Control eléctrico y electrónico

Electrónica

   La electrónica es la rama de la física que se destina a aplicaciones de cálculo (informática), control automático, manejo de señales de radio ...

   Su principal característica es la de utilizar bajas tensiones e intensidades  y el uso de materiales semiconductores (causantes de la tercera revolución industrial).

Conceptos fundamentales

• Magnitudes
  U [V], I [A], R [  ], P [W]
• Ley de Ohm
  U=I·R              I=U/R              R=U/I
   
• P=U·I
   
• Asociaciones de Resistencias
  Paralelo 
  Serie

 Intensidad y Tensión en Asociación en Serie 

• Intensidad

              Es la MISMA en todas
               [Ver flecha roja]

• Tensión

       Es DISTINTO en todas (salvo que todas las resistencias sean iguales)                     [Ver U1 y U2]

 Intensidad y Tensión en Asociación en Paralelo

• Tensión

                Es la MISMA en todas
         [estamos midiendo entre los mismos puntos, Ver líneas azules]

• Intensidad

                 Es DISTINTA en todas (salvo que todas las resistencias sean iguales) [los electrones querrán ir por el camino de menor resistencia. Líneas rojas, ver I1 y I2, ]

Elementos electrónicos

Resistencias

• Resistencias fijas, limitan la corriente de los circuitos. Protegen a los componentes ante altas corrientes. El cálculo del valor óhmico se realiza mediante un código de colores.               
  
  Ejemplo:    Resistencia de 10k   ±5%
  
  Colores
  1 Franja: Verde
  2 Franja: Naranja
  3 Franja: Naranja
  4 Franja: Oro
  
  

• Resistencias variables, permiten ajustar entre 0 y un valor máximo predeterminado la resistencia que opone el elemento al paso de la corriente.
  Son usadas como reguladores de los distintos parámetros de un circuito. Dentro de estas se encuentran los potenciómetros.
• 
• Resistencias dependientes, resistencias dependientes de algún parámetro que dentro de un circuito pueden servir de sensores del parámetro al que son sensibles.
• Dependientes de la luz, LDR (Light  Dependence Resistor. Su resistencia al paso de la corriente disminuye al aumentar la luz y al contrario la resistencia al paso de corriente aumenta al no incidir luz sobre ella.
  
• Dependientes de la temperatura, termistores. Hay dos tipos, las NTC Y PTC
• NTC , (negative temperature coefficient) termisitores de coeficiente negativo. Al aumentar la temperatura disminuye su resistencia eléctrica.
• PTC, (positive temperature coefficient) termistores de coeficiente positivo. Al aumentar la temperatura aumenta su valor de resistencia eléctrica.
  

Condensadores

   Son componentes capaces de almacenar determinada carga eléctrica y por tanto energía.

   Están formados por dos conductores separados por una aislante llamado dieléctrico.

   Su valor o CAPACIDAD es la cantidad de carga eléctrica que es capaz de almacenar por unidad de tensión y se mide en FARADIO. 
                                                                c=Q/V

    En los condensadores, se marca tanto el valor de capacidad en Faradios como la tensión máxima a la que pueden trabajar.

    En los llamados electrolíticos, hay que respetar la polaridad. En el símbolo representado por el signo +.

 

 

 Semiconductores

    Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo del campo eléctrico en el que se encuentre.

    Gracias a ellos y combinando sus tipos podemos encontrar dos de los principales elementos electrónicos, los diodos y los transistores.
   Los semiconductores pueden ser:

• Intrínsecos. Con propiedades semiconductoras, por su “composición natural”

• Extrínsecos    Son semiconductores intrínsecos, a los que se añaden impurezas (en un    proceso llamado dopado), para mejorar sus propiedades. Dentro de estos encontramos dos tipos:

• Tipo N    El propósito del dopaje tipo N es el de producir abundancia de electrones portadores en el material (los electrones son portadores de carga negativos)

• Tipo P    El propósito del dopaje tipo P es el de crear abundancia de huecos (los huecos son portadores de carga positivos)  

Diodos

    Juntado un semiconductor tipo N con uno tipo P obtenemos los diodos.  Su principal característica es que permiten el paso de la corriente sólo en un sentido.

    El diodo en un dispositivo electrónico de DOS terminales, llamados Ánodo y Cátodo. El sentido de la corriente sólo se permite de ánodo a cátodo.

Existe un tipo especial de diodos:

    Los diodos LED (Light-Emitting Diode)
es un tipo de diodo que emite luz. Para que luzca, lo debemos colocar con la polaridad correcta Producen luz monocromática

          Símbolo






ánodo       cátodo
                                                                       ánodo       cátodo

Transistor

Se fabrican con la unión de tres semiconductores de tipos P y N
Según se unan tenemos  un transistor NPN o PNP

Son dispositivos de TRES terminales llamados, Colector, Base y Emisor

   Mediante una pequeña corriente de electrones por la Base, es posible controlar la circulación de electrones entre el Colector y el emisor de un transistor. Diferenciaremos tres casos:

• Si por la Base no circula corriente, los electrones no pueden pasar del colector al emisor. El transistor está en CORTE

• Si a la base llegan muchos electrones, el paso del Colector al Emisor queda completamente libre. El transistor está en SATURACIÓN

• Si la corriente de base no es nula, pero es poca (es decir no tanta como en el caso de saturación) la intensidad que circula por la base es proporcional a la que circula entre el emisor y el colector. En este caso el transistor está en zona ACTIVA
  

Sólo estudiaremos los casos CORTE y SATURACIÓN. Según esto el transistor se comporta como un interruptor automático pero con la diferencia de su reducido tamaño y de que además con una pequeña corriente  generamos una alta corriente.

Relé

 Es un interruptor/conmutador de corriente activado mediante un electroimán.

Hay muchos tipos de relés en función del tamaño, el número de circuitos que pueden controlar y el número de contactos del mismo relé.

relé interruptor normalmente abierto

 relé interruptor normalmente cerrado

 relé conmutador

 relé conmutador doble

Circuitos automáticos

Con todos estos elementos podemos construir circuitos automáticos.



 Para obtener más información sobre componentes eléctricos puedes visitar:
elementos eléctricos 
elementos

Ejercicios:

hoja 1
hoja 2