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Tema 1.
Electrónica.
1. Definición de electrónica.
• Disciplina relativa al diseño y aplicación de dispositivos, por lo
general en circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende
del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción
y almacenamiento de información.
1.1. Tipos de materiales
La estructura atómica de cada material determina la mayor o menor facilidad
con que se desplazan los electrones a su través, pudiéndose distinguir entre
materiales:
-Conductores
-Aislantes
-Semiconductores
1.2. Elementos de un circuito eléctrico
• Un “circuito eléctrico” es el conjunto de
conductores y dispositivos eléctricos por los
que pasa la corriente eléctrica.
• Un “circuito eléctrico” consta de los
siguientes elementos:
▫ Generador eléctrico
▫ Conductores:
▫ Receptores: transforman la energía eléctrica
en otras: luminosa (lámparas), térmica
(calefactores), mecánica (motores)…
▫ Elementos de control: controlan y distribuyen
la corriente (interruptores, pulsadores,
conmutadores)
▫ Elementos de protección: protegen los
circuitos de las altas temperaturas,
cortocircuitos, etc (fusibles, interruptores
magnetotérmicos y diferenciales)
1.3. Representación y símbolos
2. Magnitudes eléctricas básicas
Circuitos serie y paralelo
2.1. Voltaje o diferencia de potencial, V en voltios, V
La cantidad de energía que una pila o batería (generador) es
capaz de proporcionar a cada electrón viene expresada por su
voltaje o tensión y se mide en voltios, V
Para entender qué es la diferencia de potencial en electricidad,
se suele poner el ejemplo que sustituye la corriente eléctrica
por corriente de agua:
Cuando dos elementos tienen diferente cantidad de carga negativa,
existe una “diferencia de potencial” , y se producirá un flujo de
electrones que tenderá a nivelar las cargas. La diferencia de
potencial también se llama tensión o voltaje y se mide en
Voltios, V
Los generadores de corriente eléctrica son dispositivos que
mantienen la diferencia de potencial para que los electrones puedan
circular constantemente desde el polo negativo al positivo
2.2. Intensidad de corriente eléctrica, I, en Amperios, A
• Es la carga eléctrica Q (en Culombios, C) o el número de
electrones que atraviesa la sección de un conductor en la
unidad de tiempo t (en segundos, s)
I=Q/t
• Como la carga eléctrica de un electrón es muy pequeña,
para medir la intensidad de corriente eléctrica se usa el
Culombio;
1 Culombio = 6,23.1018 electrones
• Suelen usarse dos submúltiplos:
-miliamperio, 1mA=10-3 A
-microamperio, 1μA=10-6 A
2.3. Resistencia eléctrica R, en Ohmios Ω
• Es la oposición que presenta un material al paso de la corriente
eléctrica, se mide en Ohmios Ω
• La resistencia está dada por la siguiente fórmula:
R=ρ·l/s
• ρ resistividad del material.(Ω·mm2/m)
• l longitud en metros
• s sección transversal en mm2
Ejemplo: ¿Cual será la resistencia de
un trozo de Hierro de 2 Km con un
radio de 5 mm?
S=Πr2= Π25=78,53 mm2
R=ρ·l/s=0,1x2000/78.53==2.54Ω
RESISTIVIDAD DE LOS MATERIALES (ρ)
Aluminio | 0.028 Ω × mm2/m |
Cobre | 0.0172 Ω × mm2/m |
Carbón | 35 Ω × mm2/m |
Hierro | 0.1 Ω × mm2/m |
Latón | 0.07 Ω × mm2/m |
Mercurio | 0.94 Ω × mm2/m |
Nicrom | 1.12 Ω × mm2/m |
Plata | 0.016 Ω × mm2/m |
Plomo | 0.21 Ω × mm2/m |
Estaño | 0.13 Ω × mm2/m |
Niquel | 0.123 Ω × mm2/m |
Oro | 0.022 Ω × mm2/m |
2.4. Ley de Ohm
• La ley de Ohm relaciona la resistencia eléctrica,
intensidad de corriente y diferencia de potencial
del siguiente modo:
V=I.R
con: V, diferencia de potencial en voltios, V
I, Intensidad de corriente en Amperios,A
R, Resistencia eléctrica en ohmios, Ω
• Podemos deducir las siguientes expresiones:
• R=V/I
I=V/R
• Ejemplo:
¿Que intensidad circulará por este circuito si la
resistencia es de 100 Ohmios, y el voltaje de 25 V?
