FUENTES DE TENCIÓN Y DE CORRIENTE

FUENTES DE TENCIÓN Y DE CORRIENTE

Ley de Ohm
Cuando una resistencia es atravesada por una corriente se cumple que:

• Donde V es la tensión que se mide en voltios (V).
• Donde I es la intensidad de la corriente que atraviesa la resistencia, y que se mide en Amperios (A).
• Donde R es la resistencia que se mide en Ohmios (W).

Leyes de Kirchhoff

Ley de Kirchhoff de tensiones

La suma de las caídas de tensiones de todos los componentes de una malla cerrada debe ser igual a cero.

V₂ + V₃ + V₄ - V₁ = 0

Ley de Kirchhoff de corrientes

La suma de corrientes entrantes en un nodo es igual a la suma de corrientes salientes del nodo.

I₁ = I₂ + I₃ + I₄

Resistencias
Resistencias en serie
Dos o más resistencias en serie (que les atraviesa la misma intensidad) es equivalente a una única resistencia cuyo valor es igual a la suma de las resistencias.

R_T = R₁ + R₂

Resistencias en paralelo
Cuando tenemos dos o más resistencias en paralelo (que soportan la misma tensión), pueden ser sustituidas por una resistencia equivalente, como se ve en el dibujo:

 el valor de esa resistencia equivalente (R_T) lo conseguimos mediante esta expresión:

Generadores
Generadores de Continua
Pueden ser tanto fuentes de corriente como de tensión, y su utilidad es suministrar corriente o tensión, respectivamente de forma continua.

Generador de corriente continua

Generador de tensión continua

Generadores de Alterna
Pueden ser tanto fuentes de corriente como de tensión, y su utilidad es suministrar corrientes o tensiones, respectivamente de forma alterna (por ejemplo: de forma senoidal, de forma triangular, de forma cuadrada., etc....).

Generador de corriente alterna

Generador de tensión alterna

Aparatos de medición.
Voltímetro.

Aparato que mide tensiones eficaces tanto en continua como en alterna, y su colocación es de forma obligatoria en "paralelo" al componente sobre el cual se quiere medir su tensión.

Voltímetro de continua

dc = direct current (corriente directa, corriente de contínua)

Voltímetro de alterna

ac = altern current (corriente alterna)

Errores al medir con voltímetros
Al medir con un voltímetro se comete un pequeño error porque dentro del voltímetro hay un resistencia interna (R_int.), que tiene un valor muy grande (se suele aproximar a infinito).

Amperímetro.
Aparato que mide el valor medio de la corriente, y su colocación es de forma obligatoria en "serie" con el componente del cual se quiere saber la corriente que le atraviesa.
Amperímetro de continua

Amperímetro de alterna

Errores al medir con amperímetros
Como ocurre con el voltímetro, al medir con le amperímetro se comete un error debido a una resistencia interna (R_int.) de valor muy pequeño (se suele aproximar a cero).

Óhmetro
Aparato que mide el valor de las resistencias, y que de forma obligatoria hay que colocar en paralelo al componente estando éste separado del circuito (sin que le atraviese ninguna intensidad). Mide resistencias en Ohmios (W).

ELECTRONICA

ELECTRONICA

La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la gran construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forman parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería de materiales.

El funcionamiento del siguiente dispositivo está basado en el efecto Edison. Edison fue el primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro de una bombilla para evitar el ennegrecimiento que producía en la ampolla de vidrio el filamento de carbón. Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se producía porque los electrones de losátomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor, escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el espacio vacío dentro de la bombilla, eran atraídos por la polaridad positiva de la lámina.

El ingeniero británico Sir John Ambrose Fleming (1849-1945) aplicó el efecto Edison a un tubo para detectar las ondas hertzianas e inventó así el DIODO, primer tubo electrónico en el que se había hecho el vacío y en cuyo interior existía un ÁNODO (electrodo positivo) y un CÁTODO (electrodo negativo). El último, al alcanzar el estado de incandescencia, emitía electrones con carga negativa que eran atraídos por el ánodo; es decir, el diodo actuaba como una válvula que sólo dejaba pasar la corriente en un sentido.

El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el triodo en 1906. Este dispositivo es básicamente como el diodo de vacío, pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa, con el objeto de modificar la nube electrónica del cátodo, variando así la corriente de placa. Este fue un paso muy importante para la fabricación de los primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, televisores, etc.

Lee De Forest es considerado el Padre de la electrónica, ya que antes del Triodo, solo nos limitábamos a convertir la corriente alterna en corriente directa o continua, o sea, solo se construían las fuentes de Alimentación, pero con la creación del Triodo de Vacío, vino la Amplificación de todo tipo de señales, sobre todo la de Audio, la Radio, la TV y todo lo demás, esto hizo que la industria de estos equipos tuvieran un repunte tan grande que ya para las décadas superiores a 1930 se acuñara la palabra por primera vez de "Electrónica" para referirse a la tecnología de estos equipos emergentes.

Conforme pasaba el tiempo, las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando, apareciendo otros tipos, como los tetrodos (válvulas de cuatro electrodos), los pentodos (cinco electrodos), otras válvulas para aplicaciones de alta potencia, etc. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se encontraba su miniaturización.

Pero fue definitivamente con el transistor, aparecido de la mano de Bardeen y Brattain, de la Bell Telephone Company, en 1948, cuando se permitió aún una mayor miniaturización de aparatos tales como las radios. El transistor de unión apareció algo más tarde, en 1949. Este es el dispositivo utilizado actualmente para la mayoría de las aplicaciones de la electrónica. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad, mayor rendimiento energético, menores tensiones de alimentación, etc. El transistor no funciona en vacío como las válvulas, sino en un estado sólido semiconductor (silicio), razón por la que no necesita centenares de voltios de tensión para funcionar.

A pesar de la expansión de los semiconductores, todavía se siguen utilizando las válvulas en pequeños círculos audiófilos, porque constituyen uno de sus mitos¹ más extendidos.

El transistor tiene tres terminales (el emisor, la base y el colector) y se asemeja a un triodo: la base sería la rejilla de control, el emisor el cátodo, y el colector la placa. Polarizando adecuadamente estos tres terminales se consigue controlar una gran corriente de colector a partir de una pequeña corriente de base.

En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado, que alojaba seis transistores en un único chip. En 1970 se desarrolló el primer microprocesador, Intel 4004. En la actualidad, los campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha dividido en varias disciplinas especializadas. La mayor división es la que distingue laelectrónica analógica de la electrónica digital.