Fundamentos de Electrónica: Componentes, Circuitos y Lógica Digital

Fundamentos de Electrónica: Componentes y Circuitos Básicos

1. Conceptos Fundamentales

1.1. Ley de Ohm

La Ley de Ohm establece la relación entre el voltaje (V), la intensidad de corriente (I) y la resistencia (R) en un circuito eléctrico. Se expresa mediante la fórmula:

R = V/I

2. Componentes Pasivos

2.1. Resistencias

• Resistencia Fija o Resistor: En un circuito, este componente dificulta el paso de la corriente eléctrica, manteniendo un valor constante.

• Resistencia Variable o Potenciómetro: Es una resistencia cuyo valor se puede ajustar manualmente entre cero y un máximo especificado por el fabricante.

2.2. Resistencias Dependientes (Sensores)

Existen resistencias cuyo valor varía en función de factores externos:

• LDR (Light Dependent Resistor): Su resistencia disminuye cuando aumenta la intensidad luminosa incidente.

• NTC (Negative Temperature Coefficient): Su resistencia disminuye cuando aumenta la temperatura ambiente.

• PTC (Positive Temperature Coefficient): Su resistencia aumenta cuando aumenta la temperatura ambiente.

2.3. Condensador

Los condensadores son componentes capaces de almacenar una determinada carga eléctrica.

2.3.1. Capacidad de un Condensador

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

3. Componentes Activos

3.1. Diodo

Un diodo es un componente eléctrico fabricado con material semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección.

3.2. LED (Light Emitting Diode)

El LED es un tipo especial de diodo. Su característica principal es que emite luz cuando pasa corriente a través de él.

3.3. Transistor

Los transistores se fabrican con materiales semiconductores. Poseen tres terminales principales: base, colector y emisor. Existen dos tipos fundamentales: NPN o PNP.

4. Circuitos y Funciones Específicas

4.1. Temporizador (Basado en Condensador)

En un circuito temporizador que utiliza un condensador, cuanto mayor sea la capacidad de este, más carga adquirirá y, por lo tanto, más tiempo tardará en descargarse, controlando así la duración de un evento.

4.2. Circuito Intermitente

Con este tipo de circuito, se logra iluminar un LED alternativamente (por ejemplo, L1 o L2). Los dos transistores involucrados trabajan en modo de conmutación para generar el efecto.

5. Circuitos Integrados y Lógica Digital

5.1. Circuitos Integrados (CI)

Los Circuitos Integrados (CI) están formados por una gran cantidad de componentes eléctricos miniaturizados en un solo chip. Algunos tipos comunes son:

• Comparador: Se emplean para comparar el nivel de dos señales eléctricas y determinar cuál es mayor o menor.

• Regulador de Tensión: Se utiliza cuando es necesario obtener una tensión continua estable y precisa a partir de una fuente variable.

• Temporizador (CI): Permite controlar con precisión el tiempo que un dispositivo o una función permanece activada o desactivada.

5.2. Puertas Lógicas

Las puertas lógicas son componentes fundamentales de la electrónica digital que permiten realizar operaciones sencillas con valores binarios (ceros y unos). Las más importantes se denominan:

• NOT: La salida es el inverso lógico de la entrada (si la entrada es 0, la salida es 1; si la entrada es 1, la salida es 0).

• OR: La salida es cero solo cuando todas las entradas valen cero. En cualquier otro caso, la salida es uno.

• AND: La salida es el producto lógico de las entradas (S = A · B). La salida es uno solo cuando todas las entradas valen uno.

• NOR: La salida es uno solo cuando todas las entradas valen cero. Es la negación de la puerta OR.

• NAND: La salida es cero solo cuando todas las entradas valen uno. Es la negación de la puerta AND.

• XOR (Exclusive OR): La salida es uno solo cuando las entradas son distintas entre sí.