Electrónica básica3º ESO.

Componentes y circuitos

Fco Villafranca GraciaDepartamento de Tecnología

I.E.S Barañáin, 2010/11© FVG 2011

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Contenidos

1. Componentes eléctricos-electrónicos.

2. Circuitos.

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Contenidos

Componentes eléctricos-electrónicos. Resistencia

• Fijas o resistores

• Variables o potenciómetros

• Resistencias dependientes de un parámetro físico

Condensadores: electrolíticos y sin polaridad Diodo: semiconductor y led Transistor Transformador (en FDA) Montajes básicos con componentes electrónicos

• Temporizador e intermitente

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Contenidos

Componentes eléctricos-electrónicos. Circuitos. Circuitos integrados

• Comparador (LM741, LM311….)

• Regulador (7805, 7806, 7809……)

• Temporizador (555) Medición de magnitudes. Bancos de trabajo (Software de simulación).

• Interactividad

• Dibujo de esquemas

• Diseño de circuitos impresos (manual y automático) Comunicaciones: AM, FM

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Contenidos

Montajes de proyectos. Circuitos. Sensor de humedad Avisador de que llueve Control de luz por sonido Caja musical con sensor de luz Control automático de los faros de un coche Control automático del limpia parabrisas de un coche Intermitentes para bicicletas Fuente de alimentación estabilizada Montaje (Kit) de una radio FM Luces de discoteca en una prenda de vestir

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Componentes.1

Según su funcionamiento• Componentes pasivos, no realizan ganancias, protegen y

unen los componentes activos.• Resistencias, condensadores, bobinas

• Interruptores, relés, fusibles, transductor,

• Componentes activos, son capaces de excitar los circuitos o realizar ganancias o control del mismo.

• Diodo, transistor, C.I. (Amp Op, 555, TDA, circuitos activos

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Componentes. 2

Según su función• Sensores, entradas.

• Discretos: entregan un valor concreto (señal digital)• Interruptores, interruptores electrónicos: diodo, transistores, optos,

detectores.

• Continuos: entregan un valor dependiendo de la señal que detecta (señal analógica).

• Potenciómetros, LDR, NTC, PTC

• Actuadores, salidas.

• Relé, zumbador, led, lámpara, motor, cilindro neúmatico

• Reguladores, control.• A.Operacionales, 555, en general, los circuitos activos.

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Componentes (pasivos). 3

Resistencias, limitan la corriente de los componentes activos, su unidad es el ohmio(Ω). Existen principalmente dos tipos:• Fijas

• Variables

• Sus símbolos

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Componentes (pasivos). 4(1) Código de colores de las resistencias

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Componentes (pasivos). 4(2) Código de colores de las resistencias

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Componentes (sensores). 5

Resistencias LDR, NTC y PTC, son componentes que entregan un valor dependiendo de la señal que detectan, entran en la clasificación de los sensores continuos.

LDR (Resistencias que dependen de la luz).• puertas automáticas de ascensores, control del alumbrado público,

alarmas, máquinas detectoras de luz (visión artificial), etc.

NTC y PTC (Resistencias que dependen de la temperatura).• La medida de temperatura en motores y máquinas. Termostatos.

Alarmas contra calentamientos. Compensación de circuitos eléctricos.

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Componentes (sensores). 6

LDR

NTC y PTC

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Componentes (pasivos). 7

Condensadores, son dos placas metálicas aisladas por un dieléctrico, almacenan energía en forma de campo eléctrico, para la CC se dice que es un circuito abierto y para la C.A es un circuito que ofrece resistencia, llamada reactancia capacitiva. Tiene varias funciones: filtrar, temporizar, antiparásito (evitar ruidos en aparatos cercanos), flash, en circuitos osciladores, etc. Su unidad es el faradio. Existen principalmente dos tipos de condensadores:

• Polarizados (electrolíticos, mucha capacidad).

• No polarizados, fijos y variables.

• Sus símbolos

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Componentes (pasivos). 8

Funcionamiento de un condensador

Comportamiento

Cortocircuito en C.AI = I circuito

Circuito abierto en C.CI = 0:

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Componentes (pasivos). 9

Bobinas, son hilos conductores enrollados en un núcleo de hierro o de aire. Almacenan energía eléctrica en forma de campo magnético. En C.C hacen de cortocircuito. En C.A. almacena energía y la devuelve cuando disminuye la corriente, ofrece una resistencia llamada reactancia inductiva. Tienen varias funciones: trasformadores, circuitos osciladores, antenas, etc. Las hay fijas y variables.

