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Electrónica Analógica


CONCEPTOS ELÉCTRICOS

Ver el siguiente video para entender lo que son los voltios, amperios y ohmios.

Conceptos de voltio, amperio y ohmio

Conceptos eléctricos

Uso del polímetro




La energia consumida en los cables eléctricos se elimina en forma de calor en los cables. Un ejemplo claro lo tenemos cuando utilizamos un alargador enrrollable y no hacemos caso a las instrucciones, que dicen que lo desenrrollemos completamente. Esto es sumamente importante cuando conectamos al alargador equipos que consumen bastante potencia. En este link podemos ver opiniones sobre el tema. La conclusión es que el cable se calienta igualmente enrrollado que desenrrollado, la diferencia está en que enrrollado no se refrigera y se quema, y desenrrollado se enfria con la temperatura del ambiente.

Vista externa e interna de una placa protoboard

El diodo LED, puedes hacer esta práctica


Circuito biestable: Es un multivibrador que tiene dos estados estables, entre los que los que conmuta a través de un acción exterior al propio circuito. Esto puede hacerse a través de un pulsador, final de carrera o una activación electrica exterior.

Circuito monoestable:
Es un multivibrador que tiene un estado estable y otro inestable. Para salir del estado estable hay que hacerlo a través de una acción exterior como en el circuito anterior, a traves de un pulsador o señal eléctrica exterior. Una vez que está en el estado inestable el propio circuito a través de un circuito de carga RC volverá al estado estable en un tiempo determinado.

Circuito astable:
Es un multivibrador que no tiene ningún estado estable, entre los que los que conmuta de manera automática mediante temporizadores compuestos normalmente por una resistencia y un condensador (Circuito RC).

El circuito integrado LM555 es un temporizador que puede tener múltiples usos electrónicos

Interior del temporizador LM555

Circuito astable con el temporizador 555 (Oscilador)

Circuito monoestable con el temporizador 555 (Temporizador)

