1,99 €
Mehr erfahren.
- Herausgeber: Editora NCB
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Spanisch
La electrónica está cada vez más presente en las instalaciones eléctricas domésticas, comerciales e industriales. Porteadores, alarmas, lámparas electrónicas, sistemas de distribución de datos, controles remotos para electrodomésticos, ventiladores, puertas, cámaras de vigilancia y más son ejemplos de aplicaciones electrónicas que el electricista necesita saber para instalar, ajustar y eventualmente reparar. Sabiendo esto, en este libro el autor adopta un enfoque de la electrónica básica que se encuentra en las instalaciones eléctricas, explicando el funcionamiento de los componentes y circuitos que se encuentran en estos casos. Fácil de entender, el libro no requiere un conocimiento profundo de la electrónica y puede servir como punto de partida para un estudio posterior por parte de los técnicos que desearen. Importante para el electricista que no puede quedarse atrás en su profesión, poniéndose al día con las técnicas electrónicas modernas que están comenzando a hacerse cargo de las instalaciones eléctricas.
Sie lesen das E-Book in den Legimi-Apps auf:
Seitenzahl: 264
Veröffentlichungsjahr: 2019
Ähnliche
Electrónica para Electricistas
Newton C. Braga
São Paulo - 2019
Instituto NCB
www.incb.com.mx
Director Responsable: Newton C. Braga
Coordinación: Renato Paiotti
Traducción: Rosa Zilda Leca
Nota importante
Esta serie de libros proporciona conocimientos básicos de la electrónica a los cursos regulares, cursos de aprendizaje a distancia y de auto-estudio, por tanto, que consiste en una literatura cuyo objetivo es apoyar, iniciación o terminación de conocimiento. Adquisición no implica el derecho a la obtención de certificados o diplomas que deben ser emitidos por las instituciones que adoptan el libro o enseñan cursos en otras formas. Del mismo modo el autor o el editor no son responsables de los problemas que puedan ser causados por el mal uso de la información contenida en el mismo como la no operación de proyectos, lesiones o daños a terceros, accidental o intencionalmente, o daños morales o financieros. Cualquier experimento citados cuando es realizada por menores de edad siempre deben tener supervisión de un adulto. Cada se ha tenido cuidado de que el material utilizado es fácil de encontrar en momento de la edición del libro, pero los cambios tecnológicos son muy rápidos, lo que nos lleva a no tomar responsabilidad por ninguna dificultad en la obtención de componentes para los experimentos.
© Newton c. Braga
Electrónica para Electricistas
ISBN: 9788595680654
“Reservados todos os direitos. Salvo exceção prevista pela lei, não é permitida a reprodução total ou parcial desta obra, nem a sua incorporação a um sistema informático, nem a sua transmissão em qualquer forma ou por qualquer meio (eletrónico, mecânico, fotocopia, gravação ou outros) sem autorização prévia e por escrito dos titulares do copyright. A infração de ditos direitos implica sanções legais e pode constituir um delito contra a propriedade intelectual."
Introducción de la nueva edición
La edición original de este libro se publicó en Estados Unidos en el año 2000 y luego hizo un ajuste en nuestra portuguesa publicada en 2005. Sin embargo, las ediciones se agotaron rápidamente y los lectores empezaron a pedir refizéssemos este libro debido a su interés. Así, hicimos un análisis de su contenido, verificando que él está todavía presente y es justamente de interés para una nueva categoría de personas que desean conocer electrónica, pero para usar en sus actividades ligadas a la electrotécnica.
Son aquellos que tienen formación en electricidad o electrotécnica, los electricistas que comprueban que en su ramo de trabajo la electrónica está cada vez más presente. En nuestros días, las instalaciones eléctricas domiciliares, prediales y comerciales no sólo se refieren a lámparas, interruptores y aparatos exclusivamente eléctricos, pero ya incluyen una gran cantidad de electrónica, que el profesional o incluso el aficionado necesitan conocer.
