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Tema 5: Los dispositivos electrónicos
1. Concepto de electricidad
2. Corriente eléctrica y su medida
3. Circuitos
4. Los aparatos electrónicos: Los equipos electrónicos
5. Resistores
6. Diodos
7. Transistores: la ampliación electrónica
8. El montaje de circuitos eléctricos
9. La conmutación electrónica
10. Condensadores La temporización y el condensador
11. Fuente de alimentación
12. Buen uso y mantenimiento de equipos electrónicos
Circuitos eléctricos
• Circuitos en serie
• Circuitos en paralelo
1.
2.
3.
4.
Intensidad
Tensión
Potencia
Resistencia equivalente
La corriente
eléctrica y sus
magnitudes
• Tensión
•Resistencia
•Intensidad de Corriente
•Ley de Ohm
•Energía eléctrica
•Potencia eléctrica
Indicar unidad, símbolo
de la misma y definición
LOS APARATOS ELECTRÓNICOS
• 1.- Estructura del aparato electrónico
•
a. Dispositivo de entrada
•
b. Dispositivo de proceso
•
c. Dispositivo de salida
• 2.- Componentes electrónicos
•
a. Componentes discretos
•
b. Circuitos integrados
•
c. Elementos auxiliares
• 3.- Otros componentes
•
a. Carcasa
•
b. Placas de circuito impreso y conexiones
•
c. Alimentación
• Definición
• Tipos
1. Fijos
2. Variables
1. Pocentiómetros
2. Resistores dependientes
3. Aplicaciones
4. Identificación de resistores fijos
Diodos
• Definición
• Funcionamiento
• Tipos
– Ordinarios
– Especiales
• Aplicaciones
• Definición
• Funcionamiento
– F. en corte
– F. en zona activa
– F. en saturación
. Tipos
Transistor. PNP
Transistor NPN
. Transistor como interruptor
. Transistor como amplificador
La tensión
La tensión
La tensión, voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física que
impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico
cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica. La diferencia de
potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el
campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro.
Se puede medir con un voltímetro.1
En el Sistema Internacional de Unidades, la diferencia de potencial se mide en
voltios ( V ), al igual que el potencial.
La tensión es independiente del camino recorrido por la carga, y depende
exclusivamente del potencial eléctrico de los puntos A y B en el campo.
Resistencia eléctrica
• La resistencia eléctrica
• La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su
oposición al paso de una corriente.
• Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene
un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad
de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el
ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos
métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmiómetro.
Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en
Siemens.
• Para una gran cantidad de materiales y condiciones, la resistencia
eléctrica no depende de la corriente eléctrica que pasa a través de
un objeto o de la tensión en los terminales de este. Esto significa
que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor
que se
Intensidad de corriente
• La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga
por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a
un movimiento de los electrones en el interior del
material. En el Sistema Internacional de Unidades se
expresa en C·s-1 (culombios sobre segundo), unidad
que se denomina amperio. Una corriente eléctrica,
puesto que se trata de un movimiento de cargas,
produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el
electroimán.
• El instrumento usado para medir la intensidad de la
corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en
amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con
el conductor cuya intensidad se desea medir.
Energía eléctrica
• puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica
entre ambos — cuando se les coloca en contacto por
medio de un conductor eléctrico — para obtener trabajo.
La energía eléctrica puede transformarse en muchas
otras formas de energía, tales como la energía luminosa
o luz, la energía mecánica y la energía térmica.
• Su uso es una de las bases de la tecnología utilizada
por el ser humano en la actualidad.
• La energía eléctrica se manifiesta como corriente
eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas
eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable
conductor metálico como consecuencia de la diferencia
de potencial que un generador esté aplicando en sus
extremos
Ley de ohm
• La Ley de Ohm afirma que la corriente
que circula por un conductor eléctrico es
directamente proporcional a la tensión e
inversamente proporcional a la resistencia
siempre y cuando su temperatura se
mantenga constante.
• La ecuación matemática que describe
esta relación es:
Potencia eléctrica
• La potencia eléctrica es la relación de paso de energía por unidad
de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida
por un elemento en un tiempo determinado (p = dW / dt). La unidad
en el Sistema Internacional de Unidades es el Vatio, o que es lo
mismo, Watt.
• Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, puede transferir
energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los
dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras
útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento (motor
eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se
puede producir mecánicamente o químicamente por la generación
de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en las
celulas fotoeléctricas. Por último, se puede
Circuitos eléctricos
•
Circuitos en serie
•
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•
Circuitos en serie Intensidad
Tensión
Potencia
Resistencia equivalente
Circuitos en paralelo
Intensidad
• Intensidad (el grado de fuerza con que se
manifiesta un agente natural, una magnitud
física, una cualidad, una expresión, etc.) puede
referirse a:
• Varios conceptos en física:
– intensidad de corriente eléctrica es la magnitud física que
expresa la cantidad de electricidad que atraviesa un conductor
en la unidad de tiempo.
– intensidad de sonido es la magnitud física que expresa la
mayor o menor amplitud de las ondas sonoras.
– intensidad luminosa es la magnitud física que expresa el flujo
luminoso emitido por una fuente puntual en una dirección
determinada, por unidad de ángulo sólido.
Tensión
El término tensión puede referirse a las siguientes disciplinas en:
En Física la tensión se divide en:
Tensión mecánica es la fuerza interna que actúa por unidad de
superficie. También se llama tensión al efecto de aplicar una fuerza sobre
una forma alargada aumentando su elongación.
Tensión eléctrica o voltaje es la diferencia de potencial eléctrico entre
dos puntos de un circuito.
Tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria
para disminuir su superficie por unidad de área.
Potencia
Estructura del aparato electrónico
LOS DIPOSITIVOS EN ENTRADA .Los dispositivos de
entrada son los que nos permiten ingresar la información
al computador ya sean instrucciones o comandos y así
obtener los resultados requeridos, Estos dispositivos se
comunican con el PC mediante una tarjeta denominada
como tarjeta controladora que conjuntamente con el
software de dicha tarjeta permiten controlar y establecer
la comunicación con los puertos para luego estos datos
ser enviados al procesador, es decir un dispositivo de
entrada se comunican con el computador mediante la
tarjeta controladora del dispositivo y del puerto. Entre los
principales dispositivos de entrada tenemos
Dispositivo de proceso
• En el sistema dispositivo, se confiere a las partes el dominio del
procedimiento y sus reglas son que: el juez no puede iniciar de
oficio el proceso , dando eso lugar el principio de demanda, según
el cual: nemo iudex sine actore, ne procedat iudex ex officio. Este
principio esta consagrado en el artículo 11, se dice que en materia
civil, el juez no puede iniciar el proceso sin previa demanda de
parte; tampoco puede el juez en el Sistema Dispositivo, tener en
cuenta hechos ni medios de prueba que no han sido aportados
por las partes. Esto es lo que se conoce como principio de
presentación, por el cual nos esta en actis nos esta in mundo ( lo
que no esta en las actas del proceso no esta en el mundo del juicio)
el Juez debe resolver de acuerdo a lo que tengas las actas las
cuales le dan la verdad del proceso.
Dispositivo de salida
• En computación, entrada/salida, también abreviado E/S o I/O (del
original en inglés input/output), es la colección de interfaces que
usan las distintas unidades funcionales (subsistemas) de un
sistema de procesamiento de información para comunicarse unas
con otras, o las señales (información) enviadas a través de esas
interfaces. Las entradas son las señales recibidas por la unidad,
mientras que las salidas son las señales enviadas por ésta. El
término puede ser usado para describir una acción; "realizar una
entrada/salida" se refiere a ejecutar una operación de entrada o de
salida. Los dispositivos de E/S los usa una persona u otro sistema
para comunicarse con una computadora. De hecho, a los teclados y
ratones se los considera dispositivos de entrada de una
computadora, mientras que los monitores e impresoras son vistos
como dispositivos de salida de una computadora. Los dispositivos
típicos para la comunicación entre computadoras realizan las dos
operaciones, tanto entrada como salida, y entre otros se encuentran
los módems y tarjetas de red.
Componente eléctrico
• Se denomina componente electrónico a aquel dispositivo que
forma parte de un circuito electrónico. Se suele encapsular,
generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y
terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan
para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura,
a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.
