Title: Diapositiva 1
1TEMA 5 Los dispositivos electrónicos 1.Concepto
de electricidad 2.Corriente eléctrica y su
medida 3.Circuitos 4.Los aparatos electrónicos
Los equipos electrónicos 5.Resistores 6.Diodos 7.
Transistores la ampliación electrónica 8.El
montaje de circuitos eléctricos 9.La conmutación.
electrónica 10. Condensadores La temporización y
condensador 11.Fuente de alimentación 12.Buen uso
y mantenimiento de equipos electrónicos.
2Estructura del átomo
- El átomo es la unidad más pequeña de un elemento
químico que mantiene su identidad o sus
propiedades y que no es posible dividir mediante
procesos químicos. La teoría aceptada hoy es que
el átomo se compone de un núcleo de carga
positiva formado por protones y neutrones, en
conjunto conocidos como nucleones, alrededor del
cual se encuentra una nube de electrones de carga
negativa.
3La corriente eléctrica y sus magnitudes
- Indicar unidad, símbolo de la misma y definición
- Tensión
- Resistencia
- Intensidad de corriente
- Ley de Ohm
- Energía eléctrica
- Potencia eléctrica
4Tensión
- La tensión, es una magnitud física que impulsa a
los electrones a lo largo de un conductor en un
circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo
de una corriente eléctrica. La diferencia de
potencial también se define como el trabajo por
unidad de carga ejercido por el campo eléctrico,
sobre una partícula cargada, para moverla de un
lugar a otro. Se puede medir con un voltímetro. - Unidad Amperio
- Símbolo C. S-1
5Resistencia
- La unidad derivada de resistencia Electric en el
Sistema Internacional de Unidades. Su nombre se
deriva del apellido del físico alemán Georg Simon
Ohm, autor de la Ley de Ohm.
La resistencia eléctrica que existe entre dos
puntos de un conductor, cuando una diferencia de
potencial constante de un voltio aplicada entre
estos dos puntos, produce, en dicho conductor,
una corriente de intensidad de un amperio.
Unidad Ohmio Símbolo Omega
6Intensidad de corriente
- La intensidad eléctrica es el flujo de carga por
unidad de tiempo que recorre un material. Se debe
a un movimiento de los electrones en el interior
del material. En el Sistema Internacional de
Unidades se expresa en C s -1 unidad que se
denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto
que se trata de un movimiento de cargas, produce
un campo magnético, lo que se aprovecha en el
electroimán. - El instrumento usado para medir la intensidad de
la corriente eléctrica es el galvanómetro que,
calibrado en amperios, se llama amperímetro,
colocado en serie con el conductor cuya
intensidad se desea medir. - Unidad Amperio
- Símbolo C . s-1
7La ley de ohm
- La Ley de Ohm afirma que la corriente que circula
por un conductor eléctrico es directamente
proporcional a la tensión e inversamente
proporcional a la resistencia siempre y cuando su
temperatura se mantenga constante.
Donde es la corriente que pasa a través del
objeto en amperios, V es la diferencia de
potencial de las terminales del objeto en
voltios, y R es la resistencia en ohmios.
Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en
esta relación es constante, independientemente de
la corriente. Esta ley tiene el nombre del físico
alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en
1827, halló valores de tensión y corriente que
pasaba a través de unos circuitos eléctricos
simples que contenían una gran cantidad de
cables.
8Energía eléctrica
- Se denomina energía eléctrica a la forma de
energía la cual resulta de la existencia de una
diferencia de potencial entre dos puntos, lo que
permite establecer una corriente eléctrica entre
ambos cuando se les coloca en contacto por medio
de un conductor eléctrico para obtener trabajo.
La energía eléctrica puede transformarse en
muchas otras formas de energía, tales como la
energía luminosa o luz, la energía mecánica y la
energía térmica. - Su uso es una de las bases de la tecnología
utilizada por el ser humano en la actualidad. - La energía eléctrica se manifiesta como corriente
eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas
eléctricas negativas. - Unidad Joule
- Símbolo J
9Potencia eléctrica
- La potencia eléctrica es la relación de paso de
energía por unidad de tiempo es decir, la
cantidad de energía entregada o absorbida por un
elemento en un tiempo determinado. La unidad en
el Sistema Internacional de Unidades es el Vatio,
o que es lo mismo, Watt. - Cuando una corriente eléctrica fluye en un
circuito, puede transferir energía al hacer un
trabajo mecánico o termodinámico. Los
dispositivos convierten la energía eléctrica de
muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara
incandescente), movimiento (motor eléctrico),
sonido (altavoz) o procesos químicos. La
electricidad se puede producir mecánicamente o
químicamente por la generación de energía
eléctrica, o también por la transformación de la
luz en las celulas fotoeléctricas. Por último, se
puede almacenar químicamente en baterías.