Son las lámparas de LED, los porteros electrónicos, los sistemas de apertura de puertas de garaje, los sistemas de aberturas de puertas codificadas y con biometría, los sistemas inteligentes de aire acondicionado, las redes internas de cables de comunicaciones, los teléfonos inalámbricos y una gran cantidad de otros dispositivos en los que la electrónica está presente.
También tenemos la llegada a IoT o Internet de las cosas, donde los electrodomésticos pasan a tener conexión a internet conversando entre sí, usando tecnología electrónica avanzada que usa desde los microcontroladores y dispositivos avanzados de control hasta placas de comunicación inalámbrica como las que hacen la tecnología LoRa y WiFi.
Así tener una base sobre el funcionamiento de estos dispositivos todos, conocer los componentes electrónicos que usan es fundamental para aquellos que pretenden trabajar con instalaciones eléctricas. Es justamente eso lo que visamos con este libro, en el cual hicimos actualizaciones, pero manteniendo la base teórica y los componentes básicos que no cambian. Con su lectura, los lectores que tienen formación en electrotecnia o electricidad pueden dar los primeros pasos entrando en el mundo de la electrónica, en el mundo "maker", de aquellos que no sólo fijan o instalan pero que crean y que hacen cosas.
Todo esto puede estar a un paso del lector, que puede [dar el paso siguiente con la lectura de nuestro libro "Manual Maker" - Volumen 1 y si desea realmente penetrar en el tema, estudiar con nuestros libros que hacen la serie Curso de Electrónica , comenzando con la Electrónica Básica y luego la Electrónica Analógica. El lector también encontrará en nuestro sitio miles de artículos que podrán enseñarle mucho y darle ideas prácticas para una actividad importante en este mundo de tecnología.
Newton C. Braga - 2019
Portadas de las viejas ediciones en portugués y en español
LAS DIFERENCIAS ENTRE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA
El propósito de este libro es aplicar al lector cómo funcionan los circuitos electrónicos sin necesidad de tener conocimientos previos sobre el tema. Está claro que muchos profesionales de áreas no relacionadas con la electrónica pueden tener algún conocimiento elemental de la materia, lo que puede servir de base para lo que vamos a enseñar en este libro.
Y, después de leer este libro, deseando profundizar aún más en el tema sugerimos que su conocimiento de la electrónica se complemente con dos libros del mismo autor. El primero es el curso práctico de electrónica donde se analizan componentes y circuitos con mayor profundidad y el segundo es el curso de instrumentación electrónica - volumen en multímetros que enseña cómo utilizar el multímetro en la prueba de instalaciones eléctricas, Electrodomésticos y dispositivos electrónicos más diversos.
Pero, volviendo a nuestro problema básico que es entender la electrónica que se encuentra en los circuitos eléctricos y que con razón afecta al lector, la primera pregunta que ciertamente se hizo es: laelectricidad que encontramos en los circuitos eléctricos domésticos, ¿En el automóvil de los establecimientos comerciales e industriales es lo mismo que se encuentra en los circuitos electrónicos?
La respuesta es sí, lo que significa que el conocimiento básico para entender los dos es el mismo. Las pequeñas diferencias entre las dos electricidades es sólo en la forma en que se utiliza. Esto significa que los principios básicos que rigen el funcionamiento de dispositivos eléctricos como lámparas, fusibles, etc. de las instalaciones también se aplican en circuitos electrónicos como porteros electrónicos, temporizadores, reguladores, y muchos otros. Y este hecho es importante, porque los electricistas que desean pasar a una nueva etapa de su visa profesional, agitando ahora con circuitos electrónicos electrónicos electrónicos electrónicos no necesitan empezar de cero.
Todo lo que has aprendido en tu vida profesional es válido y sirve para aprovechar tu aprendizaje de las nuevas tecnologías. De hecho, podemos separar el material contenido en este libro en tres grupos, destinados a profesionales que tienen diferentes grados de preparación.
