Cómo lo dice el título de este post, hemos mudado la web a una nueva página.
Espero que quienes la visiten nos acompañen y apoyen en este nuevo proyecto que no es mas que la continuación de lo que empezo con este simple blog.
Todo el contenido que pueden encontrar en este blog lo encontrarán, también, en la nueva página y espero pronto poder subir nuevo contenido y sumar proyectos con arduino como entorno de desarrollo.
Les comparto el link de la nueva página, espero que le echen un vistazo!
Cualquier sugerencia, aporte, duda o comentario es bienvenido.
Mostrando entradas con la etiqueta Teoría. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta Teoría. Mostrar todas las entradas
Corriente alterna y corriente contínua
Corriente alterna
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente.
Su polaridad se invierte periódicamente, haciendo que la corriente fluya alternativamente en una dirección y luego en la otra
La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente.
Su polaridad se invierte periódicamente, haciendo que la corriente fluya alternativamente en una dirección y luego en la otra
La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.
Onda senoidal (señal periódica)
Durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo (hertz) posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluirá del polo negativo al positivo, tal como ocurre en las fuentes de Corriente Continua (Tomando el sentido contrario por convenio).
Periodo (P): Lapso de tiempo donde la señal repite sus valores.
Ciclo: Conjunto de valores que toma en un periodo.
Frecuencia (F): Velocidad con la que varía la señal. Es la inversa del periodo (F = 1 / P) y se mide en Hertz (Hz).
Fase: es la abscisa correspondiente a un punto cualquiera de la señal.
Valores característicos:
Energía y Potencia eléctrica
Energía eléctrica (E)
Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico.
La ambigüedad de tal definición radica en que la energía no puede definirse como toda magnitud básica de la física. Simplemente se usa su concepto y en el caso de la energía eléctrica, es aquello que “gastan” los dispositivos eléctricos y electrónicos para cumplir su función.
La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía lumínica dentro de una lámpara o led , en energía mecánica en la punta de eje de un motor o en energía térmica (calor) en una estufa eléctrica.
La energía eléctrica es eso que “cargan” las cargas eléctricas dentro de una fuente de alimentación o pila para luego descargar en las diferentes partes de un circuito eléctrico o electrónico para funcionar.
Potencia eléctrica (P)
El concepto desarrollado anteriormente tiene el problema de la poca practicidad para el desarrollo de análisis cuantitativos, ya que el consumo o gasto de energía es acumulativo. imaginemos que tenemos un motor eléctrico girando permanentemente. Este motor está convirtiendo la energía eléctrica en varias formas de energía diferentes (energía cinética al gira y energía térmica ya que eleva su temperatura al funcionar). Pero si quisiéramos cuantificar el consumo de energía de dicho motor, tendríamos el problema de que dicho consumo depende claramente de cuanto tiempo lo tengamos funcionando, ya que la energía se va transformando y consumiendo a medida que el motor gira.
Por esta razón y para independizarnos del factor tiempo, aparece el concepto de potencia eléctrica que no es ni más ni menos que la cantidad de energía consumida o entregada por unidad de tiempo.
En el sistema
métrico internacional, la unidad de medida es el watt, y 1W es igual a un Joule
de Energía por segundo.
Si tuviésemos por ejemplo 1 led de 1W de potencia,
estaríamos ante un led que “gasta” un Joule de energía en cada segundo en que
se mantiene encendido.
Así una fuente de alimentación de 1W es capaz de
“entregarle” a las cargas eléctricas que la atraviesan, un Joule por segundo.
Puede demostrarse que en cualquier componente de un circuito, la potencia
eléctrica (ya sea entregada o consumida) es igual a la diferencia de potencial
(tensión) entre sus bornes, multiplicada por la corriente que lo circula, es
decir:
P = V * I
Tensión o diferencia de potencial
Se conoce como potencial eléctrico al trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva unitaria de un punto hacia otro. Puede decirse, por lo tanto, que el trabajo a concretar por una fuerza externa para mover una carga desde un punto referente hasta otro es el potencial eléctrico. De esta
manera el potencial en un punto bajo la influencia de un campo eléctrico se
puede definir como el trabajo que hay que realizar para movilizar una carga
eléctrica infinitamente lejana (infinitamente lejana, no es ni más ni menos que
fuera del campo eléctrico en cuestión) hasta ese punto.