10Circuitos eléctricos
- Circuitos en serie
1.Intensidad -
2.Tensión -
3.Potencia
Circuitos en paralelo -
4.Resistencia
11Circuitos en serie
- Un circuito es una red eléctrica (interconexión
de dos o más componentes, tales como
resistencias, inductores, capacitores, fuentes,
interruptores y semiconductores) que contiene al
menos una trayectoria cerrada. - Los circuitos que contienen solo fuentes,
componentes lineales (resistores, capacitores,
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 electrónicos es
denominado un circuito electrónico.
12Circuitos en paralelo
- En el circuito paralelo vemos que la corriente en
el punto A tiene dos caminos posibles, por la
tanto la corriente "1" se dividirá en dos "Li"
(corriente que atraviesa a Rl) y "12", de tal
forma que 11112. - En cuanto a la tensión, esta es la misma para
cada una de las resistencias, ya que para llevar
a los electrones hasta el extremo de cualquiera
de las resistencias no se debe aplicar ninguna
tensión debido a que suponemos que el cable no
tiene resistencia. Por lo tanto la tensión se
aplica directamente sobre las resistencias. - Resumiendo decimos que "en un circuito serie la
corriente que circula es la misma en todos los
elementos, mientras que en un circuito paralelo
la tensión aplicada es igual"
13Los aparatos electrónicos
- -Estructura del aparato electrónico
- Dispositivo de entrada
- Dispositivo de proceso
- Dispositivo de salida
- - Componentes electrónicos
- Componentes discretos
- Circuitos integrados
- Elementos auxiliares
- -Otros componentes
- Carcasa
- Placas de circuito impreso y conexiones
- Alimentación
14Estructura del aparato electrónico
- Se denomina componente electrónico a aquel
dispositivo que forma parte de un circuito
electrónico. Se suele encapsular, generalmente en
un material cerámico, metálico o plástico, y
terminar en dos o más terminales o patillas
metálicas. Se diseñan para ser conectados entre
ellos, normalmente mediante soldadura, a un
circuito impreso, para formar el mencionado
circuito. - Hay que diferenciar entre componentes y
elementos. Los componentes son dispositivos
físicos, mientras que los elementos son modelos o
abstracciones idealizadas que constituyen la base
para el estudio teórico de los mencionados
componentes. Así, los componentes aparecen en un
listado de dispositivos que forman un circuito,
mientras que los elementos aparecen en los
desarrollos matemáticos de la teoría de circuitos.
15Dispositivos de entrada
- Teclado
- Ratón
- Joystick
- Lápiz óptico
- Micrófono
- WebCam
- Escáner
- Escáner de código de barras
16Dispositivos de salida
- Monitor
- Altavoz
- Auriculares
- Impresora
- Plotter
- Proyecto
17Dispositivos de proceso
- Unidades de almacenamiento
- CD
- DVD
- Módem
- Fax
- Memory cards
- USB
- Router
- Pantalla táctil
18Componentes electrónicos
- Se denomina componente electrónico a aquel
dispositivo que forma parte de un circuito
electrónico. Se suele encapsular, generalmente en
un material cerámico, metálico o plástico, y
terminar en dos o más terminales o patillas
metálicas. Se diseñan para ser conectados entre
ellos, normalmente mediante soldadura, a un
circuito impreso, para formar el mencionado
circuito. - Hay que diferenciar entre componentes y
elementos. Los componentes son dispositivos
físicos, mientras que los elementos son modelos o
abstracciones idealizadas que constituyen la base
para el estudio teórico de los mencionados
componentes. Así, los componentes aparecen en un
listado de dispositivos que forman un circuito,
mientras que los elementos aparecen en los
desarrollos matemáticos de la teoría de
circuitos. Es lo mismo que la estructura del
aparato electrónico por eso e puesto lo mismo.
19Componentes discretos e integrados
- Discretos son aquellos que están encapsulados
uno a uno, como es el caso de los resistores,
condensadores, diodos, transistores, etc. - Integrados forman conjuntos más complejos, como
por ejemplo un amplificador operacional o una
puerta lógica, que pueden contener desde unos
pocos componentes discretos hasta millones de
ellos. Son los denominados circuitos integrados.
