martes, 20 de agosto de 2013

DIAGRAMAS Y ESQUEMAS

DIAGRAMAS Y ESQUEMAS

Todo circuito eléctrico puede representarse en un esquema o diagrama con el fin de que se pueda describir su funcionamiento mas fácilmente y que se pueda compartir esta información entre colegas. 

Los diagramas son útiles también en la etapa de diseño, de manera que estos representen la manera en que se conectaran todos y cada uno de los componentes. 

Una practica que simplifica los diagramas consiste en no dibujar una linea completa entre los componentes conectados al polo negativo de la fuente de voltaje. De esta manera dicha conexión se representa solo con un pequeño símbolo en la conexión que va a "tierra" o "masa" que es el polo negativo en la mayoría de los casos.


Tambien pueden suprimirse otros elementos, si la complejidad del circuito lo requiere; tal es el caso de la fuente de voltaje, como se representa mas abajo.


Así pues se entiende que existe una fuente de voltaje conectada y que también existe una o varias conexiones a "chasis" o "tierra"

CIRCUITO PARALELO

LA CONEXIÓN EN PARALELO

Cuando dos o mas componentes se conectan de tal manera que sus terminales comparten la misma conexión a su fuente de voltaje como se muestra en el diagrama de abajo se dice que están conectados en PARALELO.


Cuando se conectan de esta manera, cada uno de los componentes (resistores en este caso) reciben el voltaje de la fuente "E" completo ya que estan conectados a los mismos polos de ella. Pero la corriente que fluye por cada uno de los resistores es diferente y su valor depende del voltaje aplicado dividido por la resistencia, de acuerdo con la ley de ohm. La corriente total que fluye por el circuito en paralelo es la suma de las corrientes individuales de sus componentes.

I total = I1+I2

De acuerdo con lo anterior la corriente (en Amperes) que fluye por  R1 es: 

I1 = E/R1

Y la corriente que fluye por R2 es:

I2 = E/R2

donde la letra "I" significa corriente, "R" resistencia y "E" voltaje

CIRCUITO SERIE

Existen dos tipos básicos de circuitos en electrónica: EL CIRCUITO EN SERIE Y EL CIRCUITO EN PARALELO.

El primero que veremos es el circuito en serie. La manera de conectar las partes o componentes (en este caso resistores) determina el tipo de circuito (serie en este caso). Abajo vemos que se conectan dos resistores en serie y ademas podemos apreciar el símbolo que se usa en los diagramas electrónicos. En un circuito de este tipo la corriente que pasa por uno de ellos es la misma que pasa por el segundo. Es decir que entra por uno, y al salir de este entra en el otro para finalmente salir de regreso a la fuente de voltaje "E".


En un circuito en serie la resistencia total aplicada entre los polos (+) y (-) de la batería es la suma de los valores de todos los componentes (resistores). Es decir R1 + R2. Y de acuerdo con la lay de ohm la corriente eléctrica en amperes sera el voltaje V dividido por el total de la resistencia: I=V/(R1 +R2), en donde "I" es la corriente.


Esta otra imagen muestra como se distribuye el voltaje total de la fuente "E", entre los componentes (resistores en este caso) de tal manera que la suma de esas "caídas de tensión" es igual al voltaje aplicado al circuito E =  V1 + V2

LEY DE OHM






LA LEY DE OHM
La ley de Ohm establece que la corriente que pasa por un circuito es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito. Esto significa que si aumentamos el voltaje, la corriente que fluye por el circuito se incrementara y que si aumentamos la resistencia, la corriente disminuirá. Esto se expresa por medio de una formula que de hecho nos sirve para calcular la cantidad de corriente "I" en amperes que pasara por un circuito, si conocemos el voltaje aplicado "V" en volts, y la resistencia "R". Esta es la formula:


Por ejemplo en el circuito simple, que aparece abajo tenemos un foco que tiene una resistencia de 18 Ohms, conectado a una pila de 1.5 voltios; entonces podemos calcular la cantidad de corriente que pasara por el foco aplicando la formula anterior.

Entonces de acuerdo con la formula de esta ley de Ohm, aplicamos los valores de cada componente a la formula y obtenemos 0.0833 Amperes, u 83.33 milesimas de Amper.


