martes, 4 de junio de 2013

electronica


Electrónica

Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la gran construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control.

La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

Se considera que la electrónica comenzó con el diodo de vacío inventado por John Ambrose Fleming en 1904.

Resistencia eléctrica () ohmios

Este dispositivo electrónico es el que opone a la corriente circular.

La resistencia que opone al conductor al flujo de corriente es lo que se llama resistencia eléctrica. Es la de limitar o controlar la corriente en los circuitos.


Ley de Ohm

Su descubridor Georg Simon Ohm físico alemán de principios de siglo xix (1787-1854) la ley de ohm establece que la cantidad de corriente que pasa por un circuito es directa mente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito la ley de Ohm permite calcular la resistencia y el voltaje adecuado.

INTENSIDAD  

I= V/R                                                                                
RESITENCIA      

R=V/I                                                                      

VOLTAJE       

 V=IxR

Circuito electrónico

Los circuitos eléctricos son representaciones gráficas de elementos conectados entre sí para formar una trayectoria por la cual circula una corriente eléctrica, en la que la fuente de energía y el dispositivo consumidor de energía están conectados por medio de cables conductores, a través de los cuales circula la carga.

Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores), y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes eléctricos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.

Circuito en Serie

La corriente eléctrica en un circuito eléctrico en serie es la misma en todos sus elementos, el voltaje total de circuito, el que proporciona la fuente de poder, será igual a la sumatoria de todos los voltajes individuales de los elementos que componen el circuito. De manera similar, la resistencia equivalente en un circuito eléctrico en serie es la sumatoria de los valores de cada una de las resistencias que la integran.

Circuito en Paralelo

El voltaje en un circuito eléctrico el paralelo es el mismo en todos sus elementos, la corriente eléctrica total del circuito será igual a la sumatoria de todas las corrientes individuales de los elementos que lo componen. La resistencia equivalente en un circuito eléctrico en paralelo, es igual al inverso de la suma algebraica de los inversos de las resistencia que lo integran, y su valor siempre será menor que cualquiera de las resistencia existentes en el circuito.

Circuito mixto

Los circuitos mixtos son una combinación de los circuitos en serie y paralelo, es decir, un circuito mixto, es aquel que tiene circuitos en serie y paralelo dentro del mismo circuito.
CIRCUITO MIXTO
 

 

Capacitores

 

Un capacitor, está formado por dos placas metálicas separadas por un material aislante llamado "dieléctrico".
Su función principal es almacenar energía eléctrica en forma temporal.


  • Para aplicaciones de descarga rápida, como un Flash, en donde el condensador se tiene que descargar a gran velocidad para generar la luz necesaria (algo que hace muy fácilmente cuando se le conecta en paralelo un medio de baja resistencia)
  • Como Filtro, Un condensador de gran valor (1,000 µF - 12,000 µF) se utiliza para eliminar el "rizado" que se genera en el proceso de conversión de corriente alterna a corriente continua.

Para aislar etapas o áreas de un circuito: Un condensador se comporta (idealmente) como un corto circuito para la señal alterna y como un circuito abierto para señales de corriente continua, etc. 

El capacitor electrolítico es un elemento polarizado, por lo que sus terminales no pueden ser invertidas. Generalmente el signo de polaridad viene indicado en el cuerpo del capacitor.

El inconveniente que tienen estos capacitores es que el voltaje permitido entre sus terminales no es muy alto. Si fuera necesario cambiar este capacitor, se debe buscar uno de la misma capacidad y con un voltaje igual o mayor al del capacitor dañado, pero...

No se recomienda utilizar un capacitor de voltaje (dato de fabrica) muy superior al dañado pues, un capacitor que recibe un voltaje mucho menor que para la que fue diseñado, siente que no estuvo polarizado en corriente continua y la capa de óxido de aluminio disminuye hasta que el elemento falla.

Nota: Este tipo de capacitores deben de utilizarse lo antes posible después de su fabricación.

Si el período de almacenamiento antes de usarlo es muy largo, al no recibir voltaje, se empieza a dañar (se reduce la capa de óxido de aluminio). Es conveniente tomar en cuenta siempre la fecha de fabricación. 
 

Cable UTP

De gran utilidad en el protoboard.

Son unas siglas que pueden referirse a:

 Unshielded Twisted Pair: un tipo de cableado utilizado principalmente para comunicaciones.