• Hay que diferenciar entre componentes y elementos. Los
componentes son dispositivos físicos, mientras que los elementos
son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base
para el estudio teórico de los mencionados componentes. Así, los
componentes aparecen en un listado de dispositivos que forman un
circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos
matemáticos de la teoría de circuitos.
Circuito integrado
• El circuito integrado 555 es de bajo costo y de grandes
prestaciones. Inicialmente fue desarrollado por la firma
Signetics. En la actualidad es construido por muchos
otros fabricantes. Entre sus aplicaciones principales
cabe destacar las de multivibrador estable (dos estados
meta estables) y monoestable (un estado estable y otro
meta estable), detector de impulsos, etcétera.
Carcasa
• En general se denomina carcasa a un conjunto
de piezas duras y resistentes, que dan soporte
(internas) o protegen (externas) a otras partes
de un equipo, construcción o ser vivo.
• En telefonía móvil la caja exterior (normalmente
intercambiable) de un teléfono celular.
• En informática una carcasa, bastidor o Caja de
computadora.
Placas de circuito impreso y
conexiones
•
•
• Parte de una tarjeta madre de computador de 1983 Sinclair ZX
Spectrum. Se ven las líneas conductoras, los caminos y algunos
componentes montados.
• En electrónica, un circuito impreso o PCB (del inglés printed circuit
board), es un medio para sostener mecánicamente y conectar
eléctricamente componentes electrónicos, a través de rutas o pistas
de material conductor, grabados en hojas de cobre laminadas sobre
un sustrato no conductor, comúnmente baquelita o fibra de vidrio.
• Los circuitos impresos son baratos, y habitualmente de una
fiabilidad elevada aunque de vez en cuando pueda tener fallos
técnicos.[cita requerida ] Requieren de un esfuerzo mayor para el
posicionamiento de los componentes, y tienen un coste inicial más
alto que otras alternativas de montaje, como el montaje punto a
punto (o wire-wrap), pero son mucho más baratos, rápidos y
consistentes en producción en volúmenes.
Alimentación
• En electrónica, una fuente de alimentación es un
dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de
suministro, en una o varias tensiones, prácticamente
continuas, que alimentan los distintos circuitos del
aparato electrónico al que se conecta (ordenador,
televisor, impresora, router, etc.).
Resistores
• se denomina resistor al componente electrónico diseñado para
introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de
un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos
simplemente como resistencias. En otros casos, como en las
planchas, calentadores, etc., los resistores se emplean para
producir calor aprovechando el efecto Joule.
• Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para
disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La
corriente máxima en un resistor viene condicionado por la máxima
potencia que puede disipar su cuerpo. Esta potencia se puede
identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria
otra indicación. Los valores más comunes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.
Tipos de resistores
•
•
•
•
•
•
Resistores fijos
Símbolos de un resistor fijo
Los resistores fijos tienen dos contactos entre los cuales existe una resistencia fija, los resistores fijos se dividen
en resistores de carbón y resistores metálicos.
[editar] Resistores de carbón
Resistores variables
Símbolo de un resistor variable
Los resistores variables tienen tres contactos, dos de ellos están conectados en los extremos de la
superficie resistiva y el otro está conectado a un cursor que se puede mover a lo largo de la superficie
resistiva.
potenciómetro
•
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•
•
Diagrama estructural del potenciómetro. La flecha representa el Terminal móvil.
Distintos tipos de potenciómetros rotatorios.
Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera,
indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se
conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.
Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de
corrientes mayores, se utilizan los reóstatos, que pueden disipar más potencia.
Resistores dependientes
• RESISTORES DEPENDIENTES :
• Su resistencia varía en relación con
alguna magnitud o parámetro físico. Los
más importantes son los
FOTORRESISTORES, TERMISTORES y
VARISTORES.
Diodos
• Un diodo (del griego: dos caminos) es un dispositivo semiconductor
que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección
con características similares a un interruptor. De forma simplificada,
la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por
debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un
circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito
cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña.
F. De los diodos
• Como cualquier otro componente electrónico. también los diodos
deben ser comprobados, en cuanto a su estado se refiere. Para
poder entender mejor como deben realizarse las pruebas y
mediciones y establecer cuáles son las características que más
interesan estudiar, debemos realizar, previamente, un pequeño
resumen de la teoría del funcionamiento de los diodos.
