La electrónica es la rama de la física que estudia los dispositivos, circuitos y sistemas que hacen posible el intercambio, tratamiento y almacenamiento de la información contenida en señales eléctricas.
Los circuitos eléctricos se basan en las propiedades aislantes y conductoras de los materiales. En los circuitos electrónicos, además, son necesarios los materiales semiconductores que, dependiendo de las circunstancias, pueden comportarse como aislantes o como conductores. Los dos materiales que más se utilizan para obtener semiconductores son el germanio y el silicio, a los que se les somete a un dopaje con cargas positivas o negativas. Se obtienen, así, elementos tipo P (con carga positiva) y elementos tipo N (con carga negativa). La mayoría de los componentes electrónicos se fabrican uniendo semiconductores de tipo P con los de tipo N.
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La electrónica analógica analiza los sistemas cuyas variables (tensión, corriente, etc.) varían de forma continua en el tiempo. Por el contrario en la electrónica digital las variables varían de forma discreta y sólo pueden tomar dos valores: cero y uno; abierto y cerrado; encendido y apagado.
COMPONENTES. SIMBOLOGÍA
1. Resistencias. Hay de varios tipos:
- Resistencias fijas: siempre tienen el mismo valor que viene determinado por un código de colores. Se utilizan para limitar o impedir el paso de la corriente.
- Resistencias variables: de valor variable
- Potenciómetro: su valor se varía de forma manual. Tienen tres terminales, los externos que actúan como resistencia fija y el central que es el que hace que funcione como variable al hacer girar una pequeña ruleta. Ejemplos: mando de volumen de un equipo de música, regulador de luz.
- LDR: resistencia que varía al incidir sobre ella la luz. Normalmente su resistencia disminuye al aumentar la luz.
- Termistores: varían la resistencia con la temperatura. Tenemos los NTC que disminuyen resistencia al aumentar la temperatura, y los PTC que aumentan la resistencia al aumentar la temperatura.
2. Condensadores. Son componentes que almacenan carga eléctrica para liberarla posteriormente. La carga que acumulan se mide en Faradios (se suele usar el micro o picofaradio). Se utilizan como temporizadores y una vez que se descargan actúan como interruptores abiertos. Normalmente, la descarga se hace a través de una resistencia y, así, podemos controlar el tiempo de descarga cambiando el valor de la resistencia. Los condensadores electrolíticos tienen polaridad por lo que hay que tener cuidado de conectarlos correctamente (patilla larga en el positivo). Los condensadores tienen un código de colores similar al de las resistencias.
Para saber más sobre condensadores pincha AQUÍ.
3. Relés. Funcionan como interruptores entre circuitos en los que varía el voltaje; por lo general se usan con un pequeño voltaje para controlar otro circuito de mayor voltaje. Tienen dos circuitos separados: en uno de ellos una bovina actúa como electroimán que al recibir la corriente hace cambiar los contactos del otro circuito.
4. Diodos. Componente electrónico que permite el paso de la corriente en una sola dirección (polarización directa) desde el ánodo hacia el cátodo. Su consumo es de 0,7 V. Si lo conectamos al revés (polarización inversa) se comporta como aislante y no deja pasar la corriente.
Ten en cuenta que: el ánodo es el polo positivo y el cátodo es el polo negativo, pero como el sentido de la corriente es contrario al de los electrones, deberemos conectar el ánodo al polo positivo de la pila y el cátodo al negativo para que pase la corriente.
Los LED’s son un tipo de diodos que emiten luz en polarización directa (la patilla larga al positivo). Consumen una tensión inferior a los 2 V por lo que se protegen poniéndoles una resistencia en serie. Cada vez son más utilizados por su bajo consumo, larga duración y porque apenas desprenden calor.
Para saber cómo calcular el valor de la resistencia visita la página de Francisco Lupión.
5. Transistores. Son dispositivos semiconductores que permiten el control y regulación de una corriente grande mediante una señal muy pequeña. Se usan como interruptor y como amplificador. Constan de tres patillas: base (B), colector (C) y emisor (E). Hay una gama muy amplia de transistores y los hay de dos tipos: PNP en el que el emisor va al polo positivo y los otros al negativo, y el NPN en el que el emisor va al negativo y los otros al positivo.
CIRCUITOS BÁSICOS:
Inversor de giro con relé
Conexión automática de luz con la oscuridad
Temporizador con condensador
Circuitos con LED’s
Código Morse con LED’s
EJERCICIOS:
1. Para repasar los componentes electrónicos pincha AQUÍ
2. Realiza la simulación de los circuitos básicos en Crocodile y explica su funcionamiento.
3. Diseña un circuito en el que, mediante un potenciómetro, regulamos la intensidad de un LED.
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