2. INTRODUCCION
Def: La electrónica es la ciencia que estudia las variaciones de las magnitudes
de la corriente eléctrica y sus aplicaciones, utilizando para ello la recepción,
tratamiento y transmisión de la información mediante una señal eléctrica.
Def: Una señal eléctrica es una corriente, de mayor o menor duración, con unas
características determinadas. Para conseguir estas modificaciones, se utilizan
componentes específicos, cada uno de los cuales realiza una función concreta.
Las modificaciones que pueden hacerse a una señal eléctrica (corriente) son las
siguientes:
• Amplificación o atenuación: Consiste en aumentar o reducir la intensidad de
• la corriente.
• Rectificación: Consiste en obligar a los electrones a circular en un único sentido,
• es decir, conducir la corriente.
• Filtrado: Consiste en dejar pasar a aquellos electrones que circulen a una
• determinada velocidad.
3. COMPONENTES ELECTRÓNICOS
COMPONENTES PASIVOS: Están constituidos por materiales o bien
conductores o bien aislantes.
•Resistencias eléctricas.
•Fijas y variables.
•Resistencias dependientes de un parámetro físico.
•Condensadores.
•No polares.
•Electróliticos.
•Bobinas. (El relé)
COMPONENTES ACTIVOS: Están constituidos por materiales
semiconductores, como el Si, Se y Ge (tienen un comportamiento
intermedio entre los conductores y los aislantes, es decir, en condiciones
normales no conducen la electricidad, pero si se les aplica una pequeña
cantidad de corriente eléctrica, entonces se vuelven conductores).
•Diodo.
•Rectificador.
•Led.
•Transistor Bipolar.
•Circuitos Integrados.
4. RESISTENCIAS ELÉCTRICAS
La función de las resistencias electrónicas es la
de impedir en mayor o menor grado el paso de la
corriente eléctrica, dependiendo esto del tipo de
material con el que hayan sido fabricadas. Su
magnitud se mide en OHMIOS (Ω).
COLOR 1ª CIFRA 2ª CIFRA Multiplicador Tolerancia
Oro --- --- 0.1 5%
Plata --- --- 0.01 10%
Negro 0 0 x1
Marrón 1 1 0 1%
Rojo 2 2 00 2%
Naranja 3 3 000
Sin color 20%
Amarillo 4 4 0000
Verde 5 5 00000
Azul 6 6 000000
Morado 7 7 0000000
Gris 8 8 00000000
Blanco 9 9 000000000
RESISTENCIAS FIJAS:
•Su valor es fijo. Viene definido de fábrica. Poseen un
valor nominal y una tolerancia, que es el error
máximo con el que se fabrica la resistencia.
•Están formadas por una mezcla de materiales, por lo
general carbón y un aglutinante adecuado. Todo ello
se envuelve con una cubierta de material plástico o
cerámico.
•Tienen forma de cilindro, y dos alambres en sus
extremos que hacen de polos (aunque no tienen
polaridad), y tres, cuatro o cinco franjas de colores,
que se corresponden, según un código, al valor de su
resistencia.
•Utilizando la siguiente tabla podemos calcular el
valor de cualquiera. Para ello hay que tener en
cuenta la colocación de las bandas de la resistencia,
situando la más separada de todas a la derecha.
5. RESISTENCIAS VARIABLES.
A) POTENCIÓMETRO:
La característica principal de un potenciómetro es que el valor de su
resistencia puede ajustarse entre los valores 0 Ω y el máximo especificado
por el fabricante. La modificación del valor se consigue moviendo un
elemento mecánico giratorio o deslizante sobre otro elemento resistivo. Son
potenciómetros muchos de los elementos de mando que incorporan
algunoselectrodomésticos para regular temperatura, volumen, nivel
luminoso,etc.
B) RESISTENCIAS QUE VARÍAN CON UN PARÁMETRO FÍSICO.
B.1. Termistores. Estas resistencias varían su valor según la temperatura
a la que estén sometidas. Pueden ser de dos tipos:
NTC (coeficiente de temperatura negativo): la resistencia disminuye al aumentar la temperatura.