Ahora bien,
en el marco de un circuito eléctrico, el potencial eléctrico existente en un
punto refleja la energía que tienen las cargas eléctricas (electrones) al pasar
por el punto en cuestión. Cuando la unidad de carga va recorriendo el circuito,
pierde energía mientras pasa por los distintos componentes. Dicha pérdida de
energía tendrá diferentes manifestaciones a través de trabajos como la
iluminación que aparece en una lámpara o el movimiento que se logra en un
motor, por citar dos posibilidades. Para recuperar la energía, la carga debe
pasar nuevamente por un generador de tensión.
La energía (E) que el generador cede al circuito durante su
funcionamiento es directamente proporcional a su diferencia de potencial (V) y a la carga, q
(C), que pone en movimiento:
E = q * V
Donde:
E es la energía cedida por el generador medida en Joule (J)
q es la carga eléctrica (cantidad de electrones) medida en Coulomb(C)
V es la
diferencia de potencial eléctrico medida en Volts o Voltios(V)
Por lo tanto la diferencia de potencial es:
V = E / q
Es decir :
1V = 1J / 1C
Esta idea,
lleva a pensar que dentro de un circuito eléctrico, las cargas (electrones)
nunca se gastan, sino que se mueven dentro del mismo y que lo que realmente sucede
es que a medida que lo recorren se van descargando para volver a “energizarse”
dentro de la fuente de alimentación.
Circuito eléctrico
Un circuito eléctrico es la conexión de dos o más componentes que contiene una trayectoria cerrada. Dichos componentes pueden ser resistencias, fuentes, interruptores, condensadores, semiconductores o cables, por ejemplo: Cuando el circuito incluye componentes electrónicos, se habla de circuito electrónico.
Entre las partes de un circuito eléctrico, se pueden distinguir los conductores (cables o pistas de cobre que unen los elementos para formar el circuito), los componentes (dispositivos que cumplen una función determinada dentro del circuito), los nodos(puntos del circuito donde concurren dos o más conductores) y las ramas o mallas(conjunto de los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos consecutivos).
Los circuitos eléctricos pueden clasificarse según el tipo de señal (corriente directa o corriente alterna), el tipo de configuración (serie, paralelo o mixto), el tipo de régimen (corriente periódica, corriente transitoria o permanente) o el tipo de componentes (circuito eléctrico o circuito electrónico).
La representación gráfica del circuito eléctrico se conoce como diagrama electrónico o esquema eléctrico. Dicha representación exhibe los componentes del circuito con pictogramas uniformes de acuerdo a ciertas normas, junto a las conexiones (sin que éstas se correspondan con las ubicaciones físicas).
La confección de dicho esquema es fundamental para la construcción de un circuito eléctrico, ya que representa el primer paso a seguir. De lo bien elaborado que esté depende el funcionamiento del circuito, por eso es muy importante revisarlo más de una vez y hacer pruebas en la teoría antes de proceder a la realización de un circuito impreso (en el caso de los circuitos electrónicos).
Configuración de circuitos:
Corriente eléctrica
En nuestra definición anterior (Tensión/Diferencia de Potencial.) dijimos que dentro de un circuito eléctrico, las cargas eléctricas, se mueven saliendo por el borne positivo de la fuente de alimentación, para recorrerlo completamente y así volver al borne negativo de la misma.
Así a la cantidad de carga eléctrica que circula por unidad de tiempo en cualquier parte del circuito que estemos analizando la definimos como intensidad de corriente eléctrica o simplemente “corriente”.
Los electrones se desplazan de un átomo a otro y se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de alimentación.
La corriente eléctrica está definida por convención en dirección contraria al desplazamiento de los electrones
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio o coulomb (símbolo C) y la unidad de corriente, también llamada Intensidad se expresa en C/s (coulomb sobre segundo), unidad que se denomina AMPERIO (A).
Es decir, una corriente de 1 ampere digamos que se trata de una carga eléctrica de 1 Coulomb por segundo.
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio o coulomb (símbolo C) y la unidad de corriente, también llamada Intensidad se expresa en C/s (coulomb sobre segundo), unidad que se denomina AMPERIO (A).
Es decir, una corriente de 1 ampere digamos que se trata de una carga eléctrica de 1 Coulomb por segundo.
Los submúltiplos del amperio son miliamperios (mA) (1/1000 de amperio), y microamperios (uA) (1’000.000 de amperio).
Cuantitativamente, una corriente (I), se define como la relación de transferencia de carga eléctrica (Q) por unidad de tiempo. Por lo tanto el promedio es:
Las pequeñas corrientes utilizadas en electrónica, se expresan generalmente en miliamperios (mA) o en microamperios (uA). Un mA = 10^(-3) amp. 1 uA = 10^(-6) amp y 1 amp = 10^(-3) amp = 10^(-6) uA.
Definición cuantitativa:
Cuantitativamente, una corriente (I), se define como la relación de transferencia de carga eléctrica (Q) por unidad de tiempo. Por lo tanto el promedio es:
Corriente (I) = carga total transferida (Q) dividido por el tiempo transcurrido (T).
La unidad práctica de carga (sistema mks), es el Coulomb, que corresponde a la carga transportada aproximadamente de 6,28 x 10^18 (6,28 billon de billones) de electrones.
Flujo de corriente eléctrica
(movimiento de electrones)
(movimiento de electrones)
Flujo de corriente eléctrica
(por convención)
(por convención)
Clasificación de materiales eléctricos
Materiales conductores
Son aquellos materiales que poseen más electrones libres en su estructura atómica, siendo aptos para conducir la corriente eléctrica.
Un objeto hecho de un material conductor permitirá que se transfiera una carga a través de toda la superficie del objeto. Si la carga se transfiere al objeto en un lugar determinado, esta se distribuye rápidamente a través de toda la superficie del objeto.
La distribución de la carga es el resultado del movimiento de electrones.
Los materiales conductores permiten que los electrones sean transportados de partícula a partícula, ya que un objeto cargado siempre va a distribuir su carga hasta que las fuerzas de repulsión globales entre electrones en exceso se reduzca al mínimo. De este modo, si un conductor cargado es tocado a otro objeto, el conductor puede incluso transferir su carga a ese objeto.
La transferencia de carga entre los objetos se produce más fácilmente si el segundo objeto está hecho de un material conductor.
Ejemplo: Oro, plata y cobre. 
Materiales semiconductores
Son los materiales con un número intermedio de electrones libres.
Por ejemplo el silicio y el germanio, los cuales son buenos aislantes cuando están en estado cristalino puro, pero conducen la electricidad cuando se sustituyen solo algunos átomos del cristal con otros, como arsénico o boro, mediante la técnica conocida como dopado del material.
Ejemplo: El Germanio y el Silicio dopados con otros materiales como indio, galio, Etc. Estos son los mas utilizados para la fabricación de diodos, transistores y circuitos integrados.
Materiales aisladores
Son los materiales que poseen muy pocos electrones libres para transportar corriente.
Los aislantes son materiales que impiden el libre flujo de los electrones de átomo a átomo y de molécula a molécula. Si la carga se transfiere a un aislante en un lugar determinado, el exceso de carga permanecerá en la posición inicial de la carga. Las partículas del aislante no permiten el libre flujo de electrones; posteriormente la carga rara vez se distribuye de manera uniforme por la superficie de un material que sea aislante.
Mientras que los aislantes no son útiles para la transferencia de carga, tienen un papel crucial en experimentos electrostáticos y manifestaciones. Los objetos conductores son a menudo montados sobre objetos aislantes. Esta disposición de un conductor en la parte superior de un aislante evita que la carga sea transferida desde el objeto conductor con su entorno evitando así accidentes como los cortocircuitos o que nos electrocutemos. Esta disposición nos permite entonces manipular un objeto conductor, pero sin tocarlo.Ejemplo: La goma, el vidrio, los plásticos o polímeros Etc.
El relé, relay o relevador
El relé, relay o relevador es un dispositivo
electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito
eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán,
se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros
circuitos eléctricos independientes.
El triac
Un TRIAC es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna.
Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas.
Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta (gate).