Es un cable de pares trenzados y sin recubrimiento metálico externo, de modo que es sensible a las interferencias; sin embargo, al estar trenzado compensa las inducciones electromagnéticas producidas por las líneas del mismo cable. Es importante guardar la numeración de los pares, ya que de lo contrario el efecto del trenzado no será eficaz, disminuyendo sensiblemente, o incluso impidiendo, la capacidad de transmisión. Es un cable barato, flexible y sencillo de instalar. La impedancia de un cable UTP es de 100 ohmios.

Como el nombre lo indica, "unshielded twisted pair" (UTP), es un cable que no tiene revestimiento o blindaje entre la cubierta exterior y los cables. El UTP se utiliza comúnmente para aplicaciones de REDES Ethernet, el término UTP generalmente se refiere a los cables categoría 3, 4 y 5 especificados por el estándar TIA/EIA 568-A standard.

Este cable es de gran utilidad en el protoboard ya que con ese cable se puede hacer puentes en un circuito eléctrico.

Y por lo tanto conduce electricidad.

 

Potoboard

Es en la actualidad una de las placas de prueba más usadas. Está compuesta por bloques de plástico perforados y numerosas láminas delgadas, de una aleación de cobre, estaño y fósforo, que unen dichas perforaciones, creando una serie de líneas de conducción paralelas. Las líneas se cortan en la parte central del bloque para garantizar que dispositivos en circuitos integrados de tipo dual in-line package (DIP) puedan ser insertados perpendicularmente y sin ser tocados por el provedor a las líneas de conductores. En la cara opuesta se coloca un forro con pegamento, que sirve para sellar y mantener en su lugar las tiras metálicas.

Debido a las características de capacitancia (de 2 a 30 pF por punto de contacto) y resistencia que suelen tener los protoboard están confinados a trabajar a relativamente baja frecuencia (inferior a 10 ó 20 MHz, dependiendo del tipo y calidad de los componentes electrónicos utilizados).

Los demás componentes electrónicos pueden ser montados sobre perforaciones adyacentes que no compartan la tira o línea conductora e interconectados a otros dispositivos usando cables, usualmente unifilares. Uniendo dos o más protoboard es posible ensamblar complejos prototipos electrónicos que cuenten con decenas o cientos de componentes.

El nombre inglés «protoboard» es una contracción de los vocablos ingleses prototype board y es el término que se ha difundido en los países de habla hispana, aunque se suele emplear también la traducción al castellano placa de pruebas.

 


Transformador

Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores.

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente.

 

Bobina

 

La bobina o inductor es un elemento que reacciona contra cambios en la corriente a través de él, generado un voltaje que se opone al voltaje aplicado y es proporcional al cambio de corriente.

Son componentes pasivos de dos terminales que generan un flujo magnético cuando se hacen circular por ellas una corriente eléctrica. 

Debido a que el campo magnético alrededor de un conductor es muy débil, para aprovechar la energía de dicho campo magnético se arrolla al alambre conductor y de esta forma se obtiene lo que se conoce como inductancia o bobina. Al tener el alambre arrollado, se denomina excitación magnética a la causa que origina el campo magnético.

 

Si por una bobina circula una corriente eléctrica se produce un campo magnético el cual es el resultado de la suma de los campos magnéticos de cada espira y a este efecto se lo denomina concatenación.

Existen bobinas de diversos tipos según su núcleo y según tipo de arrollamiento.
Su aplicación principal es como filtro en un circuito electrónico, denominándose comúnmente, choques.

Relevador


Símbolo del relé en dos circuitos: 

Se usa mucho en el automóvil.

El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.

El electroimán hace bascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si  es N.A o N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magnético, provoca que los contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden sr considerados como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito.

Conocidos también como relevadores o relay, estos dispositivos forman parte del sistema eléctrico del automóvil y es posible encontrar docenas de ellos en los modelos recientes.

Es un dispositivo que consta de dos circuitos diferentes: un circuito electromagnético (electroimán) y un circuito de contactos, al cual aplicaremos el circuito que queremos controlar.

Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético. Cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce (ferrita). Este atrae al inducido que fuerza a los contactos a tocarse. Cuando la corriente se desconecta vuelven a separarse. 

Señal eléctrica

Muchos sensores y dispositivos eléctricos o electrónicos emiten una señal.

Una señal eléctrica es un tipo de señal generada por algún fenómeno electromagnético. Estas señales pueden ser analógicas, si varían de forma continua en el tiempo, o digitales si varían de forma discreta (con valores dados como 0 y 1).


Diodo

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos.

Terminales como ánodo, y un cátodo.

