Electrónica Básica – Todo lo que debes saber

Si lo que quieres es tener los conocimientos elementales de la electrónica básica,  es necesario que conozcas algunos de los conceptos esenciales y su funcionamiento. En este post le daremos un curso electrónica básica, en el cual conocerá los componentes electrónicos básicos y mucho más.

electrónica básica

En principio, vamos a partir del supuesto, de que tus conocimientos de la electrónica son pocos o nulos, y a través de este curso introductorio, tendrás tu primer contacto.

Para ello desarrollaremos muy brevemente algunos conceptos e importancia de la electrónica, para luego si entrar a tratar los distintos componentes electrónicos y su uso. Como se trata de temas básicos, no se detallará tan profundamente.

Si el tema te apasiona y quieres conocer más, te invitamos a que amplíes la información que aquí te daremos.

¿Qué es la electrónica?

Es una rama de la física, que tiene por objetivo, el estudio de las variaciones y los movimientos de los electrones libres. En consecuencia, también de la acción de la energía electromagnética, que es recibida por equipos que se encargan de transmitir esa información.

Utilidad de la electrónica

Nombrar una sola cosa en donde no esté presente la electrónica, prácticamente es algo imposible. Su empleo está en casi todas las cosas que usamos vida cotidiana, se encuentra en las computadoras, teléfonos móviles, calculadoras, circuitos eléctricos, radios, televisores, mandos a distancia, entre otros.

El progreso de la electrónica y su permanente avance, hacen mérito para que se produzca un crecimiento de la capacidad tecnológica. Desarrollo de nuevas formas de comunicaciones, automatización de algunas tareas cotidianas y evolución de los mecanismos de la robótica.

Utilidad de la electrónica básica

Conceptos fundamentales de Electrónica Básica

Para una comprensión más sencilla y rápida, de cómo funciona la electrónica en nuestras vidas. Es importante manejar algunos términos, que te lo mencionamos a continuación.

  • La electricidad

Es un fenómeno que se origina, por el movimiento que sufren los electrones, que son unas partículas muy pequeñas que se encuentran en torno al núcleo del Átomo. La misma se manifiesta en forma de calor, luz, movimiento, entre otros.

  • Corriente

Por corriente se le conoce al flujo constante de los electrones, es decir los que tienen cargas negativas, entre dos puntos, a través de un conductor.

  • Voltaje

Puedes encontrarlo en las fuentes de información, como tensión, y es la diferencia potencial que existe, entre dos cuerpos con cargas opuestas. Es decir, carga negativa y positiva.

  • Voltaje DC

Es el flujo continuo de los electrones, en un conductor el cual tiene dos puntos de diferente potencial. Es decir, que las cargas eléctricas transitan en la misma dirección, y se le conoce como continua, porque la corriente tiene la misma polaridad.

  • Voltaje AC

La corriente eléctrica varía de manera cíclica, su dirección y magnitud.

  • Amperaje

Es el tráfico de electrones que cruzan un conductor, durante un lapso de tiempo determinado, y el cual se mide en amperes.

  • La potencia

Se le denomina potencia, al consumo efectivo de un dispositivo. Es decir, la cantidad de trabajo por unidad de tiempo, y se mide en Watts o vatios.

  • Resistencia

Es la oposición que presenta cualquier tipo de material al flujo de la corriente eléctrica. La unidad que se utiliza para medir la resistencia es el ohmio. Este tipo de tipo de elemento, podemos encontrarlo en equipos como: calefactores eléctricos, los calentadores eléctricos, las tarjetas electrónicas, que se emplean para limitar el paso de corriente.

electrónica básica, uso del voltímetro

Electrónica básica y sus componentes

En todas las tarjetas y circuitos electrónicos, vamos a encontrar la presencia de distintos componentes para un correcto funcionamiento. Entre ellos tenemos: transistores, Condensador, capacitores, entre otros más.