20Placas de circuito impreso y conexiones (Otros
componentes)
- Cuando se trata de configurar la conexión para
placas de circuito impreso de forma económica,
práctica y claramente identificable, los bornes
para tarjeta y los conectores enchufables
COMBICON de Phoenix Contact son la primera
elección. Independientemente de que se busque un
cableado rápido con ahorro de espacio en la
técnica de medida, control y regulación o de que
deban llevarse altas corrientes a la placa de
circuito impreso - Phoenix Contact dispone del
programa más extenso en materia de técnica de
conexión para placas de circuito impreso. - Mediante la conexión por tornillo acreditada en
el empleo industrial, la conexión por resorte de
fácil instalación o la técnica de conexión rápida
QUICKON, todas las exigencias de cableado quedan
cubiertas de forma flexible.
21Resistores
- Definición
- Tipos
- Fijos
- Variables
- Pocentiometros
- Resistores dependientes
3. Aplicaciones 4. Identificación de resistores
fijos
22Resistores
- Un resistor es un elemento que causa oposición al
paso de la corriente, causando que en sus
terminales aparezca una diferencia de tensión (un
voltaje). Es un material formado por carbón y
otros elementos resistivos para disminuir la
corriente que pasa. Se opone al paso de la
corriente. La corriente máxima en un resistor
viene condicionado por la máxima potencia que
puede disipar su cuerpo. - Tipos
Los resistores se clasifican en dos grandes
grupos, el grupo de los resistores fijos y el
grupo de los resistores variables, cada uno de
estos grupos se divide en otros grupos más
pequeños según las características físicas de los
resistores.
23Resistores fijos
- Los resistores fijos tienen dos contactos entre
los cuales existe una resistencia fija, los
resistores fijos se dividen en resistores de
carbón y resistores metálicos. - Resistores variables
Los resistores variables tienen tres contactos,
dos de ellos están conectados en los extremos de
la superficie resistiva y el otro está conectado
a un cursor que se puede mover a lo largo de la
superficie resistiva.
24Resistores fijos
- Los resistores fijos tienen dos contactos entre
los cuales existe una resistencia fija, los
resistores fijos se dividen en resistores de
carbón y resistores metálicos. - Resistores variables
-
- Símbolo de un resistor variable
- Los resistores variables tienen tres contactos,
dos de ellos están conectados - en los extremos de la superficie resistiva y el
otro está conectado a un cursor que se puede
mover a lo largo de la superficie resistiva. - Resistores variables de capa
- Resistores de capa de carbón
- Resistores de capa metálica
- Resistores de capa tipo cermet
- Resistores variables bobinados
- Resistores de pequeña disipación
- Resistores bobinados deguiton
- Resistores bobinados de precisión
25Resistores pocentiometros
- Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de
resistencia es variable. 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. Para circuitos de
corrientes mayores, se utilizan los reóstatos,
que pueden disipar más potencia. - Resistores dependientes
- Su resistencia varía en relación con alguna
magnitud o parámetro físico. Los más importantes
son los FOTORRESISTORES, TERMISTORES y
VARISTORES.
26Resistor fijo
- La caracterización de una resistencia de 470000 O
(470 kO), con una tolerancia del 10, sería la
representada en la figura siguiente -
27Diodos
- 1.Definición
- 2.Funcionamiento
- 3.Tipos
- 4.Ordinarios
- 5.Especiales
- 6.Aplicaciones
28Diodo Definición
- Un diodo es un dispositivo semiconductor que
permite el paso de la corriente eléctrica en una
única dirección con características similares a
un interruptor. De forma simplificada, la curva
característica de un diodo (I-V) consta de dos
regiones por debajo de cierta diferencia de
potencial, se comporta como un circuito abierto,
y por encima de ella como un circuito cerrado con
una resistencia eléctrica muy pequeña. - Debido a este comportamiento, se les suele
denominar rectificadores, ya que son dispositivos
capaces de suprimir la parte negativa de
cualquier señal, como paso inicial para convertir
una corriente alterna en corriente continua. Los
primeros diodos eran válvulas o tubos de vacío,
también llamados válvulas termoiónicas
constituidos por dos electrodos rodeados de vacío
en un tubo de cristal, con un aspecto similar al
de las lámparas incandescentes. - Funcionamiento
El funcionamiento del diodo ideal es el de un
componente que presenta resistencia nula
al paso de la corriente en un determinado
sentido, y resistencia infinita en el sentido
opuesto.
29Tipos
- -Se llama fanotrón a una válvula termoiónica
parecida a un diodo de vacío que estuviera lleno
de gas. Se utiliza para la rectificación de
corriente alterna de gran intensidad, lo que en
un dispositivo de vacío es muy difícil debido al
número limitado de electrones que puede producir
un cátodo termoiónico. - -En electrónica, un rectificador es el elemento o
circuito que permite convertir la corriente
alterna en corriente continua. Esto 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.