PTC (coeficiente de temperatura positivo): la resistencia aumenta al subir la temperatura.
B.2. Fotoresistencias o LDR. Estas resistencias varían su valor según la cantidad de luz que
incida sobre ellas, disminuyendo la resistencia cuando aumenta la luz.
6. CONDENSADORES:
Son componentes capaces de almacenar temporalmente cargas
eléctricas y después cederlas. Actúan como “despensas” de energía.
Se usan fundamentalmente en circuitos temporizadores, es decir,
circuitos en los que se hace funcionar algún elemento durante algún
tiempo y luego lo paran, por ejemplo: las luces de una escalera, el
secador de manos de algunos lavabos públicos,…..etc.
Está formado por dos placas metálicas conductoras y paralelas,
llamadas armaduras, separadas entre sí por un material aislante
denominado dieléctrico.
Símbolo
Funcionamiento
PROCESO DE CARGA: si unimos una de las placas al polo positivo de una pila
y la otra al polo negativo, como no existe paso de corriente a través del dieléctrico, en la placa
conectada al polo positivo se producirá una acumulación de cargas positivas (protones), ya que
los electrones se ven atraídos por el polo positivo de la pila. En la placa conectada al polo
negativo, se producirá una acumulación de cargas negativas (electrones) ya que los protones
se ven atraídos por los electrones del polo negativo de la pila .
A medida que las placas van adquiriendo carga aparece entre ellas una diferencia de
potencial. Cuando esta diferencia de potencial entre placas es igual a la de la batería cesa el
transporte de electrones y cada placa queda con la carga Q que haya adquirido hasta ese
momento y deja de circular intensidad, comportándose entonces como un interruptor (ver figura
y esquema eléctrico).
PROCESO DE DESCARGA: en el circuito anterior, cuando el condensador ha sido cargado,
cambiamos el conmutador de la posición (1) a la posición (2). El condensador comienza en ese
momento a descargarse, creando una corriente que hace que se encienda la bombilla B2,
tardando para ello un tiempo determinado (según la carga que haya almacenado).
7. Constante de tiempo
Los condensadores se caracterizan por una magnitud denominada constante de tiempo,
que se calcula mediante la siguiente expresión:
ڂ = R • C
donde :
• =ڂ constante de tiempo (segundos)
• R= resistencia (ohmios)
• C= capacidad (faradios)
NOTA: El tiempo en que el condensador alcanza el mismo potencial que la fuente de
alimentación, es decir, el tiempo total que el condensador tarda en cargarse es cinco
veces la constante de tiempo
NOTA: Cuando pasa la primera constante de tiempo, el condensador se carga con un 63% del
voltaje total de la pila. El resto del voltaje, hasta llegar al 100% lo obtiene en las otras
cuatro constantes de tiempo restantes.
NOTA: El tiempo de carga y descarga no tiene porqué coincidir, todo depende de la resistencia
a través de la cual se cargue o se descargue el condensador
8. CONDENSADORES:
Capacidad de un condensador
La capacidad de un condensador para almacenar
carga eléctrica depende de la superficie de las
armaduras, la distancia que las separa y la
naturaleza del dieléctrico. Matemáticamente se
calcula mediante la siguiente expresión:
Como el Faradio es una unidad muy grande,
normalmente se usan submúltiplos como el
microfaradio (μF), el nanofaradio (nF) y el
picofaradio (pF), que equivalen a 10-6, 10-9 y 10-12
F respectivamente.
VCQ
Donde:
Q = Carga (Culombios)
V = ddp (Voltios)
C = Capacidad (Faradios)
Existen muchos tipos de condensadores, en función del
material con el que están fabricados: de papel,
cerámicos, de poliéster, de aluminio, etc. Pero puede
decirse que hay dos tipos de condensadores
básicamente:
a.Condensadores sin polaridad: Sus
polos pueden ser conectados a
cualquier polo de la pila.
b.Condensadores con polaridad o
electrolíticos: Debe tenerse en cuenta
la polaridad para conectarlos. Suelen
tener mayor capacidad.
