Corriente eléctrica y flujo de electrones Fluir de los electrones debido a la diferencia de potencial en los bornes de la pila. Se suele tomar por convenio el sentido de la corriente eléctrica (I) el opuesto al del movimiento de los electrones.
Símiles con el agua U = V = Diferencia de potencial, tensión o voltaje. I = Intensidad de corriente eléctrica o corriente eléctrica. R= Resistencia eléctrica, cuanto mayor es más se dificulta el paso de la corriente.
Ley de Ohm Potencia: P=I·V ; P=R·I2 ; P=V2/R ? unidad W (Watt, vatio) Energía: E=P·t ? unidad W·h (vatio·hora) Relaciona las tres magnitudes: V ? unidad V (Voltio) I ? unidad A (Amperio) R ? unidad O (Ohmio)
Ejemplos de cálculos Circuito con R: P = V I V = 230 V I= 2 A ? P = 460 W P = R I² R = 10 W I= 2 A ? P = 40 W V = P/ I P = 1000 W I = 4.34 A ? V= 230.41 V I = P/ V P = 1000 W V = 230 V ? I = 4.35 A P = V²/R V = 230 V R = 10 W ? P = 5290 W
Electrónica Analógica Básica Sub Componentes electrónicos: Resistencias. Condensadores. Bobinas Asociación de componentes pasivos Diodos Transistores
Componentes semiconductores Componentes pasivos Se fabrican con carbón, acero, cobre. Resistencias. Condensadores Bobinas Se fabrican con materiales específicos como: selenio, germanio y silicio. Diodos. Transistores. Circuitos integrados COMPONENTES ELECTRÓNICOS
Oponerse al paso de la corriente (Gp:) Función (Gp:) Valor longitud (l) sección (S) ? = Resistividad Depende de: (Gp:) Unidades Ohmio (O) Múltiplos: kO kiloohmio (1.103 O) MO megaohmio (1.106 O) RESISTENCIAS (Gp:) Utilidad de las resistencias: Para ajustar la tensión. Para limitar la intensidad. (Gp:) Montaje en serie. (Gp:) Montaje en paralelo.
TIPOS DE RESISTENCIAS (I)
TIPOS DE RESISTENCIAS (II)
TIPOS DE RESISTENCIAS (III)
PROBLEMAS I Para aplicar la fórmula del cálculo de la resistencia de un conductor: (Gp:) Donde: La resistividad ? se expresa en O. m La longitud l se expresa en m. La sección en m2. (Gp:) Ley de Ohm: (Gp:) V = diferencia de potencial en voltios (v) I = Intensidad en amperios (A) R = resistencia en ohmios (O).
CONDENSADORES (I) Valor (Gp:) La capacidad C de un condensador depende de la superficie de las armaduras, de la distancia que las separa y de la naturaleza del diélectrico. (Gp:) C = ? . S / d donde: ? = constante dieléctrica d = distancia antre armaduras S = superfifice armaduras C = Q / V donde: Q = carga eléctrica que puede almacenar V = diferencia de potencial (Gp:) Unidades faradio (F) Submúltiplos: µF = microfaradio (1.10-6 F). n = nanofaradio(1.10-9 F). p = picofaradio (1.10-12 F). (Gp:) Función (Gp:) Almacenar carga eléctrica para suministrarla en un momento determinado.
CONDENSADORES (II) (Gp:) En serie con una resistencia y una fuente de tensión contínua (Gp:) Conexionado (Gp:) Funcionamiento Tipos de condensadores (banco de imágenes CNICE) Condensador eléctrico (Wikipedia)
CONDENSADORES (III)
BOBINAS Función Almacenar energía eléctrica de forma magnética para cederla en un momento determinado. Valor La autoinducción L de una bobina depende del número de espiras que forman el arrollamiento (N), del flujo magnético que la atraviesa (F) y de la intensidad de corriente que la recorre (I). L = N.F / I Unidades henrio (H) Submúltiplos: mH = milihenrio (1.10-3 H) µH = microhenrio (1.10-6 H). Funcionamiento
ASOCIACIÓN DE COMPONENTES PASIVOS serie paralelo (Gp:) serie (Gp:) paralelo Las bobinas interaccionan entre ellas generando inducciones parásitas. Sólo se asocian cuando interesa aprovechar este fenómeno.
