Fundamentos de Electrotecnia: historia, componentes y conceptos esenciales de la corriente

1. Electrotecnia

Electrotecnia: es la parte de la ciencia y la técnica que trata del estudio de los electrones y de sus aplicaciones en el tratamiento y la transmisión de información.

Objetivos

Objetivos: producción, distribución y utilización de la energía eléctrica.

Historia

Historia: tres etapas principales:

• Electrónica de válvulas termoiónicas de vacío: primeras etapas.
• Electrónica de transistores: transición hacia componentes sólidos.
• Electrónica de circuitos integrados: integración y miniaturización.

En año 1883, Edison describió el efecto termoiónico: un material metálico se calentaba y producía una emisión de electrones. Fleming aprovechó este efecto para construir la válvula al vacío y detectar la señal de radio.

Válvulas termoiónicas al vacío

Las válvulas termoiónicas son parecidas a las lámparas incandescentes. Fueron el primer componente electrónico y favorecieron nuevos descubrimientos: radio, televisión, ordenador. En 1948 fueron sustituidas por diodos y transistores.

Fabricación y semiconductores

Fabricados: materiales semiconductores (silicio, germanio).

Diodos y transistores

Los diodos y los transistores fueron fundamentales en la electrónica.

• Ventajas: más sólidos y robustos, más resistentes a los golpes, más pequeños, vida útil más larga y mejor calidad de señal.
• Inconvenientes: sensibilidad a cambios de temperatura; no aptos para potencias muy elevadas (según el tipo).

Circuito integrado (chip)

En la década de 1960 apareció el circuito integrado (chip): equipos electrónicos más pequeños y mayor investigación en electrónica. Todo ello propició mejoras importantes en el desarrollo del mundo.

2. Corriente continua y alterna

Corriente continua

Corriente continua: desplazamiento de cargas en el mismo sentido; tensión e intensidad constantes en el tiempo. Ejemplos: pilas y baterías.

Corriente alterna

Corriente alterna: corriente variable; la intensidad y la tensión cambian de valor y sentido (ejemplo: la toma de corriente doméstica). La corriente alterna se impuso frente a la continua en muchas aplicaciones.

Transformadores

Transformadores: dispositivos para subir o bajar el voltaje.

Señal sinusoidal

Sinusoidal: corriente alterna que se produce en las centrales. Se trata de una señal eléctrica periódica.

• Ciclo: parte de la señal que se repite en el tiempo.
• Periodo: tiempo de duración de un ciclo completo; se mide en segundos.
• Frecuencia: número de ciclos que se producen o se repiten en un determinado intervalo de tiempo; su unidad es el hercio (Hz).
• Valor instantáneo: valor que toma la señal en cada instante de tiempo (tensión V e intensidad A).
• Valor máximo: valor más grande dentro del periodo. Puede ser positivo o negativo.
• Valor eficaz: