Componentes Electrónicos: Resistencias, Condensadores, Diodos, Transformadores y Transistores

Símil Hidráulico y Componentes Electrónicos

Símil hidráulico: Un dispositivo líquido que explica los movimientos de la corriente eléctrica.

• Conductor: Por donde el líquido (análogo a la corriente) circula. La cantidad de líquido bombeado representa la intensidad de la corriente.
• Resistencia: Un estrechamiento en el conducto donde el flujo de líquido es menor o igual al de una resistencia en un circuito eléctrico.

Resistencias

Las resistencias limitan el flujo de electrones en un circuito.

Tipos de Resistencias

• De carbón: Su resistencia depende de sus componentes.
• De pista de carbón: Un tubo cerámico con una cinta de grafito de mayor a menor anchura.
• Con hilos resistivos: Un aislante sobre la resistencia de cerámica.
• Bobina cementada: Dentro de una capa de cemento para disipar el calor.
• Matriz de resistencia: Pueden estar en serie o en paralelo (se utilizan en displays, por ejemplo).
• Resistencia variable: Tiene tres pines y una pista de carbón con un contacto al cursor, que es móvil.

Tipos de Resistencias Variables (Potenciómetros)

• Potenciómetro simple/doble: Independientes, giran en un mismo eje.
• Ajustable: Soldado a la placa.
• Bobinado: Bobina de hilo.
• Variable.
• Multivuelta: Para circuitos de precisión.

Condensadores

Un condensador es un componente que almacena energía. Su capacidad depende de la distancia entre las dos placas y de la superficie de estas.

Funcionamiento del Condensador

Inicialmente, las cargas en las placas están equilibradas. Al conectar una pila, se forma un campo eléctrico (c.e.) entre las placas.

Utilidad

Los condensadores se utilizan para almacenar y liberar carga eléctrica. El tiempo de carga y descarga (T) se calcula mediante la fórmula T = C x R, donde C es la capacitancia y R la resistencia. Esta relación se puede visualizar en una gráfica de carga y descarga, mostrando la intensidad de la corriente durante estos procesos.

Diodos

Un diodo permite que la corriente fluya en un solo sentido. Es un cristal semiconductor compuesto por átomos, generalmente de germanio o silicio.

Materiales Semiconductores

• Material tipo N: Silicio con átomos de 5 electrones de valencia.
• Material tipo P: Silicio con átomos de 3 electrones de valencia.

Unión PN y Barrera de Potencial

Cuando se unen materiales tipo N y tipo P, se forma un campo eléctrico (c.e.) que evita la saturación de carga positiva. Se crea una barrera de potencial, una zona libre de cargas con huecos y electrones libres.

Polarización del Diodo

• Con un campo eléctrico externo mayor, la barrera desaparece, la corriente fluye a través de la zona P y se forma una corriente eléctrica.
• Con un campo eléctrico externo menor, la barrera se estrecha.

Transformadores

Un transformador es un dispositivo que se basa en la generación de un campo magnético (c. magn.) a partir de una corriente alterna (C.A.). La dirección del campo magnético depende de la dirección de la corriente. Este campo magnético se puede mejorar utilizando un núcleo de hierro que lo conduce hacia una segunda bobina.

Funcionamiento y Efectos

Si se tienen más espiras en la segunda bobina, se obtiene una bobina elevadora de tensión. El campo magnético se suma al conductor. Existen dos efectos principales relacionados con las pérdidas:

• Pérdidas en el cobre: Debido a la resistencia del cobre.
• Pérdidas en el hierro: En una pieza de hierro con una bobina, se produce el efecto Foucault.

El transformador es una máquina eléctrica con un rendimiento muy alto (hasta un 98%). La potencia que entra en la primera bobina es, idealmente, igual a la potencia que sale de la segunda bobina.

Transistores

Un transistor funciona como si fueran dos uniones PN o PNP y se utiliza principalmente para amplificar señales. Al estrechar la barrera emisor-base, se permite el paso de electrones.

Analogía de Funcionamiento

Se puede comparar con una llave de agua: si abrimos la llave un poco, la presión hace que la válvula principal se abra. De esta manera, con un pequeño movimiento (pequeña corriente en la base), se controla un flujo mayor (corriente mayor entre colector y emisor). El transistor amplifica la señal.