La intencionalidad de dar a conocer estos componentes y su función, es la de tener nociones elementales de cada uno de ellos, y así poder comprender con más facilidad un plano o tarjeta de circuitos de electrónica básica.

A continuación se mencionan los componentes que frecuentemente se utilizan para la construcción de circuitos electrónicos.

Resistencias

Es un dispositivo eléctrico que tiene la característica, de ejercer resistencia u oponerse al flujo de la corriente. Las resistencias se pueden clasificar en tres grupos, a saber:

  • Resistencias fijas, que son aquellas que tienen un valor predeterminado, y no se pueden modificar.
  • Variables, que tienen la particularidad, de que su valor puede ser modificado. Si es invertida la posición de un contacto deslizante.
  • Resistencias especiales, su característica principal, es que son capaces de variar su valor, de acuerdo, a la estimulación que pueden recibir de factores externos, tales como, temperatura, luz, entre otros.

electrónica básica: resistencia

Diodos

Se conoce como diodo, al componente de la electrónica básica, que se encarga de solamente permitir, el flujo de electricidad en una misma dirección. Es decir, actúa como un interruptor, el cual perite que se abra o se cierre el circuito. El Diodo se conforma, de dos tipos de materiales, que se encuentran sus terminales positivo o ánodo, y en el negativo o cátodo.

Los Diodos están compuestos de dos tipos de materiales, que son materiales P y N. Y te lo mencionamos a continuación:

  • Material P, este se obtiene mediante un proceso de Dopado, que simplemente consiste en añadir átomos de impurezas, para incrementar el número de cargas positivas.
  • Material N, al igual que el materia P, se somete al proceso de dopaje, para poder conseguir la adición de átomos al semiconductor, pero en esta oportunidad lo que se busca es el aumento en la carga negativa.

Funcionamiento de un Diodo

Si se tienen dos terminales, es posible polarizar, a través, de dos maneras. Y su funcionamiento, va a depender del tipo de polarización que se le aplique. Así, tendremos polarización directa y la polarización inversa, que la mencionamos a continuación:

  • Polarización Directa: de esta manera, el ánodo es conectado del lado positivo de la fuente de voltaje, mientras que el cátodo, hay conectarlo del lado negativo, mediante esta configuración, el diodo se comporta como un interruptor cerrado.
  • Polarización Inversa: conectando el ánodo, en el polo negativo del suministro de voltaje y el cátodo al positivo, se puede aumentar la resistencia del Diodo, y se le hace comportarse como un interruptor abierto.

Diodos en electrónica básica

Tipos de diodos y aplicaciones

Para cada tarea, se necesita utilizar el componente específico, para que cumpla una función en un circuito o tablero de electrónica básica.

  • Diodo tipo LED

El diodo emisor de luz o LED (Light Emitting Diode), está diseñados para que al ser atravesados por una corriente eléctrica, emitan una luz. Para que se pueda el diodo LED pueda ser encendido, es necesario que se polarice de forma directa. Se emplean como indicadores de flujo de corriente.

  • Diodos rectificadores

Este tipo de diodos son empleados en la fabricación de las fuentes de voltaje, ya que a través de ellos, se puede convertir la corriente alterna o CA, en corriente directa o CD. Otro uso que se le da, es para construir circuitos que requieren el transporte de grandes flujos de corrientes, a través, del diodo.

  • Puentes rectificadores

El puente rectificador de diodos, también se le conoce como puente de Graetz, y es un dispositivo electrónico básico, que es capaz de transformar la corriente alterna AC, en corriente continua DC.

Su empleo se puede encontrar el área industrial, como en el doméstico, como por ejemplo, en los cargadores de los teléfonos celulares.

símbolo del diodo en la electrónica básica

De uso industrial

Conozca cada uno de estos tipos de uso industrial:

  • Diodos zener

Este tipo de componente electrónico, se emplea para mantener un voltaje fijo. Se diseñan para que puedan operar de forma confiable, si son sometidos a una polarización inversa, y que puedan mantener estable el flujo de voltaje, entre sus terminales.

