sesion 1. fundamentos generales
DESCRIPTION
fundamentosTRANSCRIPT
Introducción al Curso• Requisitos
– Asistencia a labores 70%
– Asistencia a Laboratorios 100%
• Evaluaciones
– 2 Practicas
– 2 Exámenes
– Laboratorio
– Otras Notas
• Contenido
– Syllabus
• Pagina del Curso
• www.mepv.net
Ing. E. Pareja. 2
Evaluación
Nota final = 30%EP +30%EF + 20%PP + 20%NL
• EP = Examen Parcial
• EF = Examen Final
• PP = Promedio de Practicas
• NL = Nota Laboratorio
• ON =Otras notas: intervenciones orales, asistencia, trabajo en equipo, puntualidad, responsabilidad. (se considera dentro de las notas de practicas y laboratorio)
3Ing. E Pareja.
Contenidos Curso - Propuesta
1. Semiconductores
- Propiedades físico-químicas de los semiconductores.
- Enlaces.
- Bandas de energía.
- Conducción.
- Semiconductores intrínsecos y extrínsecos.
2. Unión PN
- Diodo semiconductor.
- Funcionamiento de un diodo semiconductor.
- Polarización del diodo semiconductor.
- Curvas características.
- Diodo LED.
- Diodo Zener.
- Funcionamiento y curvas características del diodo Zener.
4Ing. E Pareja.
3. Transistores
- El transistor bipolar.
- Funcionamiento del transistor.
- Polarización del transistor bipolar.
- Cálculo de la recta de carga.
- El Transistor bipolar como amplificador.
- Ganancia en tensión y ganancia en corriente.
4. Tipos de transistores
- El transistor de efecto de campo.
- Transistor FET.
- El transistor MOS.
5. Tiristores
- Tiristor.
- Diac.
- Triac.
5Ing. E Pareja.
6. Rectificadores
- Rectificador de media onda.
- Rectificador de onda completa.
7. Amplificadores
- Clasificación de los amplificadores.
- Parámetros de los amplificadores.
- Estudio de un amplificador de una etapa.
8. Amplificador operacional
- Montajes básicos con amplificadores operacionales.
- El amplificador operacional como integrador.
- El amplificador operacional como diferenciador.
- El amplificador operacional como generador de señal.
6Ing. E Pareja.
9. Electrónica digital
- Álgebra de Boole.
- Funciones elementales.
- Simplificación de funciones.
- Códigos de numeración.
10. Familias lógicas
- TTL y CMOS. Características fundamentales.
- Circuitos de combinación.
- Semisumador.
- Sumador.
- Comparadores.
- Decodificador.
- Codificadores.
- Multiplexores.
7Ing. E Pareja.
Bibliografía
• Principios de Electrónica
Albert Paul Malvino
• Electrónica Teoría y Circuitos
Robert L Boylestad – Louis Nashelsky
• Diapositivas – Docente
• Internet
8Ing. E Pareja.
Ing. E. Pareja. 10
www.mepv.net/moodle
Escoger el curso de Fundamentos
Entrar como invitado (guest)Con la clave que se les dio en clase
La Electrónica
• Ciencia que interviene en un gran número de técnicas.
• Con la aparición de los ordenadores y la posibilidad de realizar operaciones binarias mediante circuitos electrónicos .
• Electrónica analógica y la Electrónica digital.
• Vivimos una época que está marcada por la electrónica, en nuestro entorno doméstico y profesional hay gran cantidad de aparatos electrónicos: teléfonos, radio, televisión, ordenadores, etc.
• “Fundamentos de Electrónica”, indica este carácter general de la materia.
11Ing. E Pareja.
Corriente eléctrica
La corriente eléctrica I es la tasa
del flujo de carga Q a través de
una sección transversal A en
una unidad de tiempo t.
QI
t
1C1 A
1 s
Un ampere A es la carga que fluye a la tasa de un
coulomb por segundo.
