ELECTRONICA INDUSTRIAL I CICLOS VI ME I Y II ING. CARLOS MEDINA GARCIA

1.- ELECTRONICA INDUSTRIAL I CONCEPTO DE ELECTRONICA La electrónica es la rama de la física, y fundamentalmente una especialización de la INGENIERIA, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los ELECTRONES u otras partículas cargadas eléctricamente.

1.1. Concepto de la electrónica Utiliza una gran variedad de dispositivos, desde las válvulas termoiónicas hasta los semiconductores. El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la Física y química relativamente

CONCEPTO DE ELECTRONICA Electrónica es la rama de la ciencia que trata sobre el control del flujo de las cargas eléctricas a través de conductores y otros materiales llamados semi-conductores. Electrónica, área de la ingeniería y de la física aplicada concerniente al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo trabajo depende del flujo de electrones en una unidad de tiempo, para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de información. Esta información puede consistir en voz o música en un receptor de radio, en una imagen en una pantalla de televisión, o en números

1.2. Aplicaciones de la electrónica La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. Los principales usos de los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la distribución de información, la conversión y la distribución de la energía eléctrica. Estos dos usos implican la creación o la detección de campos electromagnéticas y corrientes eléctricas. Entonces se puede decir que la electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación

Telecomunicaciones Electrónica de control Electrónica de Potencia

Básicamente son tres etapas: La primera (transductor), la segunda (circuito procesador) y la tercera (circuito actuador).

1.3. Señales electrónicas Variable analógica –Son aquellas que pueden tomar un número infinito de valores comprendidos entre dos límites. La mayoría de los fenómenos de la vida real dan señales de este tipo. (presión, temperatura,etc.)

Variable digital– También llamadas variables discretas, entendiéndose por estas, las variables que pueden tomar un número finito de valores. Por ser de fácil realización los componentes físicos con dos estados diferenciados, es este el número de valores utilizado para dichas variables, que por lo tanto son binarias. Siendo estas variables más fáciles de tratar (en lógica serian los valores V y F) son los que generalmente se utilizan para relacionar varias variables entre si y con sus estados anteriores.

Tensión Es la diferencia de potencial generada entre los extremos de un componente o dispositivo eléctrico. También podemos decir que es la energía capaz de poner en movimiento los electrones libres de un conductor o semiconductor. La unidad de este parámetro es el voltio (V). Existen dos tipos de tensión: la continua y la alterna. Tensión continua (VDC) –Es aquella que tiene una polaridad definida, como la que proporcionan las pilas, baterías y fuentes de alimentación.

Tension Alterna (VAC)- –Es aquella cuya polaridad va cambiando o alternando con el transcurso del tiempo. Las fuentes de tensión alterna más comunes son los generadores y las redes de energía doméstica.

Corriente También denominada intensidad, es el flujo de electrones libres a través de un conductor o semiconductor en un sentido. La unidad de medida de este parámetro es el amperio (A). Al igual que existen tensiones continuas o alternas, las intensidades también pueden ser continuas o alternas, dependiendo del tipo de tensión que se utiliza para generar estos flujos de corriente.

Resistencia Es la propiedad física mediante la cual todos los materiales tienden a oponerse al flujo de la corriente. La unidad de este parámetro es el Ohmio (Ω). No debe confundirse con el componente resistor. El material usado es el carbon, o alambre NICROM

1.7. Circuitos electrónicos Por el tipo de información Por el tipo régimen señal Por su configuración Analógicos Digitales Mixtos Periódico Transitorio Permanente De corriente Continua Alterna Serie Paralelo Mixto

1.8. Componentes Altavoz: reproducción de sonido. Cable: conducción de la electricidad. Conmutador: reencaminar una entrada a una salida elegida entre dos o más. Interruptor: apertura o cierre de circuitos, manualmente. Pila: generador de energía eléctrica. Transductor: transformación de una magnitud física en una eléctrica (ver enlace). Visualizador: muestra de datos o imágenes.

1.9. Dispositivos analógicos Amplificador operaciolnal: amplificación, regulación, conversión de señal, conmutación. Condensador: almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancias. Diodo: rectificación de señales, regulación, multiplicador de tensión. Diodo Zener: regulación de tensiones. Inductor: adaptación de impedancias. Potenciómetro: variación de la corriente eléctrica o la tensión. Relé: apertura o cierre de circuitos mediante señales de control. Resistor o Resistencia: división de intensidad o tensión, limitación de intensidad. Transistor: amplificación, conmutación.

1.10. Dispositivos digitales Biestable: control de sistemas secuenciales. Memoria: almacenamiento digital de datos. Microcontrolador: control de sistemas digitales. Puerta lógica: control de sistemas combinacionales.

1.11. Dispositivos de potencia DIAC: control de potencia. Fusible: protección contra sobre-intensidades. Tiristor: control de potencia. Transformador: elevar o disminuir tensiones, intensidades, e impedancia aparente. Triacc: control de potencia. Varistor: protección contra sobre-tensiones.

