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La corriente eléctrica y sus magnitudes
Índice
• Tensión
• Resistencia
• Intensidad de Corriente
• Ley de Ohm
• Energía eléctrica
• Potencia eléctrica
La Tensión
• Definición: La tensión, voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física
que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico
cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica. La diferencia de
potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por
el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a
otro. Se puede medir con un voltímetro.
• Unidad: En el Sistema Internacional de Unidades, la diferencia de potencial se
mide en voltios.
• Símbolo: Se identifica con una V
.
Resistencia
• Definición : La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su
oposición al paso de una corriente .
• Unidad de medida: La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional
de Unidades es el ohmio.
• Símbolo: Se identifica con Ω.
Intensidad de corriente
• Definición: La intensidad de corriente es la cantidad de carga eléctrica
que pasa a través del conductor por unidad de tiempo, por lo tanto el valor
de la intensidad instantánea.
• Unidad de medida: En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en
C·s-1 (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio.
Ley de Ohm
• Definición: La ley de Ohm relaciona el valor de la resistencia de un
conductor con la intensidad de corriente que lo atraviesa y con la diferencia
de potencial entre sus extremos.
• Sus unidades son: La ecuación matemática que describe esta relación es:
Energía eléctrica
• Definición: Se denomina energía eléctrica a la forma de energía la cual
resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo
que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se les
coloca en contacto por medio de un conductor eléctrico para obtener
trabajo. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas
de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la
energía térmica.
• Unidad de medida: Es el Voltio y se identifica escribiendo un V.
Potencia eléctrica
• Definición: Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la
energía fuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el
depósito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se
representa con la letra “P”.
Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de
potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía
eléctrica.
Su unidad de medida es: La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el
“watt”, y se representa con la letra “W”.
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
•Circuitos en serie
•Circuitos en paralelo
Circuitos en serie1. Intensidad: En la Intensidad un circuito en Serie la corriente que entra en
cada resistencia es la misma que sale, y es igual a la intensidad total (P )
de todo el circuito.
El voltaje total ( V=P/I) de un circuito en serie es igual a la suma del voltaje
de cada una de las resistencias. Teniendo así:
P=VI
2.Tensión: La tensión que cae en las resistencias es distinta, esto se debe a
que la tensión proporcionada por la fuente se debe repartir para vencer la
oposición de todas las resistencias. Por lo tanto, la suma de las caídas
de tensión de todas las resistencias debe ser igual a la proporcionada
por la fuente .
3. Potencia: Cada una de las resistencias en un circuito en serie consume energía
que se disipa en forma de calor. Dado que este poder debe venir de la fuente, la
energía total debe ser igual a la potencia consumida por las resistencias del
circuito. En un circuito en serie la potencia total es igual a la suma de la potencia
disipada por las resistencias individuales. Potencia total (T de P) es igual a:
T P = P 1 + P 2 + P 3. . . P n 4.Resistencia Equivalente:
4.La resistencia equivalente de resistencias en serie: R = R1 + R2 + R3 + ..
Circuitos en paralelo
1. Intensidad: la intensidad parcial es la suma de las intensidades parciales, para
hallar cada intensidad bastará con aplicar la Ley de ohm. Sin embargo para
obtener la intensidad total del circuito se cumple lo siguiente:
1/Rt= 1/R1+1/R2…
2.Tensión: es la misma para cada una de las resistencias, ya que para llevar a los
electrones hasta el. extremo de cualquiera de las resistencias no se debe aplicar
ninguna "Tuerza" o tensión debido a que suponemos que el cable no tiene
resistencia. Por lo tanto la tensión se aplica directamente sobre las resistencias.
3. Intensidad: a intensidad total dentro de un circuito en paralelo se puede ver
que cuando la corriente sale de la batería y al llegar a un nudo se divide y
después se volverán a encontrar.
LOS APARATOS ELECTRÓNICOS
• 1.- Estructura del aparato electrónico
a. Dispositivo de entrada
b. Dispositivo de proceso
c. Dispositivo de salida
• 2.- Componentes electrónicos
a. Componentes discretos
b. Circuitos integrados
c. Elementos auxiliares
• 3.- Otros componentes
a. Carcasa
b. Placas de circuito impreso y conexiones
c. Alimentación
Los aparatos electrónicos1. Estructura del aparato electrónico
a) Dispositivo de en entrada: sirven para introducir datos (información) a la
computadora para su proceso. Los datos se leen de los dispositivos de entrada y
se almacenan en la memoria central o interna. Entre ellos podemos encontrar:
teclado, ratón (mouse), escáner, SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida),
micrófono, lápices ópticos, etc.
b) Dispositivos de proceso:
c) Dispositivo de salida: Son instrumentos que interpretan la información y permiten la
comunicación entre los seres humanos y las computadoras. Estos dispositivos
convierten los resultados que produce el procesador y que están en código de
máquina en una forma susceptible de ser empleada por las personas.
