  • Vida eléctrica útil: número de actuaciones que puede llevar a cabo en función de la corriente de ruptura.

Pulsadores

Operadores eléctricos de accionamiento manual capaces de transmitir una señal eléctrica. Los pulsadores presentan diferentes configuraciones de contactos NA/NC y NC/NC.

Resistencias Dependientes

Componentes electrónicos de naturaleza semiconductora cuya resistencia varía en función de la variación de alguna magnitud o fenómeno físico que les afecta.

  • Resistencias dependientes de la luz o LDR: su valor óhmico varía en función de la luz que incide sobre ella: la resistencia disminuye cuando se ilumina y aumenta en la oscuridad.
  • Varistores o VDR: resistencia dependiente de la tensión cuyo valor óhmico disminuye conforme aumenta la tensión. Se utilizan como elementos de protección de otros sistemas frente a cambios bruscos de tensión.
  • Termistores: son resistencias cuyo valor óhmico se modifica cuando varía la temperatura a la que trabajan.
    • NTC: coeficiente de temperatura negativo. El valor óhmico de los termistores NTC disminuye conforme aumenta la temperatura.
    • PTC: coeficiente de temperatura positivo. Su valor óhmico de los termistores PTC aumenta conforme aumenta la temperatura. Sin embargo, el comportamiento de los termistores no es equivalente.

Dispositivos de Salida

Son aquellos que nos proporcionan una señal que deja constancia de que se ha producido un suceso, dependiendo del tipo de señal:

  • Señal acústica: timbre o zumbador.
  • Señal de cierre o apertura: relés.
  • Señal luminosa: diodo LED.
  • Emisión de un mensaje numérico o alfanumérico: visualizador.

Timbres

Son operadores eléctricos capaces de generar una señal acústica a partir de una señal eléctrica.

Los timbres convencionales constan básicamente de un electroimán, una varilla elástica, un martillo, una campana y un elemento ruptor. Existe una variante de timbre llamado timbre de carillón.

Zumbadores

Son operadores eléctricos capaces de generar una señal acústica a partir de una señal eléctrica. Se trata de una definición idéntica a la del zumbador, lo único que varía es el tipo de señal acústica, ya que en lugar de martillo y campana, disponen de una lámina metálica.

Zumbadores Piezoeléctricos

Efecto piezoeléctrico: la propiedad que presentan determinados materiales como el cuarzo, los plásticos y algunos cerámicos de generar electricidad cuando se les somete a un esfuerzo de torsión. El efecto piezoeléctrico también se puede dar en sentido contrario: si se le aplica al material una corriente eléctrica, se produce un movimiento vibratorio. Este tipo de dispositivo se emplea en equipos de procesamiento de datos, instrumentos electrónicos, equipos médicos y, en general, en cualquier equipo electrónico que tenga que producir avisos sonoros.

Relés

Están formados por varios elementos: el electroimán, el elemento móvil y los contactos.

La bobina va devanada sobre la baquelita o un material termoplástico y está formada por varias capas de hilo de cobre eléctrico aislado con esmalte. En corriente continua, la bobina es de muchas espiras y de un hilo muy fino. En corriente alterna, es de hilo más grueso y de menos espiras.

Elemento Móvil

Está formado por una chapa, un pivote, una varilla y un sistema de amortiguación. Cuando la chapa es atraída por el electroimán, gira gracias al pivote y actúa sobre la varilla que desplaza la posición de los contactos. El sistema de amortiguación tiene por misión oponer un par al generado por la bobina y el electroimán para que el relé vuelva a la posición inicial.

Los Contactos

Son los elementos del relé sometidos a esfuerzo mecánico. Se cierran y se abren, permitiendo el paso de la corriente eléctrica.

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