Corriente eléctrica y flujo de electrones Fluir de los electrones debido a la diferencia de...
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Corriente eléctrica y flujo de electrones
Fluir de los electrones debido a la diferencia de potencial en los bornes de
la pila.
Se suele tomar por convenio el sentido de la corriente
eléctrica (I) el opuesto al del movimiento de los electrones.
Símiles con el agua
• U = V = Diferencia de potencial, tensión o voltaje.
• I = Intensidad de corriente eléctrica o corriente eléctrica.
• R= Resistencia eléctrica, cuanto mayor es más se dificulta el paso de la corriente.
Ley de Ohm
Potencia: P=I·V ; P=R·I2 ; P=V2/R unidad W (Watt, vatio)
Energía: E=P·t unidad W·h (vatio·hora)
Relaciona las tres magnitudes:
V unidad V (Voltio)
I unidad A (Amperio)
R unidad Ω (Ohmio)
Ejemplos de cálculos
● Circuito con R:
● P = V I V = 230 V I= 2 A P = 460 W
● P = R I² R = 10 I= 2 A P = 40 W
● V = P/ I P = 1000 W I = 4.34 A V= 230.41 V
● I = P/ V P = 1000 W V = 230 V I = 4.35 A
● P = V²/R V = 230 V R = 10 P = 5290 W
Electrónica Analógica BásicaElectrónica Analógica Básica
Componentes electrónicos:
Resistencias.Condensadores.BobinasAsociación de componentes pasivosDiodosTransistores
Componentes semiconductoresComponentes pasivos
Se fabrican con carbón, acero, cobre.
Resistencias.CondensadoresBobinas
Se fabrican con materiales específicos como: selenio, germanio y silicio.
Diodos.Transistores.Circuitos integrados
COMPONENTES ELECTRÓNICOS
Oponerse al paso de la corrienteFunción
Valorlongitud (l)sección (S)ρ = Resistividad
Depende de:
Unidades
Ohmio (Ω)Múltiplos: kΩ kiloohmio (1.103 Ω)MΩ megaohmio (1.106 Ω)
RESISTENCIAS
Utilidad de las resistencias:
Para ajustar la tensión.
Para limitar la intensidad.
Montaje en serie.
Montaje en paralelo.
TIPOS DE RESISTENCIAS (I)
TIPOS DE RESISTENCIAS (II)
TIPOS DE RESISTENCIAS (III)
PROBLEMAS I
Para aplicar la fórmula del cálculo de la resistencia de un conductor:
Donde: La resistividad ρ se expresa en Ω. mLa longitud l se expresa en m.La sección en m2.
Ley de Ohm:
V = diferencia de potencial en voltios (v)I = Intensidad en amperios (A)R = resistencia en ohmios (Ω).
CONDENSADORES (I)
Valor
La capacidad C de un condensador depende de la superficie de las armaduras, de la distancia que las separa y de la naturaleza del diélectrico.
C = є . S / d donde:є = constante dieléctricad = distancia antre armadurasS = superfifice armaduras
C = Q / V donde:Q = carga eléctrica que puede almacenarV = diferencia de potencial
Unidades
faradio (F)Submúltiplos: μF = microfaradio (1.10-6 F). n = nanofaradio(1.10-9 F).p = picofaradio (1.10-12 F).
Función Almacenar carga eléctrica para suministrarla en un momento determinado.
CONDENSADORES (II)
En serie con una resistencia y una fuente de tensión contínua
Conexionado
Funcionamiento
Tipos de condensadores (banco de imágenes CNICE)
Condensador eléctrico (Wikipedia)
CONDENSADORES (III)
BOBINAS
Función Almacenar energía eléctrica de forma magnética para cederla en un momento determinado.
Valor
La autoinducción L de una bobina depende del número de espiras que forman el arrollamiento (N), del flujo magnético que la atraviesa (Φ) y de la intensidad de corriente que la recorre (I).
L = N.Φ / I
Unidades
henrio (H)Submúltiplos: mH = milihenrio (1.10-3 H)μH = microhenrio (1.10-6 H).
Funcionamiento
ASOCIACIÓN DE COMPONENTES PASIVOS
serie
paralelo
serie
paralelo
Las bobinas interaccionan entre ellas generando inducciones parásitas. Sólo se asocian cuando interesa aprovechar este fenómeno.
COMPORTAMIENTO DE LOS COMPONENTES PASIVOS DESCRITOS
Componente Periodo transitorio Periodo estacionario
Resistencia No se distinguen diferencias entre ambos periodos.
