Fundamentos de Electricidad y Electrónica: Componentes, Circuitos y Sistemas

Conceptos Generales de Electricidad y Electrónica

Circuitos y Sistemas Electrónicos

• Circuitos: Asociación de componentes cuya actuación coordinada permite realizar un determinado tratamiento de las señales eléctricas.
• Circuitos Eléctricos: Asociación de elementos de circuito, pasivos (resistencias, bobinas y condensadores) y activos (fuentes de alimentación y/o intensidad).
• Circuitos Electrónicos: Asociación de elementos del circuito en los que además aparecen dispositivos electrónicos (diodos y transistores).
• Sistemas Electrónicos: Asociación de varios circuitos electrónicos para transmitir señales eléctricas desde un punto de origen a un destino.
  • Analógicos: Ejemplo: Sistema de reproducción de un disco de vinilo.
  • Digitales: Ejemplo: Computadora.
  • Mixtos: Ejemplo: Sistemas de reproducción de CDs.

Teoría de Circuitos

• Concepto: Parte de la electrónica que estudia cómo se relacionan las variables eléctricas, x(t), en función de las leyes físicas, f(t), que gobiernan su funcionamiento.

Elementos de un Circuito

• Elementos Pasivos: Consumen o disipan energía.
• Elementos Activos: Suministran energía (fuentes).

Elementos Pasivos

• Resistencia: Elemento bilateral pasivo que disipa potencia en forma de calor. Se mide en Ohmios (Ω). Es un componente que se opone al paso de la intensidad. Mientras mayor sea la resistencia, más se opone al paso de la intensidad. Los transistores pueden comportarse como una resistencia.
• Condensador: Elemento bilateral en el que la intensidad es proporcional a la velocidad de variación de la tensión a través de sus terminales. Los condensadores son dos placas conductoras separadas y cargadas con distinto signo, que producen y almacenan un campo eléctrico.
  • Capacidad: Se mide en Faradios (F).
• Bobina: Elemento bilateral en el que la tensión entre sus bornes es proporcional a la variación de la intensidad a través de sus bornes. La bobina es un elemento que almacena campo magnético, es decir, almacena intensidad.
  • Inductancia: Se mide en Henrios (H).

Elementos Activos

• Fuentes Independientes: La señal suministrada no es función de otra señal. Son aquellas cuyo valor es independiente al del resto de elementos del circuito. Pueden ser de tensión (continua o alterna) o de intensidad.
  • Cuando hay una fuente de intensidad, hay una tensión, aunque no aparezca en el circuito.
• Fuentes Dependientes: La señal suministrada es función de otra señal del circuito.
  • Tensión controlada por tensión.
  • Intensidad controlada por tensión.
  • Tensión controlada por intensidad.
  • Intensidad controlada por intensidad.
• Fuente de Alimentación: El objeto de la fuente de alimentación es el de polarizar circuitos. Estos generadores de tensión y corriente continua son necesarios en la mayor parte de los instrumentos y sistemas electrónicos.
  • Tipos:
    • Químicas: No son de interés en este contexto.
    • Electrónicas: La tensión continua se obtiene a partir de la red de energía alterna.

Esquema de una Fuente de Alimentación Electrónica

• Transformador (Transistor): Cambia los niveles de tensión de la toma de alterna a niveles adecuados para nuestra fuente de tensión.
• Rectificador: Circuito que convierte tensiones alternas (de tensiones negativas y positivas) en solo tensiones positivas o solo tensiones negativas.
• Filtro: Intenta pasar la corriente senoidal a casi continua.
• Regulador: Convierte la tensión casi continua del filtro en continua con el valor que nosotros deseamos.

Tipos de Implementaciones

• Circuito Integrado (Chip o Microchip): Pastilla de algunos milímetros cuadrados de material semiconductor que tiene en su interior interconectados componentes electrónicos y que está protegida con un encapsulado de plástico o cerámica.
• Placa de Circuito Impreso (PCB): Superficie constituida por caminos o pistas de material conductor laminadas sobre un sustrato no conductor. El circuito impreso se utiliza para conectar eléctricamente, a través de los caminos conductores, y sostener mecánicamente, por medio del sustrato, un conjunto de componentes electrónicos.