COMPONENTES ELECTRÓNICOS

RESISTENCIAS

Es un dispositivo pasivo que se opone al paso de la corriente eléctrica conforme a la ley de ohm (V = R x I). 
Disipa una potencia en Watios (P = V x I) que emite a través de su cuerpo en forma de calor.
Los tipos de resistencia son:
  • Hilo Bobinado: Es de las primeras en fabricarse, se utilizan cuando se requieren potenciaselevadas de disipación. Están constituidas por un hilo conductor bobinado en forma de espiral sobre un sustrato cerámico. El coeficiente de temperatura de las resistencias bobinadas es pequeño en comparación del de las resistencias de carbón, con lo que las resistencias bobinadas se emplean cuando se requiere estabilidad térmica. El coeficiente de temperatura, se mide en ppp (Partes por millón), e indica cuantos ohmios variaría una resistencia de 1MΩ en una variación de un grado centígrado de temperatura. El inconveniente de este tipo de resistencias es que al estar constituida de un arrollamiento de hilo conductor, forma una bobina, y por tanto tiene cierta inducción, aunque su valor puede ser muy pequeño, pero hay que tenerlo en cuenta si se trabaja con frecuencias elevadas de señal. Por tanto, elegiremos este tipo de resistencia cuando:
      • 1. Necesitemos potencias de algunos watios y resistencias no muy elevadas
      • 2. Necesitemos gran estabilidad térmica
      • 3. Necesitemos gran estabilidad del valor de la resistencia a lo largo del tiempo, pues prácticamente permanece inalterado su valor durante mucho tiempo. 
  • De carbón prensado: Fueron de las primeras en fabricarse. Están constituidas de grafito en polvo prensado en forma de tubo. Las patas de conexión son un hilo enrollado en los extremos del tubo de grafito o engarzadas mediante un tubo hueco a presión. Son muy inestables con la temperatura, con tolerancias mayores del 10%, tienen un ruido térmico elevado, son sensibles al paso del tiempo.
  • De película de carbón: Se deposita una película de carbón sobre un tubo cerámico como soporte. Es el tipo habitual hoy día, con potencias de hasta 2 watios. Para valores de resistencia elevados se realiza una hendidura en el carbón en forma de espiral, tal como muestra (b), para aumentar la longitud del recorrido eléctrico y por lo tanto de la resistencia. Se consiguen resistencias con una tolerancia del 5% o mejores, tienen un ruido térmico inferior a las de carbón prensado, ofreciendo también mayor estabilidad térmica y temporal.
  • De película de óxido metálico: Son como las de película de carbón, pero sustituyendo el carbón por una fina capa de óxido metálico (estaño o latón). Estas resistencias se utilizan en aplicaciones militares o donde se requiera gran fiabilidad, ya que la capa de óxido es muy resistente a daños mecánicos y a la corrosión en ambientes húmedos.
  • De película metálica: Es el que más se fabrica hoy día, con unas características de ruido y estabilidad mejoradas con respecto a todas las anteriores. Tienen un coeficiente de temperatura muy pequeño, del orden de 50 ppm/°C (partes por millón y grado Centígrado), soportando mejor el paso del tiempo. Pueden fabricarse de hasta 2 watios de potencia, y tolerancias del 1%.
  • De metal vidriado: Son como las de película metálica, pero la película metálica se sustituye por otra compuesta por vidrio con polvo metálico. Soporta mejor las sobrecargas de corriente, por la inercia térmica que le confiere el vidrio. Tiene un coeficiente térmico peor, del orden de 150 a 250 ppm/°C. Las hay de hasta 3 watios de potencia.
  • Dependientes de la temperatura: También conocidas como termistores, y poseen unos coeficientes de temperatura muy elevados, ya sean positivos o negativos. NTC PTC Coeficientes negativos implican que la resistencia disminuye según sube la temperatura (NTC) y coeficientes positivos aumentan su resistencia con el aumento de la temperatura (PTC).
  • Dependientes de la tensión: También conocida como Varistor, es una resistencia dependiente de la tensión. Disminuye su valor óhmico cuándo aumenta la tensión entre sus extremos y ante picos altos de tensión se comporta casi como un cortocircuito. Se utiliza para protección de sobrevoltaje de circuitos electrónicos.
  • Dependientes de la luz: Su resistencia varía según la intensidad de luz que incide sobre él. A medida que la intensidad luminosa incide sobre ella, el valor óhmico de la resistencia LDR disminuye. Puede pasar de varios Mohmios en la oscuridad a unos pocos ohmios al aumentar la intensidad de la luz. Código de colores de las resistencias 4, 5 y 6 bandas.
    La siguiente imagen muestra la combinación de colores utilizada para reflejar el valor de una resistencia.
      Esta otra imagen muestra también los códigos utilizados en los condensadores:
        Los valores comerciales de las resistencias están limitados a unos valores muy concretos, que son a los que hay que llegar en los cálculos teóricos de nuestros circuitos. Para conocer los valores que se pueden encontrar en el mercado hay que guiarse por unas tablas que nos indican los valores disponibles para cada serie de resistencias. Las series de resistencias son e6, e12, e24, e48, e96 y e192, que indican el número de valores comerciales que hay entre el valor 1.0 y el 1.99. Las primeras series tienen tolerancias altas, mientras que las últimas tienen toleracias muy pequeñas.
          La siguiente tabla muestra los valores disponibles para cada serie de las indicadas arriba con sus tolerancias respectivas.

          Condensadores

          Circuitos con bobinas y condensadores en corriente continua.
          Bobinas: Explicar funciones, tipos y comportamiento en continua y alterna 
          Baterías: Explicar funciones, tipos y comportamiento en continua y alterna
          Concepto: El condensador es un componente electrónico capaz de almacenar energía eléctrica en forma de energía electrostática. Esta energía se almacena en el hueco existente entre dos placas metálicas (armaduras). Una placa se carga con electrones y la otra con huecos. El resultado final se asemeja al de una pequeña pila convencional.La capacidad de almacenar energía eléctrica en un condensador aumenta si se sustituye el aire existente entre las dos capas por un material dieléctrico como mica, aceite, papel, porcelana, poliéster, etc.
          Dependiendo del material dieléctrico utilizado aparecen varios tipos de condensadores en el mercado, unos de poca capacidad con aplicaciones de radiofrecuencia y otros de mayor capacidad, utilizados en fuentes de alimentación.
          Así el condensador internamente estaría formado como muestra la siguiente figura.


