4º ESO Tema 1. Electrónica..

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1 4º ESO Tema 1. Electrónica.

2 1. Definición de electrónica.
Disciplina relativa al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general en circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de información.

3 1.1. Tipos de materiales La estructura atómica de cada material determina la mayor o menor facilidad con que se desplazan los electrones a su través, pudiéndose distinguir entre materiales: -Conductores -Aislantes -Semiconductores

4 1.2. Elementos de un circuito eléctrico
Un “circuito eléctrico” es el conjunto de conductores y dispositivos eléctricos por los que pasa la corriente eléctrica. Un “circuito eléctrico” consta de los siguientes elementos: Generador eléctrico Conductores: Receptores: transforman la energía eléctrica en otras: luminosa (lámparas), térmica (calefactores), mecánica (motores)… Elementos de control: controlan y distribuyen la corriente (interruptores, pulsadores, conmutadores) Elementos de protección: protegen los circuitos de las altas temperaturas, cortocircuitos, etc (fusibles, interruptores magnetotérmicos y diferenciales)

5 1.3. Representación y símbolos

6 2. Magnitudes eléctricas básicas Circuitos serie y paralelo

7 2.1. Voltaje o diferencia de potencial, V en voltios, V
La cantidad de energía que una pila o batería (generador) es capaz de proporcionar a cada electrón viene expresada por su voltaje o tensión y se mide en voltios, V Para entender qué es la diferencia de potencial en electricidad, se suele poner el ejemplo que sustituye la corriente eléctrica por corriente de agua:

8 Cuando dos elementos tienen diferente cantidad de carga negativa, existe una “diferencia de potencial” , y se producirá un flujo de electrones que tenderá a nivelar las cargas. La diferencia de potencial también se llama tensión o voltaje y se mide en Voltios, V Los generadores de corriente eléctrica son dispositivos que mantienen la diferencia de potencial para que los electrones puedan circular constantemente desde el polo negativo al positivo

9 2.2. Intensidad de corriente eléctrica, I, en Amperios, A
Es la carga eléctrica Q (en Culombios, C) o el número de electrones que atraviesa la sección de un conductor en la unidad de tiempo t (en segundos, s) I = Q / t Como la carga eléctrica de un electrón es muy pequeña, para medir la intensidad de corriente eléctrica se usa el Culombio; 1 Culombio = 6, electrones Suelen usarse dos submúltiplos: -miliamperio, 1mA=10-3 A -microamperio, 1μA=10-6 A

10 2.3. Resistencia eléctrica R, en Ohmios Ω
Es la oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica, se mide en Ohmios Ω La resistencia está dada por la siguiente fórmula: R=ρ·l/s ρ del material.(Ω·mm2/m) l longitud en metros s sección transversal en mm2 RESISTIVIDAD DE LOS MATERIALES (ρ) Aluminio | 0.028 Ω × mm2/m | Cobre |  Ω × mm2/m | Carbón | 35 Ω × mm2/m | Hierro | 0.1 Ω × mm2/m | Latón | 0.07 Ω × mm2/m | Mercurio | 0.94 Ω × mm2/m | Nicrom | 1.12 Ω × mm2/m | Plata | 0.016 Ω × mm2/m | Plomo | 0.21 Ω × mm2/m | Estaño | 0.13 Ω × mm2/m | Niquel | 0.123 Ω × mm2/m | Oro | 0.022 Ω × mm2/m | Ejemplo: ¿Cual será la resistencia de un trozo de Hierro de 2 Km con un radio de 5 mm? S=Πr2= Π25=78,53 mm2 R=ρ·l/s=0,1x2000/78.53==2.54Ω

11 2.4. Ley de Ohm La ley de Ohm relaciona la resistencia eléctrica, intensidad de corriente y diferencia de potencial del siguiente modo: V = I . R con: V, diferencia de potencial en voltios, V I, Intensidad de corriente en Amperios,A R, Resistencia eléctrica en ohmios, Ω Podemos deducir las siguientes expresiones: R = V / I I = V / R Ejemplo: ¿Que intensidad circulará por este circuito si la resistencia es de 100 Ohmios, y el voltaje de 25 V? I=V/R=25/100=0.25A=250mA

12 2.5 Tipos de circuitos Puede ser de 3 tipos: Conexión en serie: los elementos se conectan uno a continuación de otro. Conexión en paralelo: los elementos se sitúan en distintos cables y la corriente que llega a uno de ellos no pasa por el resto. Conexión mixta: tiene elementos conectados en serie y en paralelo

