Curso Básico De Electrónica

Curso Básico de Electrónica

1. Nociones básicas de electricidad y electrónica

2. Ley de Ohm

3. Resistencias

4. Capacitores

5. Bobinas

6. Diodos

7. Transistores

8. Circuitos integrados

9. Bibliografía

CAPITULO 1

Nociones básicas de Electricidad y Electrónica

1.1 Definición de corriente eléctrica:

Entendemos como corriente eléctrica al flujo de electrones que circula a través de un conductor eléctrico.

La circulación de estos electrones está determinada por las propiedades del medio a través del cual se movilizan.

La corriente se divide en dos grandes ramas: alterna y continua.

La corriente alterna es las que cambia de polaridad y amplitud en el tiempo.

La corriente continua es la que permanece con polaridad y amplitud constante.

1.2 Estructura atómica de los conductores y aislantes:

Los elementos tienen propiedades conductoras o no de acuerdo a su estructura atómica.

El grado de conductividad de un elemento viene dado por la cantidad de electrones de la última órbita del átomo.

El cobre es un conductor. El átomo de cobre posee 29 protones en el núcleo y 29 electrones planetarios que giran en órbitas dentro de cuatro capas alrededor del núcleo. La primera capa contiene 2 electrones, la segunda 8, la tercera 18 y la cuarta, o capa más externa, 1 electrón.

El número máximo permitido en la cuarta capa es de 2 x 42, o sea, 32. Entonces, este único electrón en la capa más externa no se halla ligado con fuerza al núcleo. Se puede mover fácilmente.

Un átomo de un aislante posee dos o más órbitas, con cada una de ellas completada con la cuota de electrones. Por ejemplo, si un átomo tiene un núcleo de 10 protones, tendrá 10 electrones. En la primera capa tendrá 2 electrones, y el la segunda 8. Como la segunda órbita está completa, es muy difícil desalojar a un electrón fuera del átomo.

La diferencia importante entre conductores y aislantes es que en un conductor hay uno o dos electrones en la capa externa, por lo tanto no están ligados con fuerza al núcleo, mientras que los aislantes tienen su última órbita completa o casi completa.

Los semiconductores son elementos fabricados, que no se hallan en la naturaleza.

Los elementos utilizados en la producción de semiconductores (mayoritariamente silicio), no poseen ninguna propiedad que sea de utilidad para conducir electrones, pero mediante un proceso conocido como doping, se adicionan átomos de impurezas (antimonio, fósforo, boro, galio, etc.) logrando dispositivos que permiten el paso de cargas eléctricas bajo determinadas condiciones.

1.3 Fenómenos asociados a la corriente eléctrica:

El paso de corriente eléctrica deja a su paso una serie de fenómenos físicos, que han sido estudiados y en algunos casos fueron aprovechados para otros usos, como por ejemplo el magnetismo.

Vamos a repasar brevemente los principales fenómenos asociados a la circulación de electrones.

Temperatura:

En todo aparato existe un calentamiento debido al funcionamiento. Esto se debe a que no existen conductores perfectos. Todo conductor posee una resistencia intrínseca, que aunque sea muy baja, produce un consumo extra de energía, que al no ser aprovechada por el equipo, es disipada al ambiente en forma de calor.

Campo magnético alrededor de un conductor:

Cuando circula corriente a través de un conductor, se inducen campos electromagnéticos en torno al mismo. Este principio es el que se utiliza para los motores eléctricos, en los cuales el campo que generan los bobinados de alambre de cobre, son combinados con otros campos para producir esfuerzos que hagan girar al rotor del motor. Los generadores aplican el mismo principio, pero para la obtención de energía.

También puede introducir interferencias, como cuando acercamos un cable con 220V de alterna a un cable que transporta una señal de audio.

Imantación:

Si se introduce un metal dentro de un campo electromagnético producido por corriente continua de gran intensidad, se logra ordenar las moléculas del metal, haciendo que este tome propiedades magnéticas. Esto no se produce con corriente alterna, ya que al cambiar constantemente el sentido del campo, no se logra ningún efecto magnetizador.

Fuerza contraelectromotriz:

Es una fuerza que se produce en todos los bobinados. Es debido a que toda carga eléctrica tiende a oponerse a la causa que le dio origen. Las cargas inductivas como relés, bobinas, parlantes, etc. pueden generar rebotes de corriente muy grandes.

Tensión:

Es la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Su unidad de medida es el Volt.

Corriente:

Es la cantidad de electrones que circulan por un conductor en el lapso de 1 segundo. Su unidad de medida es el Ampere.

Resistencia:

Es el grado de oposición que genera un material al paso de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Ohm.

Impedancia:

Es lo mismo que la resistencia. La diferencia es que la primera se refiere a corriente continua, y la segunda para corriente alterna.

Inductancia:

Fenómeno producido en las bobinas, las cuales presentan mayor impedancia cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente aplicada. Su unidad es el Henry.

Capacitancia:

Fenómeno producido en los condensadores, los cuales presentan menor impedancia cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente aplicada. Su unidad es el Faradio.

Conductancia:

Es la inversa de la resistencia. Su unidad es el Siemens.

CAPITULO 2

La Ley de Ohm

2.1 La ley de Ohm:

Es una ley publicada por un científico alemán de ese apellido, que postula lo siguiente:

La intensidad de corriente que circula por un circuito dado, es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo.

Esta ley rige el comportamiento de las cargas eléctricas dentro de los circuitos.

Las fórmulas básicas se detallan a continuación:

V= tensión I= corriente R= resistencia W= potencia

V=I x R I=V / R R=V / I W=V x I W=I2 x R W=V2 / R

Haciendo cambio de términos de las ecuaciones W

V=W / I I2=W / R V2=W x R

Para las caídas de tensión sobre las resistencias

Vc=Va - (I x R)

2.2 Ejercicios:

Se recomienda practicar los siguientes ejercicios para asimilar correctamente la ley de ohm, pues nos será de constante utilidad en el estudio.

a) En un circuito la carga resistiva es

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