Fundamentos de Circuitos y Componentes Electrónicos: Conceptos Clave

Fundamentos de Circuitos y Componentes Electrónicos

La electrónica estudia los circuitos y los componentes que permiten modificar las características de la corriente eléctrica.

Magnitudes Eléctricas Fundamentales

• Voltaje (Tensión): Es la energía proporcionada por las pilas o baterías a cada electrón o carga. Se mide en Voltios (V) usando un voltímetro.
• Intensidad Eléctrica: Es la cantidad de carga que pasa por un conductor cada segundo. Se mide en Amperios (A) usando un amperímetro.
• Resistencia: Es la oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica. Se mide en Ohmios (Ω).

Relaciones Matemáticas (Ley de Ohm)

Las relaciones fundamentales entre estas magnitudes son:

• $R = V / I$
• $V = R \cdot I$
• $I = V / R$

Elementos de Control y Componentes Electrónicos

Resistencias

Son componentes que dificultan el paso de la corriente eléctrica. Su valor se indica mediante códigos de colores.

• Fija (Resistor): Valor constante.
• Variable (Potenciómetro): Su valor puede ajustarse entre cero y un máximo especificado por el fabricante.
• Dependientes de Parámetros Físicos:
  • LDR: Su valor depende de la luz.
  • NTC y PTC: Dependen de la temperatura (ºC).

Condensadores (Capacitores)

Son componentes capaces de almacenar determinada carga eléctrica. La capacidad de un condensador indica la cantidad de carga que es capaz de almacenar por voltio aplicado en sus extremos. Se mide en Faradios (F).

Diodos

Es un componente electrónico, fabricado con material semiconductor, que permite el paso de la corriente eléctrica en un único sentido. Posee dos terminales: ánodo y cátodo.

• Un LED es un tipo especial de diodo que emite luz.

Transistores

Es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Se clasifican comúnmente como:

• NPN
• PNP

Funcionan en diferentes modos, como corte, base (lineal) y saturación.

Temporizadores (Ejemplo: Circuito 555)

El circuito integrado 555 se utiliza frecuentemente para generar intermitencia o temporización:

• Intermitencia (Astable): $t_1 = 0.7(R_1+R_2)C$ y $t_2 = 0.7R_2C$.
• Temporizador (Monoestable): $t = 1.1RC$.

Sistemas Electrónicos

Los sistemas electrónicos disponen de tres etapas funcionales:

1. Etapa de Entrada: Recoge datos del exterior a través de sensores.
2. Etapa de Proceso: Tiene la función de interpretar esos datos.
3. Etapa de Salida: Activa los dispositivos de acuerdo con la interpretación de los datos.

Electrónica Digital

El desarrollo de la electrónica ha permitido sustituir los interruptores por componentes denominados puertas lógicas, que permiten realizar operaciones sencillas utilizando los estados binarios 0 y 1.

Tipos de Puertas Lógicas Básicas

Las principales puertas lógicas son:

• AND
• OR
• NOT
• NOR
• NAND
• XOR (OR exclusivas)

Las puertas NAND y NOR son consideradas puertas universales, ya que con ellas se pueden construir todas las demás funciones lógicas.