En donde "I" es la corriente que pasara por el foco.


COMPONENTES ACTIVOS

Los componentes activos son aquellos que son capaces de controlar los circuitos o de realizar ganancias.
Fundamentalmente son los generadores eléctricos y ciertos componentes semiconductores. Estos últimos, en general, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relación entre la tensión aplicada y la corriente demandada no es lineal.

Los componentes activos semiconductores derivan del diodo de Fleming y del triodo de Lee de Forest. En una primera generación aparecieron las válvulas que permitieron el desarrollo de aparatos electrónicos como la radio o la televisión. Posteriormente, en una segunda generación, aparecerían los semiconductores que más tarde darían paso a los circuitos integrados (tercera generación) cuya máxima expresión se encuentra en los circuitos programables (microprocesador y microcontrolador) que pueden ser considerados como componentes, aunque en realidad sean circuitos que llevan integrados millones de componentes.

En la actualidad existe un número elevado de componentes activos, siendo usual, que un sistema electrónico se diseñe a partir de uno o varios componentes activos cuyas características lo condicionará. Esto no sucede con los componentes pasivos. En la siguiente tabla se muestran los principales componentes activos junto a su función más común dentro de un circuito.



INDUCTOR




Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la auto inducción, almacena energía en forma de campo magnético.

Se fabrican arrollando un hilo conductor sobre un núcleo de material ferromagnético o al aire. 

Su unidad de medida es el Henrio (H) en el Sistema Internacional pero se suelen emplear los submúltiplos mH y mH.


TIPOS DE BOBINAS


FIJAS


Con núcleo de aire

El conductor se arrolla sobre un soporte hueco y posteriormente se retira este quedando con un aspecto parecido al de un muelle. Se utiliza en frecuencias elevadas. 

Una variante de la bobina anterior se denomina solenoide y difiere en el aislamiento de las espiras y la presencia de un soporte que no necesariamente tiene que ser cilíndrico. Se utiliza cuando se precisan muchas espiras. Estas bobinas pueden tener tomas intermedias, en este caso se pueden considerar como 2 o más bobinas arrolladas sobre un mismo soporte y conectadas en serie. Igualmente se utilizan para frecuencias elevadas.


Con núcleo sólido
Poseen valores de inductancia más altos que los anteriores debido a su nivel elevado de permeabilidad magnética. El núcleo suele ser de un material ferromagnético. Los más usados son la ferrita y el ferroxcube. Cuando se manejan potencias considerables y las frecuencias que se desean eliminar son bajas se utilizan núcleos parecidos a los de los transformadores (en fuentes de alimentación sobre todo). Así nos encontraremos con las configuraciones propias de estos últimos. Las secciones de los núcleos pueden tener forma de EI, M, UI y L.





Las bobinas de nido de abeja se utilizan en los circuitos sintonizadores de aparatos de radio en las gamas de onda media y larga. Gracias a la forma del bobinado se consiguen altos valores inductivos en un volumen mínimo.
Las bobinas de núcleo toroidal se caracterizan por que el flujo generado no se dispersa hacia el exterior ya que por su forma se crea un flujo magnético cerrado, dotándolas de un gran rendimiento y precisión. 
La bobinas de ferrita arrolladas sobre núcleo de ferrita, normalmente cilíndricos, con aplicaciones en radio es muy interesante desde el punto de vista practico ya que, permite emplear el conjunto como antena colocándola directamente en el receptor.



Las bobinas grabadas sobre el cobre , en un circuito impreso tienen la ventaja de su mínimo coste pero son difícilmente ajustables mediante núcleo.

VARIABLES

También se fabrican bobinas ajustables. Normalmente la variación de inductancia se produce por desplazamiento del núcleo.


Las bobinas blindadas pueden ser variables o fijas, consisten encerrar la bobina dentro de una cubierta metálica cilíndrica o cuadrada, cuya misión es limitar el flujo electromagnético creado por la propia bobina y que puede afectar negativamente a los componentes cercanos a la misma.

DIODO

Un diodo es un dispositivo semiconductor de dos terminales llamadas Ánodo y Cátodo, a través de este conduce corriente eléctrica cuando está en polarización directa y no conduce corriente eléctrica cuando está en polarización inversa.

De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua.