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jueves, 16 de agosto de 2012

Los componentes electronicos

Todo aquel dispositivo que forme parte de un circuito eléctrico u electrónico es denominado componente. Siendo un circuito un sistema técnico complejo con piezas o dispositivos conectados entre si y diseñado para realizar funciones especificas. Los componentes pueden estar conectados mediante soldaduras a un circuito impreso o mediante cables.

A casa componente eléctrico o electrónico le corresponden propiedades eléctricas y mecánicas que permiten definir con precisión su comportamiento bajo determinadas condiciones. Este conjunto  de propiedades y condiciones forman parte de las especificaciones técnicas del componente. Entre las especificaciones técnicas destacan la forma en la que se debe realizar la conexión eléctrica del componente, las condiciones ambientales necesarias para su adecuado funcionamiento, las características eléctricas típicas y máximas de empleo, sus dimensiones geométricas y su fiabilidad expresada en función al tiempo de vida útil.

Los componentes eléctricos y electrónicos se pueden clasificar dependiendo de la función que desempeñan dentro de un circuito.

- Componentes según su tipo de energía
Electromagnéticos: Aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales para transformar la energía electromagnética en eléctrica y viceversa..
Electro acústicos: Transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa.
Opto electronicos: Transforman la energía lumínica en eléctrica y viceversa.

-Componentes según su estructura física
Discretos: Están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.
Integrados: Forman conjuntos mas complejos, como por ejemplo: amplificadores operacionales o puertas lógicas, que pueden componer desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son denominados circuitos integrados.

-Componentes según su funcionamiento
Activos: Son los encargados de suministrarle energía a los componentes pasivos, son capaces de realizar funciones de control y amplificación de potencia, u otras funciones mas complejas. Fundamentalmente son generadores eléctricos y ciertos componentes semiconductores.

Componentes electrónicos activos y su función mas común
Componente
Función
Amplificador Operacional
Amplificación, regulación, conversión de señal, conmutación.
Biestable
Control de sistemas secuenciales.
PLD
Control de sistemas digitales.
Diac
Control de potencia
Diodo
Rectificación de señales, regulación, multiplicador de tensión.
Diodo Zener
Regulación de tensiones.
FPGA
Control de sistemas digitales.
Memoria
Almacenamiento digital de datos.
Microprocesador
Control de sistemas digitales.
Microcontrolador
Control de sistemas digitales.
Pila
Generación de energía eléctrica.
Tiristor
Control de potencia.
Puerta lógica
Control de sistemas combinacionales
Transistor
Amplificación, conmutación.
Triac
Control de potencia.


Pasivos: Son aquellos que suponen un gasto de energía, no son capaces de realizar funciones de control, amplificación o potencia. La tensión y la corriente presente en los componentes pasivos suele estar relacionada proporcionalmente.

Componentes electrónicos pasivos y su función mas común
Componente
Función
Condensador
Almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancia.
Inductor o Bobina
Almacenar o atenuar el cambio de energía debido a su poder de autoinducción.
Resistor o Resistencia
División de intensidad o tensión, limitación de intensidad.
Transformador
Relación de transformación.
Relés
Conmutación de circuitos físicos.
Resonadores
Frecuencia de resonancia.
Cables
Conducción de señal eléctrica y potencia.
Fibras ópticas
Conducción de señal óptica.
Conectores
Conexión eléctrica y óptica.
Circuitos Impresos
Soporte físico para realizar circuitos electrónicos.

Resistencia eléctrica

La resistividad es la resistencia eléctrica de un material, la misma es medida en Ohmios por metro (Ω•m) y se le designa la letra minúscula del alfabeto griego "Rho" (ρ). Es importante recordar que el inverso de la resistividad es la conductuvidad. La unidad de la conductividad en el sistema internacional es el Siemens que es igual a el inverso de Ohmios por metro (Ω•m)^-1 y se le designa la letra minúscula del alfabeto griego "Sigma" (σ).

La resistencia eléctrica es la oposición que presenta un objeto al paso de la corriente eléctrica. Este concepto es muy similar al de la fricción o fuerza de rozamiento en la física mecánica ya que esta fuerza es la que una u otra forma, obstaculiza el movimiento de un objeto respecto a una superficie; al igual que la resistencia eléctrica obstaculiza el movimiento de electrones a través de un objeto. La resistencia de cualquier objeto depende únicamente de su resistividad y sus dimensiones.

