Fundamentos de Electricidad y Electrónica: Componentes y Diferencias Clave

Diferencias Fundamentales entre Electricidad y Electrónica

1. Tensiones e Intensidades

• Electricidad: Trabaja con grandes tensiones e intensidades.
• Electrónica: Opera con tensiones e intensidades reducidas.

2. Componentes Utilizados

• Electricidad: Se utilizan componentes de elevada potencia, tales como bombillas, motores, interruptores y conmutadores.
• Electrónica: Se emplean componentes especializados como condensadores, diodos y transistores.

3. Aplicaciones Principales

• Electricidad: Se destina a aplicaciones de alta potencia (mover motores de máquinas en fábricas, alumbrado de casas y ciudades, etc.).
• Electrónica: Opera con potencias reducidas, adecuadas para aplicaciones de tecnologías de la información (informática, telecomunicaciones, sonido).

Estructura de un Circuito Electrónico

Elementos que Componen un Circuito Electrónico

Componentes Discretos

Son dispositivos electrónicos individuales, pequeños, con una funcionalidad muy genérica y limitada. Ejemplos: resistores, condensadores, relés, diodos y transistores.

Chips (Circuitos Integrados - CI)

Son pequeñas pastillas que contienen miles y millones de componentes discretos integrados en un área muy reducida.

Tarjetas (Placas de Circuito Impreso - PCB)

La asociación de componentes discretos y chips sobre una placa constituye una tarjeta. Estas presentan funcionalidades muy complejas y avanzadas.

Clasificación de Componentes: Activos vs. Pasivos

Componentes Pasivos

Son aquellos componentes que actúan como meros receptores y consumidores de la señal eléctrica.

Componentes Activos

Son componentes capaces de generar, modificar o amplificar la señal eléctrica. Ejemplos típicos son el diodo y el transistor.

Estudio Detallado de Resistencias

Resistencia Fija

Es un componente electrónico que proporciona un determinado valor de resistencia al paso de la corriente eléctrica.

Aplicaciones de la Resistencia Fija

1. Proporcionar una resistencia conocida al paso de la corriente.
2. Limitar el valor de la corriente (protección de componentes frente a grandes corrientes).
3. Controlar o fijar tensiones (polarizar circuitos).

Resistores Variables

Son resistores cuyo valor de resistencia se puede variar desplazando un cursor. Se les denomina potenciómetros. Se utilizan para el control de nivel de luminosidad, sonido, etc.

Resistores Dependientes de la Luz (LDR)

Son resistores cuya resistencia depende de la luz incidente:

• En condiciones de oscuridad o poca luz, su resistencia es muy alta (deja pasar muy poca corriente).
• En condiciones de iluminación, su resistencia es muy baja (deja pasar mucha corriente).

Aplicaciones: Sistemas de alarma antiintrusión, detectores de humo.

Termistores

Son resistores cuya resistencia depende de la temperatura a la que se encuentren. Existen dos tipos:

• NTC: Disminuye la resistencia al aumentar la temperatura.
• PTC: Aumenta la resistencia al aumentar la temperatura.

Otros Componentes Electrónicos Clave

Condensador

Es un dispositivo electrónico pasivo compuesto por dos placas metálicas separadas por un material aislante (dieléctrico). Son componentes capaces de almacenar carga eléctrica, por lo que se comportan como almacenes de energía eléctrica. Su función principal es el proceso de carga y descarga de energía.

Relé

Es un interruptor automático controlado por electricidad. Los relés permiten abrir o cerrar circuitos sin la intervención humana.

Funcionamiento del Relé

Se basa en el magnetismo. Al accionar el control (por ejemplo, apretar un pulsador), la corriente circula a través de la bobina. La corriente en la bobina produce un campo magnético que atrae una lámina metálica de hierro dulce. Al atraerse la lámina metálica, se fuerza a los contactos a tocarse. Si cesa el flujo de corriente a través de la bobina, los contactos vuelven a separarse.

Cálculo de Tolerancia en Resistencias

Para determinar los valores límite de una resistencia con un porcentaje de tolerancia:

Sea $R$ el valor nominal de la resistencia y $T$ el porcentaje de tolerancia.

Fórmula General

El valor absoluto del margen de tolerancia es: $\text{Margen} = R \times \frac{T}{100}$

Límites

• Valor Máximo ($R_{\text{max}}$): $R + \text{Margen}$
• Valor Mínimo ($R_{\text{min}}$): $R - \text{Margen}$

Si se utiliza la notación del documento original:

RN (Valor Nominal) = El número $\pm$ el %

T+ (Valor Máximo) = El número + el resultado del %

T- (Valor Mínimo) = El número - el resultado del %