El condensador o capacitor es un componente pasivo como los resistores pero, que tienen la característica de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Este campo es el resultado de una separación de la carga eléctrica. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente de láminas o placas las cuales están separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas sometidas a un diferencial de potencial adquieren una determinada carga eléctrica (positiva en una de ellas y negativa en la otra), siendo nula la variación de carga total. Un condensador es un dispositivo de dos terminales y puede tener polaridad en sus terminales.
Al conectar una fuente de tensión en el capaicitor, se deposita una carga positiva +q en una placa y una carga negativa –q en la otra, de esta forma el capacitor almacena la carga eléctrica. La carga almacenada se representa por q que es directamente proporcional a la tensión aplicada entre las placas por una constante que indica la capacidad de almacenar energía en forma de campo eléctrico y depende del material dieléctrico.
q es la carga almacenada
C es la capacitancia del capacitor
Vesla tensión aplicada al
Aplicaciones comunes:
Para almacenar y liberar electricidad y liberar electricidad en cantidades controladas estos componentes consisten en un par de hojuelas de metal separadas por un aislante delgado, el voltaje de las hojuelas crea un campo eléctrico en el aislante, almacenado energía eléctrica. La capacidad de absorción de energía ayuda a suavizar señales eléctricas ruidosas.
La corriente eléctrica más utilizada en nuestro medio es la C A ( corriente alterna )
Que recorre el circuito primario del transformador, a cual general un casco Magnético variable que se encuentra en el núcleo del hierro
El campo magnético variable induce al circuito secundario y genera una corriente alterna que tiene la misma frecuencia de la del primario y una tensión determinada por la relación entre el número de espiras del secundario y el número de espiras
Aplicaciones más comunes
Se utilizan los transformadores elevadores para elevar la tensión y reducir así las pérdidas en el transporte producidas por el efecto.
Los transformadores también son usados
Por la mayoría de electrodomésticos y seguridad eléctrica del hogar.
Como funciona un termistor
Un termistor opera como un sensor de la temperatura por resistencia. A continuación, se describe cómo funciona un termistor, sus tipos, características, para qué sirve y demás.
¿Qué es un termistor?
Los termistores son dispositivos utilizados para medir temperatura. Por lo tanto, podemos decir que es un tipo de termómetro. Estos son muy usados en las industrias con el fin de poder medir la temperatura de distintas cosas, que será necesaria para controlarla. Su funcionamiento se da con base en la variación de la resistividad en un semiconductor con la temperatura.
Un termistor es un semiconductor electrónico con un coeficiente de temperatura de resistencia negativo de valor elevado y que presenta una curva característica lineal tensión-corriente siempre que la temperatura se mantenga constante.Para qué sirve un termistor?
Hay muchos tipos de termómetros que se pueden utilizar, y el termistor es uno de los más usados debido a sus grandes ventajas, entre ellas la más importante de poder enviar señales eléctricas con el valor de la temperatura medida. En las industrias es muy importante el control de las variables que harán que un producto tenga una calidad buena. Entre estas variables está la temperatura de determinados procesos, por ejemplo.
Tipos de termistor
De acuerdo a su coeficiente de temperatura:
NTC – Negative Temperature Coefficiente o de coeficiente de temperatura negativo.
PTC – Positive Temperature Coefficient o de coeficiente de temperatura positivo, que se conoce también comoAplicaciones de los termistores
PTC o Positive Temperatura Coefficiente:
Se usan para la protección de los bobinados de motores eléctricos y de los transformadores si la temperatura oscila entre 60 °C a 180 °C.
Fusibles de estado sólido para protección ante un exceso de corriente que va desde MA a varios A, a niveles de una tensión continua que supera los 600V.
Sensor para el nivel de líquidos.
NTC o Negative Temperatura Coefficiente:
Aplicaciones en las que hay una corriente que circula por ellos y no va a poder producir un aumento apreciable en la temperatura y por ende una resistencia del termistor que va a depender tan sólo de la temperatura del medioambiente.
El uso de su resistencia va a depender de unas corrientes que se atraviesen.
