Electrónica analógica

4º ESO

ELECTRÓNICA 1. ¿Qué es la electrónica? Es el campo de la ingeniería y de la física que estudia el diseño de circuitos que permiten generar, modificar o tratar una señal eléctrica (circuitos electrónicos).

2. Componentes electrónicos Pasivos Son elementos que únicamente reciben señales eléctricas y solo pueden atenuarlas o ajustarlas. No pueden generarlas, ni amplificarlas ni modificarlas. Entre las que vamos a estudiar, tenemos: a) RESISTENCIAS Sirven para dificultar el paso de la corriente y, por tanto, producir una caída de tensión entre sus terminales. La energía eléctrica se transforma en calor que hay que disipar (eliminar). En un circuito electrónico hay muchos componentes y suele ser habitual que los valores de tensión e intensidad de corriente que necesitan sean diferentes. Las resistencias permiten la distribución adecuada. Son elementos generalmente muy pequeños, por lo que no se puede escribir su valor sobre ellos. Por eso, para poder distinguirlas, se utiliza un CODIGO DE COLORES CÓDIGOS DE COLORES PARA LAS RESISTENCIAS 1er

2º

3er ANILLO

4º ANILLO

ANILLO

ANILLO

(Nº de ceros)

(Tolerancia)

COLOR

ABREVIADO

Negro

Ne

0

0

0

-

Marrón

Ma

1

1

1

-

Rojo

Ro

2

2

2

-

Naranja

Na

3

3

3

-

Amarillo

Am

4

4

4

-

Verde

Ve

5

5

5

-

Azul

Az

6

6

6

-

Violeta

Vi

7

7

7

-

Gris

Gr

8

8

8

-

Blanco

Bl

9

9

9

-

Oro

Or

-

-

1/10

5%

Plata

Pt

-

-

1/100

10%

Sin anillo

s/a

-

-

-

20%

Vamos a explicar el código de colores, mediante un ejemplo ilustrativo: Página 1 de 7

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VALOR DE LA RESISTENCIA: R = 5600Ω = 5,6KΩ con un 10% de tolerancia

¿Qué significa una tolerancia del 10%? Significa que el valor de la resistencia no es exacto, sino que puede oscilar entre un valor mínimo y un valor máximo equivalente a un 10% menor y/o mayor, respectivamente, de su “valor nominal” (el que obtenemos por la tabla de colores). Para calcular estos valores máximo y mínimo en este ejemplo: 10% de 5600 = 560 

Valor máximo = 5600 + 560 = 6160Ω



Valor mínimo = 5600 - 560 = 5040Ω

La resistencia del ejemplo tiene un valor que esta entre 5040 y 6160 Ohmios.

b) RESISTENCIAS VARIABLES O POTENCIÓMETROS El potenciómetro es una resistencia cuyo valor se puede variar moviendo manualmente un elemento deslizante respecto a otro fijo. Se representa por el siguiente símbolo:

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c) RESISTENCIAS DEPENDIENTES. Su valor en ohmios dependen de la variación de diferentes magnitudes físicas. Entre las mas utilizadas tenemos:  La LDR: es una resistencia que varía dependiendo de la intensidad de luz que incide sobre ella. Cuanta más luz reciba, menor resistencia ofrece al paso de la corriente.

 Los termistores: son resistencias que varían dependiendo de la temperatura. Hay de dos tipos, los de efecto negativo (a más calor, menos resistencia), llamados NTC y los de efecto positivo (a más calor, más resistencia), llamados PTC.

d) CONDENSADORES. Los condensadores son componentes eléctricos que pueden acumular CANTIDADES PEQUEÑAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA en su interior. Esta propiedad se llama CAPACIDAD y se mide en FARADIOS.

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Esta unidad es muy grande para el empleo en circuitos electrónicos, por lo que se emplean submúltiplos: 1 microfaradio = 106 faradios 1 nanofaradio = 109 faradios 1 picofaradio = 1012 faradios Cuando un condensador se carga o se descarga a través de una resistencia, el tiempo, en segundos, empleado en hacerlo, se calcula por la expresión: t=RxC Donde R es el valor de la resistencia en ohmios y C la capacidad del condensador expresada en faradios. Los condensadores pueden ser de dos tipos: VARIABLES Y FIJOS. Los FIJOS, a su vez, se dividen en:  Sin polaridad  Con polaridad (electrolíticos). Tienen marcada la pata negativa, que obligatoriamente ha de estar conectada al polo negativo de la pila, pues de lo contrario pueden llegar a estallar con cierto peligro, pues suelen estar rellenos de ácido.

