Curso de electrónica básica cortesía de “Trenecitos”
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Bienvenidos al Curso de
Electrónica Básica
miércoles, 07 de octubre de 2015
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Objetivo:
Al terminar el curso, los
participantes podrán, identificar,
analizar, construir y reparar,
circuitos electrónicos cuya
aplicación sea al
ferromodelismo, de una manera
ágil y efectiva, haciendo uso de
las técnicas de medición y
destrezas adquiridas durante el
mismo.
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Electricidad:
Antes que nada debemos de entender un
poco lo que es la electricidad.
Podemos decir que la electricidad es el
movimiento de electrones, siempre de un
lugar con cargas negativas, hacia un lugar
con cargas positivas.
¿Qué es una carga eléctrica?
Aunque parezca irónico, hasta el día de
hoy no se conoce que es una carga
eléctrica, conocemos las leyes que la
rigen, su comportamiento y efectos, pero
¿Qué es?. Nadie lo sabe.
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Electricidad:
Los átomos de cualquier material,
podríamos decir que tienen tres elementos
importantes.
Núcleo
Primeramente un núcleo, el cual esta
compuesto por Neutrones y Protones.
Girando a su alrededor electrones.
Electrones
Los neutrones no disponen de carga
eléctrica, por eso se consideran neutros.
Los protones contienen una carga positiva
y al estar alojados en el núcleo no les
permite moverse.
Los electrones tienen una carga negativa y
están girando al derredor del núcleo.
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Electricidad:
El numero de electrones es igual al
numero de protones, si un átomo tiene
10 protones, también tendrá 10
electrones y 10 neutrones, esto
eléctricamente lo hace neutro, 10 cargas
negativas y 10 cargas positivas, se
neutralizan sus efectos eléctricos
dejando al átomo eléctricamente neutro.
En la imagen de la derecha, se observa
que en el núcleo hay 5 neutrones, (Color
azul).
_
_
_
+
+ +
+
+
_
_
Hay también 5 protones (+).
Y en sus orbitas hay, en la primera 2
electrones, en la segunda orbita hay 3
electrones, al sumar las cargas positivas
y negativas, el resultado nos da cero, por
lo tanto el átomo eléctricamente es
neutro.
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Ley de las cargas:
De aquí podemos enumerar una ley
llamada de las cargas y que es muy
simple, cargas eléctricas iguales se
repelen, cargas eléctricas diferentes se
atraen.
Dos cargas positivas se alejaran entre
si, separándose.
Dos cargas negativas se alejaran entre
si, separándose.
Dos cargas una positiva y otra negativa
se atraerán entre si.
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+
+
_
_
_
+
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Ley de las cargas:
Esta ley nos permite deducir, que si
una carga eléctrica positiva se
aproxima al átomo, puede fácilmente
arrebatarle los electrones que
circulan en su ultima orbita.
_
_
_
Al moverse los electrones,
tendremos una circulación de
electricidad, entonces el átomo
tendrá ahora 5 cargas positivas
(protones) y solo 4 cargas negativas
(Electrones).
Si hacemos la suma nos daremos
cuenta que hay una carga positiva,
por eso ahora podemos decir que el
átomo es un “ION” positivo.
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+
+ +
+
+
_
_
+ +
+++
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Ley de las cargas:
¿Pero que tan fácil es extraer un electrón a
un átomo?.
Para hacerlo vamos a requerir de una
fuerza, entre mas cargas positivas
tengamos mayor será la fuerza, a esta
fuerza le vamos a llamar “VOLTAJE”.
Conductor
Si la fuerza requerida es muy baja,
entonces el material es un conductor,
como el cobre, la plata, el oro, el aluminio.
Si la fuerza requerida es muy elevada,
entonces estaremos hablando de un
material aislante, como la porcelana, el
vidrio, el plástico, la madera, etc.
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Aislante
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Electricidad:
Si a un material como el cobre se coloca entre una diferencia de potencial,
del lado derecho una carga positiva, del lado izquierdo una carga negativa,
digamos de una batería, entonces que ¿pasaría?.