Se emplean en la manufactura de reguladores de voltaje industrial y doméstico.

  • Diodos de señal

Se utilizan en la fabricación de circuitos, en los que se procesan las señales eléctricas débiles, ya que solo permiten el paso de corrientes, de hasta 100 microamperios (mA).

  • Diodo de protección para relés

Su operatividad está orientada a la protección de transistores y circuitos integrados. Es decir, la intención de utilizar un diodo en paralelo con un relé, es evitar que se deterioren algunos componentes, sensibles al alto voltaje.

electrónica básica: diodos

 

Condensador

Al condensador también se le conoce como capacitor, y es uno de los componentes electrónicos básicos pasivos, al igual que las resistencias. A este componte suele emplearse, para que almacene la carga eléctrica. Dicha carga del condensador, es almacenada en forma de campo eléctrico.

El condensador, está constituido de dos placas de metal, que están paralelas, pero que no se encuentran conectadas entre sí. Estas placas, son separadas con aislante que no es buen conductor, y a este medio aislante se le conoce como material dieléctrico.

Los condensadores tienen variadas formas y tipos, que podemos encontrar en circuitos de resonancia, como también hay condensadores para la estabilización de las líneas de corrientes de alta tensión o HVDC. Pero en líneas generales, todos los condensadores tienen una mismas función, que es la de almacenar carga eléctrica.

¿Cuál es la importancia de los condensadores?

Los condensadores son importantes, ya que tienen muchas propiedades, y te las mencionamos a continuación:

  • Actúan como un almacén de la energía, la cual puede ser esparcida, a cada uno de los circuitos que la requieran.
  • Se encargan de detener la corriente directa o DC y dejar que fluya la corriente alterna o AC, y propiciar que los circuitos se acoplen entre sí.
  • Como los circuitos que tienen condensadores, requieren de la frecuencia, pueden ser utilizados, en la amplificación de determinadas frecuencias.
  • Si se le aplica un flujo de corriente alterna, esta se pone por delante del voltaje, permitiendo que se incremente la potencia de carga.
  • El condensador tolera las frecuencias altas, por lo que se usa como un filtro de frecuencias bajas.

tipos de condensadores en electrónica básica

El condensador, con función de temporizador

Los condensadores pueden utilizarse para ponerle un tiempo a una determinada tarea. Por ejemplo, puede emplearse para estimar el tiempo de encendido de un bombillo.

Y ¿cuál será el tiempo que permanecerá encendido ese bombillo?, indudablemente el tiempo en que se descargue el  condensador. Una vez que ha perdido la carga, actúa como un interruptor abierto.

Para controlar el tiempo de la descarga del condensador, se utiliza una resistencia, y de acuerdo, al valor de la misma, se puede atrasar o adelantar, el tiempo de carga del condensador.

Interruptores eléctricos

En la electrónica básica, también es necesario contar con componentes que nos permitan hacer el corte de flujo de corrientes, o que permitan en flujo de esa energía de manera más controlada, y determinados periodos de tiempo. Por eso la importancia de los interruptores, que mencionaremos a continuación.

Los Relés

Los relevadores o relé, son componentes eléctricos, que hacen la función de un interruptor, pero que se acciona, a través de la corriente eléctrica. Con el relé, se puede abrir o cerrar los contactos con el uso de un electroimán.

¿Cómo funciona un relé?

El relé funciona como un interruptor, que es controlado por un circuito eléctrico, que acciona una bobina y un electroimán, que permiten que los contactos, puedan abrir o cerrar, los otros circuitos eléctricos de manera independiente.

Ventajas del relé

  • Puede controlar un dispositivo a distancia, no requiere que esté cerca del dispositivo a controlar.
  • Funciona con poca corriente, pero activa maquinarias de altas demandas de energía eléctrica.
  • Pueden ser activados en serie, con una sola señal de control.