El primer grupo está formado por profesionales que han adquirido su experiencia exclusivamente con trabajo práctico o que han realizado cursos rápidos donde se ha visto mucho más práctico que la teoría. Un segundo grupo que podemos incluir es uno de los que tenían una base teórica, pero hace mucho tiempo lo que lleva a la necesidad de una revisión. Finalmente contamos con los lectores que han tenido una sólida base teórica pero que se dirigía exclusivamente a las aplicaciones de la electricidad, sin ninguna atención sus aplicaciones en electrónica, incluso si la electrónica utilizada en instalaciones eléctricas.
Para el primer y segundo grupo tenemos la primera parte de este libro que aborda los fundamentos de la electricidad y que permite antes de pasar sus aplicaciones en la electrónica hacer términos técnicos familiares y principios importantes para entender lo que viene después. Para el tercer grupo tenemos aplicación directa de principios directos en electrónica en componentes y circuitos encontrados en instalaciones eléctricas que nos lleva a las siguientes partes de este libro.
Por lo tanto, si el lector es juzgado suficientemente preparado, puede omitir está primera parte, recordando sólo que si tiene dudas al leer los capítulos subsiguientes debe buscar la información que puede faltar en está parte.
FUNDAMENTOS DE LA ELECTRICIDAD
Tanto los profesionales electrónicos como los electrotécnicos trabajan con el mismo tipo de "fluido" llamado electricidad. Como explicamos anteriormente, las diferencias básicas entre un dispositivo electrónico y un accesorio están en la forma en que se montan, las piezas que utilizan y la forma en que se utiliza la electricidad. Aunque utilizan diferentes componentes, los principios de funcionamiento son los mismos. La electricidad no se encuentra en diferentes tipos. Esto significa que las leyes físicas que determinan cómo se comporta la electricidad en un circuito son las mismas. Son leyes universales que todos los profesionales, ya sean electricistas o electrónicos, deben conocer.
Así, en los próximos puntos trataremos precisamente estás leyes y principios para los que llamamos la atención de los lectores profesionales de la electrotécnica que desean extender sus conocimientos a la electrónica.
Corriente eléctrica
Cada sustancia está hecha de pequeñas partículas llamadas átomos. Los átomos son demasiado pequeños para ser visibles en una vista desarmada e incluso con microscopios muy potentes. Los átomos están hechos de partículas aún más pequeñas llamadas "partículas elementales" de las cuales tres son las más importantes para nuestros estudios. Estás partículas forman una estructura bien definida que se muestra en la figura 1.
El núcleo del átomo está formado por partículas llamadas protones y neutrones mientras que alrededor de él giran a gran velocidad, partículas más pequeñas llamadas electrones. Resulta que los protones y electrones manifiestan propiedades especiales. Estás partículas están dotadas de cargas eléctricas que, por convención, se denominan positivas y negativas.
Los protones poseían una carga eléctrica positiva (+) y el electrón una carga eléctrica negativa ( - ). Verificamos que las cargas del mismo nombre repelen (positivo repele positivo y negativo repele negativo) mientras que las cargas opuestas atraen (negativo atrae positivo).
Es por está razón que los electrones permanecen en órbita alrededor del núcleo. Las cargas básicas positivas los atraen. En condiciones normales, el número de electrones en un átomo es igual al número de protones. Esto significa que, en total, las cargas de electrones equilibran las cargas de los protones haciendo del átomo una estructura neutra, como se muestra en la figura 2.
Las fuerzas que actúan en está estructura tienden a mantener los átomos de los cuerpos y, por lo tanto, los propios cuerpos en un estado de equilibrio o neutralidad. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, este equilibrio se puede romper.
Evidentemente, no podemos tocar los protones que están firmemente unidos al núcleo del átomo, pero podemos eliminar o agregar electrones a un átomo.
En estás condiciones, cuando eliminamos electrones de un átomo, las cargas positivas comienzan a predominar y el cuerpo manifiesta propiedades asociadas con una carga positiva. Decimos que se encuentra cargado positivamente.
Del mismo modo, si los átomos de un cuerpo ganan electrones predominan las propiedades negativas de estás partículas y se dice que el cuerpo está cargado negativamente como se muestra en la figura 3.