Tipos de condensadores
9. BOBINAS: El relé
La bobina es el componente electrónico que menos ha evolucionado. Se emplea en sintonización, filtros etc.
Nosotros vamos a ver sus efectos electromagnéticos, como componente de los relés.
Un operador eléctrico muy útil que se utiliza mucho en
circuitos eléctricos, y que funciona como un
electroimán es un RELÉ.
Un relé está formado por una bobina enrollada sobre un
núcleo de hiero. Cuando la bobina es recorrida por la
corriente, genera un campo magnético a su alrededor
(se comporta como un imán), por lo que atrae una
palanca metálica. Ésta, a su vez, mueve una
pequeña lámina, con la que se puede cerrar un
segundo circuito.
Por tanto en un relé existen dos circuitos:
a) Circuito de excitación, que coincide con los terminales
de la bobina
b) Circuito de conmutación, que coincide con los
terminales del interruptor.
Símbolo
10. DIODO: FUNCIONAMIENTO
Es uno de los componentes más empleados en los circuitos electrónicos.
Está fabricado con dos materiales semiconductores unidos, uno de tipo N (electronegativo) llamado
ánodo, y otro de tipo P (electropositivo) llamado cátodo.
La función principal de un diodo es la de permitir el paso de la corriente en un solo sentido, es decir,
tiene la función de dirigirla
Los materiales semiconductores más utilizados son el Selenio (Se), el Germanio (Ge) y sobre todo el Silicio
(Si)
Una precaución importante a la hora de montar un diodo LED en un circuito es que la tensión en bornes no
debe sobrepasar los 2 V, por lo que cuando la tensión es superior, se debe poner una resistencia en serie
con el diodo para ajustar dicha tensión.
Además el diodo debe recibir como mínimo una corriente de 0,001 A (1 mA).
Ejm: Queremos conectar un diodo a una pila de 9 V, ¿qué haremos para no fundirlo?
Para calcular el valor de R aplicamos la
ley de Ohm:
V = I · R → R = V / I
R = 7 / 0,001 A
11. DIODOS: POLARIZACIÓN
Polarización directa: se
produce cuando el polo
positivo de la pila se una al
ánodo y el negativo al
cátodo. En este caso el
diodo se comporta como un
conductor y deja pasar la
corriente eléctrica.
Polarización inversa: se
consigue conectando el polo
negativo de la pila al ánodo
y el positivo al cátodo. En
este caso el diodo se
comporta como un aislante y
no permite el paso de la
corriente.
POLARIZACIÓN
DIRECTA
POLARIZACIÓN
INVERSA
12. DIODOS: TIPOS
Diodo rectificador
Permite la rectificación de la corriente
alterna, transformándola en continua.
Polarizado directamente, conduce a partir de
una tensión entre 0.2 y 0.8 V.
Su encapsulado puede ser de plástico, de
metal o cerámico, dependiendo de su
potencia.
El cátodo siempre va marcado de forma que
permite su reconocimiento.
Se identifica mediante un código
alfanumérico.
Diodo LED (Light Emisor Diode)
Emite luz al ser polarizado directamente.
Se emplea para señalización luminosa.
Se fabrican en varios colores: rojos, verdes,
amarillos, azules, y también infrarrojos.
Precisa de una tensión mínima para emitir
luz (de 1.5 a 2 voltios). Para conseguirla,
puede intercalarse una resistencia en serie.
El cátodo se identifica fácilmente
observando el interior de la cápsula (lado
plano) o la longitud de los terminales
(terminal corto).
13. TRANSISTORES: CONSTITUCIÓN Y TIPOS
•El transistor es un componente de control y regulación de la corriente eléctrica, es decir, permite, impide o regula
el paso de la corriente eléctrica y su intensidad.
•Es el componente más importante de la electrónica. Fue desarrollado por los investigadores Bardeen, Brattain y
Shockley a finales de los años 40, siendo premiados con el Nobel de Física en el año 1956.