30Transistores
- 1. Definición
- 2. Funcionamiento
- 1. F. en corte
- 2. F. en zona activa
- 3. F. en saturación
3. Tipos Transistor. PN Transistor NPN
4. Transistor como interruptor 5. Transistor como
amplificador
31Definición de Transistores
- El transistor es un dispositivo electrónico
semiconductor que cumple funciones de
amplificador, oscilador, conmutador o
rectificador.
Modelos posteriores al transistor descrito, el
transistor bipolar no utilizan la corriente que
se inyecta en el terminal de "base" para modular
la corriente de emisor o colector, sino la
tensión presente en el terminal de puerta o reja
de control y gradúa la conductancia del canal
entre los terminales de Fuente y Drenaje. Cuando
la conductancia es nula y el canal se encuentra
estrangulado, por efecto de la tensión aplicada
entre Compuerta y Fuente, es el campo eléctrico
presente en el canal el responsable de impulsar
los electrones desde la fuente al drenaje. De
este modo, la corriente de salida en la carga
conectada al Drenaje será función amplificada de
la Tensión presente entre la Compuerta y Fuente.
Su funcionamiento es análogo al del triodo, con
la salvedad que en el triodo los equivalentes.
Los transistores de efecto de campo, son los que
han permitido la integración a gran escala
disponible hoy en día, para tener una idea
aproximada pueden fabricarse varios cientos de
miles de transistores interconectados, por
centímetro cuadrado y en varias capas
superpuestas.
32Funcionamiento de los transistores
- Para interpretar los esquemas es muy importante
saber con detalle el funcionamiento del
transistor. Para ello es conveniente ver como se
comporta de acuerdo con la corriente de base, que
es la principal particularidad de este
dispositivo electrónico. Lo analizaremos mejor
por medio de imágenes. En la imagen seguimos con
un transistor de tipo NPN, pero sería lo mismo
hacer la prueba con el otro tipo de transistor,
el PNP, pero habría que hacerlo con las
conexiones invertidas para ese caso. En esa
imagen va sernos de gran utilidad el
potenciómetro (P) que se aprecia en la parte baja
y también el miliamperímetro (A) que nos indicará
el valor de la corriente que circulará por el
colector. Aseguramos de que hemos hecho bien las
conexiones, es decir, el negativo de la batería
al cristal N emisor, el positivo al colector y
en lo que respecta a la base con su conexión
positiva por ser cristal P. En esa imagen que
vimos tenemos el potenciómetro a cero, de modo
que su alta resistencia impide el paso de la
corriente a la base y el transistor no conduce
corriente.
33Zona de saturación, activa y de corte
- -Zona de saturación El diodo colector está
polarizado directamente y es transistor se
comporta como una pequeña resistencia. En esta
zona un aumento adicionar de la corriente de base
no provoca un aumento de la corriente de
colector, ésta depende exclusivamente de la
tensión entre emisor y colector. El transistor se
asemeja en su circuito emisor-colector a un
interruptor cerrado. - -Zona activa En este intervalo el transistor se
comporta como una fuente de corriente ,
determinada por la corriente de base. A pequeños
aumentos de la corriente de base corresponden
grandes aumentos de la corriente de colector, de
forma casi independiente de la tensión entre
emisor y colector. Para trabajar en esta zona el
diodo B-E ha de estar polarizado en directa,
mientra que el diodo B-C, ha de estar polarizado
en inversa. - -Zona de corte El hecho de hacer nula la
corriente de base, es equivalente a mantener el
circuito base emisor abierto, en estas
circunstancias la corriente de colector es
prácticamente nula y por ello se puede considerar
el transistor en su circuito C-E como un
interruptor abierto.
34Tipos
- El transistor PNP es un dispositivo electrónico
de estado sólido consistente en dos uniones PN
muy cercanas entre sí, que permite controlar el
paso de la corriente a través de sus terminales.
La denominación de bipolar se debe a que la
conducción tiene lugar gracias al desplazamiento
de portadores de dos polaridades, y son de gran
utilidad en gran número de aplicaciones pero
tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su
impedancia de entrada bastante baja. - Las magnitudes que determinan el funcionamiento
de un transistor NPN de - corriente continua son
- 1. Las tres corrientes que circulan en el
transistor (IB, IC, IE). - 2. Las tres tensiones presentes en los extremos
de los terminales
35Transistor como interruptor
- Para que un transistor funcione como un
interruptor abierto o cerrado es necesario que
circule o no circule corriente entre el colector
y el emisor. En ambos casos se intercalan dos
resistencias que tienen como misión limitar la
cantidad de corriente que circula por la base y
el colector.
El comportamiento del transistor se puede ver
como dos diodos uno entre base y emisor,
polarizado en directo y otro diodo entre base y
colector, polarizado en inverso. Esto quiere
decir que entre base y emisor tendremos una
tensión igual a la tensión directa de un diodo.