ELECTRÓNICA

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ELECTRÓNICA

  1. 1. ELECTRÓNICA
  2. 2. <ul><li>1. ¿Qué es la electrónica? </li></ul><ul><li>2. Electrónica analógica y digital. </li></ul><ul><li>3. Señales analógicas y digitales. </li></ul><ul><li>4. Control de la corriente. Ley de Ohm. </li></ul><ul><li>5. Componentes básicos electrónicos. </li></ul><ul><li>5.1 Resistencias </li></ul><ul><li>5.2 Condensadores </li></ul><ul><li>5.3 Diodos </li></ul><ul><ul><li>Diodos Led </li></ul></ul><ul><ul><li>Displays </li></ul></ul><ul><li>5.4 El transistor </li></ul><ul><li>6. Circuitos integrados. </li></ul>ÍNDICE
  3. 3. ¿Qué es la electrónica? La electrónica es la ciencia que estudia los fenómenos eléctricos, cuando se ha modificado alguno de sus parámetros (frecuencia, fase…) y siempre que el control de los electrones sea realizado por componentes electrónicos (resistencia, diodos, transistores, etc.) Dicho de una forma más “cercana” o “informal”: la electrónica estudia cómo controlar pequeñas corrientes eléctricas para hacer que funcionen todo tipo de aparatos electrónicos.
  4. 4. Los sistemas electrónicos pueden manejar información de dos formas distintas: pueden variar bien de forma continua o bien pueden consistir en un número limitado de símbolos. Electrónica analógica y digital Diferencia entre electrónica analógica y digital: Los circuitos digitales se basan en pulsaciones eléctricas mientras que los circuitos analógicos utilizan flujos de electricidad, que causan unas variaciones de voltaje mínimas.
  5. 5. <ul><li>La electrónica analógica traduce magnitudes que varían de forma permanente. </li></ul><ul><li>La electrónica digital las traduce mediante símbolos definidos, tomando sus entradas y salidas valores de 0 o 1, que se enlazan para formar códigos, dándoles un tratamiento similar al de las letras o los números. </li></ul><ul><li>En un circuito electrónico todos los componentes están recibiendo, mandando y controlando pequeñas corrientes eléctricas. </li></ul><ul><li>Estas pequeñas corrientes se llaman señales y pueden ser analógicas o digitales, dependiendo del diseño del circuito. </li></ul><ul><li>Estas señales pueden usarse para encender o apagar partes de un circuito o para representar la información de forma codificada. </li></ul>Señales analógicas y digitales
  6. 6. <ul><li>Ohm, eminente físico alemán, relacionó tres magnitudes entre sí mediante la fórmula: </li></ul>La electrónica se basa principalmente en cómo controlar la corriente eléctrica y en utilizarla para fines determinados. Este control de la corriente viene determinado por magnitudes fundamentales que “están” y “pasan” por los componentes y los circuitos electrónicos y que con su influencia condiciona su funcionamiento. Existen tres magnitudes fundamentales que influyen decisivamente en el control de la corriente en los circuitos electrónicos y que están representados: Ley de Ohm . Control de la corriente. Ley de Ohm V R I A = AMPERIO mA = MILIAMPERIO 10 -3 A  = MICROAMPERIO 10 -6 A INTENSIDAD (I) TENSIÓN (V) V = VOLTIO mV = MILIVOLTIO 10 -3 V M  = MEGAOHMIO 10 6  K  = KILOOHMIO 10 3   = OHMIO RESISTENCIA (  )
  7. 7. <ul><li>Resistencia : La dificultad que presenta un material al paso de la corriente eléctrica (movimiento de electrones) se denomina resistencia eléctrica. </li></ul><ul><li>Por tanto, obtenemos tres casos posibles que representa la resistencia eléctrica: </li></ul><ul><li>Resistencia determinada y constante </li></ul><ul><li>Ausencia de resistencia (conductor perfecto). Cortocircuito </li></ul><ul><li>Resistencia infinita (aislante perfecto). Circuito Abierto </li></ul><ul><li>En electrónica, las resistencias se utilizan para disminuir el flujo de corriente en los circuitos. Están fabricadas fundamentalmente de carbón y se identifican por códigos de colores o alfanuméricos. </li></ul>Componentes básicos electrónicos