Se dice que los cuerpos que están con los átomos en una de las dos condiciones están "electrificados". Un cuerpo electrificado es por lo tanto un cuerpo cuyos átomos están con exceso o falta de electrones. Cuando frotamos un pedazo de plástico en un tejido, la fricción hace que los electrones sean enchufados del plástico y pasen al tejido. Por lo tanto, el tejido está electrificado negativamente y el plástico está electrificado positivamente, como se muestra en la figura 4.
Si nos acercamos a la pieza de plástico del pelo o pequeños trozos de papel, los átomos que faltan electrones de este material atraerán los electrones de los átomos de su cabello o papel. El resultado es que el pelo y el papel se sienten atraídos. La electricidad que se acumula en estos cuerpos es fija, es decir, no está dotada de movimiento, por lo que se llama "electricidad estática".
Vamos más allá, supongamos que tenemos dos cuerpos cargados con electricidad de señales opuestas, y entre ellos está conectado un pedazo de alambre de metal (el metal es un material a través del cual los electrones pueden moverse fácilmente), como se muestra en la figura 5.
Observaremos que un flujo de electrones saldrá del cuerpo que lo tiene en exceso (cargado negativamente) yendo al cuerpo que los tiene perdidos (cargados positivamente). Este flujo de electrones, de manera ordenada, se llama corriente eléctrica.
Un punto importante a tener en cuenta en este fenómeno es que los electrones, al moverse de un cuerpo a otro, liberan energía. En el caso dado como ejemplo, la energía se transforma en calor. Otro hecho importante que el lector debe tener en cuenta es que está energía disponible en el camino de los electrones de un cuerpo a otro puede ser utilizado por los dispositivos que se colocan en su ruta.
Vea que las únicas partículas que se mueven en este proceso son los electrones, porque los protones están atrapados en los núcleos de los átomos. Es por está razón que las ciencias que estamos estudiando se llaman "Electricidad" y "Electrónica" (y no ¡"protocidad" o "Protónica"!).
La corriente que puede fluir entre dos cuerpos cargados como un ejemplo sólo puede Dirar un breve instante. Tan pronto como los electrones de lo que tienen amor equilibran los átomos del cuerpo de oro, que los tienen perdidos, los celos de flujo actual. Para poder utilizar la electricidad de una manera práctica, transportando energía de un punto a otro a través de cables, es necesario disponer de algún medio para mantener la diferencia de carga entre los cuerpos.
Vea que la corriente obtenida en este proceso proviene de un proceso dinámico en contraste con la electricidad estática acumulada en los cuerpos.
Circuitos Básicos
Como hemos visto, la corriente eléctrica se puede utilizar para transportar energía de un lugar a otro, siempre que se mantenga la diferencia entre las cargas de los cuerpos entre los que fluye. Para ello, necesitamos mantener la concentración de las cargas en los cuerpos que están interconectados.
En el ejemplo que vimos, los cuerpos mostrados tienen diferentes cargas: uno de ellos se carga positivamente mientras que el otro se carga negativamente. Sin embargo, podemos obtener un flujo de cargas, es decir, una corriente, simplemente que los cuerpos tienen diferentes concentraciones de cargas, como se muestra en la figura 6.
Vea por la figura 6 que la corriente tiende a moverse de los sólidos donde las cargas negativas están más comprimidas a los sólidos donde están menos comprimidas o tienen cargas positivas. Del mismo modo, la corriente fluye desde los sólidos donde las cargas positivas están menos comprimidas para aquellos que tienen más comprimidos. Es fácil darse cuenta de que la tendencia natural del proceso es que las cargas siempre fluyen para establecer un equilibrio entre la concentración de cargas corporales.
Volviendo al problema de mantener la circulación de la corriente, ¿cómo debemos proceder a tener un suministro constante de energía que establezca el flujo de cargas o corriente entre los cuerpos?
En primer lugar, necesitamos un medio eficiente para reponer los electrones que dejan un cuerpo hacia lo que falta. Debido a que los electrones no se pueden crear de la nada, la solución a nuestro problema está en un dispositivo llamado generador que se muestra en la figura 7.