COMPORTAMIENTO DE LOS COMPONENTES PASIVOS DESCRITOS
DIODOS (Gp:) Función (Gp:) Actúa como un componente unidireccional, es decir, deja pasar la corriente sólo en un sentido (Gp:) Está formado por la unión de dos cristales semiconductores uno de tipo N, llamado cátodo, y otro de tipo P, llamado ánodo. (Gp:) Composición (Gp:) Polarización
TRANSISTORES (Gp:) Función (Gp:) El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que puede funcionar, bien como interruptor, bien como amplificador de una señal eléctrica de entrada. (Gp:) Se clasifican en dos grandes grupos: Bipolares: NPN y PNP Unipolares: o de efecto campo (Gp:) Clasificación (Gp:) Formados por la unión de tres cristales semiconductores. (Gp:) Bipolares
Modelo sencillo del funcionamiento de un transistor
Principio de funcionamiento del transistor bipolar (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + (Gp:) + P N N P (Gp:) Concentración de huecos + –
(Gp:) N Principio de funcionamiento del transistor bipolar P (Gp:) N (Gp:) N P Si la zona central es muy ancha el comportamiento es el dos diodos en serie: el funcionamiento de la primera unión no afecta al de la segunda
N Principio de funcionamiento del transistor bipolar (Gp:) P (Gp:) P
N Principio de funcionamiento del transistor bipolar P P
N Principio de funcionamiento del transistor bipolar P P El terminal central (base) maneja una fracción de la corriente que circula entre los otros dos terminales (emisor y colector): EFECTO TRANSISTOR
Principio de funcionamiento del transistor bipolar (Gp:) N (Gp:) P (Gp:) P El terminal de base actúa como terminal de control manejando una fracción de la corriente mucho menor a la de emisor y el colector. El emisor tiene una concentración de impurezas muy superior a la del colector: emisor y colector no son intercambiables Emisor Base Colector Transistor PNP
P Principio de funcionamiento del transistor bipolar N N Se comporta de forma equivalente al transistor PNP, salvo que la corriente se debe mayoritariamente al movimiento de electrones. En un transistor NPN en conducción, la corriente por emisor, colector y base circula en sentido opuesto a la de un PNP. Transistor NPN
Principio de funcionamiento del transistor bipolar (Gp:) P (Gp:) N (Gp:) N La mayor movilidad que presentan los electrones hace que las características del transistor NPN sean mejores que las de un PNP de forma y tamaño equivalente. Los NPN se emplean en mayor número de aplicaciones. Emisor Base Colector Transistor NPN Transistor NPN
Ejemplo de Transistores
Simbología Óhmetro transformador
Si por un conjunto de espiras ( bobina) hacemos pasar una corriente eléctrica, se genera un campo magnético. Este efecto se utiliza en los motores eléctricos, ya que este campo magnético inducido se repelerá continuamente con el de los imanes.
Si introducimos una bobina en un campo magnético variable (por ejemplo moviendo la bobina o el imán continuamente), generaremos una corriente eléctrica Si la conexiones de las escobillas se realizan de esta forma produciremos corriente continua ? Dinamo Si la conexiones de las escobillas se realizan de esta forma produciremos corriente alterna ? Alternador
Transformador El campo magnético que se induce en la bobina 1 produce una corriente eléctrica en la bobina 2, de esta manera la relación entre las corrientes y entre los voltajes dependerá de la relación que existe entre el numero de vueltas de cada bobina, conservándose la potencia.
El relé es una combinación de un electroimán y un interruptor. Consta de dos circuitos el de mando y el de potencia. En el circuito de potencia hay un interruptor, con sus contactos disponibles. El circuito de mando es el electroimán que mediante un mecanismo cuando circula corriente por él, hace que se cierre el contacto del interruptor de potencia. Cuando deja de circular corriente por el electroimán el mecanismo hace que se abra el contacto de potencia.