Tipos de relé

En la actualidad hay un gran número de relé, y sus características dependen de las funciones que vayan a cumplir, y al tipo de corriente que los activará.

  • Relé electromecánico

Es de tipo armadura, a pesar de ser bastante antiguo, siguen siendo los más empleados para la construcción de circuitos de electrónica básica. Se acciona con la activación de un electroimán, que abre o cierra los contactos.

  • Relé de núcleo móvil

Está conformado por un émbolo o pistón, que utiliza un solenoide para cerrar o abrir sus contactos. Se utiliza frecuentemente, cuando se necesita controlar altas corrientes

Tipos de relé, electrónica básica

Transistor

Se le conoce como transistor, a un dispositivo que se emplea en la electrónica básica, y que es capaz de producir una modificación en una señal eléctrica de salida, en respuesta a una, señal de entrada.

A este tipo de componentes, podemos encontrarlo presente en, diversos equipos electrónicos como: lámparas, celulares, relojes, tomógrafos, televisores y radios. En donde suelen estar en forma de circuitos integrados, como chips o microchips.

Los transistores electrónicos surgen por la necesidad de poder controlar el flujo de la corriente eléctrica en diversas aplicaciones. Las primeras aplicaciones de los transistores, con utilidad práctica, fue la de poder ampliar la potencia de una señal eléctrica a partir, de su transporte, a través, de dos puntales fabricados en oro.

En la actualidad, estos dispositivos se fabrican a partir de materiales como, el germanio, silicio, aleaciones de silicio y germanio, entre otros. De acuerdo al material con que sea fabricado, podrá soportar unas determinadas tensiones eléctricas y temperatura.

electrónica básica y los transistores

¿Cómo funciona un transistor?

Estos componentes electrónicos pueden trabajar, de acuerdo al flujo de corriente que reciben. Pueden convertirse en “amplificadores”, cuando reciben una señal débil y generan una fuerte, o se convierten en un interruptor, al recibir una señal, e impiden el paso de la misma.

Esta característica planteada anteriormente, se debe a la posición en que se encuentre el transistor en un determinado momento. A continuación te mencionamos las tres posiciones, que puede ocupar un transistor.

  1. Posición activa, es en esta posición, que permite el paso de corriente variable. Es decir, puede permitir el transporte de mayor o menor flujo de corriente.
  2. En corte, estando en este estado, el transistor, no permite el paso de la corriente eléctrica.
  3. Posición de saturación, es la posición del componente, en que es posible que el flujo de la corriente eléctrica que pasa es la máxima.

Expliquemos de manera gráfica como es que funciona en transistor. Imagina que tienes un grifo de una tubería de agua, si abrimos por completo el grifo, saldrá totalmente el caudal de agua, sin embargo, al cerrarlo, deja de correr el agua por la tubería. Por el contrario, si pones en posición media la llave el flujo será muy poco.

El transistor está compuesto de tres elementos a saber: base, colector y emisor.

  • La base: es la encargada de que media entre el emisor y el colector
  • El emisor: es por donde entra y circula el caudal de corriente.
  • El colector: es por donde sale el flujo de corriente).

Si la base no recibe corriente, pues inmediatamente el transistor se ubica en posición de cierre; si a ella llega un flujo de corriente de menor intensidad, en esa misma proporción, la base abre el flujo de corriente; mientras que si recibe un flujo de mayor intensidad, su apertura será mayor.

electrónica básica y los transistores

Tipos de transistores

Hay un variado número de transistores, y cada uno debe ser empleado de acuerdo a las características de nuestro circuito de electrónica básica, que se vaya a construir.

