Conceptos basicos electronica
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Ing. Freddy Mayo Renteria
CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRÓNICA
LA CORRIENTE ALTERNA PRESENTA UNAS CARACTERÍSTICAS
QUE SE DESCRIBIRÁN A CONTINUACIÓN:
Ciclo.
El ciclo es la variación completa de la tensión y/o corriente decero, aun valor máximo positivo y luego de nuevo acero y de estea un valor máximo negativo y finalmente a cero.
FrecuenciaLa frecuencia es el número de ciclos que se producen en un segundo. Su unidad es el hertz (Hz) que equivale a un ciclo por segundo, se representa con la letra f.
Periodo.Tiempo necesario para que un ciclo se repita. Se mide en segundos y se representa con la letra P. Frecuencia y periodo son valores inversos
T =1/f - f =1/T
La electricidad es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricasy cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos,luminosos y químicos, entre otros. Se puede observar de forma natural enfenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargaseléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y lasuperficie terrestre (proceso complejo del que los rayos solo forman unaparte). Otros mecanismos eléctricos naturales los podemos encontrar enprocesos biológicos, como el funcionamiento del sistema nervioso. Es labase del funcionamiento de muchas máquinas, desde pequeñoselectrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de altavelocidad, y asimismo de todos los dispositivos electrónicos.
También se denomina electricidad a la rama de la física que estudia lasleyes que rigen el fenómeno y a la rama de la tecnología que la usa enaplicaciones prácticas. Desde que, en 1831, Faraday descubriera la formade producir corrientes eléctricas por inducción fenómeno que permitetransformar energía mecánica en energía eléctrica se ha convertido en unade las formas de energía más importantes para el desarrollo tecnológicodebido a su facilidad de generación y distribución y a su gran número deaplicaciones
Fisica
Electricidad
R
C
L
Electrónica
R
C
L
La electrónica es el campo de la físicaaplicada relativo al diseño y aplicación dedispositivos, por lo general circuitoselectrónicos, cuyo funcionamientodepende del flujo de electrones para lageneración, transmisión, recepción,almacenamiento de información, entreotros. Los circuitos electrónicos ofrecendiferentes funciones para procesar estainformación, incluyendo la amplificaciónde señales débiles hasta un nivel que sepueda utilizar; el generar ondas de radio.
UNIDADES BÁSICAS DE MEDIDA EN
INGENIERÍAUnidades básicas
Valor Prefijo Abreviatura
1,000,000,00
0,000
1012 Tera T
1,000,000,00
0
109 Giga G
1,000,000 106 Mega M
1,000 103 Kilo K
0.001 10-3 Mili M
0.000001 10-6 Micro µ
0.000000001 10-9 Nano N
0.000000000
001
10-12 Pico P
RESISTENCIA
Se denomina a la dificultad u oposición que
presenta un cuerpo al paso de una corriente
eléctrica para circular a través de él, su valor
se expresa en ohmios, que se designa con la
letra griega omega, Ω. resistencia
eléctrica, simbolizada habitualmente como
R.
CONDENSADOR
Es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es uncomponente pasivo. Está formado por un par de superficiesconductoras en situación de influencia total (esto es, que todaslas líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a laotra), generalmente en forma de tablas, esferas o láminas,separados por un material dieléctrico (siendo este utilizado en uncondensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúacomo aislante) o por el vacío, que, sometidos a una diferencia depotencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga eléctrica,positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula lacarga total almacenada). Su unidad de medida es el Faradio (F)aunque en la práctica se usan valores mucho más pequeñoscomo microfaradios (µF) o picofaradios (pF) ya que el faradio esuna unidad de medida demasiado grande.
La capacidad se representa de diferentes formas según el tipo de
condensador. En los condensadores electrolíticos la capacidad viene
impresa directamente por lo que no tendremos ningún problema a la hora
de identificarlos. Los cerámicos y los de tantalio tienen un código de tres
cifras y una letra de las cuales las dos primeras son dígitos, la tercera es un
multiplicador y la cuarta es la tolerancia. Hay que destacar que en estos
condensadores la capacidad viene expresada siempre en picofaradios (pF).
Códigos de los condensadores cerámicos y de tantalio
Multiplicador Tolerancia
Número Multiplicador Letra Tolerancia
0 x1 F ±1%
1 x101 G ±2%
2 x102 H ±3%
3 x103 J ±5%
4 x104 K ±10%
5 x105 M ±20%
6 S +50% -20%
7 Z +80% -20%
8 x10-2 P +100% -0%
9 x10-1
Con estos datos podemos saber
que un condensador cerámico con
una leyenda impresa 473Z
correspondería con una capacidad
de 47000pF y una tolerancia de
+80% a -20%. De la misma forma
un condensador de 100000pF
(100nf) con una tolerancia de
+100% a -0% tendría impreso el
número 104P.
Cuadro de colores de los condensadores
Color ValorMultipli
cador
Toleran
cia
(C>10p
F)
Toleran
cia
(C<10p
F)
Tensió
n
máxim
a
COLOR
IN
Negro 0 0 ±20% ±1pF
COLOR
IN
Marrón 1 x101 ±1% ±0.1pF 100v
COLOR
IN
Rojo 2 x102 ±2% ±0.25p
F
250v
COLOR
IN
Naranja 3 x103
COLOR
IN
Amarillo 4 x104 400v
COLOR
IN
Verde 5 x105 ±5% ±0.5pF
COLOR
IN
Azul 6 x106 630v
COLOR
IN
Violeta 7 x107
COLOR
IN
Gris 8 x108
COLOR
IN
Blanco 9 x109 ±10% ±1pF
Algunos condensadores indican su
capacidad con un código de colores
similar al de las resistencias, este valor
siempre viene indicado en picofaradios
(pF). Siempre tendrán por lo menos
tres bandas de las cuales las dos
primeras son cifras y la tercera un
multiplicador. Si existen más bandas, la
cuarta es la tolerancia y la quinta la
tensión de trabajo del condensador.