El conjunto en el que tenemos un generador, cables metálicos y un dispositivo que puede absorber la energía transportada por la corriente se llama circuito eléctrico. Su funcionamiento es el siguiente:
El exceso de electrones que existe en el lado negativo del generador se "bombea" en una sola dirección hacia el polo en el que faltan estos electrones, pasando por el dispositivo donde la energía se libera en forma de calor.
Al llegar al polo donde faltan los electrones (positivo) se lleva a cabo un proceso de reemplazo dentro del generador, transportando los electrones que llegan al otro lado del generador, donde están disponibles en el polo negativo.
Los generadores químicos como las pilas utilizan la energía liberada en las reacciones internas para proporcionar energía para este proceso de reabastecimiento, mientras que los dinamos utilizan resistencia mecánica para este propósito. Tenga en cuenta que los generadores sólo necesitan restablecer la energía cuando hay corriente que fluye, lo que significa que en una pila la reacción química sólo se produce cuando se está utilizando.
Otro hecho que el lector siempre debe tener en cuenta es que la energía no se puede crear de la nada. Siempre tendremos electricidad de alguna otra forma de energía.
El generador no crea energía, sólo la transforma, como se sugiere en la figura 8.
Por último, el lector debe tener en cuenta que los movimentrones se producen en una ruta cerrada. Eso significa que sólo vamos a tener una corriente de circuito cerrado. Así, para establecer o intercalar la corriente en un circuito simple, como el formado por una lámpara podemos hacer esto antes o después de la lámpara, ya que la interrupción se puede hacer en cualquier punto, como se muestra en la figura 9.
En está figura, tanto en un caso como en otro, el flujo de corriente puede ser interrumpido o establecido, apagando o encendiendo la lámpara. Vea que el dispositivo que nos permite hacer esto se llama "interruptor".
Tensión y Corriente
Podemos comparar la falta de electrones y el exceso de electrones de un cuerpo con el estado de compresión y distensión de un resorte. La fuerza que se mantiene entre las cargas tiende a restaurar el estado de equilibrio o la falta de tensión de los resortes, como se muestra en la figura 10.
La fuerza manifestada en los resortes depende de su grado de compresión y, de manera similar, la fuerza manifestada en las cargas capaces de empujarlos a través de un alambre se manifiesta en su grado de compresión o densidad.
Está fuerza o tensión que empuja las cargas a través de los cables metálicos de un circuito se llama "tensión eléctrica". Es la tensión que causa la corriente, porque sin una fuerza que actúa sobre las cargas no pueden moverse. La tensión eléctrica se mide en una unidad llamada Volt que es abreviada por V.
En un generador, por ejemplo una batería, hay un estado de tensión eléctrica entre sus polos, una tensión eléctrica. Esto significa que cuando conectamos un circuito a estos polos, una corriente eléctrica puede fluir. Este estado de tensión en los polos de un generador también se llama fuerza electromotriz y abreviada por f.e.m. Una pila común, por ejemplo, tiene un f.e.m. de 1.5 V.
Por otro lado, la corriente que fluye a través de un circuito se mide en ampere, abreviados por A.. Podemos hacer una analogía entre la corriente eléctrica y la tensión con el flujo de agua y la presión en un depósito, como se muestra en la figura 11.
Cuanto mayor sea el nivel de agua, mayor será la presión y, por lo tanto, mayor será la presión capaz de empujar el agua a través de una salida. Cuanto mayor sea el flujo de está agua es equivalente a una corriente más alta. Cuanto mayor sea la tensión de un generador, mayor será la intensidad de la corriente que puede establecer para un circuito dado.
Resistencia
En la descripción del circuito básico hicimos una analogía entre el flujo de corriente y el flujo de agua. Sin embargo, si el lector repara, añadimos en está analogía otro elemento muy importante: El dispositivo que utiliza la energía que está produciendo el generador, convirtiéndola en otra forma de energía como por ejemplo la luz o el calor.
Lo que ocurre es que cuando el flujo de hi electrón que pasa a través del cable encuentra este dispositivo encuentra una cierta oposición a su movimiento, como se muestra en la figura 12.