  8. 8. <ul><li>El código de colores se representa en las figuras siguientes, donde se muestran resistencias con un código de cuatro colores. </li></ul><ul><li>Fíjate en la resistencia de la figura, el primer color es el marrón que representa el número 1 y la primera cifra; el rojo el número 2 y la segunda cifra; el azul representa el número 6 y el multiplicador; y, por fin, el cuarto color, el oro, que es la tolerancia del + 5%. </li></ul><ul><li>La tolerancia del valor de una resistencia se refiere al margen de valores entre los cuales se puede encontrar el valor óhmico real de la misma. Así, por ejemplo, en la resistencia anterior, su valor real estará situado entre 12 M  + 5% y 12 M  - 5% , o lo que es lo mismo, entre 12.600.000  y 11.400.000  . </li></ul><ul><li>EJERCICIOS: </li></ul><ul><li>1. Calcular el valor de las siguientes resistencias, representadas por estos colores: </li></ul><ul><li>Naranja, amarillo, rojo y plata </li></ul><ul><li>Azul, negro, negro y oro </li></ul><ul><li>2. Decir los colores que corresponden a las siguientes resistencias: </li></ul><ul><li>470 K + 10% </li></ul><ul><li>100  + 5% </li></ul>Marrón _______ 1 Rojo _________ 2 Azul _________ 6 ceros Oro __________ 5% 12.000.000  + 5% 12 M  + 5%
  9. 9. <ul><li>Estas son las llamadas resistencias fijas , pero también existen otro tipo, las llamadas resistencias variables , que se dividen con distintos nombres y formas: </li></ul><ul><li>Potenciómetros </li></ul><ul><li>Resistencias ajustables </li></ul><ul><li>Por último, tenemos unas resistencias especiales muy utilizadas en circuitos comerciales llamadas: </li></ul><ul><li>- Resistencias dependientes de la luz (LDR) </li></ul><ul><li>- Resistencias dependientes de la temperatura (NTC) </li></ul><ul><li>Una LDR es una resistencia sensible a la luz, su valor varía según la luz que reciba. Las LDR se emplean en multitud de equipos, desde un encendedor de luz en una cámara fotográfica, hasta el control de paso de personas de un ascensor. </li></ul>
  10. 10. <ul><li>Una NTC o Termo resistencia es una resistencia térmica dependiente del calor. Suele usarse en alarmas de fuego y termostatos de todo tipo. </li></ul>Condensador: es un componente que puede almacenar y descargar cargas eléctricas. Consiste, básicamente, en dos placas metálicas separadas por un material aislante llamado dieléctrico , tal como aire, papel, cerámica, mica, plásticos, etc.; precisamente el tipo de dieléctrico le suele dar el nombre al condensador. La cantidad de carga que puede almacenar un condensador, se llama Capacidad y se mide en Faradios , pero debido a que esta unidad es excesivamente grande, en la práctica se utiliza submúltiplos de ésta: Microfaradios (  F) 10 -6 F Nanofaradio (nF) 10 -9 F Picofaradio (pF) 10 -12 F En la práctica se utiliza en bastantes ocasiones el término K , que es equivalente a 1nF y sustituye a este último.
  11. 11. <ul><li>Diodos: son componentes electrónicos que permiten el paso de la corriente solamente en un sentido y lo impiden en el otro. </li></ul><ul><li>Los diodos tienen dos terminales llamados ánodos (+) y cátodos (-), conduciendo la corriente en un sentido (en contra de la flecha) e impidiendo su paso en el otro sentido. </li></ul><ul><ul><li>Polarización directa , </li></ul></ul><ul><ul><li>se produce cuando el polo positivo de la pila </li></ul></ul><ul><ul><li>se une al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo; </li></ul></ul><ul><ul><li>en este caso el diodo se comporta como un conductor y deja pasar la corriente. </li></ul></ul><ul><ul><li>Polarización inversa , se produce cuando el polo positivo de la pila se une al cátodo y el negativo al ánodo; en este caso el diodo no permite el paso de la corriente. </li></ul></ul>Gracias a esta propiedad los diodos se pueden utilizar como interruptores , aunque una de las aplicaciones principales de los diodos es la rectificación de corriente.
