Tema 5: Los dispositivos electrónicos

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1 Tema 5: Los dispositivos electrónicos
Concepto de electricidad Corriente eléctrica y su medida Circuitos Los aparatos electrónicos: Los equipos electrónicos Resistores Diodos Transistores: la ampliación electrónica El montaje de circuitos eléctricos La conmutación electrónica Condensadores La temporización y el condensador Fuente de alimentación Buen uso y mantenimiento de equipos electrónicos

2 ESTRUCTURA ATÓMICA La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como nucleones, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa.

3 La corriente eléctrica y sus magnitudes
Tensión Resistencia Intensidad de Corriente Ley de Ohm Energía eléctrica Potencia eléctrica Indicar unidad, símbolo de la misma y definición

4 La corriente eléctrica y sus magnitudes
LA TENSIÓN: La tensión, voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. Se puede medir con un voltímetro.

5 La corriente eléctrica y sus magnitudes
LA RESISTENCIA La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de una corriente. Descubierta por George Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmiómetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.

6 La corriente eléctrica y sus magnitudes
INTENSIDAD DE CORRIENTE . La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C·s-1 (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán. El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir.

7 La corriente eléctrica y sus magnitudes
LEY DE OHM La Ley de Ohm afirma que la corriente que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia siempre y cuando su temperatura se mantenga constante. Esta ley tiene el nombre del físico alemán George Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. El presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm

8 La corriente eléctrica y sus magnitudes
ENERGIA ELÉCTRICA Se denomina energía eléctrica a la forma de energía la cual resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se les coloca en contacto por medio de un conductor eléctrico—para obtener trabajo. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica

9 La corriente eléctrica y sus magnitudes
POTENCIA ELÉCTRICA La potencia eléctrica es la relación de transferencia de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado (p = dW / dt). La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Vatio, o que es lo mismo, Watt. Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento (motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se puede producir mecánicamente o químicamente por la generación de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.

10 CIRCUITOS ELÉCTRICOS Intensidad Tensión Potencia Resistencia equivalente Circuitos en serie Circuitos en paralelo

11 CIRCUITOS ELÉCTRICOS: CIRCUITOS EN SERIE
Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros.) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente. Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua se conectarán en serie si la salida del primero se conecta a la entrada del segundo. Una batería eléctrica suele estar formada por varias pilas eléctricas conectadas en serie, para alcanzar así el voltaje que se precise. Para una gran cantidad de materiales y condiciones, la resistencia eléctrica no depende de la corriente eléctrica que pasa a través de un objeto o de la tensión en los terminales de este. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor que se mantendrá constante. Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un objeto puede definirse como la razón de la tensión y la corriente.

12 CIRCUITOS ELÉCTRICOS: CIRCUITOS EN PARARELO
El circuito en paralelo es una conexión donde los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida. Siguiendo un símil hidráulico, dos tinacos de agua conectados en paralelo tendrán una entrada común que alimentará simultáneamente a ambos, así como una salida común que drenará a ambos a la vez. Las bombillas de iluminación de una casa forman un circuito en paralelo. En electricidad y electrónica, las leyes del álgebra de Bolee y de la lógica binaria, pueden estudiarse mediante circuitos de conmutación. Un circuito de conmutación estará compuesto por una serie de contactos que representarán las variables lógicas de entrada y una o varias cargas que representarán las variables lógicas o funciones de salida. En estos circuitos, las ondas electromagnéticas suelen aparecer caracterizadas como fasores según su módulo y fase, permitiendo un análisis más sencillo. Además se deberán tener en cuenta las siguientes condiciones:

13 CIRCUITOS ELÉCTRICOS: CIRCUITOS EN PARARELO
Todas las fuentes deben ser sinusoidales. Debe estar en régimen estacionario, es decir, después de que los fenómenos transitorios que se producen a la conexión del circuito se hayan atenuado completamente. Todos los componentes del circuito deben ser lineales, o trabajar en un régimen tal que puedan considerarse como lineales. Los circuitos con diodos están excluidos y los resultados con inductores con núcleo ferromagnético serán solo aproximaciones. La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de una corriente. Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductores. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.

14 LOS APARATOS ELECTRÓNICOS
1.- Estructura del aparato electrónico a. Dispositivo de entrada b. Dispositivo de proceso c. Dispositivo de salida 2.- Componentes electrónicos a. Componentes discretos b. Circuitos integrados c. Elementos auxiliares 3.- Otros componentes a. Carcasa b. Placas de circuito impreso y conexiones c. Alimentación

15 ESTRUCTURA DEL APARATO ELECTRÓNICO
DISPOSITIVO DE ENTRADA: En informática, se denomina periféricos a los aparatos o dispositivos auxiliares e independientes conectados a la unidad central de procesamiento de una computadora. Se consideran periféricos tanto a las unidades o dispositivos a través de los cuales la computadora se comunica con el mundo exterior, como a los sistemas que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal DISPOSITIVO DE PROCESO: La presente invención se refiere a un dispositivo de procesamiento electrónico de datos presenta una unidad de procesamiento central (CPU), la cual está conectada a través de una barra colectora con cuando menos una memoria (ROM, EEPROM). DISPODITIVO DE SALIDA: DISPOSITIVOS DE SALIDA Son instrumentos que interpretan la información y permiten la comunicación entre los seres humanos y las computadoras. Estos dispositivos convierten los resultados que produce el procesador y que están en código de máquina en una forma susceptible de ser empleada por las personas.

