Fundamentos de Electrónica: Componentes Esenciales y Circuitos

Introducción a la Electrónica

La electrónica es la ciencia que estudia el funcionamiento de los circuitos en los que hay componentes hechos de materiales semiconductores.

Componentes Electrónicos Fundamentales

Resistencias

La resistencia eléctrica es la dificultad que opone un material a ser atravesado por la corriente eléctrica.

Código de Colores para Resistencias

El valor de una resistencia fija se puede identificar mediante un código de colores:

• Negro: 0, multiplicador x1
• Marrón: 1, multiplicador x10
• Rojo: 2, multiplicador x100
• Naranja: 3, multiplicador x1K (1.000)
• Amarillo: 4, multiplicador x10K (10.000)
• Verde: 5, multiplicador x100K (100.000)
• Azul: 6, multiplicador x1M (1.000.000)
• Violeta: 7, multiplicador x10M (10.000.000)
• Gris: 8, multiplicador x100M (100.000.000)
• Blanco: 9, multiplicador x1000M (1.000.000.000)

Tipos de Resistencias

Las resistencias se clasifican en:

• Fijas: Su valor es constante.
• Variables: Su valor puede ajustarse entre 0 y un valor máximo.

Resistencias Variables Específicas

• Potenciómetro: Es un componente electrónico formado por una resistencia variable, cuyo valor puede ajustarse manualmente.
• LDR (Light Dependent Resistor): Es una resistencia cuyo valor varía con la luz. Cuando aumenta la iluminación que incide sobre ella, su resistencia disminuye.
• Resistencias Variables con la Temperatura: Hay dos tipos principales:
  • NTC (Negative Temperature Coefficient): A mayor temperatura, menor resistencia.
  • PTC (Positive Temperature Coefficient): A mayor temperatura, mayor resistencia.

Condensadores

Los condensadores funcionan como “despensas” de energía eléctrica, almacenándola en su interior. La cantidad de carga eléctrica que es capaz de almacenar depende de su capacidad, que se mide en Faradios (F).

Fórmula de Tiempo de Carga/Descarga (RC)

Una fórmula aproximada para el tiempo de carga o descarga de un condensador en un circuito RC es: t = 5 x R x C (donde t es el tiempo en segundos, R la resistencia en ohmios y C la capacidad en Faradios, representando el tiempo para alcanzar aproximadamente el 99% de su carga/descarga total).

Diodos

Un diodo es un componente electrónico formado con materiales semiconductores, que solo permite el paso de la corriente eléctrica en un sentido.

Polarización del Diodo

• Polarización Directa: La corriente atraviesa el diodo (actúa como un interruptor cerrado).
• Polarización Inversa: La corriente llega al diodo y no pasa porque hay una barrera de potencial que la bloquea.

Diodo LED

El diodo LED (Light Emitting Diode) emite luz cuando circula corriente a través de él, por ejemplo, en televisores, pilotos indicadores, etc.

Clasificación de Diodos

Los diodos se pueden clasificar en:

• LED
• Normal (diodos rectificadores, de señal, etc., fabricados con materiales semiconductores)

Transistores

Un transistor es un componente electrónico, fabricado con materiales semiconductores, que sirve para controlar corrientes eléctricas.

Terminales del Transistor

Tiene tres terminales:

• Base (B)
• Colector (C)
• Emisor (E)

Modos de Operación del Transistor

• En Corte: La corriente de base (IB) es aproximadamente 0. El transistor actúa como un interruptor abierto.
• En Activa: La corriente de base (IB) es muy pequeña, y el transistor amplifica la señal.
• En Saturación: La corriente de base (IB) es suficiente para que el transistor actúe como un interruptor cerrado, permitiendo el paso máximo de corriente entre colector y emisor.

El Relé

Un relé es un interruptor que funciona por medio de un electroimán. Un electroimán está formado por un núcleo de hierro rodeado de una bobina.

Tipos de Relés (según configuración de contactos)

• Relé SPST (Single Pole, Single Throw): Un polo, una dirección (un contacto normalmente abierto o normalmente cerrado).
• Relé SPDT (Single Pole, Double Throw): Un polo, dos direcciones (un contacto conmutado, es decir, un común, un normalmente abierto y un normalmente cerrado).

Fuente de Alimentación

Una fuente de alimentación convierte la corriente alterna (AC) de la red eléctrica en corriente continua (DC) utilizable por los dispositivos electrónicos. Sus etapas son:

Etapas de una Fuente de Alimentación

1. Transformación

   La lleva a cabo un transformador que se encarga de reducir la tensión alterna de los 230 V de la red a una tensión también alterna, acorde a la que queremos obtener.

2. Rectificación

   A través de diodos se elimina la parte negativa de la onda, convirtiendo la señal anterior en una onda de corriente continua pulsante.

3. Filtrado

   Mediante uno o más condensadores se alisa la onda anterior, eliminando el componente de corriente alterna y obteniendo una señal más suave.

4. Regulación

   Un regulador recibe la señal proveniente del filtro y entrega una tensión constante, sin importar las variaciones en la carga o en la tensión de entrada.