Fundamentos de Ingeniería Eléctrica y Electrónica: Corriente, Semiconductores y Generación de Energía

Diferencias Fundamentales entre Ingeniería Eléctrica y Electrónica

La ingeniería eléctrica es la rama que aborda los problemas asociados a sistemas eléctricos de gran escala o potencia, como los sistemas de transmisión de energía y el control de motores, etc. Mientras que la ingeniería electrónica se considera que abarca sistemas de baja potencia (denominados también corrientes débiles), sistemas de telecomunicaciones, control y procesamiento de señales, constituidos por semiconductores y circuitos integrados.

Campo Ocupacional

• En empresas privadas y públicas dedicadas a la generación, planificación, transporte, distribución y uso de la energía eléctrica.
• Empresas consultoras y contratistas dedicadas al diseño, montaje, supervisión, mantenimiento y reparación de los sistemas eléctricos.
• Organismos gubernamentales reguladores de la energía.
• Ejercicio liberal de la profesión.
• Docencia universitaria y técnica, e investigación.

Tipos de Centrales de Generación de Energía

• Centrales Hidroeléctricas: (Fuente: Agua)
• Centrales Termoeléctricas: (Fuente: Vapor)
• Centrales Nucleares: (Fuente: Energía Nuclear)
• Centrales Eólicas: (Fuente: Aire/Viento)
• Centrales Solares Termoeléctricas: (Fuente: Sol/Calor)
• Centrales Solares Fotovoltaicas: (Fuente: Sol/Célula Fotovoltaica)
• Centrales Mareomotrices: (Fuente: Mar)

Fundamentos de Semiconductores

Semiconductores Intrínsecos

Es un semiconductor puro. A temperatura ambiente se comporta como un aislante porque solo tiene unos pocos electrones libres y huecos debidos a la energía térmica. En un semiconductor intrínseco también hay flujos de electrones y huecos, aunque la corriente total resultante sea cero.

Semiconductores Extrínsecos

Es el que está impurificado con impurezas "Donadoras", que son impurezas pentavalentes. Como los electrones superan a los huecos en un semiconductor tipo n, reciben el nombre de portadores mayoritarios, mientras que a los huecos se les denomina portadores minoritarios.

Semiconductor Tipo P

Es el que está impurificado con impurezas Aceptoras, que son impurezas trivalentes. Como el número de huecos supera el número de electrones libres, los huecos son los portadores mayoritarios y los electrones libres son los minoritarios.

Semiconductor Tipo N

Es el que está impurificado con impurezas Donadoras, que son impurezas pentavalentes. Como los electrones superan a los huecos en un semiconductor tipo n, reciben el nombre de portadores mayoritarios, mientras que a los huecos se les denomina portadores minoritarios.

Factores que Afectan la Conductividad Eléctrica

• Temperatura: Un aumento de la temperatura supone un aumento de la energía de vibración de los átomos de la red cristalina.
• Imperfecciones en la red: Defectos reticulares (impurezas, etc.) son irregularidades de la red cristalina y, por tanto, dispersan las ondas electrónicas.

Tipos de Corriente Eléctrica

1. Corriente Continua (CC): Los electrones se desplazan siempre en el mismo sentido, del punto de mayor potencial (polo negativo) al de menor potencial (polo positivo). Su representación gráfica es una línea recta.
2. Corriente Alterna (CA): Los electrones, al desplazarse, cambian muchas veces de sentido en intervalos regulares de tiempo. Es la más utilizada, ya que es más fácil de producir y de transportar.