Un dispositivo electrónico de estado sólido que permite el paso de corriente eléctrica en un solo sentido. Se utiliza en los transformadores para transformar la corriente alterna a corriente continua para cargar la batería.

Un diodo es una sustancia cuya conductividad es menor a la de un conductor y mayor que la de un aislante.

Aunque el diodo semiconductor de estado sólido se popularizó antes del diodo termoiónico, ambos se desarrollaron al mismo tiempo.

Un diodo semiconductor moderno está hecho de cristal semiconductor como el silicio con impurezas en él para crear una región que contiene portadores de carga negativos (electrones), llamado semiconductor de tipo n, y una región en el otro lado que contiene portadores de carga positiva (huecos), llamado semiconductor tipo p. Las terminales del diodo se unen a cada región.

 

Rectificador de media onda

En electrónica, un rectificador es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua.1Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio.

Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases.

El tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda, constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga.

El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una señal de alternada lleno conducen cuando se polarizan inversamente. Además su voltaje es positivo

 

RECTIFICADOR MONOFÁSICO DE MEDIA ONDA

La función de este circuito es eliminar uno de los dos semiperiodos de una señal alterna senoidal, proveniente del secundario del transformador. El componente electrónico que se usa para este fin es el diodo, que tiene la propiedad de conducir en un solo sentido.

Rectificador de onda completa

Un Rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua.

Existen dos alternativas, bien empleando dos diodos o empleando cuatro (puente de Graetz).

 

Dos diodos

Ambos diodos no pueden encontrarse simultáneamente en directa o en inversa, ya que las diferencias de potencial a las que están sometidos son de signo contrario; por tanto uno se encontrará polarizado inversamente y el otro directamente.

Tensión de entrada negativa: El diodo 2 se encuentra en polarización directa (conduce), mientras que el diodo 1 se encuentra en polarización inversa (no conduce). La tensión de salida es igual a la de entrada pero de signo contrario. El diodo 1 ha de soportar en inversa la tensión máxima del secundario.

Cuatro diodos

En este caso se emplean cuatro diodos con la disposición de la figura. Al igual que antes, sólo son posibles dos estados de conducción, o bien los diodos 1 y 3 están en directa y conducen (tensión positiva) o por el contrario son los diodos 2 y 4 los que se encuentran en inversa y conducen (tensión negativa).

 

Multímetro


Se usa mucho para saber si el circuito está bien o esta abierto.

Un multímetro Digital es un instrumento, normalmente portátil, de medición de parámetros eléctricos mediante procedimientos electrónicos, sin usar piezas móviles, con alta precisión y estabilidad y amplio rango de medición de valores y tipos de parámetros.

 

La forma de presentación de la información medida es mediante una presentación digital (Display). Los parámetros que pueden ser leídos por un solo instrumento contempla Voltaje y Corriente DC y CA, Valores RMS y/ó pico, Resistencia y Conductancia, Ganancia en dB, Capacitancia, probadores de semiconductores, temperatura y frecuencia.


Esta amplia posibilidad  de leer distintos parámetros es debido al uso de conversores de esos parámetros en voltajes DC los cuales son convertidos mediante un dispositivo de alta velocidad, de valores analógicos en digitales y luego presentados en el Display. El dispositivo al se hace referencia es un conversor Análogo/Digital que usa distintas técnicas de conversión de acuerdo a la resolución, velocidad de respuesta y precisión buscada.


El circuito interno de los multímetros digitales puede básicamente dividirse en dos secciones: una Analógica y otra Digital. La sección Digital esta compuesta por el conversor Analógico al Digital (en algunos instrumentos esta conversión es hecha por medio de un circuito microprocesador) y una pantalla de dígitos, que puede ser de Led o de Cristal Líquido.

Este instrumento funciona depende las escalas que quieras tener como ejemplo voltaje (V.A o V.C), corriente (C.A o C.D), resistencia (Ω) y continuidad.

Cualquiera de esos depende tu caso lo seleccionas con el selector del multímetro.

Este multímetro tal vez en ocasiones pueda sustituir al:

 Amperímetro: instrumento eléctrico para medir el número de amperios, o intensidad de corriente, en un circuito eléctrico. También da indicación del sentido en que circula.

Ohmímetro: instrumento para medir la resistencia eléctrica, en ohmios, de un conductor o de un circuito.

Voltímetro: instrumento eléctrico para la medida de tensión o voltaje de un dispositivo eléctrico, como una batería o un alternador. También sirve para medir la tensión entre dos puntos de un circuito eléctrico.