La carga positiva atraería un electrón del átomo numero 3
Al mismo tiempo las cargas negativas estarían haciendo una fuerza de
rechazo a los electrones de los átomos y las cargas positivas una de
atracción.
Y mientras que este la diferencia de potencial o voltaje aplicado, el
movimiento de electrones será continuo.
_
+
1
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3
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Electricidad:
Este efecto es el que se conoce como corriente eléctrica, la cantidad de
electrones que se mueven, será directamente proporcional al voltaje o fuerza
aplicada, su unidad de medición es el “AMPER” y la cantidad de electrones en
unidad de tiempo es tal que se le conoce como “UN COULOM”.
Resumiendo, un Amper es un Coulom por segundo.
Tipológicamente digamos que el voltaje es la o las locomotoras de un tren, y la
corriente seria la cantidad de vagones que mueven a una cierta velocidad, por
unidad de tiempo (Kilómetros por hora), lógicamente a mas locomotoras,
mayor velocidad.
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Triangulo de Formulas:
Un triangulo de formulas como el
mostrado, es de muy fácil manejo.
La letra “A” su valor se calcula
multiplicando los valores de B x C.
La letra “B” su valor se calcula
dividiendo la letra “A” entre la letra
“C”.
A
B
C
La letra “C” su valor se calcula
dividiendo la letra “A” entre el valor de
la letra “B”.
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Ley de Ohm:
De aquí derivamos una ley muy importante
que se llama ley de ohm, la cual rige los
efectos de la corriente eléctrica.
La ley dice que: el voltaje es directamente
proporcional a la cantidad de corriente
multiplicado por el valor de la resistencia.
V
I
R
Digámoslo tipológicamente, el numero de
locomotoras necesarias, depende de la
cantidad de carros y la velocidad que se
requiera.
V = Voltaje
I = Corriente
R = Resistencia
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Simbología:
Es muy importante definir algunos
de los símbolos que se usan con
frecuencia en electricidad y
electrónica.
Resistencia
+
_
Batería
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Circuito Eléctrico:
Un circuito eléctrico es el lugar por donde puede circular una
corriente eléctrica, vamos analizar uno muy simple:
Como se dijo anteriormente la corriente circularía de negativo a
positivo, pasando en nuestro circuito por la resistencia.
+
Batería
Resistencia
_
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Ahora démosle valores a la batería y a la
resistencia.
Para determinar la cantidad de corriente
circulante en el circuito, habremos de hacer
uso de nuestro triangulo de formulas.
V
Si necesitamos calcular la corriente I, basta
con tapar la letra en el triangulo.
I
Nos queda que I = V / R por lo que 10Volts
entre 100 ohms = 0.1 ampere.
R
Esta es la corriente que circula por el circuito.
+
Batería
10 Volts
100 ohms
Resistencia
_
0.1 Ampere
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Para determinar el valor de la resistencia en el
circuito, habremos de hacer uso de nuestro
triangulo de formulas.
V
Procederemos a tapar la letra R
Nos queda la formula de R = V / I o sea 10 volts
divididos entre .2 Amperes = 50 Ohms
I
R
El valor de la resistencia será de 50 Ohms
+
Batería
10 Volts
R ohms
Resistencia
_
.2 Amperes
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Para determinar el valor del voltaje de la
batería, habremos de hacer uso de nuestro
triangulo de formulas.
V
Procederemos a tapar la letra V
Nos queda la formula de V = I x R o sea 0.1
Ampere multiplicado por 200 ohms = 20 Volts
I
R
El valor del voltaje de la batería será de 20
volts.
+
Batería
X Volts
200 ohms
Resistencia
_
.1 Amperes
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La ley de Watt:
Ahora hablemos de otra ley la de Watt para
ello haremos uso de un triangulo parecido
al anterior de la ley de ohm.
De ahí deducimos que la Potencia “P” es
igual al producto de la corriente “I” por el
voltaje “V”. Deducimos entonces:
P
I
V
P= V x I
De la ley de ohm V= I x R
Si remplazamos el valor de “V” por le nuevo
valor v = I x R.
