Tema1Electrónica

Vista previa del material en texto

Tema 1 .- Electrónica analógica
Unidad 1.-
Apartados del tema:
1. Introducción. Concepto de electrónica
2.Semiconductores.
3. Elementos de un circuito electrónico.
4. Resistores. Asociación.
5. Generadores eléctricos. Asociación
6. Condensadores. Asociación.
7. Diodos. Curva característica.
8. Problemas y ejercicios.
 
1. Introducción. Concepto.
La electrónica es la tecnología eléctrica. Es decir, 
utiliza los cambios de las magnitudes eléctricas 
( tensión, intensidad, campo electromagnético, 
cantidad de carga, etc) para crear, transmitir o recibir 
una información codificada.
Actualmente la electrónica juega una importancia capital 
en nuestra sociedad, ya que la mayoría de los dispositivos 
tecnológicos llevan circuitos electrónicos que permiten 
controlar y programar diferentes elementos mecánicos, 
eléctricos, neumáticos, hidráulicos, etc.
file:///G:/Pedro/Curso%202017.2018/Rob%C3%B3tica/masa%20coronal-Da%20Vinci.avi
 
2. Semiconductores
Los semiconductores son los elementos esenciales 
de la electrónica.
Para comprender el funcionamiento de los 
semiconductores, se debe tener en cuenta la 
estructura atómica.
Los átomos de los elementos se pueden visualizar 
gracias al FAM (Microscopio de Fuerza Atómica)
file:///G:/Pedro/Curso%202017.2018/Rob%C3%B3tica/Electr%C3%B3nica/FAM.flv
 
Tabla periódica de los elementos
Dopantes p
Dopantes nSemiconductores
 
Silicio (Si) Germanio (Ge)
Radio covalente: 111 pm Radio covalente 122 pm.
 
Enlace de semiconductores
 
Enlace covalente del Silicio
file:///G:/Pedro/Curso%202017.2018/Rob%C3%B3tica/Electr%C3%B3nica/impurezas.mpg
 
Semiconductor dopado p
 
Semiconductor dopado p
 
Concentración de impurezas,
Concentración( ppm)=
mg de impurezas
Kg demuestra
concentra ción ( ppb)=
μ g de impurezas
Kg demuestra
 
3. Elementos de un circuito electrónico
● Un circuito electrónico es alimentado por un 
generador de DC.
● Los componentes son los siguientes:
1. Dispositivos de entrada (INPUT), son los sensores.
Mecánicos : pulsadores, interruptores y conmutadores.
Luminosos : Resistencias LDR ( light dependant resistor). Al aumentar la intensidad luminosa, disminuye su resistencia, 
siguiendo una función exponencial con exponente negativo.
Térmicos : Termistores. Los hay de dos tipos NTC, con pendiente negativa de temperatura( a medida que aumenta la 
temperatura disminuye la resistencia) y los PTC, con pendiente positiva(cuando aumenta la temperatura aumenta la 
resistencia)
Eléctricos : Varistores. Cuando aumenta la tensión entre sus extremos, disminuye su resistencia.
 
Sensores más comunes
LDR
NTC
PTC
Varistor
 
Dispositivos de proceso
● Permiten controlar la acción del dispositivo 
electrónico.
Los más generales son :
1. Diodos .- Dirigen el sentido de la corriente eléctrica por una rama. Tiene dos terminales
2. Transistores .- Controlan y amplifican la señal que le llega desde la base. Posee tres terminales:
Base (Gate) , Colector (Drain) y Emisor (Source).
3. CI ( Circuitos integrados) son los llamados Chips, que es la asociación de una gran cantidad de elementos de 
control, con resistores de protección y que se encapsulan todos ellos con una cubierta de plástico. Los contactos 
externos están formados por patillas o pines, que dependiendo del grado de complejidad del CI, serán más o 
menos abundantes.
 
Dispositivos de control
Diodos Diodo Zener
Transistores
CI 555
 
Dispositivos de salida
● Los dispositivos de salida (Output) son aquellos 
que responden al control del circuito electrónico.
Pueden ser: 
 1. Sonoros .- Como son los zumbadores ( señal monoacorde) o altavóz (señal 
multiacorde) .
2. Luminosos .- Como son las lámparas o los LED ( light emitting diode) .
3. Mando y control .- Los relés.
4. Mecánicos .- Los motores.
 
