Conceptos Fundamentales de Electricidad y Componentes Electrónicos

Tipos de Corriente Eléctrica

Corriente Alterna (CA)

Varía en sentido y magnitud en función del tiempo.

Corriente Pulsatoria

Varía en magnitud pero no en sentido respecto del tiempo.

Componentes Pasivos

Condensador (C)

Componente pasivo que sirve para almacenar temporalmente cargas eléctricas sobre una superficie relativamente pequeña.

Estructura del Condensador

• Está formado por dos placas o armaduras planas y paralelas separadas a una cierta distancia.
• Entre ellas acostumbra a haber un material no conductor (aislante o dieléctrico).

Carga y Descarga del Condensador

Cuando se aplica una corriente continua (CC) en un circuito RC en serie, la corriente inicialmente tiene el valor máximo y poco a poco va disminuyendo. Esta disminución es rápida al principio y después cada vez más lenta.

Constante de Tiempo (τ)

Es el tiempo que tarda el condensador en cargarse al 63,2% de su valor máximo. Aunque un condensador teóricamente nunca se carga del todo, se considera que está cargado totalmente tras un tiempo aproximado de 5τ (cinco veces la constante de tiempo).

Bobinas (Inductores)

Componente eléctrico pasivo que acumula energía eléctrica en forma de campo magnético. Normalmente está constituido por un hilo de cobre enrollado y aislado (o barnizado), a menudo sobre un núcleo de material ferromagnético.

Componentes Activos y Semiconductores

Diodos

Componente electrónico activo constituido por elementos semiconductores (generalmente silicio o germanio). Tiene la capacidad de conducir la corriente eléctrica en un único sentido. Se basa en la unión de dos tipos de materiales semiconductores: tipo P y tipo N (unión PN).

Semiconductores

Semiconductor Intrínseco (Ej: Silicio Puro - Si)

Constituido por átomos de silicio puro. A temperatura ambiente, se comporta como un conductor eléctrico y aislante de características intermedias. Esto se debe a que posee 4 electrones en su última capa (capa de valencia). En estado puro (intrínseco), su utilidad en electrónica es limitada.

Semiconductor Extrínseco Tipo P

Constituido por átomos de silicio dopado con impurezas (átomos de elementos con 3 electrones en su última capa, como el Boro). Por cada átomo de impureza introducido, se crea un "agujero" (una vacante o carencia de electrón), que actúa como portador de carga positiva.

Semiconductor Extrínseco Tipo N

Constituido por átomos de silicio dopado con impurezas (átomos de elementos con 5 electrones en su última capa, como el Fósforo). Por cada átomo de impureza introducido, se aporta un electrón libre adicional, que actúa como portador de carga negativa.

Funcionamiento del Diodo

Polarización del Diodo

Polarización Directa

Ocurre cuando el terminal positivo de la fuente de alimentación se conecta al ánodo (zona P) del diodo y el terminal negativo se conecta al cátodo (zona N). En estas condiciones, el diodo conduce la corriente eléctrica y se comporta, idealmente, como un interruptor cerrado o una resistencia de valor muy bajo.

Polarización Inversa

Ocurre cuando el terminal positivo de la fuente de alimentación se conecta al cátodo (zona N) del diodo y el terminal negativo se conecta al ánodo (zona P). En estas condiciones, el diodo no conduce (o conduce una corriente muy pequeña, llamada corriente de fuga) y se comporta, idealmente, como un interruptor abierto o una resistencia de valor muy alto.

Curva Característica del Diodo

Corriente Directa Máxima (I_Fmax)

Es la máxima intensidad de corriente que puede soportar el diodo de forma continua cuando está polarizado directamente, sin sufrir daños.

Tensión Inversa Máxima (V_Rmax o PIV)

Es la máxima tensión que puede soportar el diodo cuando está polarizado inversamente, sin entrar en la zona de ruptura (avalancha) y dañarse.

Otros Componentes

Relé

Es un interruptor electromecánico que se acciona mediante un electroimán. Permite controlar un circuito de alta potencia o voltaje utilizando una señal de baja potencia en la bobina del electroimán.