El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo de gate/puerta y puede ser disparado independientemente de la polarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.
Donde:
A2 = Ánodo 2
A1 = Ánodo 1
G = Puerta de cebado o disparo.
Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas.
Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta (gate).
El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo de gate/puerta y puede ser disparado independientemente de la polarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.
Donde:
A2 = Ánodo 2
A1 = Ánodo 1
G = Puerta de cebado o disparo.
El diac (Diodo para Corriente Alterna)
Es un dispositivo semiconductor que se utiliza en
corriente alterna su comportamiento es como un diodo, con la particularidad de
que conduce en ambos sentidos. El accionado del dispositivo se produce cuando
entre sus ánodos se alcanza unos 30 voltios aproximadamente. En este sentido, su comportamiento es similar a una lámpara de neón.
Debido a su comportamiento
bidireccional y a su bajo valor de tensión de accionado, se suele emplear como
elemento de disparo de un tiristor o triac.
Dónde:
A2 = Ánodo 2
A1 = Ánodo 1
Por tratarse de un elemento bidireccional y de
comportamiento simétrico, los terminales A1 y A2 pueden cambiarse sin que ello
suponga ningún tipo de modificación en su comportamiento.
Existen dos tipos de DIAC:
DIAC de tres capas: Es similar a un transistor bipolar sin conexión de base y con las regiones de colector y emisor iguales y muy dopadas. El dispositivo permanece bloqueado hasta que se alcanza la tensión de avalancha en la unión del colector. Esto inyecta corriente en la base que vuelve el transistor conductor, produciéndose un efecto regenerativo. Al ser un dispositivo simétrico, funciona igual en ambas polaridades, intercambiando el emisor y colector sus funciones.
DIAC de cuatro capas: Consiste en dos diodos Shockley conectados en antiparalelo, lo que le da la característica bidireccional.
Un diodo Shockley es un dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables: uno de bloqueo o de alta impedancia y de conducción o baja impedancia.
Está formado por cuatro capas de semiconductor de tipo N y P, dispuestas alternadamente. Es un tipo de tiristor, no se debe confundir con el diodo de barrera Schottky.
Existen dos tipos de DIAC:
DIAC de tres capas: Es similar a un transistor bipolar sin conexión de base y con las regiones de colector y emisor iguales y muy dopadas. El dispositivo permanece bloqueado hasta que se alcanza la tensión de avalancha en la unión del colector. Esto inyecta corriente en la base que vuelve el transistor conductor, produciéndose un efecto regenerativo. Al ser un dispositivo simétrico, funciona igual en ambas polaridades, intercambiando el emisor y colector sus funciones.
DIAC de cuatro capas: Consiste en dos diodos Shockley conectados en antiparalelo, lo que le da la característica bidireccional.
Un diodo Shockley es un dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables: uno de bloqueo o de alta impedancia y de conducción o baja impedancia.
Está formado por cuatro capas de semiconductor de tipo N y P, dispuestas alternadamente. Es un tipo de tiristor, no se debe confundir con el diodo de barrera Schottky.
Transistores
Los transistores son componentes electrónicos semiconductores de estado sólido, que tienen como función amplificar señales o hacer de switch electrónico. Además, hacen parte fundamental de los circuitos integrados.
Los transistores tienen tres patas o terminales que reciben el nombre de emisor, base y colector. La posición de estas, varía dependiendo del modelo de transistor utilizado.
Clases de transistores
Existen dos clases de transistores: Bipolares y de efecto de campo “FET” (Field Effect Transistor).
Los transistores bipolares se clasifican en transistores NPN y transistores PNP, según el material usado en su fabricación.
Diodos
Los diodos son componentes electrónicos elaborados con materiales semiconductores, que tienen como función permitir el paso de corriente en una sola dirección. Tienen dos patas que reciben el nombre de ánodo y cátodo.
El ánodo equivale a la pata de entrada de la corriente o señal, y el cátodo, a la salida de corriente o señal.
Los diodos se consiguen en diferentes tamaños, lo que representa también su potencia. Entre más grandes, soportan más corriente. Al comprarlos se piden en vatios que equivale a la cantidad de voltios y amperios que pueden soportar.