2 Componentes electrónicos
a) Componentes discretos: son aquellos que están encapsulados uno a
uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos,
transistores, etc.
b) Circuitos integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo
un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener
desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son
los denominados circuitos integrados.
Otros componentes
c) Pueden ser también:
+ De ataque frontal.
+ De ataque lateral unidireccional o bidireccional.
+ De ataque lateral multidireccional.
-TEMPORIZADORES O RELES DE TIEMPO.
Son aparatos en los cuales se abren o cierran determinados contactos, llamados
contactos temporizados, después de cierto tiempo, debidamente preestablecido,
de haberse abierto o cerrado su circuito de alimentación.
3.Otros componentesa) Carcasa: es el esqueleto metálico que contiene los diferentes componentes internos. Las carcasas
tienen otros usos, tales como bloquear el ruido que produce el equipo y la protección contra la
radiación electromagnética. Existen normas que garantizan dicha protección de manera tal que se
cumpla con las regulaciones existentes.
b) Placas de circuito impreso y conexiones: es un medio para sostener mecánicamente y conectar
eléctricamente componentes electrónicos, a través de rutas o pistas de material conductor,
grabados en hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor, comúnmente baquelita o
fibra de vidrio.
c) Alimentación: La función de una fuente de alimentación es convertir la tensión alterna en una
tensión continua y lo mas estable posible, para ello se usan los siguientes componentes: 1.-
Transformador de entrada; 2.- Rectificador a diodos; 3.- Filtro para el rizado; 4.- Regulador (o
estabilizador) lineal. este último no es imprescindible.
1. Fijos
2. Variables
1. Potenciómetros
2. Resistores dependientes
1. Definición
2. Tipos
3. Aplicaciones
4. Identificación de resistores fijos
Resistores
1. Definición: componente electrónico diseñado para introducir una
resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito.
2. Tipos:
- Fijos: Las resistencias fijas son aquellas en las que el valor en
ohmios que posee es fijo y se define al fabricarlas. Las resistencias fijas
se pueden clasificar en resistencias de usos generales, y en resistencias
de alta estabilidad.
.
Resistores -Variables: son resistencias sobre las que se desliza un contacto móvil, variándose así el valor,
sencillamente, desplazando dicho contacto. Las hay de grafito y bobinadas, y a su vez se
dividen en dos grupos según su utilización que son las denominadas resistencias
ajustables, que se utilizan para ajustar un valor y no se modifican hasta otro ajuste, y los
potenciómetros donde el uso es corriente.
+Potenciómetros: es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta
manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un
circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al concentrarlo en serie
+ Resistores dependientes: Su resistencia varía en relación con alguna magnitud o parámetro
físico. Los más importantes son los FOTORRESISTORES.
Resistores
3. Aplicaciones: Hay tres grupos:
+Aplicaciones en las que la corriente que circula por ellos, no es capaz de
producirles aumentos apreciables de temperatura y por tanto la resistencia del
termistor depende únicamente de la temperatura del medio ambiente en que se
encuentra.
+Aplicaciones en las que su resistencia depende de las corrientes que lo
atraviesan.
+Aplicaciones en las que se aprovecha la inercia térmica, es decir, el tiempo que
tarda el termistor en calentarse o enfriarse cuando se le somete a variaciones de
tensión.
Resistores• 4. Identificación de resistores fijos: Resistencias comunes
Colores 1ª Cifra 2ª Cifra Multiplicador Tolerancia
• Negro - 0 x1
• Marrón 1 1 x 10 1%
• Rojo 2 2 x 100 2%
• Naranja 3 3 x 1.000
• Amarillo 4 4 x 10.000
• Verde 5 5 x 100.000 0,5%
• Azul 6 6 x 1.000.000 0,25%
• Violeta 7 7 x 10.000.000 0,1%
• Gris 8 8 x100.000.000 0,05%
• Blanco 9 9 x 1.000.000.000
• Oro x 0,1 5%
• Plata x 0,01 10%
1. Definición
2. Funcionamiento
3. Tipos
1. Ordinarios
2. Especiales
4. Aplicaciones
Diodos 1.Definición: Un diodo (del griego: dos caminos) es un dispositivo semiconductor que permite el
paso de la corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un
interruptor. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos
regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto
(no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica
muy pequeña.
2.Funcionamiento: El funcionamiento del diodo ideal es el de un componente que presenta
resistencia nula al paso de la corriente en un determinado sentido, y resistencia infinita en
el sentido opuesto. La punta de la flecha del símbolo circuí tal, representada en la figura 1,
indica el sentido permitido de la corriente.
Presenta resistencia nula.
Presenta resistencia infinita.
