Introducció a l'Electrònica: Conceptes Bàsics i Components

Objectius: Electrotècnia vs Electrònica

L'electrotècnia té com a objectiu fonamental: la producció, distribució i utilització de l'energia elèctrica. L'electrònica: tractament i transmissió, no d'energia sinó d'informació a partir de senyals elèctrics generalment febles, basat en el moviment d'electrons en el buit, gasos o sòlids. Electrònica: part de la ciència i de la tècnica que tracta de l'estudi dels electrons i de les seves aplicacions en el tractament i transmissió d'informació.

Història de l'Electrònica

• 1883: Thomas A. Edison va descobrir l'efecte termoiònic.
• 1904: Fleming va construir la vàlvula de buit.
• 1948: Es fabriquen els díodes i transistors.
• 1960: Jack Kilby va fabricar el primer circuit integrat.
• 1971: Es va fabricar el primer xip microprocessador.

Tipus de Corrent Elèctric

Corrent Continu

El desplaçament d'electrons es fa sempre en el mateix sentit. Tensió i intensitat constants (piles i bateries).

Corrent Altern

Corrent variable. Tensió i intensitat canvien contínuament de valor i de sentit. Té com a avantatges la producció, transport, distribució i utilització. És de tipus sinusoïdal, un senyal elèctric periòdic, típicament 230 volts i 50 hertz de freqüència.

Característiques del Corrent Altern

Cicle:

Part del senyal que es va repetint en el temps.

Període:

Temps de durada d'un cicle complet (segons).

Freqüència:

Nombre de cicles que es produeixen o es repeteixen en un segon (hertz).

Valor instantani:

Valor que té el senyal en un moment determinat en qualsevol punt.

Valor màxim:

Valor més gran en un període o amplitud del senyal (V màx + o -).

Valor eficaç:

Aparells que mesuren la tensió o la intensitat en corrent altern indiquen els valors eficaços.

Components Electrònics

Es divideixen en passius i actius.

Components Passius

Per si sols no són capaços d'amplificar o generar senyals elèctrics. Actuen com a càrregues, que permeten reduir o ajustar els senyals elèctrics del circuit (resistors, condensadors i bobines).

Resistors

Són components passius que ofereixen una determinada resistència al pas del corrent elèctric. Limiten la intensitat del corrent elèctric en un punt determinat del circuit o per dividir el valor total de la tensió. Tenen tres característiques:

• Valor òhmic
• Tolerància
• Potència

La potència d'un resistor depèn de la calor que pot cedir sense que es deteriori. Els valors més usuals de potència són des de 1/8 fins a 2 watts.

Potenciòmetres i Reòstats

Resistors variables. Es poden graduar manualment. Serveixen per variar la intensitat de llum d'una bombeta (potenciòmetres). Reòstats: suporten tensions i intensitats molt altes i són capaços de dissipar molta calor.

Resistors No Lineals

El valor de la resistència és variable i depèn de magnituds com la llum o la temperatura.

Resistors LDR:

Resistència dependent de la llum. Són sensibles a la intensitat de llum que reben. La resistència varia segons la llum que hi incideix: com més llum, menor resistència.

NTC:

Coeficient de temperatura negatiu. Quan augmenta la temperatura, disminueix la resistència.

PTC:

Coeficient de temperatura positiu. Incrementa la seva resistència en augmentar la temperatura.

Components Actius

Són capaços de generar, modificar i amplificar el valor del senyal elèctric (díodes i transistors).

Condensadors

Component que serveix per emmagatzemar temporalment càrregues elèctriques sobre una superfície relativament petita. Està format per dues plaques metàl·liques paral·leles anomenades armadures, separades per un material aïllant (dielèctric). La seva capacitat depèn de la superfície de les plaques, la distància que les separa i el tipus de dielèctric. La capacitat d'emmagatzematge d'un condensador es mesura en farads, però s'utilitzen submúltiples. Quan es fa servir un condensador, cal tenir en compte dues característiques: el valor de capacitat i la tensió que suporta el dielèctric del condensador.

Bobines (Inductors)

Component format per un conductor elèctric aïllat amb vernís i enrotllat sobre una superfície cilíndrica que serveix per crear un camp magnètic quan hi circula un corrent elèctric. Cada bobina tindrà unes característiques magnètiques i elèctriques (aplicacions: filtres electrònics, aparells de ràdio, televisors).

Relés

És un element de característiques singulars que s'utilitza tant en circuits elèctrics com electrònics. És un interruptor elèctric que s'acciona per mitjà d'un electroimant. Està format per una bobina que, quan hi circula corrent elèctric, atrau la làmina metàl·lica que acciona un contacte, el qual s'obre i es tanca. Es fan servir molt perquè amb corrents de poca intensitat permeten controlar altres circuits d'intensitats molt més grans. També poden ser governats a distància. El corrent que circula per la bobina del relé rep el nom de corrent de maniobra o de comandament, mentre que el que circula pel circuit controlat rep el nom de corrent principal o de potència.