Los diodos se dividen en diferentes clases: diodo rectificador, LED (diodo emisor de luz), diodo zener (permite el paso hasta cierto voltaje), SCR (diodo rectificador de silicio) y fotodiodos.
Bobinas e Inductancias
Bobina
Una bobina es un componente formado por varias vueltas o espiras de alambre de cobre (esmaltado o aislado con barniz dieléctrico), enrolladas sobre un núcleo que puede ser de aire, o algún material magnético como el hierro o la ferrita.
Recibe el nombre de inductancia, la oposición de una bobina a los cambios de corriente.
Unidades de medida
La unidad de medida de la inductancia es el henrio (H). Se define inductancia como la propiedad de una bobina de presentar una diferencia o caída de voltaje de un voltio, cuando el cambio en la corriente a través de ella, es de un amperio por segundo (A/S).
Se utilizan submúltiplos como el milihenrio (mH) que equivale a una milésima parte de un henrio, y el microhenrio que equivale a una millonésima parte de un henrio.
Tipos de bobinas
Bobinas con núcleo de aire: Tienen baja inductancia y se utilizan para señales de alta frecuencia en radios, televisores, transmisores, etc.
Bobinas con núcleo de hierro: tienen un mayor campo magnético, que por consiguiente generan valores altos de inductancia. Se aplican en transformadores en los que se utiliza un núcleo laminado en forma de “E” y otro en forma de “I”, para disminuir pérdidas.
Condensadores o capacitores
Se llama capacitor o condensador a un elemento que es capaz de almacenar energía eléctrica por un tiempo determinado, la cual luego se desprende de diversas formas según el uso que se le quiera dar.
Internamente, el capacitor se compone de dos placas conductoras (armaduras) que están separadas por un dieléctrico, éste es, un material que no conduce la electricidad y suele ser de papel, mica, aire, porcelana, vidrio, poliéster, etc. Una vez conectado a una fuente de alimentación que entrega una tensión (V) entre sus placas, comienzan a almacenarse cargas de polaridad opuesta en cada una de ellas. De esta forma, una de las placas queda cargada positivamente, mientras que la otra lo hace de forma negativa. Esta diferencia hace que se produzca un campo eléctrico en el dieléctrico del condensador, resultando allí una diferencia de potencial (V) exactamente igual a la entregada por la fuente de alimentación, es decir, cuando este se carga se comporta como un acumulador de carga, mientras que cuando se descarga actúa como un generador. Un capacitor no permite el paso de la corriente continua cuando se ha cargado.
Un condensador de gran capacidad puede almacenar cargas mayores que otro de menor capacidad.
Los factores que influyen en la capacidad son:
Los factores que influyen en la capacidad son:
Resistencia eléctrica / resistor eléctrico
Se llama RESISTOR al componente realizado especialmente para que ofrezca una determinada resistencia eléctrica, mientras que la RESISTENCIA es la propiedad física (oposición al paso de corriente que supone una pérdida de energía en forma de calor).
Los resistores componentes electrónicos de dos terminales y su forma depende entre otras cosas
de la máxima potencia eléctrica que pueden disipar (transformar en calor) antes
de quemarse, y del material con el que están construidas. Éstos no tienen polaridad, esto significa que pueden conectarse en cualquier dirección.
La imagen anterior muestra algunos resistores de distintos tipos y valores. Las bandas
de color que se ven en las imágenes, se utilizan para determinar el valor del mismo en
“Ohm” (unidad en la que se mide la resistencia eléctrica) y la Tolerancia (es decir, la
desviación máxima que pueden tener el resistor respecto del valor que indican las
bandas)
Símbolos y formulas
Símbolos y formulas
El símbolo de un resistor es:
El resistor es un componente de comportamiento lineal y por lo tanto cumple con la
ley de Ohm.
Por ley de Ohm tenemos: R = V / I y se mide en ohms (Ω)
Por ley de Ohm tenemos: R = V / I y se mide en ohms (Ω)
Un ohm es la resistencia eléctrica que hay entre dos puntos de un conductor, al que se le aplica una tensión de un volt, produciendo una corriente de un amper.