Para superar está oposición o "resistencia" es necesario liberar enrgia, que se convierte en calor. Está oposición presentada por el dispositivo se llama "resistencia eléctrica" y se puede medir. La resistencia eléctrica se mide en ohm, abreviada por la letra griega Omega (ohms).
Vea entonces que la intensidad de la corriente que puede fluir a través de un circuito formado por cables y un dispositivo depende no sólo de la tensión del generador (que causa la corriente) y la cantidad de resistencia que el dispositivo que debe recibir la energía presenta. La relación entre tensión, corriente y resistencia puede ser calculada por la ley de OHM, que se representa en la figura 13 (vea el símbolo adoptado para representar la resistencia de cualquier dispositivo).
De una manera sencilla, teniendo en cuenta que la tensión es la causa y la corriente es el efecto, podemos decir que la corriente circulante por un circuito que tiene cierta resistencia es directamente proporcional a la tensión aplicada.
Los electrotecnicos debe recordar entonces que la ley que rige la circulación de la corriente en los circuitos electrónicos es la misma que rige su circulación en equipos eléctricos en general
En los circuitos electrónicos el lector encontrará un dispositivo que tiene la función específica de presentar una resistencia a la circulación de una corriente con el fin de reducir su intensidad, por ejemplo. Este dispositivo, llamado resistencia, tiene el símbolo que vimos en la figura 13. Más información sobre las resistencias se dará en el capítulo en el que trataremos los componentes electrónicos.
Unidades
Podemos dominar la electricidad y crear muchos equipos eléctricos y electrónicos porque se puede medir. Al hacer cálculos podemos predecir exactamente lo que sucede cuando una corriente fluye en un circuito en cualquier condición y así crear circuitos que hacen exactamente lo que deseamos.
Como hemos visto, medimos corrientes en amplificadores, tensiones en volts y resistencia en amperes. Sin embargo, en la electrónica, a diferencia de lo que ocurre en la electrotecnia, las corrientes y la resistencia pueden asumir valores muy pequeños o muy grandes, según sea el caso, lo mismo ocurre con las tensiones. Por lo tanto, es común utilizar prefijos tanto para expresar valores pequeños como grandes.
Por ejemplo, podemos usar el kilo (k) para representar 1000, y así en lugar de hablar a 1000 volts, hablamos 1 kilovolts o 1 kV. Para una corriente muy pequeña de 0.001 ampere, podemos usar el prefijo Mili (m) para indicar milisegundos y luego hablamos 1 miliampere o 1 mA. Los prefijos principales utilizados en la electrónica se muestran en la siguiente tabla:
PrefijoAbreviaturaFactor de multiplicación
TeraT1 000 000 000 000
GigaG1 000 000 000
MegaM1 000 000
KiloK1 000
DecaD10
DeciD0.1
MiliM0.001
Microµ0, 000 001
NanoN0, 000 000 001
PicoP0, 000 000 000 001
En algunos casos, el prefijo puede sustituir el punto decimal. Por ejemplo, en lugar de 2 200 ohms, simplemente excreto 2k2 Ω.
Efectos de la Corriente Eléctrica
El dispositivo (receptor) que tomamos como ejemplo en los artículos anteriores representa una resistencia eléctrica pura, es decir, una resistencia: "Ohmica", convirtiendo la energía eléctrica en calor. Muchos dispositivos que encontramos en el día a día y que utilizan la electricidad como fuente de energía convierten está energía en calor como calentadores, bombillas incandescentes, etc.
Sin embargo, cuando trabajamos con electrónica, podemos encontrar dispositivos que aprovechan otras formas de energía que la corriente eléctrica puede producir al pasar por ellos. Por lo tanto, será interesante revisar cuáles son los efectos que la corriente eléctrica puede producir y dónde son aprovechados.
Efecto Térmico o Efecto Joule
Cuando una corriente cruza cualquier dispositivo que presenta una resistencia eléctrica, el resultado es que la energía gastada en el proceso de superación de está resistencia se convierte en calor. Este efecto se conoce por efecto térmico o efecto Joule. La cantidad de energía que se libera en un dispositivo que tiene una cierta resistencia y que es atravesada por un corent se puede calcular mediante la fórmula de la Ley Joule.