16 COMPONENTES ELECTRÓNICOS
COMPONENTES DISCRETOS: Es aquel dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Estos ponentes se clasifican en dos categorías: activos o pasivos. Entre los pasivos se incluyen las resistencias, los condensadores y las bobinas. Los considerados activos incluyen las baterías (o pilas), los generadores, los tubos de vacío y los transistores. CIRCUITOS INTEGRADOS: Los circuitos integrados se encuentran en todos los aparatos electrónicos modernos, como automóviles, televisores, reproductores de CD, reproductores de MP3, teléfonos móviles, computadoras ,etc. El desarrollo de los circuitos integrados fue posible gracias a descubrimientos experimentales que demostraron que los semiconductores pueden realizar algunas de las funciones de las válvulas de vacío. La integración de grandes cantidades de diminutos transistores en pequeños chips fue un enorme avance sobre el ensamblaje manual de los tubos de vacío (válvulas) y fabricación de circuitos utilizando componentes discretos.

17 COMPONENTES ELECTRÓNICOS
ELEMENTOS AUXILIARES: . INTERRUPTOR DE POSICIÓN FINAL O DE CARRERA. Aparato empleado en la etapa de detección y fabricado específicamente para indicar, informar y controlar la presencia, ausencia o posición de una máquina o parte de ella siendo accionado por ellas mismas mediante contacto físico (ataque). Pueden ser también: De ataque frontal. De ataque lateral unidireccional o bidireccional. De ataque lateral multidireccional. TEMPORIZADORES O RELES DE TIEMPO. Son aparatos en los cuales se abren o cierran determinados contactos, llamados contactos temporizados, después de cierto tiempo, debidamente preestablecido, de haberse abierto o cerrado su circuito de alimentación.

18 OTROS COMPONENTES Carcasa: es el esqueleto metálico que contiene los diferentes componentes internos. Las carcasas tienen otros usos, tales como bloquear el ruido que produce el equipo y la protección contra la radiación electromagnética. Existen normas que garantizan dicha protección de manera tal que se cumpla con las regulaciones existentes. Placas de circuito impreso y conexiones: es un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente componentes electrónicos, a través de rutas o pistas de material conductor, grabados en hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor, comúnmente baquelita o fibra de vidrio. Alimentación: La función de una fuente de alimentación es convertir la tensión alterna en una tensión continua y lo mas estable posible, para ello se usan los siguientes componentes: 1.- Transformador de entrada; 2.- Rectificador a diodos; 3.- Filtro para el rizado; 4.- Regulador (o estabilizador) lineal. este último no es imprescindible.

19 RESISTORES TIPOS DE RESISTORES: FIJOS: VARIABLES (POTENCIOMETROS):
Se denomina resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., los resistores se emplean para producir calor aprovechando el efecto Joule. TIPOS DE RESISTORES: Hay varios tipos de resistores: FIJOS, VARIABLES (POCENTRIOMETROS Y RESISTORES DEPENDIENTES) FIJOS: Podemos proporcionar todas las clases de resistencia, tales como resistor de película del carbón, resistor de película metálica, metal el resistor de revestimiento de óxido, resistor del cemento, resistores wirewound y así sucesivamente. VARIABLES (POTENCIOMETROS): Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reostatos, que pueden disipar más potencia.

20 RESISTORES RESISTORES DEPENDIENTES: APLICACIONES:
Una fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuya siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Su cuerpo está formado por una célula o celda y dos patillas. En la siguiente imagen se muestra su símbolo eléctrico APLICACIONES: Los números preferentes, también conocidos como valores preferentes, son una guía estándar utilizada en diseño industrial para seleccionar valores característicos de un producto. Durante la fase de diseño, los desarrolladores de productos deben definir valores tales como largo, ancho, volumen, distancia, diámetro, y otros parámetros característicos del producto en desarrollo. En algunas aplicaciones es deseable contar con valores redondeados, ya sea porque los números de la serie normal podrían entrañar niveles de precisión ficticios, o porque se necesita un valor entero (por ejemplo, la cantidad de dientes en un engranaje).

21 RESISTORES IDENTIFICACIÓN DE RESISTORES FIJOS:
Se denomina resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., los resistores se emplean para producir calor aprovechando el efecto Joule. Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente máxima en un resistor viene condicionado por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo Los resistores fijos tienen dos contactos entre los cuales existe una resistencia fija, los resistores fijos se dividen en resistores de carbón y resistores metálicos.

22 DIODOS Un diodo (del griego: dos caminos) es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña. FUNCIONAMIENTO: Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de electrones del cristal n al p (Je). Al establecerse estas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de la unión, zona que recibe diferentes denominaciones como zona de carga espacial, de agotamiento, de deplexión, de vaciado, etc. A medida que progresa el proceso de difusión, la zona de carga espacial va incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la unión. Sin embargo, la acumulación de iones positivos en la zona n y de iones negativos en la zona p, crea un campo eléctrico (E) que actuará sobre los electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento, que se opondrá a la corriente de electrones y terminará deteniéndolos.