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¡Hola! Mi nombre es
ROTICMAN, soy un joven
Rosarista del futuro y
vengo a acompañarte a
descubrir el maravilloso
mundo de la electrónica,
el diseño de aplicaciones
básicas y el ensamblaje
seguro
de
los
componentes
de
un
circuito.
INTRGRANTES DEL EQUIPO:
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Institución Educativa El Rosario.
Componente del
núcleo temático:
1° periodo
ELECTRONICA
BASICA
COMPETENCIA:
ANALIZO Y VALORO CRÍTICAMENTE LOS COMPONENTES Y EVOLUCIÓN DE LOS
SISTEMAS TECNOLÓGICOS Y LAS ESTRATEGIAS PARA SU DESARROLLO.
DESEMPEÑOS
 Explico los propósitos de la ciencia y de la tecnología y su mutua
interdependencia.
 Explico con ejemplos la importancia de la calidad en la
Producción de artefactos tecnológicos.
Uso adecuado y responsable del material utilizado.
INDICADORES
 Análisis de la eficacia de distintos circuitos electrónicos.
Desarrollo de ejercicios prácticos donde se evidencie comportamiento de
variables y funcionamiento de los componentes en un circuito.
PACTO DE AULA
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La materia es todo lo que tiene
masa, ocupa un lugar en el espacio
y esta formada por átomos.
EL ÁTOMO
Electrón
Protón
Neutrón
Un átomo es la menor cantidad de un
elemento químico que tiene existencia
propia y puede entrar en
combinación. Está constituido por un
núcleo, en el cual se hallan los protones
y neutrones y una corteza, donde se
encuentran los electrones. Cuando el
número de protones del núcleo es igual
al de electrones de la corteza, el átomo
se encuentra en estado eléctricamente
neutro. Los electrones en un átomo son
los responsables de la electricidad.
La energía eléctrica es la asociada al movimiento de electrones.
La electricidad es una de las formas de energía más empleada por
el hombre, hasta tal punto que hoy en día es difícil pensar en
nuestra sociedad sin la electricidad.
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Debido a la fuerza de unión que ejerce el núcleo del átomo sobre sus
electrones se definen las propiedades de los materiales utilizados en
electricidad y electrónica. Existen 3 grupos característicos:
Elementos conductores: Son
aquellos que permiten un flujo
rápido de electrones entre sus
átomos, sirven para transmitir
energía eléctrica de un lugar a
otro, siendo los metales los mas
conductivos, ejemplo el cobre y el
aluminio.
Elementos aislantes: Son los que impiden el
flujo constante de los electrones entre los
átomos, se utilizan para fabricar elementos
de protección, ejemplo la cerámica, madera y
el plástico.
Elementos semiconductores: Material con capacidad
conductiva intermedia, sirve para la fabricación de
componentes electrónicos, ejemplo cristal, silicio y
germanio. Un circuito electrónico se caracteriza por
que posee componentes fabricados con materiales
semiconductores.
Conductores
Fuente
Receptor
Representación de circuito básico.
CIRCUITO ELECTRICO: trayectoria
cerrada por donde se establece un
flujo de corriente eléctrica y que
posee mínimo 3 elementos: fuente
de energía, conductores y
receptores, adicionalmente es
importante usar elementos de
control y protección.
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Fuente:
elementos que se encargan de proporcionar la energía al
circuito mediante una diferencia de potencial, ejemplo una pila, una batería o
la proveniente de una central de generación.
conductores:
transportan la energía eléctrica para que circulen
por los componentes del circuito, ejemplo los cables y alambres.
receptores:
transforman la energía eléctrica en otro tipo de
energía para lograr un fin determinado, por ejemplo una bombilla o un
motor.
Elementos de control: sirven para facilitar el uso
adecuado de la energía ejemplo los interruptores y pulsadores.
Elementos de protección:
son utilizados para
preservar los componentes de los circuitos y la vida de las personas, ejemplo
los fusibles.
Magnitudes eléctricas
Intensidad (I)
La intensidad de corriente o corriente eléctrica se define como la cantidad de carga
eléctrica (electrones) que pasa por un conductor en la unidad de tiempo. Su unidad de
medida es el amperio (A).