• Su símbolo

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Componentes (pasivos). 10

Interruptores

Relés

Fusibles Transductor (sensor)

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Componentes (activos). 11

Diodo semiconductor, físicamente son dos cristales de silicio o germanio uno de tipo P dopado con impurezas trivalentes, lleno de huecos y otro de tipo N dopado con impurezas pentavalentes, lleno de e libres, la unión de los dos da lugar a la unión PN. Es un interruptor electrónico, que funciona cuando se polariza directamente. Tiene dos electrodos o terminales, llamados ánodo, cristal P (A) y cátodo, cristal N (K). Se utiliza, como: sensor, rectificador, detector de señal, etc. Es la base de los chips. Hay varios tipos de diodos semiconductores.

KA

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Componentes (activos). 12

Transistor, se obtiene al unir tres cristales, es equivalente a dos diodos en oposición, la unión de esos cristales da lugar a dos tipos de transistores, NPN y PNP. También es un interruptor electrónico, pero gobernable. Tiene tres terminales, emisor (N), base (P) y colector (N) si es NPN. La base del transistor controla la corriente que va de emisor a colector. Para que el transistor funcione correctamente, la unión B-E se polariza directamente y la unión base colector inversamente. Hay varios tipos.

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Componentes (activos). 13

Transformador, es una máquina electromagnética estática. Estaría dentro de la clasificación de los componentes activos.

Está formado por dos bobinas aisladas eléctricamente , y arrolladas en núcleo de chapas de hierro. Las bobinas se llaman devanado primario y devanado secundario.

Su funcionamiento se basa en las leyes de la inducción electromagnética, el devanado primario induce una tensión en el devanado secundario, y dependiendo de las espiras de uno o de otro, la tensión en el devanado secundario será mayor o menor que la del devanado primario.

En el transformador se cumple que la energía se transfiere íntegramente del devanado primario al secundario, aunque se modifiquen los valores de la tensión y de la corriente.

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Componentes (activos). 13(1) Un parámetro fundamental de este componente es la relación de

transformación rt , que viene dada como la relación entre las espiras del devanado primario Np y las del devanado secundario Ns, y se cumple que:

rt = Np/Ns = Vp/Vs = Is/Ip Pp = Ps = Vp Ip = Vs Is

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Componentes (sensor) . 14

Fototransistor, Se llama fototransistor a un transistor sensible a la luz, normalmente a los infrarrojos. La luz incide sobre la región de base, generando portadores en ella. Esta carga de base lleva el transistor al estado de conducción. El

fototransistor es más sensible que el fotodiodo por el efecto de ganancia propio del transistor. Para que los dos funcionen, deben estar polarizados correctamente.

Fotodiodo y fototransistor.

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Componentes (sensor). 15

Optoacoplador, combina un dispositivo semiconductor formado por un fotoemisor, un fotoreceptor y entre ambos hay un camino por donde se transmite la luz. Todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado, que por lo general es de tipo DIP.

Este elemento puede sustituir a elementos electromecánicos como relés, conmutadores. De esta manera se eliminan los golpes, se mejora la velocidad de conmutación y casi no hay necesidad de mantenimiento.

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Componentes . 16

Detectores-sensores, son dispositivos que se utilizan en control y vigilancia de recintos o máquinas, dependiendo de su circuitería detectan metales (inductivos), humos, gases, niveles de llenado de líquidos o de otros materiales (capacitivos),etc.

Funcionamiento, El componente esencial del detector inductivo es su oscilador con bobina abierta. Cuando un objeto metálico se aproxima al detector, la oscilación se atenúa inicialmente y por último se interrumpe. Este efecto lo detecta el circuito disparador y se reenvía como una señal de salida.

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Componentes (actuadores). 17

Relé, zumbador, led, lámpara, motor, cilindro electroneumático.• LED, diodo emisor de luz

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Componentes (de control). 18

Amplificadores operacionales, NE555, etc.• 555

• Operacional

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Circuitos.1 Carga y descarga de un condensador en C.C.

El condensador C1 se carga en cinco Ctes de tiempo. La Cte de tiempo viene definida por T=R.C; seg= ohm.F

En la 1º Cte de tiempo el condensador se carga al 63,2% de 9 V.

Cuando SW1 está arriba el condensador se carga, y cuando está abajo el condensador se descarga.

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Circuitos.2

Circuito flash

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Circuitos.3

Presentación de un transistor

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Circuitos. 4

Transistor switch (polarización)

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Circuitos. 5

Transistor timer (temporizado a la conexión )

tiempo Vs=V salida

inicio= sw1Vs

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Circuitos. 6

Transistor timer (temporizado a la desconexión )

tiempo Vs=V salida

inicio= sw1

Vs

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Circuitos. 7

Sensor de luz

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Circuitos. 8

Sensor de luz con opto-transistor

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Circuitos. 9

Transistor. Alarma con memoria.

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Circuitos. 10

Transistor. Amplificador.

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Circuitos. 11

FDA. Fuente de alimentación.

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Medida de magnitudes.

Medidas de V, I, R y P.

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Componentes

FIN