Principios Fundamentales de Electrónica: Componentes y Circuitos Eléctricos
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Componentes Electrónicos Fundamentales
Condensador
Es un componente que permite almacenar una carga eléctrica considerable en una superficie pequeña.
Tipos de Condensadores
- Fijo: Mantienen su capacidad invariable. Según el dieléctrico: poliéster, cerámico, electrolítico.
- Variable: La capacidad puede variar modificando:
- La separación entre placas de forma mecánica.
- Electrónicamente variables (varicap).
Comportamiento del Condensador
La tensión no puede cambiar instantáneamente entre dos terminales del condensador. Un salto de tensión implica una corriente infinita.
Inductor
Es un componente que permite almacenar energía eléctrica en forma de campo magnético, debido a la existencia del fenómeno de autoinducción.
Si se hace circular una corriente variable a través de una bobina, se crea un flujo magnético que, al cortar las espiras, provoca una fuerza electromotriz (f.e.m.) que tiende a oponerse a la fuerza aplicada que originó la corriente inicial.
Comportamiento del Inductor
La corriente no puede cambiar de manera instantánea en los bornes de un inductor. Un salto de corriente implica tensión infinita.
Diodo
Es un componente electrónico formado por una unión P-N que permite la conducción cuando está polarizado directamente y que bloquea la conducción cuando está polarizado en inversa.
Diodo Zener
Es un componente que se comporta como un diodo normal cuando está polarizado directamente, pero su gran utilidad radica en conducir cuando está polarizado en sentido inverso, una vez que la tensión llega a un valor llamado tensión Zener.
Diodo LED (Emisor de Luz)
Al polarizar directamente, pasa una corriente que recombina un electrón con un hueco, pasando a un nivel energético inferior y desprendiendo un fotón.
Transistor Bipolar (BJT)
Es un componente formado por la unión de tres cristales semiconductores dopados. Los transistores bipolares disponen de tres terminales llamados emisor, base y colector.
Tiristor
Su funcionamiento es el de un diodo rectificador controlado que permite que circule la corriente en un solo sentido cuando se introduce una señal adecuada en la puerta. El tiristor no conducirá hasta que se aplique una tensión determinada en la puerta. Una vez en conducción, esta señal se puede eliminar.
Conceptos Fundamentales de Circuitos Eléctricos
Nodo
Es el punto del circuito donde se conectan tres o más conductores.
Rama
Es la parte del circuito comprendida entre dos nodos.
Malla
Es cualquier circuito de conductores cerrados que podemos recorrer si partimos de un punto y volvemos al mismo punto sin pasar dos veces por un mismo punto.
Leyes de Kirchhoff
Ley de Nodos (Primera Ley de Kirchhoff)
La suma de todas las intensidades que llegan a un nodo es igual a la suma de todas las intensidades que salen de un nodo. La suma algebraica de todas las intensidades es cero.
Ley de Mallas (Segunda Ley de Kirchhoff)
En una malla, la suma algebraica de las fuerzas electromotrices de los generadores ha de ser igual a la suma algebraica de las caídas de tensión en los componentes. La suma algebraica de todas las tensiones es cero.
Teorema de Thévenin
Tensión Equivalente de Thévenin (VTh)
Es la diferencia de potencial entre los terminales A y B calculada en circuito abierto, y su polaridad es tal que, para la resistencia RL, el sentido de la corriente ha de ser el mismo que tendría si la resistencia estuviera conectada.
Resistencia Equivalente de Thévenin (RTh)
Es la resistencia vista desde los terminales AB. Si solo hay fuentes independientes, se eliminan en el cálculo (generador de tensión por cortocircuito, generador de corriente por circuito abierto) o se sustituyen por su resistencia interna.
Teorema de Norton
Corriente Equivalente de Norton (IN)
Es igual a la corriente que circula entre los puntos A y B si entre A y B se produce un cortocircuito.
Resistencia Equivalente de Norton (RN)
Es la resistencia vista desde los terminales AB. Si solo hay fuentes independientes, se eliminan en el cálculo (generador de tensión por cortocircuito, generador de corriente por circuito abierto) o se sustituyen por su resistencia interna.
Semiconductores
El uso de materiales semiconductores es esencial debido a que su conductividad puede controlarse de acuerdo con su estructura interna y la diferencia de potencial aplicada.