Electrónica básica

Como ya todos sabemos, un átomo está por protones (carga positiva), neutrones (sin carga) y electrones (carga negativa). Los protones y neutrones conforman el núcleo atómico, mientras que los electrones giran alrededor de dicho núcleo, formando orbitas.



Los átomos tienen la misma cantidad de cargas positivas y negativas, por lo que se neutralizan entre ellas, es decir, se anulan, dejando al átomo en "equilibrio eléctrico". Sin embargo, los átomos pueden perder o ganas más electrones, esto se denomina ionización.





Cuando, por cualquier motivo, un átomo gana o pierde eletrones, se dice que ese átomo esta ionizado.
Si un átomo pierde electrones, este queda con un exceso de carga positiva, y se lo denomina ión positivo o catión. Pero si dicho átomo gana electrones, queda con un exceso de carga negativa, y se lo denomina ión negativo o anión.Como las cargas de distinto signo se atraen, cuando estan cerca los iones positivos y negativos se unen, pero puede ocurrir que se liberen los electrones de más que tienen los aniones y se dirijan al hacia un catión, para neutralizar su carga y así estar equilibrados nuevamente. Cuando esto último ocurre, se dice que el movimiento de esos electrones constituyen lo que denominamos corriente eléctrica

Por lo que podemos definir a la electricidad o corriente eléctrica como: "la circulación de electrones libres a traves de un conductor"
Pero la corriente eléctrica propiamente dicha, en realidad circula en forma inversa al movimiento de los electrones, por lo que los electrones generan la corriente, pero en sentido inverso a su movimiento.



La corriente eléctrica se clasifica en dos tipos: continua (que siempre tiene la misma dirección) y alterna (cambia su dirección en cierto intervalo de tiempo).
Al pasar corriente por un conductor, este genera un campo magnético, que tiene un sentido inverso al de la corriente. Siempre que circula corriente por un conductor se genera un campo magnético por fuera de este. Muy débil, pero que se puede potenciar enrrollando muchos conductores entre sí, para generar así una bobina, la cual posee un potente campo magnético.



Los materiales a traves de los cuales circulan dichos electrones, según sus propiedades, se clasifican en: Conductores, semiconductores y aislantes.
Un conductor es todo aquel material que permite el paso de los electrones con mayor facilidad que otros materiales.
Pero también hay otros materiales, como los aislantes, es todo aquel material que ofrece una elevada resistencia al paso de los electrones, por lo que no permiten el paso de electrones a traves de ellos.
Por último tenemos los semiconductores, que, segun como se traten, se comportan como conductores o como aislantes. Un ejemplo de semiconductores son los diodos, los cuales permiten el paso de la corriente en un sentido (conductor), pero en el sentido inverso impiden el paso de la corriente (aislante)



Ya definimos la corriente eléctrica como la circulación de electrones a través de un conductor. La unidad de medida de la corriente eléctrica es el Ampere, de símbolo A, que expresa la cantidad de electrones que atraviesan una sección del conductor por segundo.
Pero para que pueda establecerse dicha corriente eléctrica, debe existir algo que impulse a los electrones para que circulen libremente. Ese algo se denomina tensión, diferencia de potencial o fuerza electromotriz.



Para que exista un flujo de electrones debemos aplicar energía al conductor. Cuando la energía proviene de una fuerza del tipo eléctrico, se la denomina fuerza electromotriz porque permite el desplazamiento de electrones al desprenderse de los átomos. Esa fuerza electromotriz puede originarla una batería. Por ejemplo: las pilas del control remoto.
Una tensión o diferencia de potencial es, como su nombre indica, una diferencia de cargas que existe entre dos extremos de un conductor, en el cual que uno de sus extremos posee carga positiva y el otro carga negativa, lo que provoca que el extremo positivo atraiga los electrones del otro extremo y así se produzca un movimiento de electrones y, en consecuencia, una corriente eléctrica



La resistencia eléctrica es la resistencia que presentan los distintos materiales al paso de la corriente eléctrica, al ser mayor la resistencia, menor es la cantidad de electrones que circulan por el conductor. Los aislantes presentan una resistencia muy elevada, casi infinita, debido a eso no conducen corriente eléctrica. La resistencia se mide en Ohm, de símbolo Ω. La resistencia del material dependera de 3 factores: longitud, sección transversal y resistividad. Por lo tanto, la fórmula matemática para calcular la resistencia es:



En donde I es la longitud del material medida en metros, S es el área transversal medida en metros cuadrados, p es la resistividad del material, lo que nos indica si el material es buen conductor o no, y R la resistencia medida en Ω.
Esto quiere decir que cuanto mayor sea la resistividad del material y su longitud, mayor será la resistencia, asimismo, mientras menores sean esos valores, menor será la resistencia de dicho material. El valor de la sección transversal s, se comporta de forma inversa, es decir, mientras mayor sea su valor, menor será su resistencia, mientras que si su valor es menor, mayor será la resistencia.



Es la inversa de la resisencia, es decir, la facilidad que presenta un material al paso de la corriente, se simboliza con la letra G y se mide en mho o en SIEMENS y de fórmula:





Las resistencias o resistores, son componentes electrónicos utilizados para oponerse al paso de la corriente que circula por un circuito, para así disminuir su intensidad.
Existen diversos tipos de resistencias, entre los que son más utilizados son: resistencias de carbón,de película metálica y de alambre.

Las resistencias de carbón son los más utilizados en electrónica, están formados por polvo un combinación de de carbón y un soporte cerámico, para darle forma de barrita y fijar sus terminales.



Las resistencias de película metálica estan formadas por una película metálica sobre un tubito de vidrio, al que se fijan los terminales y se los encapsula igual que la resistencia de carbón, por lo que su aspecto exterior es igual al de una resistencia de carbón. Se usan solamente cuando se necesita una gran exactitud en el valor de resistencia.

Las resistencias de alambre están constituidos por un alambre que se enrrolla sobre un cilindro de cerámica y se recubren con barniz. Son de un tamaño grande y poseen una enorme resistencia, por lo que se los utiliza en los circuitos que poseen altas tensiones




Sobre las resistencias hay impresas 4 bandas de colores, las 2 primeras, indican la resistencia en Ω que posee, la tercera banda representa el número de ceros que hay que agregarle al final del valor anterior para obtener el valor final de resistencia, la cuarta banda representa la tolerancia de la misma.



El valor de cada banda depende del color que posean, cada color le corresponde un número, los cuales son:

Negro = 0
Marrón = 1
Rojo = 2
Naranja = 3
Amarillo = 4
Verde = 5
Azul = 6
Violeta = 7
Gris = 8
Blanco = 9

La tolerancia de un resistor es un número expresado en porcentaje que representa el margen superior o inferior que puede tomar un valor (por el código de colores) del resistor. Es decir, la resistencia puede variar su valor en un determinado porcentaje, r aumentando o disminuyendo dicho valor
Los colores para la tolerancia son:

Dorado = 5%
Plateado = 10%
Sin color = 20%

Por ejemplo: si tenemos una resistencia que tiene bandas de color rojo, azul, amarillo y dorado, esto quiere decir que será una resistencia de 260000 Ω y 5% de tolerancia, en donde el 2 es por el color rojo, 6 por el azul, los 4 ceros por el amarillo y el 5% por el dorado.

La resistencia posee, además, un valor de potencia que representa la máxima cantidad de calor que puede
dar el resistor por el paso de corriente y, si ésta excede, se quemará por la alta temperatura obtenida. La potencia se mide en watts (W). La potencia de un resistencia se conoce por su tamaño, mientras mas grande mayor será la potencia que posea.Las resistencias de carbón se fabrican de 1/8W; 1/4W; 1/2W; 1W y 2W, Para mayores potencias se utilizan resistores de alambre; los de película metálica pueden disipar hasta 1W.



Son aquellas en las que se pueden variar su valor a conveniencia, dentro de este grupo se encuentran los potenciómetros y los presets o preajustables. La constitución de los potenciómetros se debe a una pista circular de carbón desplazándose por un contacto móvil (cursor) solidario a un eje vertical. Los extremos de la pista de carbón y el cursor tienen una conexión a terminales, es decir, que la resistencia entre uno de los terminales y el cursor depende de la posición de éste.