          La capacidad de un condensador aumenta cuando más grandes son sus placas y más juntas están. También se aumenta su capacidad cuanto más fuerte sea el material dieléctrico que se utilice.

          La carga de un condensador es directamente proporcional a la capacidad que este presenta y la tensión existente entre sus extremos. Este estará totalmente cargado cuando la intensidad que circule por él sea nula.

          Es decir  Q = C V, en donde:
          • Q: Es la carga en culombios que tiene el condensador (Q).
          • C: Es la capacidad del condensador en faradios (F).
          • V: Es la tensión del condensador en voltios (V).

          Los tipos de condensadores más utilizados en electrónica son:
          • Cerámicos: Son condensadores parecidos a una lenteja. Los hay de varios tamaños y capacidades, aunque esta no suele sobrepasar los 100nF (100 x 10-9 F).
          • Poliéster: Son condensadores que tienen forma rectangular y tienen una capacidad mayor que los anteriores. Llegan a tener harta 5 ó 6µF (6 x 10-6 F).
          • Tantalio: Son condensadores en forma de una gota de agua. Su capacidad es de unos pocos µF, puede llegar a tener hasta 15 ó 20µF. Son muy estables.
          • Electrolíticos: Son los condensadores de mayor capacidad, y los más inestables. Se utilizan en aplicaciones que necesitan menos precisión pero una gran capacidad. Pueden llegar a tener hasta 50.000µF (50.000 x 10-6 F).
          Las características básicas que tienen los condensadores son, la capacidad de almacenamiento y la tensión máxima de trabajo en tensión continua y alterna, junto con la tolerancia de estos valores.

          La lectura del valor de un condensador puede seguir varios patrones prácticos, algunos ejemplos son:
          .68    0.68µF        472M     4700pF=4.7nF         470K    470nF

          Asociación de condensadores en serie
          Es el mismo tipo de asociación que se utilizaba con las resistencias. El circuito que se forma es del tipo:

          Este tipo de asociación se caracteriza porque la carga en cada uno de los condensadores es la misma, al igual que la carga total de todos los condensadores.

          QTOTAL=QC1=QC2=QC3=...=QCN

          La capacidad total del circuito viene dada por una expresión idéntica a la de la asociación de resistencias en paralelo:

          La tensión total aplicada al circuito es la suma de las tensiones de cada condensador, que se puede calcular a partir de la carga almacenada en cada uno de ellos, que será igual a la carga total del circuito.

          Este tipo de asociación se utiliza en el caso en que se desee conseguir un valor de capacidad inexistente en el mercado, o conseguir que el circuito soporte una tensión máxima de trabajo que no soporte un solo condensador.

          Asociación de condensadores en paralelo
          Es el mismo tipo de asociación que se utilizaba con las resistencias en paralelo. El circuito que se forma es del tipo:
          Este tipo de asociación se caracteriza porque la tensión en cada uno de los condensadores es la misma.

          La capacidad total del circuito viene dada por una expresión idéntica a la de la asociación de resistencias en serie:

          La carga total almacenada por el circuito es la suma de las cargas de cada condensador, que se puede calcular a partir de la tensión y la capacidad de cada uno de ellos.

          Este tipo de asociación se utiliza en el caso en que se desee conseguir un valor de capacidad inexistente en el mercado, o conseguir que el circuito pueda almacenar una mayor cantidad de carga.

            PRÁCTICAS

            Control de volumen digital

            Este circuito permite controlar el volumen de una señal de audio por medio de dos pulsadores. El circuito se basa en el circuito integrado DS1669. La entrada de audio se hace por el pin 1 y la salida del circuito es la patilla 7. El condensador de 100nF ha de estar lo mas cerca posible del circuito integrado para garantizar un correcto filtrado de la alimentación eléctrica. Se alimenta con 5V DC.

            Otras prácticas

            Interruptor activado por palmada
            Temporizador 555 con rele

            MANUALES

            DATASHEET


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