Voltaje (V)
El voltaje o tensión representa la diferencia de potencial existente entre dos puntos de
un circuito eléctrico, es la energía suministrada al circuito. Su unidad de medida es el
voltio (v).
Resistencia (R)
Se define la resistencia eléctrica como la dificultad que opone un cuerpo al paso de la
corriente eléctrica. Los materiales que presentan una gran oposición al paso de la
electricidad reciben el nombre de aislante, y en consecuencia tienen una elevada
resistencia eléctrica. La unidad de media de la resistencia eléctrica es el ohmio (Ω).
Potencia (P)
La potencia eléctrica es la capacidad que tiene un aparato para transformar la energía
eléctrica en otro tipo de energía. Su unidad de medida es el watio (w). Cuanto más
rápido sea capaz de realizar esta transformación mayor será la potencia del mismo.
Para calcularla mediante la siguiente expresión: P(w) = I(A)*V(v).
Ley de ohm
La ley de ohm establece que la corriente eléctrica que fluye por un
circuito es directamente proporcional al voltaje aplicado por la fuente
e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica. donde I es la
corriente eléctrica, V la diferencia de potencial y R la resistencia
eléctrica.
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Circuito serie, paralelo y
mixto.
Serie.
Un circuito eléctrico está en serie cuando sus elementos
se encuentran conectados uno a continuación del otro,
presentando las siguientes características.
@ Si realizamos este tipo de conexión con generadores,
uniendo el polo positivo de uno con el negativo del
siguiente, sus tensiones se acumulan.
@ En este tipo de circuitos si se desconecta cualquiera
de sus elementos se interrumpe el paso de la corriente
eléctrica por todos los demás.
V1
V2
@ R =R1+R2+R3+….+Rn
@ I=I1=I2=I3=….=In
@ V =V1+V2+V3+….+Vn
V3
Paralelo.
Se define un circuito paralelo como aquel circuito en el
que sus componentes están conectados al mismo par de
puntos de la fuente. Sus características principales son:
@ Si se desconecta cualquiera de sus elementos
receptores no se interrumpe el paso de la corriente
eléctrica por todos los demás
@
I
@ I=I1+I2+I3+….+In
@ V =V1=V2=V3=….=Vn
Mixto
Denominamos un circuito mixto cuando en el podemos encontrar elementos conectados en
serie y otros en paralelo.
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El Protoboard o tablero de prototipos es una herramienta ideal
para la experimentación electrónica, en esta tableta se pueden
ensamblar circuitos electrónicos con suma facilidad y rapidez,
también se puede modificar el circuito al instante, cuando uno
quiera y lo más importante no requiere soldadura en la
construcción del circuito a experimentar.
E
L
P
Esta placa tiene varios agujeros u orificios ordenados de manera
especial, debajo de estos agujeros, se encuentran unas láminas
metálicas que forman contactos, cada orificio acepta o puede
alojar un terminal de un componente o la punta de un alambre.
Internamente estos agujeros están conectados entre si, o
cortocircuitados en grupos verticales y horizontales.
R
O
T
O
B
O
A
R
D
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Ejercicio:
Realiza el diagrama pictórico de los circuitos serie,
paralelo y mixto ilustrados anteriormente en la cartilla.
E
L
P
R
O
T
O
B
O
A
R
D
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Las baterías o pilas son muy utilizados en la electrónica moderna, su
función es suministrar energía eléctrica al circuito. Las baterías mas
comunes son: carbon-zinc, alcalinas, niquel-cadmio, mercurio y las de
plomo-ácido, que son las que se utilizan en los automóviles. Las
baterías también se clasifican de acuerdo a su voltaje de salida.
Símbolo
Apariencia física
Unidad de
medida
Voltios.
Pertenecen a un grupo de componentes llamados transductores, los
cuales convierten un tipo de energía en otro. Su función es convertir
corriente eléctrica variable en ondas sonoras, sus principales clases son
magnético y de cristal, un tipo especial de parlante es el audífono.
Los parlantes se usan en elementos que requiera para su
funcionamiento la reproducción del sonido como en radios y
televisores. También existe el timbre eléctrico que es un dispositivo
capaz de producir una señal sonora al pulsar un interruptor. Su
funcionamiento se basa en fenómenos electromagnéticos.
