Electronica Industrial Basica

ELECTRONICA INDUSTRIAL BASICA

3.1 INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA INDUSTRIAL (ANALÓGICA Y DIGITAL)

Desde la introducción del transistor en la década de los 40´s, los cambios en el desarrollo de la electrónica han sido continuos y han manifestado una influencia de crear dispositivos cada vez más pequeños y de bajo consumo eléctrico. El campo de la electrónica analógica se trata del control del manejo de corriente-voltaje mediante semiconductores basados esencialmente en diodos y transistores.

El término analógico se refiere a las magnitudes o valores que "varían con el tiempo en forma continua" como la distancia y la temperatura, la velocidad, que podrían variar muy lento o muy rápido como un sistema de audio. Ver reloj analógico (lado izquierdo del diagrama)

En la vida cotidiana el tiempo se representa en forma analógica por relojes (de agujas), y en forma discreta (digital) por displays digitales.

En la tecnología analógica es muy difícil almacenar, manipular, comparar, calcular y recuperar información con exactitud cuando esta ha sido guardada.

La electrónica digital se encarga del control de voltajes y corrientes con la finalidad de mantener estados de encendido-apagado mediante codificación binaria (1 ó 0). El término digital se refiere a "cantidades discretas" como la cantidad de personas en un una sala, cantidad de libros en una biblioteca, cantidad de autos en una zona de estacionamiento, cantidad de productos en un supermercado, etc.

El circuito indicador del nivel de combustible de un automóvil es un ejemplo de un sistema analógico de medición; se utiliza para determinar el volumen de combustible en el tanque.

Dicho volumen se presenta visualmente según la posición de una aguja indicadora en una escala. Puesto que la aguja puede moverse a diversas posiciones sobre la escala, indica en forma continua el volumen de combustible [5].

Los Sistemas digitales tienen una alta importancia en la tecnología moderna, especialmente en la computación y sistemas de control automático.

Se considera que la electrónica comenzó con el diodo de vacío inventado por John Ambrose

Fleming en 1904. El funcionamiento de este dispositivo está basado en el efecto Edison.

Edison fue el primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro de una bombilla para evitar el ennegrecimiento que producía en la ampolla de vidrio el filamento de carbón. Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se producía porque los electrones de los átomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor, escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el espacio vacío dentro de la bombilla, eran atraídos por la polaridad positiva de la lámina.

El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el tríodo en 1906. Este dispositivo es básicamente como el diodo de vacío, pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa con el objeto de modificar la nube electrónica del cátodo, variando así la corriente de placa. Esto fue muy importante para que se fabricaran los primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, televisores, etc.

Conforme pasaba el tiempo las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando, apareciendo otros tipos, como los tetrodos (válvulas de cuatro electrodos), los pentodos (cinco electrodos), otras válvulas para aplicaciones de alta potencia. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se encontraba su miniaturización.

Pero fue definitivamente con el transistor, aparecido de la mano de Bardeen y Brattain de la Bell Telephone en 1948, cuando se permitió aún una mayor miniaturización de los aparatos tales como las radios. El transistor de unión apareció algo más tarde en 1949, este es el dispositivo utilizado actualmente para la mayoría de las aplicaciones de la electrónica analógica. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad, mayor rendimiento energético, menores tensiones de alimentación, etc. El transistor no funciona en vacío como las válvulas, sino en un estado sólido semiconductor (silicio), razón por la que no necesitan centenares de voltios de tensión para funcionar.

A pesar de la expansión de los semiconductores, todavía se siguen utilizando, en pequeños círculos audiófilos, las válvulas porque parecen ofrecer unas cualidades sonoras que no muestran los transistores.

3.2 ELEMENTOS BÁSICOS DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA (DIODO, DIODO

EMISOR DE LUZ, TRANSISTOR, SCR Y TRIAC)

DIODO

Las características de un diodo ideal son aquellas de un interruptor que puede conducir corriente en una dirección.

El diodo es un componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido.

Los primeros dispositivos de este tipo fueron los diodos de tubo de vacío, que consistían en un receptáculo de vidrio o de acero al vacío que contenía dos electrodos: un cátodo y un ánodo.

Ya que los electrones pueden fluir en un solo sentido, desde el cátodo hacia el ánodo, el diodo de tubo de vacío se podía utilizar en la rectificación. Los diodos más empleados en los circuitos electrónicos actuales son los diodos fabricados con material semiconductor. El más sencillo, el diodo con punto de contacto de germanio, se creó en los primeros días de la radio, cuando la señal radiofónica se detectaba mediante un cristal de germanio y un cable fino terminado en punta y apoyado sobre él. En los diodos de germanio (o de silicio) modernos, el cable y una minúscula placa de cristal van montados dentro de un pequeño tubo de vidrio y conectados a dos cables que se sueldan a los extremos del tubo. En la Figura 15 se muestra el símbolo del diodo semiconductor.

A K

Fig.1 Símbolo del diodo

Donde A corresponde al ánodo (terminal positiva) y K al cátodo (terminal negativa).

DIODO EMISOR DE LUZ

El diodo emisor de luz, conocido como LED por sus siglas en inglés, tiene la misma función que un diodo semiconductor, a diferencia de que en el LED, cuando está polarizado directamente actúa como interruptor cerrado, y al permitir

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