Fundamentos de Electrónica: Componentes, Circuitos y Sistemas Digitales

Fundamentos de Electrónica

La electrónica estudia los circuitos y los componentes que modifican la corriente eléctrica.

Componentes Electrónicos Pasivos

Resistencias Fijas

Componentes de carbono rectangulares con franjas de colores. Su resistencia depende de la cantidad de carbono que contienen. Se utilizan para dificultar el paso de electrones y proteger el circuito. Se miden en ohmios (Ω).

Resistencias Variables

Su valor se ajusta entre 0 y un máximo preestablecido por el fabricante.

Tipos de Resistencias que Dependen de un Parámetro Físico

• LDR (Light Dependent Resistor): Su resistencia disminuye cuando aumenta la intensidad de luz y viceversa.
• NTC (Negative Temperature Coefficient): Su resistencia disminuye cuando la temperatura aumenta.
• PTC (Positive Temperature Coefficient): Su resistencia aumenta cuando la temperatura aumenta.

Condensadores

Almacenan carga eléctrica. Se miden en faradios (F).

Componentes Electrónicos Activos

Transistores

Se fabrican con semiconductores como el silicio o el boro. Tienen tres terminales llamadas base, colector y emisor.

• En corte: Si por la base no circula corriente, los electrones no pueden pasar del colector al emisor.
• En saturación: Si a la base llegan muchos electrones, el paso del colector al emisor queda totalmente libre.
• Zona activa: Si la corriente de la base se encuentra entre los dos valores anteriores, el transistor está en su zona activa y la corriente entre el colector y el emisor es proporcional a dicha corriente de base.

Diodo

Es un semiconductor que permite el paso de corriente en sentido ánodo-cátodo.

Instrumentos de Medición

• Amperímetro: Se coloca en serie para medir la intensidad de corriente.
• Voltímetro: Se coloca en paralelo para medir la tensión o voltaje.

Ley de Ohm

Establece la relación entre el voltaje (V), la intensidad (I) y la resistencia (R). A mayor resistencia, menor intensidad para un voltaje constante (I = V/R).

Fuentes de Alimentación

Las fuentes de alimentación convierten la corriente alterna de la red en corriente continua para los circuitos electrónicos. Sus componentes principales son:

• Transformador: Reduce la tensión de la red eléctrica a un nivel más bajo.
• Regulador de Tensión: Elimina el rizado de la señal de salida, proporcionando una señal continua y estable. Pueden ser:
  • Reguladores fijos: Proporcionan una tensión de salida determinada.
  • Reguladores variables: Permiten ajustar la tensión de salida.
• Condensador: Ayuda a eliminar las subidas repentinas de tensión y a suavizar la señal rectificada.

Relés

Elemento de seguridad electromagnético. Consta de dos circuitos:

• Circuito electromagnético: Funciona con pequeñas cantidades de corriente (bobina con núcleo o electroimán).
• Circuito eléctrico: Por el que circulan grandes cantidades de corriente.

El relé funciona como interruptor o conmutador, con un mecanismo de tres contactos.

Características de un Relé

• 6V: Indica que el electroimán puede conectarse a un máximo de 6V de corriente continua.
• R=75 Ohm: Es la resistencia de la bobina del relé.
• 250V: Los contactos del interruptor admiten hasta 250V de corriente alterna o continua.
• 6A: Intensidad máxima que soportan los contactos.

Elementos de Control y Conmutación

Pulsador

Abre o cierra el circuito y permanece en ese estado mientras se está utilizando. Hay dos tipos:

• NA (Normalmente Abierto) de final de carrera: Al pulsar, se cierra el circuito.
• NC (Normalmente Cerrado) de final de carrera: Al pulsar, se abre el circuito.

Conmutador

Dirige la corriente por un camino u otro.

Sistemas Electrónicos

Constan de tres etapas principales:

• Etapa de Entrada: Recoge la información a través de un sensor. Los sensores modifican sus propias características en función del ambiente que les rodea.
  • División de tensión: Consiste en aprovechar los cambios de la resistencia de un sensor para producir cambios de tensión. El conjunto de elementos que convierte una magnitud física en una señal eléctrica se llama transductor.
• Etapa de Proceso: Utiliza los datos de la entrada para actuar sobre la salida.
• Etapa de Salida: La forman los elementos sobre los que actuamos (ej. una bombilla). Necesita una etapa de potencia si se requiere más corriente, como un transistor que resuelve el problema.

Electrónica Digital

Solo admite dos estados: abierto o cerrado, señal o no señal (representados comúnmente como 0 y 1).

Tabla de la Verdad

Formada por todas las combinaciones posibles de entradas y su valor de salida correspondiente. Se representa con 0 y 1.

Puertas Lógicas

Son circuitos integrados que realizan operaciones lógicas básicas.

• Puerta NOT: La salida es el inverso de la entrada.
• Puerta OR: La salida es 0 solo cuando todas las entradas valen 0. (Es decir, la salida es 1 si al menos una entrada es 1).
• Puerta AND: La salida es el producto lógico de las entradas. (Es decir, la salida es 1 solo si todas las entradas son 1).