La energía liberada se mide en Jules, pero en la electrónica es común utilizar la potencia convertida en calor, que es la cantidad de energía en Joules liberada en cada segundo. Está cantidad recibe el nombre de la energía eléctrica y tiene su propia unidad que es el Watt (W). Así que 1 W es igual a 1 Joule por segundo.
A continuación, podemos escribir la siguiente fórmula:
Dónde:
P es la potencia convertida al calor en watts (W)
V es la tensión aplicada en volts (V)
I es la corriente circulante en amperes (I)
Teniendo en cuenta que la corriente, la tensión y la resistencia están bien definidas, también podemos escribir:
Dónde:
R es la resistencia en ohms (Ω)
Estás fórmulas son las más simples que el lector debe saber. Para aquellos que deseen mejorar más en los cálculos electrónicos es necesario tomar un curso completo o todavía tener una forma adecuada. Evidentemente, muchas fórmulas electrónicas utilizan características matemáticas complejas como funciones trigonométricas, logaritmos, integrales, derivados y determinantes que lleva al lector que tiene la intención de ir más allá de buscar una base matemática antes.
Muchos dispositivos electrónicos utilizados en la electrotecnia producen calor para algún tipo de uso, sin embargo hay otros en los que el calor es el resultado de su funcionamiento y por lo tanto necesitan ser eliminados para que no se calienten demasiado y sufran daños. Para ayudar a los dispositivos que producen demasiado calor para deshacerse de él al no tener su temperatura elevada a valores peligrosos, están dotados o montados en radiadores de calor, como se muestra en la figura 14.
La función de radiadores o disipadores térmicos es transferir el calor generado por los dispositivos electrónicos al medio ambiente. En muchos casos podemos ayudar a está disipación agregando a los disipadores de ventiladores, como ocurre en las computadoras.
Efecto Luminoso
Hay muchas maneras de obtener luz de la energía eléctrica. El más simple y tradicional es calentar un filamento de tungsteno dentro de una bombilla de la que se ha eliminado el aire. La ausencia de oxígeno es importante porque atacaría el metal calentando causando su quema.
La luz también se puede producir circulando una corriente a través de un gas en condiciones especiales, como es el caso de las lámparas fluorescentes y electrónicas. En ellos, el gas se convierte en conductor por la aplicación de un alta tensión en un proceso llamado "ionización" con lo que sucede para emitir luz.
Otra forma de producir luz a partir de la corriente se encuentra en dispositivos semiconductores como los LEDs (Diodos Emisores de Luz o Light Emmiting Diodes). Estos componentes tienen una juntura de material semiconductor que debe ser atravesado por una corriente emite luz. La forma en que funcionan se discutirá con más detalle en el capítulo que trata de los componentes.
Efecto Magnético
Este es el único efecto que siempre se manifiesta: sólo hay una corriente que circula a través de algún material para que se cree un campo magnético.
Fue el profesor danés Oesterd quien descubrió que al pasar una corriente a través del alambre se creó un campo que actuaba sobre una aguja magnetica de una brújula, desviándola como se muestra en la figura 15.
Las líneas eléctricas del campo magnético implican el conductor atravesado por la corriente y tienen una orientación que depende de la dirección de circulación de está corriente. Podemos aumentar la intensidad del campo creado por una corriente si envolvemos el hilo para formar una bobina, como se muestra en la figura 16.
En este caso, tendremos un solenoide que concentra el campo magnético en su interior y puede atraer objetos de metales ferrosos con fuerza. Los solenoides y bobinas que concentran los campos creados por las corrientes se utilizan en una gran cantidad de dispositivos electrónicos. También se observa el efecto inverso: un campo mafñítico que actúa de cierta manera sobre una bobina induce una corriente. Este efecto se puede utilizar en varios tipos de sensores.