I=V/R=25/100=0.25A=250mA
2.5 Tipos de circuitos
•Puede ser de 3 tipos:
•Conexión en serie: los
elementos se conectan uno a
continuación de otro.
•Conexión en paralelo: los
elementos se sitúan en distintos
cables y la corriente que llega a
uno de ellos no pasa por el resto.
•Conexión mixta: tiene
elementos conectados en serie y
en paralelo
2.6 CONEXIÓN DE RESISTENCIAS
3. Componentes electrónicos
3.1 Resistencia fija o resistor
•Dificulta el paso de la
corriente eléctrica
•Se mide en ohmios y se
indica mediante un código de
colores;
– las dos primeras bandas se
sustituyen
por
dos
números según su color
– la tercera indica los ceros
que hay que añadir a la
cantidad anterior
– la
cuarta
indica
la
tolerancia o desviación
máxima admisible
3.2 Resistencia variable o potenciómetro
3.3 Resistencias que dependen de un parámetro
físico
Pueden depender de:
•La temperatura: se llaman
termistores, y pueden ser:
– NTC (coef. de temp.
negativo) en los que
disminuye la resistencia al
aumentar la temperatura
– PTC
(coef.
de
temp.
positivo)
en
los
que
aumenta la resistencia al
subir la temperatura
•La luz: se llaman LDR y en
ellos al aumentar la cantidad de
luz disminuye la resistencia
3.4 Condensador
•
•
•
Consta de dos placas metálicas (armaduras) separadas por un
material aislante (aire, papel, cerámica, plástico, etc) llamado
dieléctrico. Si se aplica tensión entre armaduras el dieléctrico
impide el paso de corriente pero se acumula la carga en las
armaduras.
Capacidad eléctrica de un condensador es la cantidad de carga que
son capaces de almacenar cuando se someten a una tensión
eléctrica
La unidad de capacidad es el faradio (F) pero suelen usarse
submúltiplos: microfaradio(µF), nanofaradio(nF) y picofaradio(pF)
3.5 Diodo
•
Es un dispositivo de material
semiconductor que permite el paso de
corriente en un solo sentido, del Ánodo al
Cátodo.
•Si la corriente circula en ese sentido esta
polarizado en directa, si esta al revés en
inversa.
3.6 Los diodos LED
• Emiten luz en el campo
visible y en el no visible
(rayos infrarrojos) y se
emplean como pequeñas
lámparas encapsulando
el semiconductor en
plástico transparente.
• Solo se encienden si
están polarizados en
directa.
• Son muy sensibles a la
intensidad, siempre hay
que ponerles una R en
serie.
3.7 Transistores
• Son dispositivos con tres
terminales llamadas emisor,
base y receptor construidas con
materiales semiconductores.
• La función de un transistor es
amplificar
la
corriente
transformado
señales
muy
débiles, como las ondas de radio
y
televisión,
en
señales
suficientemente fuertes para
producir sonidos en un altavoz,
imágenes en un televisor, etc.
3.8 El relé
•Dispositivo compuesto por una
bobina (electroimán) y uno o más
conmutadores.
•En el relé el funcionamiento del
conmutador (o conmutadores) es
controlado por el electroimán.
•Dependiendo de si llega corriente o
no al electroimán, éste repelerá o no
al contacto móvil del conmutador,
haciendo que el conmutador adopte
su posición A o B