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Corriente eléctrica y flujo de
electrones
Se suele tomar por convenio
el sentido de la corriente
eléctrica (I) el opuesto al del
movimiento de los electrones.
Fluir de los electrones debido a la
diferencia de potencial en los bornes de
la pila.
Símiles con el agua
U = V = Diferencia
de potencial, tensión
o voltaje.
•
I = Intensidad de
corriente eléctrica o
corriente eléctrica.
•
R= Resistencia
eléctrica, cuanto
mayor es más se
dificulta el paso de
la corriente.
•
Ley de Ohm
Relaciona las tres magnitudes:
V  unidad V (Voltio)
I  unidad A (Amperio)
R  unidad Ω (Ohmio)
Potencia: P=I·V ;
P=R·I2
;
P=V2/R
 unidad W (Watt, vatio)
Energía: E=P·t  unidad W·h (vatio·hora)
Ejemplos de cálculos
●
●
●
●
●
●
P=VI
V = 230 V
P = R I²
V = P/ I
Circuito con R:
I= 2 A
R = 10 W
P = 1000 W
I = P/ V
P = 1000 W
P = V²/R
V = 230 V
I= 2 A
I = 4.34 A
V = 230 V
R = 10 W
 P = 460 W
 P = 40 W
 V= 230.41 V
 I = 4.35 A
 P = 5290 W
Electrónica Analógica Básica
Componentes electrónicos:
Resistencias.
Condensadores.
Bobinas
Asociación de componentes pasivos
Diodos
Transistores
COMPONENTES ELECTRÓNICOS
Componentes pasivos
Se fabrican con carbón,
acero, cobre.
Resistencias.
Condensadores
Bobinas
Componentes semiconductores
Se fabrican con materiales específicos
como: selenio, germanio y silicio.
Diodos.
Transistores.
Circuitos integrados
RESISTENCIAS
Función
Valor
Oponerse al paso de la corriente
Depende de:
longitud (l)
sección (S)
ρ = Resistividad
Ohmio (Ω)
Unidades
Múltiplos:
kΩ kiloohmio (1.103 Ω)
MΩ megaohmio (1.106 Ω)
Utilidad de las resistencias:
Para ajustar la tensión.
Montaje en serie.
Para limitar la intensidad.
Montaje en paralelo.
TIPOS DE RESISTENCIAS (I)
TIPOS DE RESISTENCIAS (II)
TIPOS DE RESISTENCIAS (III)
PROBLEMAS I
Para aplicar la fórmula del cálculo de la resistencia de un conductor:
Donde:
La resistividad ρ se expresa en Ω. m
La longitud l se expresa en m.
La sección en m2.
Ley de Ohm:
V = diferencia de potencial en voltios (v)
I = Intensidad en amperios (A)
R = resistencia en ohmios (Ω).
CONDENSADORES (I)
Función
Almacenar carga eléctrica para suministrarla en un
momento determinado.
La capacidad C de un condensador depende de la
superficie de las armaduras, de la distancia que las
separa y de la naturaleza del diélectrico.
C=є.S/d
donde:
є = constante dieléctrica
d = distancia antre armaduras
S = superfifice armaduras
C=Q/V
donde:
Q = carga eléctrica que puede
almacenar
V = diferencia de potencial
Valor
faradio (F)
Unidades
Submúltiplos:
μF = microfaradio (1.10-6 F).
n = nanofaradio(1.10-9 F).
p = picofaradio (1.10-12 F).
CONDENSADORES (II)
Conexionado
En serie con una resistencia y una fuente
de tensión contínua
Funcionamiento
Tipos de condensadores (banco de imágenes CNICE)
Condensador eléctrico (Wikipedia)
CONDENSADORES (III)
BOBINAS
Función
Valor
Almacenar energía eléctrica de forma
magnética para cederla en un momento
determinado.
La autoinducción L de una bobina depende
del número de espiras que forman el
arrollamiento (N), del flujo magnético que la
atraviesa (Φ) y de la intensidad de corriente
que la recorre (I).
L = N.Φ / I
Unidades
Funcionamiento
henrio (H)
Submúltiplos:
mH = milihenrio (1.10-3 H)
μH = microhenrio (1.10-6 H).
ASOCIACIÓN DE COMPONENTES PASIVOS
serie
paralelo
serie
paralelo
Las bobinas interaccionan entre ellas generando inducciones parásitas.