Diodos
3. Tipos:
a) Ordinarios: construidos con regiones de dopaje P o N, solamente tiene regiones
del tipo N, razón por lo que impropiamente se le conoce como diodo. Existen en
este dispositivo tres regiones; dos de ellas tienen regiones tipo N fuertemente
dopadas y una delgada región intermedia de material ligeramente dopado.
Cuando se aplica un voltaje determinado a través de sus terminales, en la zona
intermedia el gradiente eléctrico es mayor que en los extremos. Finalmente esta
zona empieza a conducir esto significa que este diodo presenta una zona de
resistencia negativa.
Diodos
b) Especiales:
4. Aplicaciones: La principal aplicación del diodo es la obtención de una tensión
continua a partir de una fuente de corriente alterna lo cual ocurre porque deja
circular corriente a través suyo cuando se conecta el polo positivo de la fuente al
ánodo, y el negativo al cátodo, y se opone al paso de la misma si se realiza la
conexión opuesta de forma que realiza así la conversión de corriente alterna en
continua al permitir solo el paso de la alternancia positiva. A este proceso se le
llama
"rectificación".
1. Definición
2. Funcionamiento
1. F. en corte
2. F. en zona activa
3. F. en saturación
3. Tipos
Transistor. PNP
Transistor NPN
4. Transistor como interruptor
5. Transistor como amplificador
Transistores
1. Definición: El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple
funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término
"transistor" es la contracción en inglés de transferí resistor ("resistencia de
transferencia"). Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los aparatos
domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y
video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración,
alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas
fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3,
teléfonos móviles, etc.
Transistores
2. Funcionamiento: En el transistor, el emisor es el encargado de “inyectar” electrones
en la base, la cual se encarga de gobernar dichos electrones y mandarlos finalmente
al colector.
La fabricación del transistor se realiza de forma que la base es la zona más pequeña,
después el emisor, siendo el colector el más grande en tamaño.
a) Funcionamiento en corte: Zona de corte: El hecho de hacer nula la corriente de
base, es equivalente a mantener el circuito base emisor abierto, en estas
circunstancias la corriente de colector es prácticamente nula y por ello se puede
considerar el transistor en su circuito C-E como un interruptor abierto.
Transistoresb) Funcionamiento en zona activa: Zona activa: En este intervalo el transistor se
comporta como una fuente de corriente , determinada por la corriente de base. A
pequeños aumentos de la corriente de base corresponden grandes aumentos de la
corriente de colector, de forma casi independiente de la tensión entre emisor y
colector. Para trabajar en esta zona el diodo B-E ha de estar polarizado en directa,
mientras que el diodo B-C, ha de estar polarizado en inversa.
c) Funcionamiento en de saturación: El diodo colector está polarizado directamente y
es transistor se comporta como una pequeña resistencia. En esta zona un aumento
adicionar de la corriente de base no provoca un aumento de la corriente de colector,
ésta depende exclusivamente de la tensión entre emisor y colector. El transistor se
asemeja en su circuito emisor-colector a un interruptor cerrado.
Transistores3. Tipos:
a) Transmisor PNP: Formado por dos semiconductores tipo p y un tipo n. la
corriente entra por el emisor y sale por el colector.
b) Transmisor NPN: Formado por dos semiconductores tipo n y un tipo P. la entrada
de la corriente entra por el colector y sale por el emisor.
4. Transistor como interruptor: Cuando un transistor se utiliza como interruptor o
switch, la corriente de base debe tener un valor para lograr que el transistor entre
en corte y otro para que entre en saturación.
-
Transistores
- Un transistor en corte tiene una corriente de colector (Ic) mínima (prácticamente
igual a cero) y un voltaje colector emisor VCE) máximo (casi igual al voltaje de
alimentación). Ver la zona amarilla en el gráfico
- Un transistor en saturación tiene una corriente de colector (Ic) máxima y un voltaje
colector emisor (VCE) casi nulo (cero voltios). Ver zona en verde en el gráfico
Para lograr que el transistor entre en corte, el valor de la corriente de base debe ser
bajo o mejor aún, cero.
Para lograr que el transistor entre en saturación, el valor de la corriente de base debe
calcularse dependiendo de la carga que se esté operando entre encendido y apagado
Transistores5. Transistor como amplificador: Los amplificadores son circuitos que se utilizan a
aumentar (amplificar) el valor de la señal de entrada (generalmente muy pequeña) y
así obtener una señal a la salida con una amplitud mucho mayor a la señal original.
Algunas veces la amplificación puede causar que la señal a la salida del amplificador
salga distorsionada causada por una amplificación muy grande.
Hay que tomar en cuenta que un amplificador no puede tener en su salida niveles de
voltaje mayores a los que la fuente de alimentación, que lo alimenta, le puede dar.
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