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La Coctelera

CONCEPTOS BÁSICOS

Definición de corriente eléctrica:
Entendemos como corriente eléctrica al flujo de electrones que circula a través de un conductor eléctrico. La circulación de estos electrones está determinada por las propiedades del medio a través del cual se movilizan.
La corriente se divide en dos grandes ramas:
- Alterna cuando cambia de polaridad y amplitud en el tiempo.
- Continua cuando permanece con polaridad constante.



Aislantes y Conductores
Los elementos tienen propiedades conductoras o no de acuerdo a su estructura atómica. El grado de conductividad de un elemento viene dado por la cantidad de electrones de la última órbita del átomo.
El cobre es un conductor cuyo átomo posee 29 protones en el núcleo y 29 electrones planetarios que giran en órbitas dentro de cuatro capas alrededor del núcleo. La primera capa contiene 2 electrones, la segunda 8, la tercera 18 y la cuarta, o capa más externa, 1 electrón. El número máximo permitido en la cuarta capa es de 2 x 4², o sea, 32. Entonces, este único electrón en la capa más externa no se halla ligado con fuerza al núcleo. Se puede mover fácilemente.
El átomo de un aislante posee dos o más órbitas, con cada una de ellas completada con la cuota de electrones. Por ejemplo, si un átomo tiene un núcleo de 10 protones, tendrá 10 electrones. En la primera capa tendrá 2 electrones, y el la segunda 8. Como la segunda órbita está completa, es muy difícil desalojar a un electrón fuera del átomo y el movimiento de electrones es imposible.
La diferencia importante entre conductores y aislantes es que en un conductor hay uno o dos electrones en la capa externa casi libres, y por lo tanto no están ligados con fuerza al núcleo, mientras que los aislantes tienen su última órbita completa o casi completa Los semiconductores son elementos fabricados, que no están en la naturaleza Los elementos utilizados en la producción de semiconductores como el silicio no poseen ninguna propiedad que sea de utilidad para la conducción de electrones pero mediante un proceso conocido como dopado se agregan átomos de impurezas (antimonio, galio, fósforo, boro, etc.) logrando dispositivos que permiten el paso de cargas eléctricas bajo determinadas condiciones.


Fenómenos asociados a la corriente eléctrica:
El paso de corriente eléctrica por un conductor deja a su paso una serie de fenómenos físicos.

Temperatura:
En todo aparato existe un calentamiento debido al funcionamiento ya que no existen conductores perfectos. Todo conductor posee una resistencia intrínseca, que aunque sea muy baja, produce un consumo extra de energía, que al no ser aprovechada por el equipo, es disipada al ambiente en forma de calor.

Campo magnético alrededor de un conductor:

Cuando circula corriente a través de un conductor, se inducen campos electromagnéticos en torno al mismo. Este principio es el que se utiliza para los motores eléctricos, en los que el campo generado por los bobinados de cobre, producen esfuerzos que hacen girar al rotor del motor. Los generadores se usan para generar energía a partir del movimiento de bobinados dentro de un campo magnético.

También puede introducir interferencias, como cuando acercamos un cable con 220V de alterna (50 Hz) a un cable que transporta una señal de audio.

Imantación:
Si se introduce un metal dentro de un campo electromagnético producido por corriente continua de gran intensidad, se logra ordenar las moléculas del metal, haciendo que este tome propiedades magnéticas.
Esto no se produce con corriente alterna, ya que al cambiar constantemente el sentido del campo, no se logra ningún efecto magnetizador.

Fuerza contraelectromotriz:
Es una fuerza que se produce en todos los bobinados. Es debido a que toda carga eléctrica tiende a oponerse a la causa que le dio origen. Las cargas inductivas como relés, bobinas, parlantes, etc. pueden generar rebotes de corriente muy grandes.

Tensión:
Es la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Su unidad de medida es el Volt.

Corriente:
Es la cantidad de electrones que circulan por un conductor en el lapso de 1 segundo. Su unidad de medida es el Ampere.

Resistencia:
Es el grado de oposición que genera un material al paso de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Ohm.

Impedancia:
Es lo mismo que la resistencia. La diferencia es que la primera se refiere a corriente continua, y la segunda para corriente alterna.

Inductancia:
Fenómeno producido en las bobinas, las cuales presentan mayor impedancia cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente aplicada. Su unidad es el Henry.

Capacitancia:
Fenómeno producido en los condensadores, los cuales presentan menor impedancia cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente aplicada. Su unidad es el Faradio.

