Definiciones Clave de Potencia, Energía, Resistencias y Transistores

Conceptos Fundamentales de Electricidad

1. Potencia Eléctrica

¿Qué es la potencia eléctrica? Es la cantidad de energía eléctrica (W) generada o transformada por unidad de tiempo.

Unidades y Fórmulas

• Unidades: El vatio (W) o el kilovatio (kW).
• Fórmulas para su cálculo:
  • $P = V \cdot I$
  • $P = \frac{V^2}{R}$
  • $P = I^2 \cdot R$
  • (Relación con la energía): $E = P \cdot t$

2. Energía Eléctrica

¿Qué es la energía eléctrica? Es el producto de la potencia eléctrica por el tiempo durante el cual se consume o genera.

Unidades y Fórmula

• Unidades: El vatio-segundo (W·s), también conocido como Joule (J), o el kilovatio-hora (kWh).
• Fórmula: $E = P \cdot t$ o $E = V \cdot I \cdot t$.

Componentes Pasivos: Resistencias

3. Resistencia Eléctrica: Definición, Tipos y Símbolo

¿Qué es una resistencia? Son componentes que ofrecen una cierta oposición al paso de la corriente eléctrica y producen una caída de tensión o diferencia de potencial entre sus terminales.

Tipos de Resistencias

• Fijas
• Variables (Potenciómetro, LDR y NTC).

4. Resistencias Fijas

¿Para qué se usan las resistencias fijas? Son aquellas que tienen siempre el mismo valor óhmico. Tienen dos terminales. El valor óhmico de estas resistencias se obtiene al modificar las capas de carbón según una espiral que obliga a la corriente eléctrica a seguir un camino más o menos largo.

5. Potenciómetro

¿Qué es un potenciómetro? ¿Para qué se usa? Se basa en una resistencia sobre la que se desliza un contacto móvil, de cuya posición dependerá el valor óhmico del componente. Se utiliza para controlar la intensidad de corriente o la tensión en un circuito.

6. Resistencia LDR (Light Dependent Resistor)

¿Qué son, símbolo y uso? Es una resistencia variable que modifica su valor de resistencia según la cantidad de luz que incide sobre ella. Se utiliza, por ejemplo, en sistemas de iluminación automática o en ascensores.

7. Resistencia NTC (Negative Temperature Coefficient)

¿Qué son, símbolo y uso? Varían su resistencia según la temperatura (T) que incide sobre ellas (la resistencia disminuye al aumentar la temperatura). Se utilizan comúnmente en termostatos y sensores de temperatura.

Componentes Activos: Diodos y Transistores

8. Diodo y Diodo LED

Diodo:

Componente semiconductor que se caracteriza por permitir el paso de la corriente eléctrica en un solo sentido: ánodo-cátodo.

Diodo LED (Light Emitting Diode):

Es un tipo de diodo capaz de emitir luz cuando es polarizado correctamente.

9. Transistor: Definición y Terminales

¿Qué es un transistor? Es un operador electrónico que da forma adecuada a la señal en un circuito. Puede funcionar como interruptor o como amplificador de señales eléctricas. Sus terminales principales son Base, Colector y Emisor.

10. Modos de Funcionamiento del Transistor

El transistor puede operar en tres modos principales:

1. En Corte: Si no hay intensidad de corriente en la base, el transistor no conduce, y la corriente no pasa entre Emisor (E) y Colector (C). En este caso, funciona como interruptor abierto.

2. En Zona Activa: Si pasa una corriente pequeña por la base, esta permitirá el paso de una corriente entre Colector (C) y Emisor (E) mucho mayor. Por ello, funciona como amplificador.

3. En Saturación: Cuando la intensidad de base supera un determinado nivel, la circulación de corriente entre Emisor (E) y Colector (C) alcanza su nivel máximo. En este caso, funciona como interruptor cerrado.

11. Transistor como Interruptor y Amplificador

• Como Interruptor: Si deja pasar toda la intensidad de corriente entre E y C (saturación) o no deja pasar ninguna (corte).
• Como Amplificador: Si deja pasar una intensidad de corriente entre E y C que es muy superior a la intensidad de la base, modulándola.

Montaje de Circuitos Electrónicos

12. Métodos Utilizados en Montajes de Circuitos

Se utilizan tres métodos principales para el montaje y prototipado de circuitos electrónicos:

1. Placas de Pistas Pretaladradas (Prototipado): Las patillas de los componentes se insertan en los orificios de la placa, adoptando una posición que permite su conexión aprovechando las pistas de cobre pretaladradas como si fueran conductores.

2. Placas de Pruebas (Protoboards): Permiten montar circuitos electrónicos de forma provisional para su comprobación, insertando en los agujeros alineados las patillas de los componentes y cuantos conductores necesitemos utilizar.

3. Placas de Circuito Impreso (PCB): Estos circuitos se fabrican a partir de placas comerciales de baquelita o fibra de vidrio que tienen una de sus caras recubiertas por una fina capa de cobre. Cada placa se corta según las necesidades y se rotulan las pistas del circuito. Posteriormente, se sumerge la placa en un baño de ácido, y, finalmente, se taladran, insertan y sueldan los componentes.

13. Circuitos Integrados o Chips

Ventajas

• Peso y longitud de conexiones reducidas.
• Mayor velocidad de respuesta.
• Menor número de componentes auxiliares.
• Bajo precio y consumo de energía reducido.

Inconvenientes

• Cuando un chip se deteriora, se debe sustituir completamente, pues la complejidad y el tamaño de los componentes hacen imposible su reparación.
• Se fabrican en laboratorios especializados.