Los presets se ajustan una sola vez, hasta lograr una perfecta posición, y que no tienen posibilidad de ser variados por los usuarios. tienen un ajuste con un pequeño destornillador, que es aplicado a una ranura que tiene el contacto móvil.





La corriente, tensión y resistencia están relacionadas entre sí, dicha relación se expresa en la fórmula de la ley de Ohm que consta de 4 fórmulas fundamentales:

I = V/R
R = V/I
V = I * R
P = V * I
V = P/I
I = P/V


En la que I es la intensidad en amper, V la tensión en volts, P la potencia en watts y R la resistencia en ohms. Con estas fórmulas, podremos calcular cualquier valor con solo saber los demás.





Los capacitores son componentes diseñados para almacenar energía eléctrica, constan básicamente de dos armaduras, una positiva y la otra negativa, separadas por un aislante dieléctrico.



Al cargar el capacitor, la armadura negativa se carga con carga negativa y la positiva con carga positiva, quedando enfrentadas las cargas, por lo que al apagar el circuito, los capacitores quedan cargados, debido a que las cargas se atraen entre si dentro del capacitor, pero no se llegan a tocar, debido al dieléctrico existente entre ambas armaduras, sólo una pequeña parte atraviesa el dieléctrico, denominada corriente de fuga.
La capacidad de almacenamiento de un capacitor se mide en faradios (F), aunque en electrónica se utiliza el microfaradio (μF) que es la millonésima parte de 1 Faradio.
Existen varios tipos de capacitores: electrolíticos, cerámicos, de poliester, etc.



Una inductancia es un conductor arrollado en forma de bobina sobre un soporte denominado núcleo. Su función es la de transformar la corriente eléctrica que circula por su bobina en un campo magnético. Su unidad es el henry, de símbolo H. El valor de cada inductancia depende de la cantidad de espiras, distancia entre espiras, diámetro del conductor y de las espiras y tipo de núcleo.



Si se tienen 2 inductancias cerca una de otra, de forma que entre ellas se produzca un acoplamiento magnético, se formará un transformador. Es decir, un elemento que transfiere energía de un bobinado primario a otro secundario a través de un medio magnético.




Los diodos son componentes electrónicos semiconductores, es decir, que solo permite el paso de la corriente en un solo sentido, mientras que en sentido inverso actua como una barrera, no permite el paso de la corriente.
Para lograr que tenga estas características ha sido combinado, sin formar un compuesto químico, con otros elementos.
A este proceso de combinación se le denomina dopado. Por medio de éste, se consiguen básicamente dos tipos de materiales: tipo N, en los que se registra un exceso relativo de electrones dentro del material, y tipo P, en los que se presenta un déficit de electrones.
Los diodos realizan una alta gama de funciones entre ellas, la rectificación de señales de corriente alterna en fuentes de poder y en radios de AM, reguladores de voltaje, formadores de onda, duplicadores de voltaje, selectores de frecuencia, detectores de FM, disparadores, indicadores luminosos, detectores de haz, generadores láser, etc.
Básicamente, existen muchos tipos de diodos según su función, pero también se los puede clasificar mas generalmente por el material del que están hechos, existen 2 tipos de diodos según esta clasificación:

Diodos de silicio:



Y de germanio:




Son dispositivos que tienen 3 elementos: 2 negativos y 1 positivo, o visceversa. En el primer caso, el transistro se denomina NPN, mientras que en el segundo es PNP. Tiene 3 terminales, denominados emisor, base y colector. Este componente tiene la propiedad de gobernar a voluntad la corriente que circula entre el emisor y el colector, mediante la acción de una corriente en la base, mucho más pequeña que la anterior. El transistor modula la corriente del colector en función de la variación de la corriente de base, es como si la amplificara.



Existen muchos tipos de transistores: transistores bipolares (los más comunes), FET Y mosFET, entre otros



Se trata de un conjunto de componentes (resistencias, capacitores, diodos, etc.) reunido e integrados en un encapsulado plástico. Por lo general consta de varios terminales y de formas variadas. Las técnicas de miniaturización de componentes hicieron posible la fabricación de estos componentes.




Se trata de una placa en donde van montados todos los componentes de un circuito, posee unas pistas que comunican los distintos componentes entre sí.