A+
-
Alambre
+Q
t
12Ing. E Pareja.
Conductor: Material en el cual algunas de las partículas cargadas
(portadores de carga) se pueden mover libremente.
Corriente eléctrica
Flujo de cargas
eléctricas que, por
unidad de tiempo,
atraviesan un área
transversal
dt
dqI
Unidad: Amperio
1A = 1C/s
13Ing. E Pareja.
Fuerza electromotrizUna fuente de fuerza electromotriz (fem) es un
dispositivo que usa energía química, mecánica u
otra para proporcionar la diferencia de potencial
necesaria para corriente eléctrica.
Líneas de
transmisión
Batería Generador eólico
14Ing. E Pareja.
Analogía de agua para FEMPresión
baja
BombaAgua
Presión
alta
VálvulaFlujo
de agua
Constricción
Fuente de
FEM
ResistorPotencial
alto
Potencial
bajo
Interruptor
E
RI
+ -
La fuente de fem (bomba) proporciona el voltaje
(presión) para forzar electrones (agua) a través de
una resistencia eléctrica (constricción estrecha).
15Ing. E Pareja.
Símbolos de circuito eléctrico
Con frecuencia, los circuitos eléctricos contienen
uno o más resistores agrupados y unidos a una
fuente de energía, como una batería.
Con frecuencia se usan los siguientes símbolos:
+ - + -- + - + -
Tierra Batería
-+
Resistor
16Ing. E Pareja.
Resistencia eléctricaSuponga que se aplica una diferencia de potencial constante
de 4 V a los extremos de barras geométricamente similares
de, por decir, acero, cobre y vidrio.
4 V 4 V 4 V
Acero Cobre Vidrio
Is Ic Ig
La corriente en el vidrio es mucho menor para el acero o el
hierro, lo que sugiere una propiedad de los materiales llamada
resistencia eléctrica R.
17Ing. E Pareja.
Ley de OhmLa ley de Ohm afirma que la corriente I a través de un
conductor dado es directamente proporcional a la
diferencia de potencial V entre sus puntos extremos.
La ley de Ohm permite definir la resistencia R y escribir las
siguientes formas de la ley:
; ; V V
I V IR RR I
VIOhm deLey
18Ing. E Pareja.
Ejemplo Cuando una batería de 3 V se conecta a una lámpara, se observa una corriente de 6 mA. ¿Cuál es la
resistencia del filamento de la luz?
Fuente de
FEM
R
I
+ -
V = 3 V
6mA
3.0 V
0.006 A
VR
I
R = 500 W
La unidad SI para la resistencia
eléctrica es el ohm, W:
1 V1
1 AW
19Ing. E Pareja.
AmperímetroVoltímetro ReóstatoFuente de
FEM
Reóstato
A
Símbolos de circuito de laboratorio
V fem
-
+
20Ing. E Pareja.
Potencia eléctricaLa potencia eléctrica P es la tasa a la que se gasta la
energía eléctrica, o trabajo por unidad de tiempo.
V q
V
Para cargar C: Trabajo = qV
Sustituya q = It , entonces:
P = VI
I
t
qI
t
qV
t
TrabajoP e
21Ing. E Pareja.
Cálculo de potencia
Al usar la ley de Ohm, se puede encontrar la
potencia eléctrica a partir de cualquier par de los
siguientes parámetros: corriente I, voltaje V y
resistencia R.
Ley de Ohm: V = IR
22; ;
VP VI P I R P
R
22Ing. E Pareja.
Ejemplo Una herramienta se clasifica en 9 A cuando se usa con un circuito que proporciona 120 V. ¿Qué potencia se usa para operar
esta herramienta?
P = VI = (120 V)(9 A) P = 1080 W
Ejemplo Un calentador de 500 W extrae una corriente de 10 A. ¿Cuál es la resistencia?