La resistencia es un componente pasivo que hace oposición a la corriente. Se utilizan para limitar o controlar el paso de corriente en los circuitos. El símbolo es omega. (Ω)
El 555
El 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en una variedad de temporizadores y se aplica en la generación de pulsos y de oscilaciones.
Puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un solo paquete.
Sus características más destacables son:
Descripción de las patillas del temporizador 555
• GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra (masa).
• Disparo (normalmente la 2): Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.
Puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un solo paquete.
Sus características más destacables son:
- Temporización desde microsegundos hasta horas.
- Modos de funcionamiento:
- Monoestable.
- Astable.
- Aplicaciones:
- Temporizador.
- Oscilador.
- Divisor de frecuencia.
- Modulador de frecuencia.
- Generador de señales triangulares.
Descripción de las patillas del temporizador 555
• GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra (masa).
• Disparo (normalmente la 2): Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.
Fuente y generador de tensión
Fuente y generador de tensión
La fuente o generador de tensión es la encargada de entregar una determinada tensión a un circuito, pueden ser de AC o DC, el termino "fuente" se utiliza para tensión DC y el de "generador" para tensión AC.
Las fuentes de tensión son circuitos que convierte la
corriente alterna AC que encontramos en el hogar (110 ó 220 V), en corriente continua DC,
además cambia o reduce la tensión entregando
según la necesidad del circuito que vamos a alimentar.
Los generadores de tensión transforman la energía mecánica en eléctrica. Esta
transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre
los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada
también estator). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo
entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz
(F.E.M.). Este sistema está basado en la ley de Faraday.
Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada
para obtener una corriente continua (fuente de tensión).
El proceso inverso sería el realizado por un motor eléctrico, que transforma energía eléctrica en mecánica.
En electrónica lo utilizado es la fuente de tensión.
En electrónica lo utilizado es la fuente de tensión.
Fuente de tensión
La tensión de red pública (110 ó 220Vac) alimenta un transformador, que se encarga de convertirla a la tensión requerida por el circuito o sistema que se va a ser alimentado. El transformador alimenta al puente de diodos, ingresando a través de la pata marcada con una virgulilla (~), o en otros casos (AC) y la de la esquina opuesta.
El puente de diodos invierte todos los semiciclos negativos a semiciclos positivos, desapareciendo la tensión negativa, entregando los semiciclos positivos a través de la pata marcada con un mas (+), Y la pata de la esquina contraria, va a tierra (GND)
Leyes de Kirchhoff
Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades
que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitoseléctricos.
Conceptos previos:
• Nodo: Es un punto en común a 2 o más elementos. También
mencionamos como nodo a algún punto del circuito que se quiera destacar. Por
ejemplo para marcar un potencial.
• Nudo o unión: Es un punto común a 3 o más elementos.
• Rama: es toda conexión serie de uno o más elementos entre dos
puntos.
• Lazo: Es toda trayectoria cerrada del circuito.
• Malla: Es aquel lazo que no puede dividirse y que no contiene otro lazo. Según la
definición, toda malla es un lazo pero no a la inversa. También se cumple que
una rama no puede ser común a más de dos mallas. En la práctica suele llamarse
malla a todo lazo aunque estrictamente no lo sea.
Leyes
1) Ley de nodos o nudos
Esta ley también es llamada ley de corrientes y nos dice
que:
En cualquier nodo, la suma de la corriente que entra en ese nodo
es igual a la suma de la corriente que sale. De igual forma, La suma
algebraica de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero.
I1 + I3 = I4 + I2
I1 - I2 + I3 - I4 = 0
O sea:
2) Ley de mallas
Esta ley es llamada también ley de
tensiones y nos dice que:
En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico es igual a cero.
En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico es igual a cero.
Como VR
= IR * R, se puede sustituir en las ecuaciones anteriores
si no se tiene el dato de las tensiones sobre las resistencias. Utilizando Ley
de nodos y Ley de mallas se pueden calcular todas las variables faltantes.
Ley de Ohm y Ley de Joule
Ley de Ohm
Esta ley relaciona los tres componentes
que influyen en una corriente eléctrica, como son la intensidad (I), la diferencia de potencial o tensión
(V) y la resistencia (R) que ofrecen los materiales o
conductores.
