1. CIRCUITOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS POR NATALIA URREGO OSPINA

2. GENERALIDADES Tras el invento de la bombilla eléctrica por Thomas Alva Edison, en 1879, la vida de la mayoría de las personas cambió radicalmente. La electricidad ha cambiado nuestra forma de vivir, de trabajar, de comunicarnos o de disfrutar del tiempo libre. Se puede decir que la electricidad mueve el mundo. Por eso es difícil imaginar nuestra vida sin electricidad. La electricidad ofrece tantas ventajas debido a que se puede transformar en otras formas de energía con relativa facilidad:

3. CIRCUITO ELÉCTRICO Un circuito eléctrico es un camino completo por donde puede circular la corriente eléctrica. Todos los circuitos eléctricos y electrónicos, sin importar su complejidad, tienen tres factores asociados con ellos: Corriente, voltaje y resistencia. Se dice que un circuito está abierto cuando hay una interrupción que no permite el paso el corriente, y que un circuito está cerrado cuando circula la corriente por él.

5. CONDUCTOR .

6. CARGA.

8. De corriente alterna..Las fuentes de corriente tienen dos polos: uno positivo (+) y uno negativo (-). En las fuentes de corriente alterna al polo positivo se le llama línea viva y al polo negativo se le llama línea neutra.

9. ELEMENTOS CONDUCTORES O CABLES Los principales materiales conductores son: El oro, la plata, el cobre, el aluminio, el latón, el zinc, el hierro y en general todos los metales. Los materiales aislantes, como su nombre lo indica, se utilizan para aislar los materiales conductores y los más utilizados son: la baquelita, el PVC, el caucho, entre otros. PARENTESIS: Existen unos elementos que ocupan una posición intermedia entre los conductores y los aislantes, y se denominan los semiconductores. Los más importantes para la electrónica han sido el Silicio y el Germanio, ya que tienen características muy especiales que se han aprovechado para la fabricación de los componentes de la familia de los semiconductores, como los diodos, transistores, circuitos integrados, etc. Los conductores son los cables y láminas metálicas que tienen la misión de conectar la fuente con la carga. Con los cables conectamos los distintos componentes del circuito.

10. CARGAS O CONSUMIDOR El componente de un circuito que recibe la energía eléctrica suministrada por la fuente se llama carga y su función es introducir una dificultad adicional a la circulación de la corriente, para modificar a conveniencia los valores de voltaje e intensidad de corriente en algunas partes del circuito. La carga se comporta o responde de una o más de las siguientes formas: Resistivo: Si la energía la disipa el elemento. Por ejemplo, la bombilla disipa la energía a través de calor Capacitivo: Es aquella que acumula un campo eléctrico de forma temporal. Por ejemplo, los condensadores. Inductivo: Si almacena un campo magnético de forma temporal. Por ejemplo, una bobina. En la práctica, los componentes de un circuito se comportan de más de una de dichas formas, y muchas veces de las tres simultáneamente; pero lo normal es que predomine uno de los efectos citados sobre los otros.

11. RESISTENCIAS ( R ) Las resistencias son componentes pasivos que se oponen al paso de la corriente eléctrica. La unidad de medida de las resistencias es el Ohmio, que se representa con la letra griega Omega (Ω). La diferencia de potencial (V) en los bornes o terminales de un elemento resistivo puro, es directamente proporcional a la intensidad de corriente (I) que circula por él. V (t)=R x I (t) Donde, R = la resistencia eléctrica del elemento. Por ejemplo: Si R= 5 Ω y tenemos una corriente de 3 A, cual es el voltaje? Si R= 6 Ω y el voltaje es de 12 V, cual es la corriente?

13. Resistencias variables: El valor de resistencia puede ser variado a voluntad.Éstas resistencias se subdividen en otros grupos según su fabricación y forma, como se muestran en las ilustraciones. Las resistencias fijas llevan grabadas sobre su cuerpo unas bandas de color que permite identificar el valor óhmico que éstas poseen. Esto es cierto para resistencias de potencia pequeña (menor de 2 W.), ya que las de potencia mayor generalmente llevan su valor impreso con números sobre su cuerpo.

14. CÓDIGO DE COLORES PARA RESISTENCIAS En la resistencia de la izquierda vemos el método de codificación más difundido. En el cuerpo de la resistencia hay 4 anillos de color que, considerándolos a partir de un extremo y en dirección al centro, indican el valor óhmico de este componente. El número que corresponde al primer color indica la primera cifra, el segundo color la segunda cifra y el tercer color indica el número de ceros que siguen a la cifra obtenida, con lo que se tiene el valor efectivo de la resistencia. El cuarto anillo, o su ausencia, indica la tolerancia. La resistencia de la derecha, por su parte, tiene una banda más de color y es que se trata de una resistencia de precisión. Esto además es corroborado por el color de la banda de tolerancia, que al ser de color rojo indica que es una resistencia del 2%.