  12. 12. <ul><li>Diodos Led: Son diodos que consiguen convertir en luz toda la corriente eléctrica que les llega, sin perder, como ocurre en las lámparas incandescentes, una parte en forma de calor. En contrapartida, los LED iluminan menos que las bombillas, de forma que solo se los puede utilizar para señalización, pero no para iluminación de una zona determinada. </li></ul>Como todos los diodos, los LED están polarizados; si observamos las patillas, la más larga es el ánodo y la más corta el cátodo. Comercialmente tienen distintos tamaños y colores, esta última condición indica que tienen diferentes tensiones de funcionamiento las cuales oscilan alrededor de los 2 v. Para proteger los diodos LED se coloca en serie con ellos una resistencia, utilizaremos la fórmula siguiente para calcular dicha resistencia de protección: R= V cc - V LED I LED EJERCICIO: Calcular en el circuito anterior la resistencia de protección que deberemos poner en serie con el diodo LED, sabiendo que éste tiene una tensión de funcionamiento de 2 v. y consume una intensidad de 10 mA. Dicho circuito está conectado a una tensión de 12 v, por lo tanto “sobran” 10 v, que son los que deberán quedarse en la resistencia.
  13. 13. Los diodos LED los podemos conectar de tal manera que pueden formar letras, números y símbolos, según se iluminen unos u otros. Uno de los mas conocidos es el formado por siete diodos LED, llamado displays , los cuales pueden formar números del 0 al 9. Para no tener un número excesivo de terminales, bien se unen todos los cátodos (cátodo común), o bien todos los ánodos (ánodo común). En la siguiente figura se indica como están conectados internamente los segmentos de cada diodo LED en cada tipo de displays. EJERCICIO: Susana y Esteban han diseñado y fabricado un “juego de azar” con diodos. Los dos contrincantes juegan pulsando dos botones: A o B. Al jugador que le toca el turno hace girar el disco y gana aquél cuya luz permanece encendida después de que el disco se haya detenido.
  14. 14. El transistor : es un componente electrónico formado por tres terminales que permite controlar una gran corriente mediante otra más pequeña. <ul><li>Por esta razón, el transistor , es un componente vital en electrónica, usado en la inmensa mayoría de los circuitos electrónicos. Entre la multitud de funciones que realiza están la de elemento conmutador y amplificador . </li></ul>TRANSISTORES NPN Y PNP La unión de tres materiales semiconductores de la forma NPN y PNP constituyen un transistor bipolar. Cada uno recibe un nombre: emisor , base y colector . En un transistor NPN , el emisor (N) “emite” electrones, pasando de éste a través de la base (P, que controla la cantidad de electrones) hacia el colector. Este último “recoge” esos electrones y salen del mismo hacia la carga del circuito (motor, altavoz...). En el transistor PNP todo ocurre al contrario, la corriente entra por el colector, pasa por la base y sale por el emisor.
  15. 15. En el mercado se pueden encontrar gran cantidad de transistores con multitud de formas, aunque siempre mantienen su tres electrodos, incluso los transistores con forma de sombrero, cuyo tercer terminal es la propia carcasa del transistor, que lleva dos orificios para conectarlo a través de un tornillo de sujeción. Existen en forma de pastilla, cilíndricos, etc., pero lo más conveniente para su identificación es consultarlo en los manuales de transistores, donde figura desde su descripción física hasta las características técnicas de todos ellos.
  16. 16. <ul><ul><li>Los transistores son capaces de amplificar señales eléctricas, es decir, conseguir corrientes de salida mayores que las de entrada. Esta relación de corrientes se llama ganancia del transistor. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se pueden conseguir ganancias mediante dos transistores, conectando la corriente que sale de uno a la base del siguiente. </li></ul></ul><ul><ul><li>Un ejemplo de amplificación de forma generalizada es la representada en la siguiente figura, donde se indica la misión de cada componente. </li></ul></ul>En los aparatos de radio, por ejemplo, los transistores amplifican la débil señal eléctrica, que procede de la antena, aumentando su voltaje; este ligero aumento se amplifica en otro circuito, y así sucesivamente, hasta que sea capaz de hacer vibrar el altavoz.
  17. 17. <ul><ul><li>Hasta aquí hemos venido hablando de componentes discretos (individuales), como son las resistencias, diodos, transistores..., pero si conseguimos reunir gran cantidad de estos componentes, a nivel microscópico, formaremos los llamados “ chips ” o circuitos integrados . Cada chip se instala en una funda de plástico y conectado a un juego de patillas (pines). </li></ul></ul><ul><ul><li>Debido a su complejidad, es más importante entender lo que hace, y no cómo lo hace; además, no se pueden arreglar, por lo que es necesario tener mucho cuidado al soldarlos en los circuitos impresos, puesto que al tener un alto número de patillas podemos “quemarlo”. Para evitar esto se deben colocar zócalos, para insertar en ellos los integrados con posterioridad. </li></ul></ul>Circuitos integrados

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