Fundamentos de Electricidad y Electrónica: Sensores, Semiconductores y Circuitos

Conceptos Fundamentales de Electricidad y Electrónica

Circuitos Integrados

Los circuitos integrados son una agrupación de numerosos componentes eléctricos como condensadores, resistencias, diodos y transistores, formando una unidad electrónica de conmutación.

Generador de Inducción

Se utiliza en los sistemas de encendido electrónico y está formado por una rueda dentada que produce, durante su rotación, una variación de flujo magnético del imán. Mediante esta variación, se induce una tensión en la bobina. Una variante sería el medidor de giro del motor.

Generador Hall

Cuando se hace pasar una corriente a través de una placa de semiconductor y se la somete a la acción de un campo magnético, se induce una tensión eléctrica. A la placa se le aplica una tensión entre sus caras que es perpendicular a la fuerza del campo magnético. Si se hace variar este campo, se induce una tensión entre los extremos de la placa de Hall.

Sensores Electrónicos

Sensor de Revoluciones

Los sistemas ABS suelen emplear sensores que presentan una resistencia variable en función del campo magnético, la cual aumenta o disminuye según el polo que se le aplique. Se posiciona frente a un anillo con extensiones polares alternadas a lo largo del borde.

Sensor de Aceleración

Están constituidos por un muelle laminar puesto de canto, fijado por uno de sus extremos, mientras que en el opuesto se monta un imán permanente sometido a los movimientos de aceleración transversal o longitudinal. Por encima del imán, se posiciona un sensor Hall que está sometido al campo magnético, de manera que sus movimientos con las aceleraciones producen variaciones de flujo en el que se induce una tensión. Suelen emplearse en los sistemas de control de tracción y estabilidad.

Sensor de Giro

Son sensores de tipo giroscópico que generan una tensión cuando se les aplica un esfuerzo de deformación. Están constituidos por un diapasón cuyos brazos están formados por láminas flexibles colocadas transversalmente sobre unas placas de piezoeléctrico. Cuando el vehículo toma una curva, las láminas se deforman, transmitiéndolo a los elementos piezoeléctricos que generan una tensión.

Captador de Presión

Está constituido por una cápsula neumática cuya membrana se une al núcleo de la bobina de un oscilador. Su frecuencia varía en función de la posición del núcleo. La señal captada está relacionada con la presión reinante en el colector de admisión.

Conceptos de Corriente Alterna y Electromagnetismo

Valores Característicos de la Corriente Alterna

• Amplitud: Son los valores máximos que alcanza la tensión.
• Periodo (T): Tiempo que tarda en realizar un ciclo completo. Se mide en segundos (s).
• Frecuencia (f): Número de ciclos que se realizan en un segundo. Se mide en hercios (Hz).
• Relación entre frecuencia y periodo: A mayor frecuencia, menor periodo (f = 1/T).

Fuerza Electromotriz Inducida (FEM Inducida)

Es la diferencia de potencial (ddp) que aparece en una bobina cuando se introduce dentro de un campo magnético. Se crea una variación de flujos, bien por movimiento o por apertura y cierre de otra bobina.

Fuerza Autoinducida (FEM Autoinducida)

Es la diferencia de potencial (ddp) que aparece en una bobina debido a su propio circuito interno en el momento de cierre y apertura de ese circuito. Es de sentido contrario a la principal en el momento de cierre y del mismo sentido en el de apertura.

Semiconductores y Diodos

Diodo

Es la unión de dos semiconductores extrínsecos, uno de tipo P y otro de tipo N. Deja pasar la corriente en un sentido cuando se polariza directamente y no la deja pasar en sentido contrario cuando se polariza inversamente.

Semiconductor Intrínseco

Son elementos que en estado puro se comportan como aislantes, como el silicio o el germanio.

Semiconductor Extrínseco

Son elementos como el germanio o el silicio que, al doparlos con elementos como el indio, galio, boro o aluminio, se convierten en semiconductores de tipo P (con mayoría de portadores de carga positivos, o huecos). Al doparlos con elementos como el arsénico, antimonio o fósforo, se convierten en semiconductores de tipo N (con mayoría de portadores de carga negativos, o electrones).

Características de Baterías

Tensión Nominal

Es una de las características principales de la batería y es la que le da nombre a esa batería.

Tensión de Vacío

Es la tensión que hay en los bornes de la batería a circuito abierto, sin consumidores.

Tensión Eficaz

Es la tensión que hay en los bornes a circuito cerrado, es decir, la tensión de vacío menos la caída de tensión de la propia batería.