• 1) Para que la corriente circule (mínima resistencia), el polo positivo
de la fuente debe estar aplicado al electrodo denominado ánodo, y
el negativo denominado cátodo; a este sistema de polarizacion se lo
llama polarizacion directa.
• 2) Para que la corriente encuentre el máximo de resistencia a su
paso, habrá que aplicar una polarizacion opuesta a la indicada en el
punto anterior, o sea el positivo al cátodo y el negativo al ánodo.
Este tipo de polarizacion recibe el nombre de polarizacion inversa.
d. ordinarios
• No viene
Diodos especiales
•
•
•
•
Diodos: □ Zener
□ Schottky
□ Varicap
□ Túnel
Aplicaciones
Transistores
•
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple
funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término
"transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de
transferencia"). Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los
aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras,
reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras,
automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo,
computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos
de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, teléfonos móviles,
etc.
Funcionamiento del transistor
•
En la imagen seguimos con un transistor de tipo NPN, pero sería lo mismo
hacer la prueba con el otro tipo de transistor, el PNP, pero habría que
hacerlo con las conexiones invertidas para ese caso. En esa imagen va
sernos de gran utilidad el potenciómetro (P) que se aprecia en la parte baja
y también el miliamperímetro (A) que nos indicará el valor de la corriente
que circulará por el colector. Aseguramos de que hemos hecho bien las
conexiones, es decir, el negativo de la batería al cristal N emisor, el positivo
al colector; y en lo que respecta a la base con su conexión positiva por ser
cristal P. En esa imagen que vimos tenemos el potenciómetro a cero, de
modo que su alta resistencia impide el paso de la corriente a la base y el
transistor no conduce corriente.
F. en corte
• Zona de corte: El hecho de hacer nula la corriente de base, es
equivalente a mantener el circuito base emisor abierto, en estas
circunstancias la corriente de colector es prácticamente nula y por
ello se puede considerar el transistor en su circuito C-E como un
interruptor abierto.
F. En zona activa
• Zona activa: En este intervalo el transistor se comporta
como una fuente de corriente , determinada por la
corriente de base. A pequeños aumentos de la corriente
de base corresponden grandes aumentos de la corriente
de colector, de forma casi independiente de la tensión
entre emisor y colector. Para trabajar en esta zona el
diodo B-E ha de estar polarizado en directa, mientras
que el diodo B-C, ha de estar polarizado en inversa.
F. Zona saturada
• Zona de saturación: El diodo colector está polarizado
directamente y es transistor se comporta como una
pequeña resistencia. En esta zona un aumento adicionar
de la corriente de base no provoca un aumento de la
corriente de colector, ésta depende exclusivamente de la
tensión entre emisor y colector. El transistor se asemeja
en su circuito emisor-colector a un interruptor cerrado.
Tipos de transistores
NPN
El símbolo de un transistor NPN.
NPN es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y "P" se refieren a los
portadores de carga mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor. La mayoría de los
transistores bipolares usados hoy en día son NPN, debido a que la movilidad del electrón es mayor que
la movilidad de los "huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y velocidades de
operación.
Los transistores NPN consisten en una capa de material semiconductor dopado P (la "base") entre dos
capas de material dopado N. Una pequeña corriente ingresando a la base en configuración emisorcomún es amplificada en la salida del colector.
La flecha en el símbolo del transistor NPN está en la terminal del emisor y apunta en la dirección en la
que la corriente convencional circula
cuando el dispositivo está en funcionamiento activo.
PNP
El otro tipo de transistor de unión bipolar es el PNP con las letras "P" y "N" refiriéndose a
las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor. Pocos transistores
usados hoy en día son PNP, debido a que el NPN brinda mucho mejor desempeño en la
mayoría de las circunstancias.
El símbolo de un transistor PNP.
Los transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N entre dos capas
de material dopado P. Los transistores PNP son comúnmente operados con el colector a masa y el
emisor conectado al Terminal positivo de la fuente de alimentación a través de una carga eléctrica
externa. Una pequeña corriente circulando desde la base permite que una corriente mucho mayor
circule desde el emisor hacia el colector.
La flecha en el transistor PNP está en el Terminal del emisor y apunta en la dirección en la que la
corriente convencional circula cuando el dispositivo está en funcionamiento en activo