Sólo se asocian cuando interesa aprovechar este fenómeno.
COMPORTAMIENTO DE LOS COMPONENTES PASIVOS DESCRITOS
Componente
Periodo transitorio
Periodo estacionario
Resistencia
No se distinguen diferencias entre ambos periodos.
Condensador
Permite un crecimiento
progresivo de su tensión entre
bornes
Alcanza la tensión de la fuente a
la que estaba conectado
Bobina
Permite un crecimiento
progresivo de la intensidad a
través de ella.
Alcanza la intensidad máxima
permitida por la resistencia y la
fuente.
DIODOS
Función
Composición
Polarización
Actúa como un componente unidireccional, es decir,
deja pasar la corriente sólo en un sentido
Está formado por la unión de dos cristales semiconductores
uno de tipo N, llamado cátodo, y otro de tipo P, llamado
ánodo.
TRANSISTORES
Función
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que
puede funcionar, bien como interruptor, bien como amplificador
de una señal eléctrica de entrada.
Clasificación
Bipolares
Formados por la unión
de tres cristales
semiconductores.
Se clasifican en dos grandes grupos:
Bipolares: NPN y PNP
Unipolares: o de efecto campo
Modelo sencillo del funcionamiento
de un transistor
+
+
+
+ +
+
+
+ +
+
+
+
+
+
+
N
+
N
+
Concentración
de huecos
+
P
+
-
+
-
-
-
-
-
-
+
-
+
-
-
-
+ +
-
+
-
+ +
-
-
+
-
-
-
+
-
+
-
-
+
-
+
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
-
+ -
-
-
-
-
-
P
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
P
N
N
N
P
Si la zona central es muy ancha el comportamiento es el dos diodos en
serie: el funcionamiento de la primera unión no afecta al de la segunda
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
P
N
P
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
P
N
P
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
P
N
P
El terminal central (base) maneja una fracción de la corriente que circula
entre los otros dos terminales (emisor y colector): EFECTO TRANSISTOR
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
Base
Emisor
Colector
Transistor PNP
P
N
P
El terminal de base actúa como terminal de control manejando una
fracción de la corriente mucho menor a la de emisor y el colector.
El emisor tiene una concentración de impurezas muy superior a la del
colector: emisor y colector no son intercambiables
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
Transistor NPN
N
P
N
Se comporta de forma equivalente al transistor PNP, salvo que la corriente
se debe mayoritariamente al movimiento de electrones.
En un transistor NPN en conducción, la corriente por emisor, colector y
base circula en sentido opuesto a la de un PNP.
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
Transistor NPN
Base
Emisor
Colector
Transistor NPN
N
P
N
La mayor movilidad que presentan los electrones hace que las
características del transistor NPN sean mejores que las de un PNP de
forma y tamaño equivalente. Los NPN se emplean en mayor número de
aplicaciones.
Ejemplo de Transistores
Simbología
Óhmetro
transformador
Si por un conjunto de espiras ( bobina) hacemos pasar
una corriente eléctrica, se genera un campo magnético.
Este efecto se
utiliza en los
motores
eléctricos, ya
que este campo
magnético
inducido se
repelerá
continuamente
con el de los
imanes.
Si introducimos una
bobina en un campo
magnético variable
(por ejemplo
moviendo la bobina o
el imán
continuamente),
generaremos una
corriente eléctrica
Si la conexiones de las escobillas
se realizan de esta forma
produciremos corriente continua
 Dinamo
Si la conexiones de las escobillas
se realizan de esta forma
produciremos corriente alterna
 Alternador
Transformador
El campo magnético que se induce en la bobina
1 produce una corriente eléctrica en la bobina 2,
de esta manera la relación entre las corrientes y
entre los voltajes dependerá de la relación que
existe entre el numero de vueltas de cada
bobina, conservándose la potencia.
V1 N1 I2


V2 N 2 I1
●
El relé es una combinación de un electroimán y un interruptor. Consta de
dos circuitos el de mando y el de potencia. En el circuito de potencia hay
un interruptor, con sus contactos disponibles. El circuito de mando es el
electroimán que mediante un mecanismo cuando circula corriente por él,
hace que se cierre el contacto del interruptor de potencia. Cuando deja de
circular corriente por el electroimán el mecanismo hace que se abra el
contacto de potencia.