Símbolo
Apariencia física
Chicharra o zumbador.
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Resistencias o resistores
Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso
por un circuito eléctrico cerrado, cualquier receptor conectado representa en
sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente , por
tanto se utilizan en circuitos electrónicos para controlar el flujo de corriente
por sus componentes. La unidad de medida de una resistencia es el ohmio,
cada una de ellas disipa cierta cantidad de energía debido al calentamiento de
la misma.
Código de colores
Es un método de indicar el valor en ohmios y la precisión de la resistencia, esto con el fin
de facilitar la lectura de estos valores en componentes pequeños. Cuando se va a leer el
código se debe dejar la franja plateada o dorada (cuarta franja) al lado derecho y se
comienza a leer de iniciando por la izquierda:
Primera franja corresponde la primera cifra.
Segunda franja corresponde la segunda cifra.
Tercera franja representa el numero de ceros que siguen a los dos primeros números.
Cuarta franja representa la tolerancia (dorada:5%, plateada:10%)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
CODIGO DE COLORES
NEGRO
CAFÉ
ROJO
NARANJA
AMARILLO
VERDE
AZUL
VIOLETA
GRIS
BLANCO
Apariencia física
()
Símbolo
Apariencia física de resistores usados en
circuitos con mayores niveles de tensión.
La resistencia equivalente de un circuito serie es: RT = R1 + R2 + R3 + ... + Rn
 Si el circuito es en paralelo entonces la resistencia equivalente es:
RT = 1/(1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn)
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diodos
Los diodos conocidos regularmente como rectificadores,
son puertas de una sola vía. Ellos solo permiten el paso
de la corriente en un solo sentido, su aplicación mas
usual es en la conversión de corriente alterna (CA) en
corriente continua o directa (DC).
IDENTIFICACION DE LOS TERMINALES
La corriente se mueve de un polo negativo a un polo
positivo. El lado del símbolo que tiene la flecha indica el
terminal negativo o Cátodo, y al otro lado el positivo o
Ánodo. También se indica con un borde recortado
diagonalmente o con alguna otra marca en especial. El
diodo debe conectarse en la posición correcta por su
polaridad.
LED ( Diodo emisor de luz)
Apariencia física
Símbolo
Es un tipo especial de diodo que produce luz cuando circula corriente a través
de él. Es importante recordar que el LED, como todos los diodos tiene
polaridad, el cátodo se indica generalmente por un borde plano o por un
terminal mas corto que el otro.
Apariencia física
Los led se usan en aplicaciones tan diversas
como iluminación de aviación, iluminación
automotriz, así como en las señales de
tráfico. El tamaño compacto, la posibilidad
de encenderse rápido, y la gran fiabilidad
han permitido el desarrollo de nuevas
pantallas de vídeo, mientras que sus altas
frecuencias de operación son útiles en
tecnologías avanzadas de comunicaciones.
Los led infrarrojos se usan en unidades de
control remoto.
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Símbolo
ac
Símbolo
b
Apariencia física
Composición interna
La resistencia variable es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo
de la superficie de una resistencia de valor total constante.
Este contacto móvil se llama cursor o flecha y divide la resistencia en dos resistencias cuyos
valores son menores y cuya suma tendrá siempre el valor de la resistencia total.
Estas resistencias pueden variar su valor dentro de unos límites, según su función
en el circuito estas resistencias se denominan:
Potenciómetros: se aplican en circuitos donde la
variación de resistencia la efectúa el usuario desde el
exterior (controles de audio, video, etc.).
Trimmers, o resistencias ajustables: se diferencian de
las anteriores en que su ajuste es definitivo en el circuito
donde van aplicadas. Su acceso está limitado al
personal técnico (controles de ganancia, polarización,
etc.).
Reóstatos: son resistencias variables en las que uno de
sus terminales extremos está eléctricamente anulado.
Tanto en un potenciómetro como un trimmer, al dejar uno
de sus terminales extremos al aire, su comportamiento
será el de un reóstato, aunque estos están diseñados
para soportar grandes corrientes.
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Símbolo
Apariencia física
Capa superior
Una fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el
aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor,
fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuya siglas (LDR)
se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor.
Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia. Si la luz que
incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por la
elasticidad del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar
la banda de conducción. El electrón libre que resulta (y su hueco asociado) conduce
electricidad, de tal modo que disminuye la resistencia.
Un dispositivo fotoeléctrico puede ser intrínseco o extrínseco. En dispositivos
intrínsecos, los únicos electrones disponibles están en la banda de la valencia, por lo
tanto el fotón debe tener bastante energía para excitar el electrón a través de toda la
banda prohibida. Los dispositivos extrínsecos tienen impurezas agregadas, que tienen
energía de estado a tierra más cercano a la banda de conducción puesto que los
electrones no tienen que saltar lejos, los fotones más bajos de energía (es decir, de
mayor longitud de onda y frecuencia más baja) son suficientes para accionar el
dispositivo.
Se fabrican de diversos tipos. Se pueden encontrar células
baratas de sulfuro del cadmio en muchos artículos de consumo,
por ejemplo cámara fotográfica, medidores de luz, relojes con
radio, alarmas de seguridad y sistemas de encendido y apagado
del alumbrado de calles en función de la luz ambiente. En el
otro extremo de la escala, los fotoconductores de Ge:Cu son los
sensores que funcionan dentro de la gama más baja “radiación
infrarroja”.
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Simbología
Condensador
No polarizado
Apariencia física
Condensador
electrolítico
Condensador
No polarizado
Condensador
electrolítico
Un condensador o capacitor, esta formado por dos placas metálicas separadas por un
material aislante llamado dieléctrico. La principal función de un condensador, es almacenar
energía eléctrica en forma temporal, en ese aspecto es similar a una batería. El proceso de
carga y descarga varia de acuerdo con las características físicas del mismo.
ASI FUNCIONA: antes de conectar el condensador las placas están eléctricamente
neutras, al conectar la batería los electrones del terminal negativo cargan la placa negativa
del condensador y el terminal positivo de la batería atrae los electrones de la otra placa del
condensador dejando huecos en sus átomos y por tanto queda cargada positivamente,
hasta que el capacitor sea descargada o se pierda por fugas en el dieléctrico.
UNIDAD DE MEDIDA: La capacidad de carga que puede almacenar un condensador se
conoce como capacitancia y se mide en faradios, además poseen un voltaje de trabajo que
determina el voltaje que soportan entre sus placas sin dañarse.
Condensadores
Se dividen en:
Fijos
Electrolíticos
(polarizado)
Variables
No polarizado
Aluminio
Poliéster
Tantalio
Mica
Con dieléctrico de
aire
Con dieléctrico de
mica.
Cerámica
Papel
Los condensadores se encuentran en casi todos los circuitos electrónicos como:
sintonizadores de radio, amplificadores, televisores, radios, temporizadores, alarmas,
controles, fuentes de poder y muchos otros.
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El transistor, inventado en 1951, es un componente de estado solido que tiene tres
terminales de conexión, su invención marco el inicio de una verdadera revolución
electrónica, vino la miniaturización de los componentes y se llego al descubrimiento de los
circuitos integrados, en los que se colocan, en pocos milímetros cuadrados, miles de
transistores. Estos circuitos constituyen el origen de los microprocesadores y por lo tanto,
de los ordenadores actuales.
Por otra parte, la sustitución en los montajes electrónicos de las clásicas y
antiguas válvulas de vacio por los transistores, reduce al máximo las perdidas
de calor de los equipos.
FUNCIÓN:
Se utiliza como amplificador de señales, o como suiche electrónico.
Clases:
@ Transistores bipolares: se clasifican en NPN y PNP, según el tipo de material empleado
en su fabricación.
@ Transistores de efecto de campo: se clasifican en canal N y canal P. También esta el
MOSFET, muy utilizado en aparatos de comunicaciones.
Partes del transistor:
• Emisor (E): Se encarga de proporcionar portadores de carga.
· Colector (C): Se encarga de recoger portadores de carga.
· Base (B): Controla el paso de corriente a traves del transistor. Es el
cristal de en medio.
Apariencia física
Símbolo
Transistores NPN.