Al emplear si se quiere aprovechar la inercia térmica o lo que tarde el termistor para calentarse o enfriarse
Un transistor BJT en un dispositivo electrónico capas de entregar una señal eléctrica de salida proporcional a una señal de entrada. Un transistor es un dispositivo semiconductor que consta de tres capas de semiconductor. Las capas de semiconductor se dopan de acuerdo a la estructura del mismo. El transistor de unión bipolar o transistor BJT, puede configurarse como NPN o PNP de acuerdo al orden de sus capas Las terminales de un transistor BJT son E de emisor, B de base y C de colector. El término bipolar hace referencia a que los huecos y los electrones participan en el proceso de inyección hacía el material supuestamente, polarizado. Se puede modelar como la Unión de 2 diodos Transistor bjt es la del emisor común. Se pretende evaluar su comportamiento en corte y saturación. Este modo de comportamiento es también conocido como interruptor o transistor como interruptor
Transistor BJT como interruptor
Aplicaciones más comunes son:
Ahorro de energía ligh.
Balastos electrónicos.
Potencia de conmutación de alta frecuencia suministro.
Transformador de potencia de alta frecuencia comúnmente poder amplificador.
Nombre de terminales: Unión, terminales, lente condensadora y luz
Aplicaciones mas comunes: Retrovisores automáticos, control de alarmas, televisores y monitores de computadoras
Construcción: Se fabrican de diversos tipos. Las células baratas del sulfuro de cadmio se pueden encontrar en muchos artículos del consumidor, por ejemplo cámara fotográfica, medidores de luz, los relojes con radio, las alarmas de seguridad y los sistemas de encendido y apagado, en otro extremo de la escala los fotoconductores de GE:CU un ciclo de típico procedimientos en litografía de silicio podría constar de los siguientes procesos:
Preparación del substrato: Se empieza depositando una capa de metal conductivo de varios nanometros de grosor sobre el substrato
Aplicación de las resinas de la fotorresistencia: Se aplica sobre la capa de metal otra capa de resina fotorresistente. Suele ser una sustancia que cambia sus características químicas con la expocision a la luz. (Generalmente radiación ultravioleta).
Introducción en el horno: En esta etapa se fijan las resinas sobre el substrato de silicio
Expocicsion a la luz: Se usa una placa denominada fotomascara se coloca interponiéndose entre la placa preparada y la fuente luminosa, de este modo, se exponen a la luz solo unas partes de la fotoresina, mientras que otras quedan ocultas en la oscuridad
Desarrollo: En esta fase, la fotorresistencia esta preparada para reaccionar de forma diferente a un ataque quimico, dejando el patrón de la fotomascara grabado en la placa
Introducion en el horno (Calentamiento fuerte). Se fijan los cambios que la impresión ha realizado anteriormente
Aplicación del ácido nítrico o agua fuerte: Se limpian los restos de las resinas fotorresistentes, dejando la oblea con las marcas originales de la fotomascara
Numeraciones o presentaciones mas comunes: Fotorresisntecia tambien conocido como LDR la característica que tiene como bien indica su nombre, es una resistencia variable según la luz que incide sobre el de tal forma que mas luz indica sobre fototransistor
Fototransistor: Es otro componente, es un transistor sensible a la luz en muchas aplicaciones las cuales utiliza este componente, dicha luz es infrarroja
Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de corriente directa. Los diodos rectificadores se usan principalmente en: circuitos rectificadores, circuitos fijadores, circuitos recortadores, diodos volantes. Los diodo Zener se usan en circuitos recortadores, reguladores de voltaje, referencias de voltaje.
Construcción
Su construcción está basada en la Unión PN siendo su principal aplicación como rectificadores.
La exponencial se aproxima a una vertical y horizontal que pasan por 0.7V.
Esta formada por dos materiales
Ánodo cátodo
Numeraciónes o presentaciones más comunes
Diodos normales
1N4148
1N4001
Leds o diodos de emisores de luz
Diodos shcottky
Diodos zener
Funcionamiemto: El funcionamiento de un interruptor se basa en abrir el circuito en un determinado punto, cortando el paso de la corriente a través de los conductores. Aplicaciones más comunes: En el mundo moderno sus tipos y aplicaciones son inmuverables desde un simple interruptor, hasta un complejo selector de transferencia automatico de multiples capas. Se le conoce como polo y tiro a un interruptor que solo tiene una sola entrada y se puede conectar y cambiar entre 2 salidas.Esto significa que tiene una terminal de entrada y dos terminales de salida.
Terminales: Sus terminales son antodo y catodo, se polarizan inversamente respecto al diodo.
Construccion: El diodo zener es un diodo de silicio fuertemente dopado, se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas.
Apicaciones más comunes: Sus aplicaciones más comunes son las de regular voltaje, se usa como elemento de proteccion y como recortador.