La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente
eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a
la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la
resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la
siguiente fórmula o ecuación:
I = V / R
Donde, empleando unidades del Sistema internacional de Medidas , tenemos que:
- I = Intensidad en amperios (A)
- V = Diferencia de potencial en voltios (V)
- R = Resistencia en ohmios (Ω).
Léase: La
intensidad (en amperios) de una corriente es igual a la tensión o diferencia de
potencial (en voltios) dividido o partido por la resistencia (en ohmios).
De acuerdo con la “Ley de Ohm”, un ohmio (1 Ω) es el valor que posee una resistencia
eléctrica cuando al conectarse a un circuito eléctrico de un voltio (1 V) de tensión provoca un flujo o
intensidad de corriente de un amperio (1
A).
La resistencia eléctrica, por su parte,
se identifica con el símbolo o letra (R) y la fórmula general
(independientemente del tipo de material de que se trate) para despejar su
valor (en su relación con la intensidad y la tensión) derivada de la fórmula
general de la Ley de Ohm, es la siguiente:
R = V / I
Léase: La resistencia a una corriente (en
ohmios) es igual a la tensión o diferencia de potencial (en voltios) dividido o
partido por la intensidad (en amperios).
Una forma sencilla de recordar esta ley
es formando un triángulo equilátero, donde la punta de arriba se representaria
con una V (voltios), y las dos de abajo con una I (intensidad) y R (resistencia)
respectivamente, al momento de cubrir imaginariamente cualquiera de estas
letras, en automático las restantes nos indicarán la operación a realizar para
encontrar dicha incógnita. Ejemplo: si tapamos la V, R e I estarán multiplicandose para
encontrar el valor de V; de igual forma si cubrimos R, quedará V/I al
descubierto para encontrar la incógnita R.
El fusible
El fusible es un componente utilizado para la protección de los circuitos. Está formado por un filamento, lámina o hilo de aleación metálica de fácil fundición, que al circular por él una corriente mayor a la que éste soporta se funde, abriendo así el circuito evitando que se dañe. El valor en amperios de éste depende del consumo de corriente que tenga
el circuito.
Puede colocarse sobre gabinete o directamente en la placa, según
como decidan realizar el PCB.
Es muy utilizado para protección en fuentes de alimentación y se puede colocar en el primario o el secundario del transformador (entrada 220 V o salida x V respectivamente).
Es muy utilizado para protección en fuentes de alimentación y se puede colocar en el primario o el secundario del transformador (entrada 220 V o salida x V respectivamente).
Para el secundario basta con colocar un fusible del mismo valor (o
valor próximo mas alto) de corriente del transformador.
Para el primario se deberá calcular la corriente que consume en la
entrada, para ello se utiliza
n = (V1 / V2) = (I2 / I1) = (N1 / N2)
Donde:
n: Relación de transformación
V1: Tensión aplicada al primario del
transformador (generalmente se da en valor eficaz)
V2: Tensión de salida en el secundario (su
valor puede ser eficaz o máximo)
I1: Intensidad de corriente sobre el primario
(puede ser valor máximo o eficaz)
I2: Intensidad de corriente en el secundario
(puede ser valor máximo o eficaz)
N1 y N2: Número de vueltas o espiras del primario
y secundario respectivamente
El valor eficaz es el que, comúnmente, mide un multímetro, el
valor eficaz de salida es el dato que se utiliza para comprar un transformador
en las tiendas. Entonces ya se tienen datos suficientes para poder calcular el
valor del fusible de esta forma:
Como no se tienen los números de espiras ni tampoco el valor
de relación de transformación, se opta por tomar los miembros que usan datos
que tenemos y el que vamos a calcular, entonces tomamos
(V1 / V2) = (I2 / I1)
Por ejemplo:
Para V1 se utiliza el valor de red (110 ó 220 V), para V2 es la tensión de salida en este caso 18V totales (9+9) (eficaz) y para I2 es la corriente de salida que elegimos para el circuito, con todo esto se puede despejar I1 que es la corriente del primario y el valor superior mas próximo es el que vamos a usar para el fusible.
Si I1=180 mA el valor mas próximo comercial es 250 mA
Suscribirse a:
Entradas
(
Atom
)