Progama de la Materia

UNIDAD 1 (1 mes)

Introducción a la materia: Conceptos de electrónica,. Señales analógicas, continua y alterna, características, Definiciones y relaciones entre valor medio, valor pico, valor eficaz. Señales digitales, caracteristicas.

Unidades eléctricas. Multiplos y submúltiplos.Simbología.

Leyes de circuitos eléctricos básicas: Leyes de Kirchoff, Ley de Ohm. Teorema de Thevenin

Análisis de circuitos serie - paralelo.

Trabajo Práctico 1.



UNIDAD 2 (1 mes)

Semiconductores: caracterisiticas y propiedades del silicio y del germanio. Semiconductor tipo N y tipo P.

Juntura PN: el diodo. Comportamiento del diodo en diferentes situaciones: polarización directa e inversa. Curva del diodo. Tensión de arranque.

Aplicaciones del diodo: Rectificador de media onda y de onda completa. Uso del led.

Trabajo Práctico 2.


UNIDAD 3 (2 meses)

El transistor. Estructura interna.

Simbología, y configuraciones del transistor: EC, BC, CC.

Circuito inversor. Funcionamiento y análisis.

Circuito amplificador en EC: análisis circuital y gráfico. Curva de salida del EC. Recta de carga y punto Q.

Trabajo Práctico 3.


UNIDAD 4 (1 meses)

Sistema de numeración binaria: pasaje entre sistema de numeración binaria, decimal y hexadecimal. Operaciones en sistema binario: suma y resta de números.

Circuitos digitales. Algebra de Boole. Variables y Funciones lógicas: convenciones eléctricas. Simbolos y tabla de verdad de compuertas lógicas básicas: OR, AND, NOR, NAND, XOR, Inversor.

Análisis y diseño de circuitos combinacionales de hasta 4 variables de entradas.

Aplicaciones sencillas utilizando circuitos digitales.

Trabajo Práctico 4.


UNIDAD 5 (2 meses)

Circuitos de escala de integración media: codificadores, decodificadores, multiplexores y demultiplexores. Contadores.

Aplicaciones sencillas utilizando circuitos digitales.

Trabajo Práctico 5.

Leyes de Kirchoff

Ley de Kirchoff de las tensiones:

La ley de las mallas afirma que, comenzando por cualquier punto de una red y siguiendo cualquier trayecto cerrado de vuelta al punto inicial, la suma neta de las fuerzas electromotrices halladas será igual a la suma neta de los productos de las resistencias halladas y de las intensidades que fluyen a través de ellas. Esta ley es sencillamente una ampliación de la ley de Ohm.

"En un circuito cerrado la suma algebraíca de las tensiones es igual a 0"

Ley de Kirchoff de las corrientes:
La ley de los nudos enuncia que en cualquier unión en un circuito a través del cual fluye una corriente constante, la suma de las intensidades que llegan a un nudo es igual a la suma de las intensidades que salen del mismo.
"En un nodo la suma algebraíca de las corrientes es igual a 0"
Por convención, las corrientes entrantes a un nodo se consideran positivas y las corrientes salientes del nodo se consideran negativas.


En el siguiente circuito calculamos la corriente que circula por el circuito aplicando la ley de ohm y la ley de Kirchoff de las tensiones.

En el caso de que las resistencias estén en paralelo, podemos resolver de la siguiente manera:

La ley de Ohm

La ley de ohm es una de las leyes que mas se usan en el análisis y la resolución de circuitos electrónicos.

La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán Georg Ohm. Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.

En este circuito hemos aplicado la ley de ohm para calcular la corriente que circula.

En caso de aumentar la resistencia R1, la corriente debe bajar y en, en caso contrario, si la R1 disminuye, la corriente aumentará.

Un circuito en serie es aquél en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación en circuitos paralelos. Cuando en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias. Si las resistencias están en paralelo, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la fórmula En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la resistencia

UNIDADES y SIMBOLOS


UNIDADES

Las unidades eléctricas que más usaremos son las siguientes:

  • Tensión: Volts
  • Corriente: Ampere
  • Resistencia: Ohm
  • Capacidad: Faradio
  • Frecuencia: Hertz
  • Potencia: Watt


SÍMBOLOS

Los símbolos de los componentes electrónicos que se verán a lo largo del año están en el siguiente archivo. (para bajar hacer click derecho y guardar destino como).

Introducción

La idea de tener un blog para esta materia es para aprovechar las NTIC para que los alumnos puedan acceder desde cualquier lugar y en cualquier momento a los recursos necesarios para poder estudiar los conceptos a ver en el año.

De a poco iré subiendo material para que lo puedan bajar.

Saludos, Ingeniero M. Salvatierra.