Efecto Químico
Cuando una corriente eléctrica cruza, se producen reacciones en las soluciones químicas. El más conocido de estos es el que se produce cuando una corriente cruza una solución de agua y ácido sulfúrico, como se muestra en la figura 17.
En está reacción, llamada electrólisis, el agua se descompone en los dos elementos que la forman: oxígeno e hidrógeno. Muchos dispositivos electrónicos, como los capacitores electrolíticos, se basan en este efecto para su funcionamiento.
Efecto Fisiológico
Una corriente puede actuar sobre organismos vivos, por ejemplo en personas que causan efectos choques eléctricos. Este efecto se puede aprovechar en varias aplicaciones prácticas como estimuladores de nervios y otros.
Conexiones en Serie y en Paralelo
En un circuito eléctrico o electrónico se puede utilizar un solo generador o fuente de alimentación para alimentar varios elementos. Incluso en un circuito simple podemos encontrar docenas de componentes interconectados. La forma en que estos componentes o elementos están interconectados determina cómo circula la corriente a través de ellos, cómo se dividen las tensiones y también cómo produce el calor por cada uno de ellos.
En circuitos eléctricos y electrónicos el análisis de circuitos es simple cuando se utilizan pocos elementos o componentes. Por otro lado, en los circuitos electrónicos más elaborados, el análisis es mucho más difícil porque se pueden utilizar cientos e incluso miles de componentes.
Saber cómo estos componentes están interconectados es fundamental para realizar el análisis del circuito y también para determinar la causa de los errores y calcular su comportamiento. Todo profesional de la electricidad debe conocer las diferencias entre los modos según los cuales los componentes están conectados para hacer un análisis correcto del funcionamiento de sus circuitos.
A pesar de que están formados por decenas, cientos e incluso miles de componentes, los componentes están conectados de dos maneras básicas:
Serie - dos o más elementos de un circuito están en serie cuando la forma que se muestra en la figura 18. La corriente en todos los elementos (en nuestro caso, resistores) es la misma y la tensión a través de ellos se divide según la resistencia de cada uno. El componente más resistente disipará más calor.
Paralelo - los componentes de un circuito están en paralelo (por ejemplo, lamparas) cuando se encienden como se muestra en la figura 19. Las tensiones en todos los componentes son las mismas y el elemento que tiene la menor resistencia hará circular la corriente más intensa. Si los elementos son resistores, la menor resistencia disipará más calor.
En la práctica, el profesional de la electricidad encontrará muchos tipos de componentes que se pueden combinar en conexiones más complejas. Estás conexiones son el resultado de la combinación de componentes serie y paralelos, por ejemplo, el que se muestra en la figura 20.
El análisis de estos configuraciones se realiza separando los componentes que están en serie y los componentes que están en paralelo. Para los lectores que deseen ir más allá, en el libro Curso Práctico de Electrónica enseñamos cómo calcular las resistencias equivalentes a las asociaciones y dar más propiedades de cada una.
Corriente Alterna y Corriente Continua
En los ejemplos que tomamos en las páginas anteriores para explicar cómo funciona un circuito eléctrico, las fuentes de energía eléctrica que utilizamos (generadores) eran de un tipo especial. En los polos de estos generadores había tensión constante, lo que significa que, conectado a un receptor de resistencia constante, la corriente se estableció en una sola dirección con una intensidad que no cambia con el tiempo.
Decimos que este tipo de circuito funciona con una corriente continua y el generador utilizado es un generador de corriente continua, como se muestra en la figura 21.
Es habitual abreviar corriente continua por CC o incluso DC (de la palabra inglesa direct current) para especificar este tipo de corriente. Las baterías, pilas, dinamos son generadores de corriente continua y la mayoría de los circuitos electrónicos funcionan con este tipo de corriente.
Por otro lado, los electricistas saben que la energía proporcionada para instalaciones domésticas, comerciales e industriales no es de este tipo. La energía que llega para nuestro consumo viene en forma de corriente alterna (abreviada por AC o CA) Como se muestra en la figura 22, en una corriente alterna no tenemos un flujo constante de carga en la misma dirección en el circuito en el que está presente.