Entonces el resultado seria:
P= V x I
P= (I x R) x I
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P=I R
V= I x R
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La potencia “P”, es el trabajo o muchas
veces el calor que se disipa o se genera en
un circuito, por ejemplo un foco de
100Watts, emite mas calor que uno de 25
Watts, pero también da mas trabajo “LUZ”
Es muy común decir que una fuente de
voltaje, por ejemplo un control de trenes,
tiene una cierta potencia de trabajo máxima.
P
I
V
Un control que nos da 14 Volts y tiene una
potencia de 28 Watts, que corriente máxima
podrá proporcionar?.
Simple I = 28 Watts / 14 Volts = 2 Amperes
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Pero también podemos calcular el valor de potencia
necesaria para que disipe el calor una resistencia, el
objetivo es que no se vaya a dañar por el exceso de
potencia, (Calor disipado).
Por ejemplo, el circuito anterior.
P
La potencia de la resistencia será:
P= I x V P = 10 Volts x 0.1 Ampere = 1 watt.
Si usamos una resistencia de menor potencia,
seguramente se quemara, si usamos justo una
resistencia de 1 Watt también se quemara, por eso
debemos de usar un margen de seguridad de al
menos un 50% mas de potencia, por eso usaríamos
una resistencia de 1.5 Watts.
I
V
+
10 Volts
Batería
100 ohms
Resistencia
_
0.1 Ampere
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Resistencias:
Las resistencias son elementos que se
oponen al paso de la corriente eléctrica, se
usan para limitar el paso y polarizar
circuitos diversos.
Resistencias en serie
Para limitar un diodo emisor de luz “LED”,
se coloca una resistencia en serie, esta
evitará el exceso de corriente y por lo tanto
el diodo no se dañara.
Cuando las resistencias se conectan en
serie, sus valores se suman.
Rt = R1 + R2 + R3
Resistencias en Paralelo
Cuando se conectan en paralelo su valor se
determina por la formula:
1
Rt =
1
1
1
+
+
R3
R1
R2
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Trabajo para desarrollar en casa:
Armar los circuitos siguientes y calcular el valor de la resistencia
total.
a) Si cada resistencia tiene un valor de 1200 ohms y se conectan en
serie, ¿Qué valor de resistencia habrá entre los puntos “A” y “B”?.
b) Si cada resistencia tiene un valor de 1200 ohms y se conectan en
Paralelo, ¿Qué valor de resistencia habrá entre los puntos “A” y
“B”?.
A
B
Resistencias en serie
A
B
Resistencias en Paralelo
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Trabajo para desarrollar en casa:
En el circuito siguiente calcular el valor de I y la potencia de
la resistencia.
a) Si la batería es de 18 Volts y la resistencia de 72 ohms.
b) Si la batería es de 9 Volts y la resistencia de 180 ohms.
c) Si la batería es de 12 Volts y la resistencia de 120 ohms.
+
Batería
Resistencia
_
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Trabajo para desarrollar en casa:
En el circuito siguiente calcular el valor de la resistencia y
la potencia de la resistencia.
a) Si la batería es de 18 Volts y I es de .1 Amper.
b) Si la batería es de 9 Volts y I es de .05 Amper.
c) Si la batería es de 12 Volts y I es de .25 Amper.
+
Batería
Resistencia
_
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Trabajo para desarrollar en casa:
En el circuito siguiente calcular el valor del voltaje de la
batería.
a) Si la resistencia es de 100ohms y I es de .1 Amper.
b) Si la resistencia es de 500ohms y I es de .05 Amper.
c) Si la resistencia es de 300 ohms y I es de .1 Amper.
+
Batería
Resistencia
_
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Tarea de investigación:
Visitar el enlace siguiente e investigar los
códigos de colores de las resistencias y los
tipos de resistencias.
Material para practicas:
Se recomienda comprar el siguiente
material:
3 resistencias de 1,500Ω a ½ w
1 Voltímetro digital o similar
1 Pinzas para cortar
1 Pinzas de punta
1 Protoboard
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Gracias por su atención, fin de la
primera parte
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