R = 5.00 W2
2 2
500 W;
(10 A)
PP I R R
I
23Ing. E Pareja.
Resumen de fórmulas
QI
t
1C1 A
1 s
Corriente
eléctrica:
; ; V V
I V IR RR I
Ley de Ohm
ampere 1
volt1ohm 1aResistenci
24Ing. E Pareja.
Asociación de ResistenciasLa resistencia equivalente de una combinación de resistencias es el
valor de una única resistencia que, reemplazada por la combinación,
produce el mismo efecto externo.
I
VReq
V: ddp entre los extremos de la asociación
I: corriente a través de la combinación
Asociación en serie Asociación en paralelo
i
ieq RR i
ieq R
1
R
1
26Ing. E Pareja.
Circuitos de una sola Malla
Leyes de Kirchoff: Son útiles para encontrar las corrientes que
circulan por las diferentes partes de un circuito o las caídas de
potencial que existen entre dos puntos determinados de dicho circuito.
Conceptos previos
Nudo: Intersección de tres o más conductores.
Malla: Todo recorrido cerrado en un circuito.
Rama: Es un elemento o grupo de elementos conectados entre dos nudos.
27Ing. E Pareja.
I2
Ley de Kirchhoff de las corrientes (LKC): En cualquier
instante, la suma algebraica de todas las corrientes que
concurren en un nudo es cero.
I1 I3
0III 321
Corrientes que salen del nudo (+)
Corrientes que entran en el nudo (-)
Convenio
0I
28Ing. E Pareja.
Ley de Kirchoff de los voltajes (LKV): La suma algebraica
de todas las caídas de tensión a lo largo de una malla debe
ser nula en cualquier instante.
Caída de tensión V12=V1-V2:
Convenio
I
1 2
1 2
En una resistencia hay una caída de
tensión positiva en el sentido de la
corriente (V12>0)
En una batería hay una caída de tensión
positiva en el sentido del terminal positivo
al negativo, independientemente del
sentido de la corriente (V12>0)
0V
29Ing. E Pareja.
A
Circuito Abierto y Corto CircuitoCircuito abierto: Es una rama de un circuito por la que no circula
corriente.
B
r IVAB
r
R
0
ABV
Cortocircuito: Es un recorrido de muy baja resistencia (idealmente R=0)
entre dos puntos de un circuito.
r
R
CO
RT
OC
IRC
UIT
O A
B
0VAB
32Ing. E Pareja.
Potencia. Ley de Joule1.- Energía disipada en una resistencia
RIP 2Ley de
Joule
2.- Energía absorbida o cedida por una batería
Potencia de salida: Rapidez con
la que los portadores ganan
energía eléctrica.
Potencia de entrada: Rapidez
con la que los portadores pierden
energía eléctrica a su paso por la
batería.
r II Po
2 r II Po
2
En cualquier caso P = V I, donde V es la diferencia de potencial entre
los extremos del elemento e I la corriente que lo atraviesa.
33Ing. E Pareja.
Circuitos RCUn circuito RC está compuesto por una resistencia y un condensador. En
dichos circuitos la corriente fluye en una dirección, como en un circuito de
cc, pero a diferencia de éstos, la corriente varía con el tiempo.
CASO 1: Proceso de carga del condensador, inicialmente
descargado, cuando sus terminales se conectan en serie con
un resistencia y una batería.
CASO 2: Proceso de descarga del condensador, inicialmente
cargado, cuando sus terminales se conectan en serie con un
resistencia.
Ambos procesos viene definidos por un tiempo característico C R
34Ing. E Pareja.
Carga del CondensadorEn t =0 el condensador está descargado.
Al cerrar el interruptor, existe una caída
de potencial entre los extremos de la
resistencia y el condensador empieza a
cargarse.
t-
e-1C )t(Q
t
oeI)t(ICondensador cargado Circuito abierto
35Ing. E Pareja.