Fundamentos de Circuitos Eléctricos y Componentes Electrónicos

Corriente Eléctrica

La corriente eléctrica es el movimiento de cargas a través de un conductor. Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos u operadores unidos entre sí mediante conductores que permite el paso de la corriente.

Tipos de Corriente

• Corriente Continua (CC): La tensión o diferencia de potencial (ddp) entre dos puntos es constante a lo largo del tiempo. Los electrones (e-) circulan siempre en el mismo sentido, del polo positivo (+) al negativo (-). La proporcionan las pilas, dinamos y baterías.
• Corriente Alterna (CA): Existe un ciclo que se repite constantemente a lo largo del tiempo. Comienza en 0, llega al máximo, vuelve a 0 y disminuye haciéndose negativa para volver otra vez a 0. Generada por alternadores.

Conceptos Clave

• Intensidad de corriente: Es la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección de un conductor en la unidad de tiempo. Se mide en Amperios (A) con un amperímetro.
• Interruptor: Dispositivo que permite abrir o cerrar un circuito.
• Resistencia: Componente que se intercala en un circuito para reducir el paso de la corriente.
• Diodo LED: Elemento que permite que la corriente lo atraviese en un solo sentido. Transforma energía eléctrica en luminosa con una longitud de onda única. La intensidad de corriente óptima en un circuito con un diodo LED es de 20 mA, siendo imprescindible conectar una resistencia en serie con él, para que la corriente que lo atraviese no sea tan grande y no lo estropee.
• Motor: Transforma la energía eléctrica en mecánica.
• Pulsador: Es un interruptor temporal. Existen dos tipos:
  • Normalmente abierto: Cuando se pulsa, permite el paso de la corriente; cuando cesa, lo impide.
  • Normalmente cerrado: Cuando se pulsa, impide el paso de la corriente; cuando cesa la presión, lo permite.
• Fusible: Elemento de protección que se intercala en un circuito en serie para protegerlo de consumos excesivos.
• Dinamo: Generador que transforma la energía mecánica en eléctrica continua.
• Alternador: Generador que transforma la energía mecánica en eléctrica alterna.
• Pilas: Producen una reacción química cuya energía se transforma en corriente continua.
• Receptor Eléctrico: Son aquellos elementos de un circuito eléctrico que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía. Ejemplos: motores, lámparas, LEDs, timbres, altavoces, resistencias, electroimanes.

Diodo y Otros Componentes

Un diodo es un componente que controla el paso de la corriente eléctrica, permitiendo su flujo en un solo sentido. Está formado por la unión de dos cristales semiconductores: uno de tipo N, llamado cátodo (capaz de ceder electrones), y uno de tipo P, llamado ánodo (capaz de aceptar electrones).

Polarización del Diodo

• Polarización inversa: El diodo se comporta como aislante, no permite el paso de la corriente. El polo negativo (-) de la fuente de alimentación se une al ánodo, y el positivo (+) al cátodo. Se intercala una resistencia en serie con el diodo.
• Polarización directa: El diodo actúa como conductor. El polo positivo (+) de la fuente de alimentación se une al ánodo y el negativo (-) al cátodo. Se intercala una resistencia en serie con el diodo.

Semiconductores

Son componentes que a altas temperaturas actúan como conductores y a bajas temperaturas como aislantes.

Tipos según su composición:

• Intrínsecos: Formados por silicio o germanio.
• Extrínsecos: Formados por silicio o germanio, arsénico o boro.

Componentes Sensibles

• NTC y PTC: Responden a cambios de temperatura.
• Potenciómetro: Responde a cambios de posición.
• VDR: Responde a cambios de voltaje.
• LDR: Responde a cambios de luminosidad.
• Galgas: Responden a cambios de presión.

Condensador

Es un componente eléctrico formado por dos láminas metálicas separadas entre sí por un aislante (dieléctrico), cuya función es almacenar carga eléctrica. La capacidad que almacena un condensador se mide en Faradios (F), pero como es una unidad muy grande, se utilizan picofaradios (pF), nanofaradios (nF) y microfaradios (µF).

Bobinas

Una bobina se construye enrollando un hilo metálico aislado sobre un cilindro de aire, metal o ferrita. La bobina se opone a la variación de la corriente que la atraviesa debido al campo magnético creado en su interior. Cuanto mayor sea la oposición, mayor inductancia tendrá. Se mide en Henrios (H), pero como es una unidad muy grande, se utilizan microhenrios (µH) o milihenrios (mH).

Circuito Integrado (CI)

Es el soporte de plástico con patillas que contiene un microchip y que se inserta en un circuito mayor para conectarlo a otros dispositivos electrónicos. Existen millones de circuitos integrados distintos, identificados con letras y números grabados en el propio soporte.

Chip

Es un circuito electrónico miniaturizado que permite sustituir un gran número de componentes electrónicos. Robert Noyce estableció la técnica aplanar.

Circuito Impreso

Es el soporte de todos los componentes electrónicos con sus conexiones debidamente realizadas.

Técnica Aplanar

Consiste en confeccionar la base del microchip con finas láminas de silicio tipo P, que son sometidas a procesos de fotolitografía. Mediante esta técnica se fabrican películas fotográficas llamadas máscaras, en las que se imprime el diseño del chip. Cada una de las máscaras se superpone a la anterior, moldeando así los distintos planos del chip.

Jack S. Kilby construyó el primer chip en 1958.