13 2.5.1Circuito serie Observamos que sólo existe I (de valor 45 mA, según el amperímetro) Observamos que la resistencia1 soporta la tensión AC (VAC) y la resistencia 2 soporta la tensión CB (VCB) Se debe cumplir que VAB=VAC+VCB VAB=9 V (pila) Sólo existe una intensidad eléctrica (dibujada como una “flecha” que sale del positivo de la pila para volver al negativo), por tanto, todos los componentes están atravesados por la misma intensidad Cada componente soporta entre sus extremos distintas tensiones Si se funde un componente, no circula intensidad eléctrica, y por tanto ningún otro componente eléctrico del circuito funciona En un circuito serie la tensión proporcionada por la pila debe ser igual a la suma de las tensiones en extremos de los componentes Las resistencias en serie se suman

14 2.5.2 Circuito paralelo Observamos que I=I1+I2 I1 pasa por R1
Sólo existe VAB=9 V (pila) Sólo existe una tensión (la de la pila) Existen varias intensidades (I que dibujamos saliendo del positivo de la pila. Como la ìntensidad I debe volver al negativo de la pila, y encuentra varios caminos-ramas- se divide en I1,I2…por cada rama para luego formar de nuevo I en el punto donde confluyen las ramas y retornar al negativo de la pila) Si se funde un elemento, sólo se estropea la rama donde está ese elemento, el resto no se ve afectado La intensidad que suministra la pila debe ser igual a la suma de las intensidades de las ramas La resistencia equivalente paralelo, Rp se calcula con la fórmula 1/Rt=1/R1+1/R2+1/R3…

15 2.5.3 Resolución de circuitos Para hallar el voltaje e intensidad en cada resistencia deberemos realizar los siguientes cálculos I I V Rt=R1+R2 I=V/Rt V1=It·R1 V2=It·R2 I1=I2=I 1/Rt=1/R1 +1/R2 V1=V2=V I1=V/R1 I2=V/R2 I=I1+I2

16 3. Componentes electrónicos

17 3.1 Resistencia Dificulta el paso de la corriente eléctrica
Se mide en ohmios y se indica mediante un código de colores; las dos primeras bandas se sustituyen por dos números según su color la tercera indica los ceros que hay que añadir a la cantidad anterior la cuarta indica la tolerancia o desviación máxima admisible

18 3.2 Resistencia variable o potenciómetro

19 3.3 Resistencias que dependen de un parámetro físico
Pueden depender de: La temperatura: se llaman termistores, y pueden ser: NTC (coef. de temp. negativo) en los que disminuye la resistencia al aumentar la temperatura PTC (coef. de temp. positivo) en los que aumenta la resistencia al subir la temperatura La luz: se llaman LDR y en ellos al aumentar la cantidad de luz disminuye la resistencia

20 3.4 Condensador Consta de dos placas metálicas (armaduras) separadas por un material aislante (aire, papel, cerámica, plástico, etc) llamado dieléctrico. Si se aplica tensión entre armaduras el dieléctrico impide el paso de corriente pero se acumula la carga en las armaduras. Capacidad eléctrica de un condensador es la cantidad de carga que son capaces de almacenar cuando se someten a una tensión eléctrica La unidad de capacidad es el faradio (F) pero suelen usarse submúltiplos: microfaradio(µF), nanofaradio(nF) y picofaradio(pF)

21 3.5 Diodo Es un dispositivo de material semiconductor que permite el paso de corriente en un solo sentido, del Ánodo al Cátodo. Si la corriente circula en ese sentido esta polarizado en directa, si esta al revés en inversa.

22 3.6 Los diodos LED Emiten luz en el campo visible y en el no visible (rayos infrarrojos) y se emplean como pequeñas lámparas encapsulando el semiconductor en plástico transparente. Solo se encienden si están polarizados en directa. Son muy sensibles a la intensidad, siempre hay que ponerles una R en serie.

23 3.7 Transistores Son dispositivos con tres terminales llamadas emisor, base y receptor construidas con materiales semiconductores. La función de un transistor es amplificar la corriente transformado señales muy débiles, como las ondas de radio y televisión, en señales suficientemente fuertes para producir sonidos en un altavoz, imágenes en un televisor, etc.

24 3.8 El relé Dispositivo compuesto por una bobina (electroimán) y uno o más conmutadores. En el relé el funcionamiento del conmutador (o conmutadores) es controlado por el electroimán. Dependiendo de si llega corriente o no al electroimán, éste repelerá o no al contacto móvil del conmutador, haciendo que el conmutador adopte su posición A o B