La curva caracteristica del diodo zener es de vital importancia para el diseño de circuitos electronicos este dato se puede obtener en la hoja de caracteristicas técnicas.
Si la polarizacion inversa en la que se produce el fenómeno de conduccion por avalancha es pequeña, hablamos del diodo zener, ésta se mantiene constante aunque la corriente varíe.En polarización directa actúa como un diodo normal.
El circuito electrico y electrónico tiene muchas diferencias a continuación les mostraré las diferencias entre circuito electrico y electrónico.
El circuito electrónico: interconexión de dos o más componentes que contienen una trayectoria cerrada pueden ser resistencias, fuentes,interruptores condensadores, semiconductores o cables.
Circuito eléctrico: combinación de componentes conectados entre sí, de manera que proporcionen una o más trayectorias cerradas que permitan la circulación de la corriente
Ahora les hablaré las partes de un circuito electrico.
La fuente de voltaje
Es un dispositivo que suministra y alimenta los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta.
El voltaje
Para que haya un flujo de corriente a través de un circuito es necesario aplicar una fuerza capas de mover los electrones libres que se encuentren en el circuito,llamada voltaje
La carga o receptor
Este convierte la energía de los electrones en movimiento en señales eléctricas u otras formas de energía.
Los conductores
Un conductor es uno de los componentes del circuito electrico el cual es puesto en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite esta a todos los puntos de su superficie.
Ahora les hablaré sobre las partes de un circuito electrónico
Generador: producen y mantienen la corriente eléctrica
. Alternadores: son generadores de corriente alterna AC
. Pilas y baterías: son generadores de corriente continua DC
Conductores: Es por donde se mueve la corriente eléctrica de un elemento a otro del circuito.
Receptores: son los elementos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía
Elementos de mando o control:permiten abrir o cerrar a voluntad el paso de la corriente eléctrica.
¿Que es un circuito eléctrico?
Es el recorrido establecido de antemano que una corriente eléctrica tendrá. Se compone de distintos elementos que garantiza el flujo y control de los electrones que conforman la electricidad.
¿Que es un circuito electrónico?
Son placas compuestas por materiales semiconductores, materiales activos y pasivos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación,transmisión, recepción, almacenamiento de información, entre otros.
Les dejamos un video sobre el tema tratado para tener un mejor entendimiento sobre los circuitos electricos y electronicos:
Herramientas utilizadas en la eléctrica y electrónica
El taller ideal se suele armar progresivamente. En primer
lugar, se adquieren las herramientas más elementales, luego, las más complejas
y, por último, los instrumentos. No es necesario realizar una gran compra de
elementos, ya que muchos de ellos resultan costosos, y otros, si bien son más
baratos, suelen ser muchos en cantidad y debe priorizarse su adquisición.
Veamos entonces algunas de las herramientas más importantes en detalle:
Alicate: el alicate común produce un corte en forma de “V” y está
indicado para cortar cables o terminales gruesos. Tiene que ser de mango
aislado, pero no necesariamente grande, ya que no lo usaremos en líneas
energizadas, sino en alambres de conexión sin energía domiciliaria.
Pinza de punta: estas pinzas pueden
ser de punta recta u oblicua y se emplean para sujetar componentes o doblar
terminales, según sea necesario.
Pinza Bruselas: son pequeñas pinzas
de punta que se usan para manipular diminutos componentes; por ejemplo, para
introducir los alambres en un protoboard o tablero de experimentación.
Destornilladores: aunque resulte obvio,
en electrónica los destornilladores cumplen un papel fundamental para ajustar
controles electrónicos y ajustar o retirar tornillos. Recomendamos adquirir un
kit de destornilladores pequeños, con punta plana y en cruz para electrónica.
Polímetro o multímetro: Para comprobar componentes, saber si podemos tocar en un
punto, comprobar si los condensadores están cargados y una infinidad de cosas,
el polímetro puede y en efecto lo es, es nuestro mejor aliado.
Soldador de lápiz: Un soldador de 30w,
extremadamente indispensable y uno básico no cuesta mucho.
Bomba desoldadora: Obviamente para
desoldar cuando nos equivoquemos (al principio pasa mucho) o cuando queramos
reciclar componentes.
Aquí les dejamos un video para una mejor explicación de cada una de estas herramientas:
Materiales, conductores, semiconductores, aislantes y
sus electrones.