15. CÓDIGO DE COLORES PARA RESISTENCIAS Un caso de confusión al interpretar el código de colores puede presentarse cuando por error se lee las bandas de color al revés. Estas resistencias son las mismas que antes, pero vistas al contrario. En la primera, si leemos de izquierda a derecha, ahora vemos oro-naranja-violeta-amarillo. El oro NO es un color usado para las cifras significativas, así que algo va mal. Además el amarillo no es un color que represente tolerancias. En un caso extremo, la combinación naranja-violeta-amarillo (errónea por otro lado porque la banda de tolerancia no va a la izquierda de las otras) nos daría el valor de 370 KΩ, que no es un valor normalizado.

16. CÓDIGO DE COLORES PARA RESISTENCIAS

17. CÓDIGO DE COLORES PARA RESISTENCIAS Tabla con los valores normalizados de resistencias, que ayudará a encajarlas según valores establecidos internacionalmente.

18. SIMBOLOGIA RESISTENCIAS

19. CONDENSADORES O CAPACITORES Un condensador esta formado por dos placas metálicas separadas por un material aislante llamado “dieléctrico”. La diferencia de potencial (V) en los terminales de un condensador, es proporcional a la carga (q) en él almacenada. La constante de proporcionalidad (C) se llama capacidad del condensador. Estos es: q(t) = C x V(t) i = dq/dt V(t) = (1/C) x ∫i dt La unidad de capacidad se llama Faradio (F). La capacidad de un condensador es de 1F cuando almacena 1C (culombio) de carga al aplicarle un 1V, es decir, 1F = C/V. como se trata de una unidad muy grande se utilizan los submúltiplos: 1μF = 10-6F y 1pF = 10-12F

20. CONDENSADORES O CAPACITORES Como las resistencias se dividen en dos grandes grupos: fijos y variables. Los condensadores fijos se dividen a su vez en: Polarizados o electrolíticos: se clasifican en dos tipos: de aluminio y de tantalio. No polarizados: se clasifican según el tipo de fabricación en: poliéster, mica, cerámica y papel. los condensadores variables también se clasifican en dos tipos: Con Dieléctrico de aire. Con Dieléctrico de mica

21. CONDENSADORES O CAPACITORES

22. INDUCTANCIAS (BOBINAS Y TRANSFORMADORES) Los inductores también reciben el nombre de bobinas, y están formadas por varias vueltas o espiras de alambre de cobre enrollado entre sí. Cuando se tienen varias bobinas sobre un mismo núcleo, se forma un transformador. La bobina almacena energía eléctrica en forma de campo magnético cuando aumenta la intensidad de corriente, y la devuelve cuando la corriente disminuyendo. En toda bobina eléctrica dentro de un circuito se produce en ella una caída de tensión:

23. INDUCTANCIAS (BOBINAS Y TRANSFORMADORES) La función de las bobinas, es oponerse a los cambios en la dirección de la corriente, y la función de los transformadores es aumentar o rebajar el voltaje y la corriente. Los principales tipos de bobinas son: De núcleo de aire. De núcleo de hierro. De núcleo de ferrita.

25. Interruptor: Permite abrir o cerrar un circuito y que este permanezca en la misma posición hasta que volvamos a actuar sobre él.

30. Para Resistencias

31. Para Condensadores

34. Para Resistencias

35. Para Condensadores

37. SENTIDO DE LA CORRIENTE ELECTRICA - CONVENCIÓN Por convención se considera que la corriente es positiva en el sentido del movimiento de carga positiva. Normalmente la corriente es debida al movimiento de electrones, que tienen carga negativa. (Esto significa que el sentido positivo de la corriente es el opuesto al sentido del movimiento de los electrones), es decir, de polo positivo a negativo.

38. LEY DE OHM La ley de Ohm establece la relación existente entre la diferencia de potencial en los extremos de un elemento que presenta una resistencia R , y la corriente que lo atraviesa. Por con siguiente se podría decir que: “El voltaje presente en los terminales de un elemento de circuito (o en los terminales de un circuito sencillo) es igual al producto de la resistencia por la intensidad de corriente que circula en el circuito” V= I x R Donde, V= voltios I = Amperios R = Ohmios. La ley de ohm también sirve para calcular y predecir que cantidad de corriente circulará a través de un elemento en un circuito, lo cual es necesario para el diseño de proyectos electrónicos. CIRCUITO MOSTRANDO LA LEY DE OHM

39. CALCULO DE MAGNITUDES EN UN CIRCUITO EN SERIE En el siguiente ejemplo se va a calcular la intensidad de corriente y el voltaje en los extremos de cada resistencia del circuito: Tomado de: http://platea.pntic.mec.es/curso20/34_flash/html8/

40. CALCULO DE MAGNITUDES EN UN CIRCUITO EN PARALELO En el siguiente ejemplo se va a el voltaje en los puntos A y B, la intensidad de corriente por cada resistencia y la intensidad de corriente total del circuito: Tomado de: http://platea.pntic.mec.es/curso20/34_flash/html8/