BOBINA
La bobina o inductor por su forma (espiras
de alambre arrollados) almacena energía en
forma de campo magnético. Al estar el
inductor hecho de espiras de cable, el
campo magnético circula por el centro del
inductor y cierra su camino por su parte
exterior. Una característica interesante de los
inductores es que se oponen a los cambios
bruscos de la corriente que circula por ellas.
La bobina o inductor es un elemento que reacciona contra los cambios en la
corriente a través de él, generando un voltaje que se opone al voltaje aplicado y
es proporcional al cambio de la corriente. Se miden en Henrios (H), pudiendo
encontrarse valores de MiliHenrios (mH). Su valor depende de las siguientes
características.
•El número de espiras que tenga la bobina (a más vueltas
mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios).
•El diámetro de las espiras (a mayor diámetro, mayor
inductancia, o sea mayor valor en Henrios).
•La longitud del cable de que está hecha la bobina.
• El tipo de material de que esta hecho el núcleo, si es que lo
tiene
INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Se denominan instrumentos de medidas de electricidad a todos los dispositivos que se utilizan para medir las magnitudes eléctricas y asegurar así el buen funcionamiento de las instalaciones y máquinas eléctricas. La mayoría son aparatos portátiles de mano y se utilizan para el montaje; hay otros instrumentos que son conversores de medida y otros métodos de ayuda a la medición, el análisis y la revisión. La obtención de datos tiene cada vez más importancia en el ámbito industrial, profesional y privado. Se demandan, sobre todo, instrumentos de medida prácticos, que operen de un modo rápido y preciso y que ofrezcan resultados durante la medición.
AMPERÍMETROS
Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad decorriente que está circulando por un circuito eléctrico. En su diseñooriginal los amperímetros están constituidos, en esencia, por ungalvanómetro cuya escala ha sido graduada en amperios. En laactualidad, los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital parala medida de la caída de tensión sobre un resistor por el que circula lacorriente a medir. La lectura del conversor es leída por unmicroprocesador que realiza los cálculos para presentar en un displaynumérico el valor de la corriente circulante.
Para efectuar la medida de la intensidad de la corriente circulante elamperímetro ha de colocarse en serie, para que sea atravesado pordicha corriente. Esto lleva a que el amperímetro debe poseer unaresistencia interna lo más pequeña posible, a fin de que no produzcauna caída de tensión apreciable. Para ello, en el caso de instrumentosbasados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica,están dotados de bobinas de hilo grueso y con pocas espiras.
COMO MEDIR LA CORRIENTE
Amperímetro de pinza.
VOLTÍMETROS
Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir ladiferencia de potencial o voltaje entre dos puntos de uncircuito eléctrico cerrado pero a la vez abierto en lospolos.
Para efectuar la medida de la diferencia de potencial elvoltímetro ha de colocarse en paralelo, esto es, enderivación sobre los puntos entre los que se trata deefectuar la medida. Para ello, en el caso de instrumentosbasados en los efectos electromagnéticos de la corrienteeléctrica, están dotados de bobinas de hilo muy fino y conmuchas espiras, con lo que con poca intensidad decorriente a través del aparato se consigue la fuerzanecesaria para el desplazamiento de la aguja indicadora.
COMO MEDIR VOLTAJE
ÓHMETRO
Es un instrumento para medir la resistenciaeléctrica. El diseño de un óhmetro se componede una pequeña batería para aplicar un voltaje ala resistencia bajo medida, para luego medianteun galvanómetro medir la corriente que circula através de la resistencia. La escala delgalvanómetro está calibrada directamente enohmios, ya que en aplicación de la ley de Ohm, alser el voltaje de la batería fija, la intensidadcirculante a través del galvanómetro sólo va adepender del valor de la resistencia bajo medida,esto es, a menor resistencia mayor intensidad decorriente y viceversa.
COMO MEDIR UNA RESISTENCIA ELÉCTRICA
OSCILOSCOPIO
Se denomina osciloscopio a un instrumento de medición electrónico para larepresentación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo, que permitevisualizar fenómenos transitorios así como formas de ondas en circuitos eléctricos yelectrónicos y mediante su análisis se puede diagnosticar con facilidad cuáles son losproblemas del funcionamiento de un determinado circuito. Es uno de los instrumentos demedida y verificación eléctrica más versátiles que existen y se utiliza en una gran cantidadde aplicaciones técnicas. Un osciloscopio puede medir un gran número de fenómenos, siva provisto del transductor adecuado.
El osciloscopio presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas enuna pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y(vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Elfuncionamiento del osciloscopio está basado en la posibilidad de desviar un haz deelectrones por medio de la creación de campos eléctricos y magnéticos. Las dimensionesde la pantalla del TRC están actualmente normalizadas en la mayoría de instrumentos, a10 cm en el eje horizontal (X) por 8 cm en el eje vertical (Y).