Para considerar las dimensiones del objeto se define la resistencia eléctrica como el cociente entre la diferencia de potencial entre los extremos del mismo y la corriente que fluye a través de el. La unidad del sistema internacional de resistencia es el Ohmio o Voltios entre Amperios (Ω=V/A).

R = V / I

La diferencia entre la resistencia y la resistividad es que la resistividad (ρ), es una propiedad intrínseca del tipo de material, mientras que la resistencia (R) es la propiedad de una muestra particular de un material y depende de su forma y tamaño.


Resistividad de algunos materiales
Material
Resistividad (Ω×m)
Plata
1,47×10-8
Cobre
1,72×10-8
Oro
2,44×10-8
Aluminio
2,75×10-8
Tungteno
5,25×10-8
Acero
20×10-8
Plomo
22×10-8
Mercurio
95×10-8
Manganina
44×10-8
Constantán
49×10-8
Nikelcromio
100×10-8
Grafito
3,5×10-5
Germanio
0,60
Silicio (puro)
2300
Ámbar
5×1014
Vidrio
1010 -  1014
Lucita
>×1013
Mica
1011 -  1015
Cuarzo(fundido)
75×1016
Azufre
1015
Teflón
>×1013
Madera
108 -  1011





viernes, 10 de agosto de 2012

La Ley de Ohm

Georg Simón Ohm (1787-1854) fue un físico matemático alemán nativo de Erlangen, famoso por su investigación sobre las corrientes eléctricas y autor de la Ley de Ohm. Dicha ley establece una relación entre la intensidad de la corriente eléctrica, su fuerza electromotriz y la resistencia eléctrica. La unidad con que se mide la resistencia eléctrica es el Ohmio, que recibe este nombre en honor a dicho personaje.

La Ley de Ohm establece que la corriente eléctrica que circula de un punto a otro es directamente proporcional a la diferencia de potencial eléctrico, existiendo una constante de proporcionalidad entra ambas magnitudes. Dicha constante de proporcionalidad es la conducencia eléctrica (el inverso de la resistencia eléctrica). Por tanto tenemos que:

I = V / R

Siendo "I" la corriente eléctrica, "V" la diferencia de potencial eléctrico o voltaje y R la resistencia eléctrica.


jueves, 9 de agosto de 2012

La energía eléctrica

La energía es la capacidad de realizar un trabajo, siendo el trabajo la energía necesaria para mover un determinado cuerpo mediante la aplicación de una fuerza. Dependiendo del campo de estudio, pueden detallarse diversos tipos de energía, por ejemplo, la energía mecánica esta compuesta por la energía cinética y la energía potencial; siendo la primera la que se genera a partir del movimiento de los cuerpos y la segunda la vinculada a la posición de un cuerpo determinado dentro de un campo de fuerzas. Por su parte la energía eléctrica se genera a partir de fenómenos de los cuales hablaremos a continuación.

Una corriente eléctrica se denomina como el movimiento o flujo de electrones en un punto dado, también se define como la variación de carga por unidad de tiempo a través del corte transversal de un conductor. Para lograr realizar un movimiento de electrones o cargas (en esta caso negativas), hace falta una diferencia de potencial entre un punto y otro. Este potencial también es denominado "Voltaje" y es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para llevar el movimiento de una partícula de carga "Q" a partir de un punto de referencia.

Una vez que han sido definidos estos dos conceptos, se puede decir que la energía eléctrica se produce a partir de una corriente eléctrica, generada por una diferencia de potencial y capaz de realizar un trabajo. La energía eléctrica al igual que otros tipos de energía, puede transformarse en otras formas de energía como lo son la luz (energía lumínica), el calor (energía térmica), movimiento (energía mecánica), etc. 

Actualmente se cuenta con diferentes medios para la obtención de energía eléctrica, entre los cuales se pueden mencionar los siguientes:
  • Centrales termoeléctricas.
  • Centrales hidroeléctricas.
  • Centrales geotérmicas.
  • Centrales nucleares.
  • Centrales de ciclo combinado.
  • Centrales turbo-gas.
  • Centrales eólicas.
  • Centrales solares.