Transistores PNP
E: emisor
B: base
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C: colector
El SCR (Silicon Controlled Rectifier o Rectificador
Controlado de Silicio), es un dispositivo
semiconductor biestable formado por tres
uniones PN con la disposición PNPN. Está
formado por tres terminales, llamados Ánodo,
Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y
cátodo es controlada por el terminal de puerta.
Es un elemento unidireccional, conmutador casi
ideal, rectificador y amplificador a la vez. El SCR
es una llave electrónica, que se activa cuando se
aplica un pequeño voltaje positivo a su
compuerta G (gatillo)
Símbolo
CARACTERÍSTICAS GENERALES
• Interruptor casi ideal.
• Soporta tensiones altas.
• Amplificador eficaz.
• Es capaz de controlar grandes
potencias.
• Fácil de controlar.
• Relativa rapidez.
Apariencia física
APLICACIONES DEL SCR. Las aplicaciones se extienden desde la rectificación de corrientes
alternas, en lugar de los diodos convencionales hasta la realización de determinadas
conmutaciones de baja potencia en circuitos electrónicos, pasando por los onduladores o
inversores que transforman la corriente continua en alterna.
La principal ventaja que presentan frente a los diodos cuando se les utiliza como
rectificadores es que su entrada en conducción estará controlada por la señal de puerta. De
esta forma se podrá variar la tensión continua de salida si se hace variar el momento del
disparo ya que se obtendrán diferentes ángulos de conducción del ciclo de la tensión o
corriente alterna de entrada. Además el tiristor se bloqueará automáticamente al cambiar la
alternancia de positiva a negativa ya que en este momento empezará a recibir tensión
inversa. Sus usos mas frecuentes son:
· Controles de relevador.
· Circuitos de retardo de tiempo.
· Fuentes de alimentación reguladas.
· Interruptores estáticos.
· Controles de motores.
· Recortadores.
· Inversores.
· Ciclo conversores.
· Cargadores de baterías.
· Circuitos de protección.
· Controles de calefacción.
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Un circuito integrado, es la unión de muchos componentes,
especialmente transistores y diodos en un solo encapsulado,
gracias a el se ha podido lograr la miniaturización de
productos en serie como: radios, televisores, computadoras y
muchos otros a bajo costo.
El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya
función primordial es la de producir pulsos de temporización
con una gran precisión y que además, puede funcionar como
oscilador.
Existen dos tipos principales de circuitos integrados: digitales
y análogos.
Sus características más destacables son: Temporización desde
microsegundos hasta horas, Modos de funcionamiento:
Monoestable y Astable.
Aplicaciones: Temporizador, Oscilador, Divisor de frecuencia,
Modulador de frecuencia y Generador de señales
triangulares.
Apariencia física
Descripción de terminales.
•
•
•
•
•
•
•
•
GND (la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.
Disparo (la 2): Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo.
Salida (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador.
Reset (la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a
nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para
evitar que el 555 se "resetee“.
Control de voltaje (la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador
de voltaje, es posible modificar los tiempos en que la salida está en alto o en bajo
independiente del diseño (establecido por los resistores y condensadores conectados
externamente al 555). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un
condensador de 0.01μF para evitar las interferencias.
Umbral (la 6): Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para
poner la salida a nivel bajo.
Descarga (la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo
utilizado por el temporizador para su funcionamiento.
V+ (la 8): También llamado Vcc, alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de
alimentación que va de 4.5 voltios hasta 18 voltios (máximo).
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Componente del
núcleo temático:
2° periodo
CONSTRUYO CIRCUITOS
ELECTRONICOS APLICANDO
NORMAS DE SEGURIDAD.
COMPETENCIA:
TENGO EN CUENTA PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Y CRITERIOS DE
SELECCIÓN, PARA LA UTILIZACIÓN EFICIENTE Y SEGURA DE ARTEFACTOS,
PRODUCTOS, SERVICIOS, PROCESOS Y SISTEMAS TECNOLÓGICOS DE MI
ENTORNO.
DESEMPEÑOS
 Interpreto instrucciones, diagramas y esquemas para el montaje de
algunos artefactos tecnológicos.
Identifico y aplico normas de seguridad para ensamblar circuitos
electrónicos.
INDICADORES
 Desarrollo talleres prácticos.
 Socialización de resultados en cada taller.
 Diligenciamiento de la bitácora grupal.
PACTO DE AULA
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