Condensador Permite un crecimiento progresivo de su tensión entre bornes
Alcanza la tensión de la fuente a la que estaba conectado
Bobina Permite un crecimiento progresivo de la intensidad a través de ella.
Alcanza la intensidad máxima permitida por la resistencia y la fuente.
DIODOS
Función Actúa como un componente unidireccional, es decir, deja pasar la corriente sólo en un sentido
Está formado por la unión de dos cristales semiconductores uno de tipo N, llamado cátodo, y otro de tipo P, llamado ánodo.
Composición
Polarización
TRANSISTORES
Función El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que puede funcionar, bien como interruptor, bien como amplificador de una señal eléctrica de entrada.
Se clasifican en dos grandes grupos:Bipolares: NPN y PNP
Unipolares: o de efecto campoClasificación
Formados por la unión de tres cristales
semiconductores.
Bipolares
Modelo sencillo del funcionamiento de un transistor
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
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++
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++ +
+ +
P N N P
Concentración de huecos
+ -
N
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
P N N P
Si la zona central es muy ancha el comportamiento es el dos diodos en Si la zona central es muy ancha el comportamiento es el dos diodos en serie: el funcionamiento de la primera unión no afecta al de la segundaserie: el funcionamiento de la primera unión no afecta al de la segunda
N
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
PP
N
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
PP
N
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
PP
El terminal central (base) maneja una fracción de la corriente que circula El terminal central (base) maneja una fracción de la corriente que circula entre los otros dos terminales (emisor y colector): entre los otros dos terminales (emisor y colector): EFECTO TRANSISTOREFECTO TRANSISTOR
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
N PP
El terminal de base actúa como terminal de control manejando una El terminal de base actúa como terminal de control manejando una fracción de la corriente mucho menor a la de emisor y el colector.fracción de la corriente mucho menor a la de emisor y el colector.
El emisor tiene una concentración de impurezas muy superior a la del El emisor tiene una concentración de impurezas muy superior a la del colector: colector: emisor y colector no son intercambiablesemisor y colector no son intercambiables
Emisor
Base
Colector
Transistor PNP
P
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
NN
Se comporta de forma equivalente al transistor PNP, salvo que la corriente Se comporta de forma equivalente al transistor PNP, salvo que la corriente se debe mayoritariamente al movimiento de electrones. se debe mayoritariamente al movimiento de electrones.
En un transistor NPN en conducción, la corriente por emisor, colector y En un transistor NPN en conducción, la corriente por emisor, colector y base circula en sentido opuesto a la de un PNP.base circula en sentido opuesto a la de un PNP.
Transistor NPNTransistor NPN
Principio de funcionamiento del transistor bipolar
P NN
La mayor movilidad que presentan los electrones hace que las La mayor movilidad que presentan los electrones hace que las características del transistor NPN sean mejores que las de un PNP de características del transistor NPN sean mejores que las de un PNP de forma y tamaño equivalente. Los NPN se emplean en mayor número de forma y tamaño equivalente. Los NPN se emplean en mayor número de aplicaciones.aplicaciones.
Emisor
Base
Colector
Transistor NPN
Transistor NPNTransistor NPN
Ejemplo de Transistores
Simbología
Óhmetro transformador
Si por un conjunto de espiras ( bobina) hacemos pasar una corriente eléctrica, se genera un campo magnético.
Este efecto se utiliza en los
motores eléctricos, ya
que este campo magnético
inducido se repelerá
continuamente con el de los
imanes.
Si introducimos una bobina en un campo magnético variable
(por ejemplo moviendo la bobina o
el imán continuamente),
generaremos una corriente eléctrica
Si la conexiones de las escobillas se realizan de esta forma
produciremos corriente continua Dinamo
Si la conexiones de las escobillas se realizan de esta forma
produciremos corriente alterna Alternador
Transformador
El campo magnético que se induce en la bobina 1 produce una corriente eléctrica en la bobina 2, de esta manera la relación entre las corrientes y entre los voltajes dependerá de la relación que
existe entre el numero de vueltas de cada bobina, conservándose la potencia.
€
V1V2=N1N2=I2I1
● El relé es una combinación de un electroimán y un interruptor. Consta de dos circuitos el de mando y el de potencia. En el circuito de potencia hay un interruptor, con sus contactos disponibles. El circuito de mando es el electroimán que mediante un mecanismo cuando circula corriente por él, hace que se cierre el contacto del interruptor de potencia. Cuando deja de circular corriente por el electroimán el mecanismo hace que se abra el contacto de potencia.