Electrónica Básica Conceptos Básicos

¿Qué es la electricidad? Se define como el flujo de una carga eléctrica ¿de donde provienen estas cargas?¿Cómo se mueven? ¿Cómo puede una cargar eléctrica realizar un movimiento mecánico o encender algo?

¿Qué es la electricidad? Es la manifestación física de las modificaciones que se dan en las partes más pequeñas de la materia, los átomos, específicamente en los electrones. Los materiales están compuestos básicamente por moléculas y estas moléculas se componen de átomos. Los átomos poseen un núcleo formado por neutrones y protones y los electrones forman una órbita alrededor del núcleo. + -

Composición de la materia El protón tiene carga eléctrica positiva El electrón posee carga eléctrica negativa Al enfrentar cargas eléctricas distintas, estas se atraen, mientras que las cargas eléctricas similares se repelen.

¿Qué es un circuito? Es un camino para poder mover los electrones de un lado a otro y formar un flujo (corriente), es un camino entre el punto inicial y el punto final. Este camino debe ser creado utilizando un elemento conductor. A este camino se le llama circuito eléctrico. Ahora entendemos cómo los electrones pueden fluir, pero ¿cómo hacemos que se muevan? y ¿cómo se producen la energía necesaria para iluminar una ampolleta o hacer girar un motor? Para eso, tenemos que entender los campos eléctricos.

Campo Eléctrico Mover electrones de polo + a polo -

Voltaje La fuerza electromotriz (f.e.m.) o también llamada voltaje o diferencia de potencial es la fuerza necesaria para trasladar los electrones desde el polo positivo al negativo, y así generar la diferencia de cargas. En otras palabras, el Voltaje es la fuerza que permite que los electrones circulen a través de los componentes de un circuito. Alessandro Volta año 1800

Corto Circuito Si conectamos el lado positivo de una pila con el negativo, un flujo de electrones comenzara a circular de forma acelerada. La energía liberada es enorme y no tenemos nada en el camino que la está consumiendo. Es una mala idea no tener nada que consuma la energía ya que esta se transformará en calor y probablemente derrita el cable rápidamente.

Para que desperdiciar la energía

Corriente La corriente es la cantidad de electricidad que recorre un circuito en la unidad de tiempo. La unidad de medida es el Amperio (A),que equivale a una carga eléctrica de un Columbio (Q) en un segundo. 𝐼= 𝑄 𝑡 Se puede comparar un sistema eléctrico con uno hidráulico, siendo la corriente el equivalente al caudal. 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙= 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒= 𝐶𝑜𝑙𝑢𝑚𝑏𝑖𝑜𝑠 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜

Efectos de la electricidad Efecto térmico: Al fluir corriente eléctrica por ciertos materiales conductores, llamados resistivos, como el carbón, se produce calor en ellos, haciendo posible que existan los calefactores, hornos, hervidores, planchas, etc. Efecto luminoso: En una lámpara eléctrica incandescente, al fluir por su filamento resistivo una corriente eléctrica, éste se calienta a altas temperaturas, irradiando luz. Efecto químico: Al fluir la corriente eléctrica por ciertos líquidos, éstos se disgregan, dándose el nombre de electrólisis a dicho proceso. Efecto magnético: Al conectar una bobina a un circuito eléctrico, aquélla produce un campo magnético similar al de un imán, lo que origina un efecto de atracción sobre ciertos metales.

Corriente continua La corriente continua es la que proporcionan las baterías, pilas, dínamos y celdas fotovoltaicas. La corriente continua se caracteriza porque los electrones libres siempre se mueven en el mismo sentido por el conductor con una intensidad constante. VER VIDEO I t

Corriente alterna La corriente alterna es la que encontramos en la red eléctrica domiciliaria (enchufes de nuestra casa). La corriente alterna se caracteriza por que el flujo de electrones se mueve por el conductor en un sentido y en otro, además el valor de la corriente es variable I Nicola Tesla 1880

Componentes eléctricos

Componentes electrónicos

Esquemáticos Un esquemático es la representación gráfica de un circuito electrónico, en el se representa por medio de símbolos, los componentes y sus conexiones

Símbolos utilizados comúnmente Resistencias Resistencias Variables (Potenciómetros)

Condensadores / Inductancias

Switches

Fuentes de Alimentación AC/DC

Diodos

Transistores

Leyendo un esquemático

Nodos

Net Names

Identificando nodos de Voltaje

Protoboard El protoboard (o breadboard) es una excelente herramienta para poder armar circuitos electrónicos temporales, puesto que nos permite montar y desmontar los componentes cuando sea necesario, probar distintos valores o formas de conexión sin las ataduras que nos provee una tarjeta con los componentes soldados.

Instrumentación de laboratorio Cuando se trabaja en electrónica es indispensable muchas contar con los instrumentos necesarios para poder ver los valores de algunas magnitudes físicas o bien verlas gráficamente (corriente, voltaje, resistencia, temperatura, etc.). Algunos de estos instrumentos son: Analizador de espectro Osciloscopio Multímetro (o tester) Generador de señales También es importante contar con una fuente de alimentación que nos permita darle electricidad a nuestros circuitos y una estación de soldado en caso de ser necesario.

¿Como medimos voltajes y corrientes? Los multímetros son una herramienta que usamos para medir múltiples características en electrónica. Las variables más sencillas que medimos son el voltaje y la corriente. Yo ocupo el multímetro para realizar algunos tests básicos de chequeo preliminar, y algunas mediciones simples. ¿La salida del regulador es realmente 5V? ¿Tengo continuidad entre 2 puntos? ¿Qué valor tiene mi resistencia?

¿Cómo medir Voltaje? Para empezar con algo simple, midamos voltaje en una batería AA: Toma tu multímetro y conecta la punta negra en el jack COM ("common"), y la punta roja en mAVohm. Coloca la perilla del multímetro en "2V" en el rango DC (DC es corriente continua, AC es corriente alterna). Afirma las puntas en los terminales positivo y negativo de la batería, aplicando un poco de presión. La punta negra habitualmente se conecta a tierra o negativo (-), y la roja a positivo (+). Si tienes una batería nueva, deberías ver alrededor de 1.5V en el display. ¿Qué sucede si doy vuelta los cables?

¿Cómo medir corriente? Es complicado porque la corriente se mide en serie, mientras que el voltaje se mide colocando una punta en VCC y la otra en GND (en paralelo). Para medir corriente debes interrumpir físicamente su flujo, y colocar el multímetro en la línea. Dicho de otra forma, quita el cable de VCC de la fuente, que va hacia el protoboard y coloca otro cable pequeño en la misma línea del protoboard.