3. Componentes electrónicos activos Son elementos que pueden generar una señal eléctrica. También pueden modificar y amplificar su valor. Los dos más importantes que vamos a ver son: A) DIODO El diodo es un componente electrónico que únicamente deja pasar la corriente eléctrica en una dirección: cuando el polo positivo (ánodo) del diodo está conectado al positivo de la fuente de alimentación. Página 4 de 7

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B) DIODO LED (diodo emisor de luz) Los diodos emisores de luz se denominan LED y no deben funcionar a tensiones superiores

a

2

V.

Los

display

son

agrupaciones de LEDs, de forma alargada y colocados de tal forma que, dependiendo del número de ellos que estén iluminados, se puede leer una cifra del 0 al 9.

C) TRANSISTOR El transistor es el componente electrónico por excelencia. Está formado por tres capas de material semiconductor (NPN o PNP) con un terminal en cada una. A estos terminales se les llama: colector, emisor y base. Una de las misiones más importantes de los transistores es la regulación del flujo de corriente que entra por el colector y sale por el emisor por medio de la corriente de la base. El símbolo del transistor es el de la figura (en este caso es un NPN, que son los que utilizaremos en el aula). En un transistor NPN, la corriente que entra por el colector más la que entra por la base es igual a la que sale por el emisor IC + IB = IE Se llama ganancia de un transistor a la relación entre la corriente del colector y la de la base. Su expresión matemática es: hFE = β= Ic/IB

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FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR

El circuito del esquema contiene

Al cerrar el interruptor se genera

Como consecuencia de esta

un transistor NPN.

una pequeña corriente que circula

polarización, se genera un paso

Como el interruptor está abierto,

por la BASE del transistor y lo

de

la lámpara esta apagada, ya que

“polariza”.

COLECTOR C i el EMISOR E

entre

el

La resistencia R incorporada evita

y la lámpara se enciende.

EMISOR no puede circular la

que esta corriente sea muy elevada

Esta corriente IC es de mayor

corriente hasta que no circule por

y queme el transistor.

intensidad que la que circula por

el

COLECTOR

y

la BASE.

corriente

entre

la BASE.

SÍMIL HIDRÁULICO CON EL TRANSISTOR

Si no hay presión

Si llega un poco de presión a

Si llega a B (base) suficiente

en B (base) no se puede abrir

la B (base), esta abrirá mas o

presión para abrir totalmente

la válvula y el liquido no pasa

menos

la válvula i dejarás

la válvula, E se comunica con

de E a C. En este caso, el

pasar mas o menos liquido de

C i el líquido pasa sin

transistor se comporta como si

E a C. En este caso, el

dificultad. En esta ocasión, el

fuera un interruptor abierto al

transistor permitirá un paso de

transistor se comporta como

impedir el paso de la corriente

corriente proporcional a la

un interruptor cerrado, ya que

eléctrica entre E y C.

obertura de la

y

permite el paso o circulación

siempre superior a la corriente

de corriente entre E y C con

que llega de la base. A la

total libertad.

relación

entre

corrientes

se

válvula

ambas le

llama

ganancia del transistor.

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el

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4. El relé. El relé es un elemento que consta de dos circuitos bien diferenciados: 

Circuito electromagnético: Al pasar la corriente se comporta como un electroimán que abre o cierra el otro circuito.



Circuito de contactos: Abre o cierra un circuito eléctrico secundario.

En líneas generales, se puede decir que un relé es un interruptor que puede abrir o cerrar un circuito secundario cuando se conecta el circuito primario a un generador. Lo mas importante es que el relé puede poner en marcha receptores potentes y la orden para hacerlo puede venirle de un “sensor”: por ejemplo, puede poner en marcha un ventilador cuando un sensor de calor le da la orden, puede encender una farola cuando un sensor de oscuridad le da la orden, etc. Estos sensores son los que fabricaremos con los componentes electrónicos (diodo, transistor, LDR, NTC, PTC...)

Bombilla apagada

Los dos circuitos están abiertos

Bombilla encendida

Los dos circuitos están cerrados

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