  • Transistor de contacto puntual, es un transistor de primera generación, sin embargo a pesar de su gran utilidad cuando se desarrolló, actualmente está en descontinuado.
  • De unión bipolar, se fabrica sobre un cristal de material semiconductor, que se dopa de manera selectiva y controlada con átomos de arsénico o fósforo.
  • Transistor de efecto de campo, se compone de una barra de silicio, y que se les colocan terminales, que se activan por tensión positiva.
  • Fototransistores, reciben ese nombre, ya que este tipo de transistores son sensibles a la luz. Razón por la cual, pueden ser operados por medio de ondas electromagnéticas a distancia.

Los Circuitos en la Electrónica básica 

Los componentes electrónicos necesitan ser colocados de tal manera que cada uno de ellos pueda desempeñar su función. Es allí, donde entra en funcionamiento, el circuito electrónico, ya que le permite a cada uno de esos componentes, tener una trayectoria preestablecida, a través, del cual se interconectan unos con otros.

circuitos electrónica básica

A continuación te mencionamos algunos de los circuitos, más utilizados, cuando se quiere diseñar interconexiones  de electrónica básica.

Circuitos en serie

En líneas generales, los circuitos en serie son aquellos, en donde sus componentes se encuentran conectados entre sí. Y en donde el voltaje, de entrada se reparte en partes iguales, entre sus componentes.

Circuitos en paralelo

Los circuitos en paralelo, son aquellos en donde todos sus componentes, se encuentran interconectados, a través de varias rutas. El voltaje de entrada, en estos circuitos, es idéntico en cada ruta.

Divisor de Voltaje

El divisor de voltaje, es un arreglo de dos resistencias eléctricas o impedancia, las cuales dividen el voltaje y la corriente de salida. Es uno de los circuitos electrónicos más usados. Se emplean para distintos fines, uno de ellos es para ajustar voltajes entre componentes.

Ten presente, tener cuidado con su empleo, ya que los divisores de voltaje o tensión, no pueden ser utilizados para alimentar un circuito. La idea es bastante atractiva, pero no se recomienda.

Como las resistencias disipan mucha energía, en forma de calor, esto te puede ocasionar graves problemas. Sin considerar, lo ineficiente que resultaría aplicar este método. Lo ideal para ajustar una corriente de alimentación, es utilizando un Divisor de Tensión.

Electrónica básica: Ruta de alarma por falla en un cable

En este tipo de circuitos, cuando hay una falla de cable por rotura, inmediatamente se activa el transistor, activando la alarma. Mientras no se produzca un corte en el cable, la corriente circulará por el circuito exterior, que ofrezca menor resistencia.

Circuito para la detección del frío

Cuando se enfría el coeficiente de temperatura negativo o la NTC, se incrementa la resistencia, por lo que, la corriente circula por la base del transistor para activarlo y encender el LED.

Detector de calor

Si se conecta de esta forma la NTC o  coeficiente de temperatura negativo, al  aumentar la temperatura, se disminuye la resistencia de la corriente, permitiendo su flujo por la base. Su aumento será gradual, hasta que llegue a un punto que pueda activar el transistor y encender el LED.

Herramientas para la electrónica

Al iniciar la formación en la electrónica básica, lo ideal es contar con un número de herramientas indispensables que te permitirán desarrollar mejor tu aprendizaje y destrezas con las herramientas.

A continuación te mencionamos algunas de las más esenciales, para armar, probar y medir.

Pinzas y alicates

Este tipo de herramientas de mano, se convierten en una extensión mecánica de nuestras manos o nuestros dedos. Siempre en trabajos de electrónica tienes que doblar, apretar o aflojar, por lo que es ideal contar con ellas.

Cautín y estaño

El cautín y el estaño, es imprescindible que lo tengas en tu caja de herramienta. Lo necesitas para fabricar tus circuitos y prototipos electrónicos. El cautín, a través, del calor derrite el estaño para poder soldar los componentes sobre la placa.

Destornilladores

Ideal para aflojar o apretar tornillos.

Protoboard

Indispensable para las tareas de electrónica básica, ya que te permite realizar los primeros montajes de tu prototipo, y verificar el correcto funcionamiento de los componentes.

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