Fundamentos de Circuitos Electrónicos: Componentes, Conmutación y Control

El Juego de los Reflejos: Un Circuito de Reacción

En este juego participan tres personas: dos jugadores y un operario. El operario (cuya mano no debe verse) pulsa el interruptor IN1 para encender la bombilla B1. Los jugadores, atentos, esperan que la luz se encienda. En ese momento, pulsan cada uno su interruptor lo más rápido posible. El primero en pulsar iluminará su bombilla, desconectando el circuito del contrincante.

Tipos de Interruptores Comunes

Los interruptores son componentes fundamentales en electrónica para controlar el flujo de corriente. A continuación, se describen algunos tipos básicos:

• Interruptor Unipolar de Una Dirección (UPUD): Controla un único circuito, abriéndolo o cerrándolo.
• Interruptor Unipolar de Dos Direcciones (UPDD): Permite conmutar la corriente entre dos circuitos diferentes desde un único punto.
• Interruptor de Dos Polos y de Una Dirección (DPUD): Controla dos circuitos simultáneamente, abriéndolos o cerrándolos a la vez.
• Interruptor de Dos Polos y de Dos Direcciones (DPDT): Conmuta dos circuitos de forma simultánea entre dos posiciones, ideal para inversión de polaridad.

Componentes Electrónicos Sensibles

Estos componentes varían su resistencia en función de factores externos, lo que los hace útiles como sensores:

Termistor PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo)

Son resistores no lineales cuya resistencia aumenta fuertemente con la temperatura. Poseen un coeficiente de temperatura positivo y elevado.

Termistor NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo)

Son resistores no lineales cuya resistencia disminuye fuertemente con la temperatura. Poseen un coeficiente de temperatura negativo y elevado.

Resistencia LDR (Fotorresistencia)

Es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de la intensidad de luz incidente. Un ejemplo de su aplicación es cuando, al aumentar la luz, la bombilla se apaga (en un circuito específico).

Circuitos Prácticos con Relés

Los relés son interruptores controlados eléctricamente, permitiendo el control de circuitos de alta potencia con señales de baja potencia.

Circuito Zumbador de Relé

Cuando el relé está en funcionamiento, se atrae y se repele rápidamente, lo que provoca que salte a gran velocidad, generando un sonido característico de zumbido.

Circuito Inversor de Relé

Dependiendo de si se pulsa o no el interruptor, el motor girará en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario, ya que la corriente circulará por él con distinto sentido en cada caso. Este circuito, en su configuración básica, tiene el inconveniente de que el motor siempre está girando, ya sea en un sentido o en otro. Una mejora común es añadir un pulsador de modo que el motor solo gire cuando se accione uno de los dos pulsadores, permitiendo controlar el sentido de giro bajo demanda.

El Relé de Enganche (Latching Relay)

Cuando se acciona un relé por medio de un interruptor pulsador, el relé solo queda activado mientras se mantiene el dedo sobre el botón. Sin embargo, en algunos circuitos es deseable que el relé quede activado después de soltar el botón. Esto se puede lograr empleando el relé de enganche. Como se observa, hay dos nuevos cables XX conectados de forma especial. Cuando se pulsa el interruptor, la corriente circula por la bobina del relé, cambiando los contactos del relé. En ese momento, la corriente dispone de un nuevo camino para llegar a la bobina, a través de los cables XX. De modo que, aunque soltamos el pulsador, la bobina seguirá activada. Se dice que el relé está enganchado.

Circuito Inversor de Conmutación para Motores

Un motor puede invertir su sentido de giro cambiando la dirección en la que circula la corriente por él. Esto puede hacerse invirtiendo los cables que van a la pila, pero este sistema no es demasiado práctico. Una forma más práctica es utilizar un interruptor, en particular el interruptor de dos polos y de dos direcciones (DPDT).

Con el interruptor en la posición superior, la corriente circula por el motor de derecha a izquierda, ya que el polo positivo de la pila llega a su derecha y el negativo a su izquierda. Supongamos que en este estado el motor gira en sentido contrario a las agujas del reloj. Cuando el interruptor se pasa a la posición inferior, la corriente circulará de izquierda a derecha, haciendo que el motor gire en el sentido de las agujas del reloj.

Cuestiones Prácticas sobre Circuitos

A continuación, se presentan algunas preguntas y sus respuestas relacionadas con los conceptos expuestos:

1. ¿Qué tipo de interruptor es el IN1?

El interruptor IN1 es un Interruptor Unipolar de Dos Direcciones (UPDD).

2. ¿Qué bombilla o bombillas están encendidas cuando IN1 está en la posición superior? ¿Estarán totalmente iluminadas?

Las bombillas B2 y B3 están encendidas, pero no están totalmente iluminadas (lo que sugiere una conexión en serie o una caída de tensión).

3. ¿Qué bombilla o bombillas están apagadas cuando IN1 está en la posición inferior?

La bombilla B2 está apagada cuando el interruptor IN1 está en la posición inferior.