Existen dos enfoques, basados
en la teoría de bandas, que nos permiten entender los fenómenos de
conductividad eléctrica y térmica en los materiales sólidos. Estos enfoques son
capaces de explicar, por ejemplo, las diferencias tan enormes en las
resistividades eléctricas de tales materiales.
Uno de ellos es la teoría de
F. Bloch (1928), la cual establece que los electrones de valencia en un metal
se encuentran sujetos a un potencial no constante (periódico) y cuya
periodicidad es impuesta por la estructura cristalina. El otro, la teoría de W.
Heitler y F. London, considera los efectos sobre los niveles energéticos de
átomos aislados, cuando dichos átomos se encuentran agrupados en un cristal
(átomos interactuantes). Un tratamiento riguroso de la teoría de bandas
requiere de la aplicación de la mecánica cuántica, en cualquiera de los dos
enfoques. El de Heitler y London, sin embargo, permite una explicación
cualitativa más clara de los fenómenos involucrados en la teoría de bandas, por
lo cual nos centraremos en esta teoría.
Los materiales pueden clasificarse, de acuerdo con su resistividad, en
conductores, semiconductores y aislantes.
Conductores
Un conductor es el que te
permite que la electricidad o el calor pase de un lado a otro. Es cualquier
cuerpo o objeto que sea capaz de intercambiar electrones pueden ser líquidos u
objetos metálicos.
Para el transporte de energía
eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial,
los mejores conductores son el oro y la plata, pero debido a su elevado precio,
los materiales empleados habitualmente son el cobre (en forma de cables de uno
o varios hilos), o el aluminio; metal que si bien tiene una conductividad
eléctrica del orden del 60% inferior es, sin embargo, un material tres veces
más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas de
transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.
Electrones de valencia en
los conductores
Los conductores son
todos aquellos que poseen menos de 4 electrones en su última capa de valencia.
Los elementos capaces de conducir electricidad cuando son sometidos a una
diferencia de potencial eléctrico más comunes son los metálicos.
Semiconductores
Un semiconductor es un
elemento que se comporta como un conductor o como un aislante dependiendo de
diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico y magnético, la presión,
la radicación que le incide o la temperatura del ambiente en el que se
encuentre.
Tipos de semiconductores
El silicio o Germanio que
forma una estructura tetraédrica similar a la del carbono mediante enlaces
covalentes entre sus átomos, en la figura representados en el plano por
simplicidad. Cuando el cristal se encuentra a temperatura ambiente algunos
electrones pueden absorber la energía necesaria para saltar a la banda de
conducción dejando el correspondiente hueco en la banda de valencia.
Electrones de Valencia en
los semiconductores
Para los semiconductores la
banda de valencia y la de conducción tienen un pequeño espacio que también es
muy estrecho y esta pequeña separación hace que sea relativamente fácil
moverse, pero no con una gran libertad así que no les hace imposible el movimiento.
Todos los semiconductores tienen alrededor de 4 electrones de valencia.
Semiconductores más
utilizados
El elemento semiconductor más usado es el silicio, el
segundo el germanio, aunque idéntico comportamiento presentan las combinaciones
de elementos de los grupos 12 y 13 con los de los grupos 14 y 15
respectivamente (AsGa, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). Posteriormente se ha
comenzado a emplear también el azufre. La característica común a todos ellos es
que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica s²p².
Aislantes
El aislante es el material que impide el paso de la
corriente eléctrica que puede ser cerámica, vidrios, o hule y es utilizado para
separar conductores eléctricos evitando un corto circuito.
Sirven para mantener alejadas
del usuario varias partes que de tocarse accidentalmente cuando están en
tensión pueden producir una descarga.
La diferencia de los distintos
materiales es que los aislantes son materiales que presentan gran resistencia a
que las cargas que lo forman se desplacen y los conductores tienen cargas
libres y que pueden moverse con facilidad.
Electrones de Valencia en
los aislantes
Los electrones de valencia
están ligados fuertemente a sus respectivos núcleos atómicos. Están compuestos
de sustancias de electrones, o partículas de energía que están comprimidos en
conjunto mediante un proceso químico. Es casi imposible conseguir que el
voltaje eléctrico pueda pasar a través de estos materiales.
Las bandas de valencia y
conducción de un aislante están muy bien separadas lo cual casi impide que los
electrones se muevan con libertad y facilidad. Estos cuentan con más de 4
electrones de valencia en su última banda de valencia. A continuación dejamos un video para mejorar la información y su entendimiento:
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