Como te darás cuenta el  multímetro cuenta con 2 cables uno de color rojo y otro de color negro.

Si te das cuenta el rojo siempre va con la terminal positiva y el negro con la terminal negativa. Pero si los cambias el resultado en el display da negativo y así te darás cuenta de que las puntas no van a ahí. Pero esto no cuenta con la C.A ya que no tiene polos con terminal positiva o negativa determinada.

 

Potenciómetro


Potenciómetro: es un resistor cuyo valor de resistencia es variable.

 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.

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 las resistencias variables se dividen en dos categorías:                                                                                                                                             los potenciómetros y los reóstatos se diferencias entre sí, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, éstos se conectan en paralelo al circuito y se comporta  como un divisor de voltaje.

Transitor


Transistor: es un semiconductor sólido de silicio constituido por cuatro capas alternativas tipo PNPN. Dispone de tres terminales accesibles denominados ánodo, cátodo y puerta, siendo este último el electrodo de control. Este semiconductor funciona básicamente como un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensión en la puerta del tiristor no se inicia la conducción y en el instante en que se aplique dicha tensión, el tiristor comienza a conducir. Una vez arrancado, podemos anular la tensión de puerta y el tiristor continuará conduciendo hasta que la corriente   de carga pase por cero. Trabajando en c.a. el tiristor se des excita en cada alternancia o ciclo.

El transistor es un componente de estado sólido que tiene tres terminales o conexiones. Su descubrimiento e industrialización marcaron el inicio de una verdadera revolución electrónica.
Existen dos tipos de transistores:
BIPOLARES
Se clasifican en transistores NPN y PNP según el tipo de material empleado en su fabricación.

Tiene dos funciones principales como amplificador de señales, o como suiche electrónico

 

 

Rectificador de silicio controlado

  Simbología

Rectificador de silicio controlado: El SCR (sillicon controlled rectifier) es un semiconductor que forma parte de la familia de los tiristores, los cuales son dispositivos de 4 capas n y p.                   Donde la A corresponde al cátodo, la K al ánodo y la G a la compuerta o Gate. A grandes rasgos el principio básico de funcionamiento es el siguiente; el dispositivo tiene dos estados, encendido y apagado, durante el primero no permite la conducción de corriente en ninguna dirección (en realidad existe una pequeña corriente de fuga), para encenderlo se necesitan dos condiciones, primero voltaje del ánodo positivo respecto al cátodo (si este valor se aumenta a valores superiores al de ruptura se encenderá sin embargo este método es poco práctico y dañino) y segundo una corriente positiva en la base, cumplido esto se genera una realimentación positiva en la estructura interna del componente que logra encenderlo completamente. Una vez en estado encendido solo se logra apagarle interrumpiendo el flujo de corriente de ánodo a cátodo.

Rectificador controlado de silicio, estos elementos semiconductores son muy utilizados para controlar la cantidad de potencia que se entrega a una carga

Normalmente el SCR se comporta como un circuito abierto hasta que activa su compuerta (GATE) con una pequeña corriente (se cierra el interruptor S) y así este conduce y se comporta como un diodo en polarización directa.

Si no existe corriente en la compuerta el tristor no conduce.

Lo que sucede después de ser activado el SCR, se queda conduciendo y se mantiene así. Si se desea que el tristor deje de conducir, el voltaje +V debe ser reducido a 0 Voltios.

Se usa principalmente para controlar la potencia que se entrega a una carga. El circuito R C produce un corrimiento de la fase entre la tensión de entrada  y la tensión en el condensador que es la que suministra la corriente a la compuerta del SCR.

Fotorresistencia

Foto  resistencia: 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, cuyas siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Su cuerpo está formado por una célula o celda y dos patilla. El valor de resistencia eléctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en él (puede descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando está a oscuras (varios mega ohmios). Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico. Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia como el sulfuro de cadmio, CdS. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por las elasticidades del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción. El electrón libre que resulta, y su hueco asociado, conducen la electricidad, de tal modo que disminuye la resistencia. Los valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante. Las células de sulfuro del cadmio se basan en la capacidad del cadmio de variar su resistencia según la cantidad de luz que incide en la célula. Cuanta más luz incide, más baja es la resistencia. Las células son también capaces de reaccionar a una amplia gama de frecuencias, incluyendo infrarrojo (IR), luz visible, y ultravioleta (UV).La variación del valor de la resistencia tiene cierto retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro.

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