•Un transistor se puede considerar como la unión de dos diodos y está formado por la unión de tres cristales
semiconductores combinados, dando lugar a los dos tipos existentes: Transistor PNP y transistor NPN.
El transistor posee tres patillas, que son:
a) Colector: Es el polo, cristal o conexión del transistor que recibe la corriente eléctrica.
b) Base: Es el polo, cristal o conexión del transistor que recibe una pequeña corriente eléctrica con la que regula el
paso de la corriente principal, en mayor o menor intensidad, proporcional a la de control recibida por la base. Para
regular la intensidad de la corriente que recibe la base debe conectarse en serie una resistencia grande.
c) Emisor: Es el polo, cristal o conexión del transistor por el que sale la intensidad de la corriente una vez que lo ha
atravesado (la cantidad de corriente emitida depende de la base)
14. TRANSISTORES: FUNCIONAMIENTO
El principio de funcionamiento de un transistor depende de la acción coordinada de sus
tres componentes (emisor, base y colector), pudiendo funcionar en tres regímenes
distintos:
VÉASE EL SÍMIL HIDRAULICO (VÁLVULA) DE LA
SIGUIENTE FIGURA Y SU EXPLICACIÓN.
a.En activa: como amplificador, de forma que deje pasar más o menos corriente.
b.En corte: No pasa corriente por él, actuando como un interruptor abierto.
c.En saturación: por él pasa prácticamente toda la corriente que recibe.
•Si no hay presión e B (base) no puede abrir la válvula y el fluido no pasa de E a C (funcionamiento en corte). Es
decir, el transistor se comporta como si fuese un interruptor abierto al impedir que la corriente eléctrica circule
entre E y C.
•Si llega algo de presión a B (base), ésta abrirá más o menos la válvula y dejará pasar más o menos fluido de E a
C (funcionamiento en activa). En este caso, el transistor permitirá un paso de corriente proporcional a la abertura
de la válvula y siempre superior a la corriente que llega a la base. La relación entre ambas corrientes se llama
amplificación o ganancia (G).
•Si llega a B (base) suficiente presión para abrir totalmente la válvula, E se comunica con C y el fluido pasa sin
dificultad (funcionamiento en saturación). En este caso, el transistor se comporta como un interruptor cerrado, ya
que permite el paso o circulación de la corriente eléctrica entre E y C con toda libertad.
15. CARACTERÍSTICAS DE LOS TRANSISTORES
El transistor permite a partir de una pequeña corriente que circule por su base, provocar una corriente mayor del
colector al emisor, es decir, una de sus misiones es la de actuar como amplificador. Por tanto una de sus
características más importantes es su ganancia, que se calcula mediante la siguiente expresión:
β = IC / IB
Otra característica importante, es que la intensidad que se obtiene en el emisor, es igual a la suma de la
intensidad que entra al colector más la que entra a la base, es decir,
IE = IC + IB
El aspecto real de un transistor es el siguiente:
16. CIRCUITO INTEGRADO
Actualmente, la tecnología electrónica permite fabricar circuitos de dimensiones microscópicas,
formados por transistores y otros componentes sobre una placa de material semiconductor, obteniendo
así los circuitos integrados.
El tamaño de un transistor depende del calor que deba disipar. Si se consigue que éstos trabajen con
corrientes y tensiones extremadamente pequeñas, podrá ser reducido el tamaño, y podrán conectarse
para formar estos diminutos circuitos.
Los circuitos integrados utilizan pequeños chips de silicio, cada uno de los cuales está
instalado dentro de una funda de plástico conectado a un juego de patillas situado en los laterales de la
funda. En las siguientes figuras se muestra el interior de un circuito integrado, así como sus conexiones y
una nota con la curiosa procedencia del nombre “chip”.
APLICACIONES: Se utilizan circuitos integrados en muchos aparatos
de uso doméstico común: electrodomésticos como lavadoras, frigoríficos,
hornos, microondas, etc., en dispositivos de grabación y reproducción de
imágenes y sonido como video-cámaras, televisores, telefonos móviles
equipos de música, móviles, etc., y como no, en ordenadores.