1.12. Equipos de medición Galvanómetro: mide el cambio de una determinada magnitud, como la intensidad de corriente o tensión (o voltaje). Se utiliza en la construcción de Amperímetros y Voltímetros analógicos. Amperímetro y pinza amperimétrica: miden la intensidad de corriente eléctrica. Óhmetro o puente de Wheatstone: miden la resistencia eléctrica. Cuando la resistencia eléctrica es muy alta (sobre los 1 M-ohm) se utiliza un Meggómetro o Medidor de aislamiento. Voltímetro: mide la tensión. Multímetro o polímetro: mide las tres magnitudes citadas arriba, además de continuidad eléctrica y el valor B de los Transistores (tanto PNP como NPN). Vatímetro: mide la potencia eléctrica. Está compuesto de un amperímetro y un voltímetro, y, a depender de la configuración de conexión, puede entregar distintas mediciones de potencia eléctrica.

Equipos de medición Osciloscopio: miden el cambio de la corriente y el voltaje respecto al tiempo. Analizador lógico: prueba circuitos digitales. Analizador de espectro: mide la energía espectral de las señales. Analizador vectorial de señales: como el analizador espectral pero con más funciones de desmodulación digital. Electrómetro: mide la carga eléctrica. Frecuencímetro o contador de frecuencia: mide la frecuencia. Reflectómetro de dominio de tiempo (TDR): prueba la integridad de cables largos. Capacímetro: Mide la capacidad eléctrica o capacitancia. Vatihorímetro o contador eléctrico: Mide el consumo eléctrico.

1.13. EL OSCILOSCOPIO ¿Qué es un osciloscopio? El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo. El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal, denominado X, representa el tiempo.

¿Qué podemos hacer con un osciloscopio?. Básicamente esto: Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal. Determinar indirectamente la frecuencia de una señal. Determinar que parte de la señal es DC y cual AC. Localizar averías en un circuito. Medir la fase entre dos señales. Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

¿Qué controles posee un osciloscopio típico?

1-14. Tipos de ondas Se pueden clasificar las ondas en los cuatro tipos siguientes: Ondas sinodales Ondas cuadradas y rectangulares Ondas triangulares y en diente de sierra. Pulsos y flancos ó escalones.

1.15. Medidas en las formas de onda Periodo y Frecuencia Si una señal se repite en el tiempo, posee una frecuencia (f). La frecuencia se mide en Hertz (Hz) y es igual al numero de veces que la señal se repite en un segundo, es decir, 1Hz equivale a 1 ciclo por segundo. Una señal repetitiva también posee otro paramento: el periodo, definiéndose como el tiempo que tarda la señal en completar un ciclo. Periodo y frecuencia son recíprocos el uno del otro:

Voltaje Voltaje es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito. Normalmente uno de esos puntos suele ser masa (GND, 0v), pero no siempre, por ejemplo se puede medir el voltaje pico a pico de una señal (Vpp) como la diferencia entre el valor máximo y mínimo de esta. La palabra amplitud significa generalmente la diferencia entre el valor máximo de una señal y masa.

Fase La fase se puede explicar mucho mejor si consideramos la forma de onda senoidal. La onda senoidal se puede extraer de la circulación de un punto sobre un circulo de 360º. Un ciclo de la señal senoidal abarca los 360º. Cuando se comparan dos señales senoidales de la misma frecuencia puede ocurrir que ambas no estén en fase, o sea, que no coincidan en el tiempo los pasos por puntos equivalentes de ambas señales. En este caso se dice que ambas señales están desfasadas, pudiéndose medir el desfase con una simple regla de tres: Siendo t el tiempo de retraso entre una señal y otra.

1.16. Código de colores de las resistencias / resistores Los resistores son fabricados en una gran variedad  de formas y tamaños. En las más grandes, el valor del resistor se imprime directamente en el cuerpo del mismo, pero en los más pequeños no es posible. Para poder obtener con facilidad el valor de la resistencia / resistor se utiliza el código de colores Sobre estos resistores se pintan unas bandas de colores. Cada color representa un número que se utiliza para obtener el valor final del resistor.

Las dos primeras bandas indican las dos primeras cifras del valor del resistor, la tercera banda indica cuantos ceros hay que aumentarle al valor anterior para obtener el valor final de la resistor. La cuarta banda nos indica  la tolerancia y si hay quinta banda, ésta nos indica su confiabilidad

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El resistor tiene un valor de 2400,000 Ohmios +/- 5 % El valor máximo de este resistor es: 25200,000 Ω El valor mínimo de este resistor es: 22800,000 Ω El resistor puede tener cualquier valor entre el máximo y mínimo calculados. Nota: - Los colores de las bandas de los resistores no indican la potencia que puede disipar, pero el tamaño que tiene la resistor da una idea de la disipación máxima que puede tener. Ver la Ley de Joule. - En este artículo los términos resistor y resistencia se han utilizado como sinónimos.