Resistores
● Son elementos de un circuito eléctrico o electrónico que disipan la energía en forma 
de calor. Son receptores térmicos. En electrónica se utilizan para proteger elementos 
sensibles que pueden ser dañados por un aumento de tensión o de corriente eléctrica.
Su magnitud se representa por la letra R y se mide en Ohmios (Ω)
Para su medida se recurre al polímetro o bien utilizando el código de 
colores.
Si utilizamos el polímetro se mide en circuito abierto y colocando los 
puntales sobre los terminales, colocando el conmutador en el sector de 
medida de resistencias.
El código de colores establece su medida mediante los colores de las tres 
bandas más próximas coloreadas en la carcasa.
El código se presenta en la página siguiente:
file:///G:/Pedro/Curso%202017.2018/Rob%C3%B3tica/Electr%C3%B3nica/medida%20de%20resistencias.mpg
 
Código de colores
 
Asociación de Resistencias
● a. En serie : R
T 
= Σ R
i 
● B . En paralelo : 1
RT
=Σ
1
Ri
R = 3 . 10 = 30 k
RT=
10+10+10
3
=10 k
 
Utilización de las resistencias
● En un circuito electrónico, se usan las resistencias 
para:
● a. Proteger a los diodos LED de una sobrecarga. Se 
colocará una resistencia entre 100 y 1000 Ω.
● B Proteger la base de un transistor. Se 
colocará una resistencia entre 1000 y 10000 Ω.
● c. Se utilizarán otros tipos de resistencias para 
proteger elementos sensibles, debiéndose 
especifocar su valor en cada caso.
 
5. Generadores eléctricos. Asociación.
● Un generador eléctrico es un dispositivo que origina 
y mantiene una tensión entre los extremos de un 
circuito al que se encuentra conectado.
● Hay dos tipos de generadores:
a. De Corriente Continua (DC), en donde el sentido de la 
corriente es siempre constante.
b De Corriente Alterna (AC) , cuyo sentido cambia varias veces 
por segundo. Es lo que se llama frecuencia de cambio y en el 
caso de corriente de red , su frecuencia es de 50 Hz.
 
 
Generadores electricos
● La magnitud que define a un generador eléctrico es su F.E.M. (fuerza electro 
motriz), que es la energía por unidad de carga eléctrica que permite a ésta 
realizar el circuito completo desde el ánodo hasta el cátodo. Se mide en 
Voltios y se representa por :ξ
El valor que aparece en la carcasa del generador es su F.E.M.
Un generador eléctrico tiene también una resistencia interna que obstaculiza 
el paso de la carga eléctrica desde el cátodo al ánodo por el interior del 
generador.
● La ley de Ohm generalizada establece que la intensidad de un circuito 
eléctrico es igual:
●
I=
ξ
RT+r
 
Generador eléctrico
● La tensión entre los extremos del generador será 
igual a :
V = ξ - I . r
● FEM (ξ) 
● Intensidad de la rama principal (I)
● Resistencia interna de la pila (r)
 
Asociación de generadores
● a. En serie
●
● b. En paralelo:
 
 
ξ T=Σξ i
rT=Σ ri
En oposición : ξ T=ξ 1−ξ 2
rT=Σ ri
ξ T=ξ i
1
rT
=Σ
1
r i
 
Condensadores
● Un condensador es la asociación de dos conductores( llamados armaduras) 
cuya influencia es total.
● Se construye con dos superficies conductoras entre las cuales se coloca un 
aislante o dieléctrico.
● El condensador se considera como un almacén de carga, siendo su capacidad 
igual a:
●
C=
Q
V A−V B
Q .- Carga almacenada
Va – Vb Diferencia de potencial entre las 
armaduras
C .- Capacidad medida en Faradios (F)
Submúltiplos del Faradio : mF ;; μF ;; nF ;; pF
 
Condensadores
● Los condensadores en electrónica se utilizan como temporizadores, 
aprovechando el tiempo de carga y descarga del mismo.
● T = 5 τ ;; la constante de tiempo , τ = R . C , medida en 
segundos.
 
Tipo de condensadores
Electrolíticos
 
Asociación de condensadores
● a. En serie.-
● b. Paralelo
1
CT
=Σ
1
C i
CT=ΣC i
 
Asociación de condensadores
● a. En serie.-
● b. Paralelo
1
CT
=Σ
1
C i
CT=ΣC i
 
Diodos.
● Dispositivo electrónico que dirige la corriente en un 
sentido, impidiendo dicha corriente en sentido 
contrario.
● Es un dispositivo formado por la unión de un 
semiconductor P y otro N
● Cuando a un diodo se aplica una tensión externa 
mediante una pila, trasmitirá corriente si seencuentra en polarización directa, es decir cuando el 
ánodo del diodo se conecta al polo positivo. Cuando 
la conexión es al contrario, no existirá paso de 
corriente y la polarización de denomina inversa. 
file:///G:/Pedro/Curso%202017.2018/Rob%C3%B3tica/Electr%C3%B3nica/Diodo.mpg
 
Arrastre
Difusión
 
Polarización directa
 
Polarización inversa
 
Curva característica de un diodo
Tensión umbral
	Página 1
	Página 2
	Página 3
	Página 4
	Página 5
	Página 6
	Página 7
	Página 8
	Página 9
	Página 10
	Página 11
	Página 12
	Página 13
	Página 14
	Página 15
	Página 16
	Página 17
	Página 18
	Página 19
	Página 20
	Página 21
	Página 22
	Página 23
	Página 24
	Página 25
	Página 26
	Página 27
	Página 28
	Página 29
	Página 30
	Página 31
	Página 32
	Página 33