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7/23/2019 Rama de La Física
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rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería de materiales.
Índice
[ocultar ]
• 1Historia
• 2Aplicaciones de la electrónica
• 3Sistemas electrónicos
• 4Seales electrónicas
• !"ensión
• #$orriente el%ctrica
• &'esistencia
• ($ircuitos electrónicos
• )$omponentes
o ).1*ispositi+os analógicos algunos e-emplos
o ).2*ispositi+os digitales
o ).3*ispositi+os de potencia
• 1/0uipos de medición
• 11"eoría de la electrónica
• 12%ase tami%n
• 13'eferencias
• 140nlaces eternos
Historia[editar ]
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$ircuito.
0l funcionamiento del siguiente dispositi+o está asado en el efecto 0dison. 0dison fue el
primero ue oser+ó en 1((3 la emisióntermoiónica, al colocar una lámina dentro de
una omilla para e+itar el ennegrecimiento ue producía en la ampolla de +idrio el filamento
de carón. $uando se polari5aa positi+amente la lámina metálica respecto al filamento, se
producía una peuea corriente entre el filamento 6 la lámina. 0ste 7ec7o se producía porue
los electrones de los átomos del filamento, al reciir una gran cantidad de energía en forma
de calor , escapaan de la atracción del n8cleo emisión termoiónica 6, atra+esando el espacio
+acío dentro de la omilla, eran atraídos por la polaridad positi+a de la lámina.
0l ingeniero ritánico Sir 9o7n Amrose :leming 1(4);1)4! aplicó el efecto 0dison a un tuo
para detectar las ondas 7ert5ianas e in+entó así el *<=*=, primer tuo electrónico en el ue
se 7aía 7ec7o el +acío 6 en cu6o interior eistía un >?=*= electrodo positi+o 6 un
$>"=*= electrodo negati+o. 0l 8ltimo, al alcan5ar el estado de incandescencia, emitía
electrones con carga negati+a ue eran atraídos por el ánodo@ es decir, el diodo actuaa como
una +ál+ula ue sólo de-aa pasar la corriente en un sentido.
0l otro gran paso lo dio ee *e :orest cuando in+entó el triodo en 1)/#. 0ste dispositi+o es
ásicamente como el diodo de +acío, pero se le aadió una re-illa de control situada entre
el cátodo 6 la placa, con el o-eto de modificar la nue electrónica del cátodo, +ariando así lacorriente de placa. 0ste fue un paso mu6 importante para la faricación de los
primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, tele+isores, etc.
ee *e :orest es considerado el Badre de la electrónica, 6a ue antes del "riodo, solo nos
limitáamos a con+ertir la corriente alterna en corriente directa o continua, o sea, solo se
construían las fuentes de Alimentación, pero con la creación del "riodo de acío, +ino la
Amplificación de todo tipo de seales, sore todo la de Audio, la 'adio, la " 6 todo lo demás,
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esto 7i5o ue la industria de estos euipos tu+ieran un repunte tan grande ue 6a para las
d%cadas superiores a 1)3/ se acuara la palara por primera +e5 de C0lectrónicaC para
referirse a la tecnología de estos euipos emergentes.
$onforme pasaa el tiempo, las +ál+ulas de +acío se fueron perfeccionando 6 me-orando,
apareciendo otros tipos, como los tetrodos +ál+ulas de cuatro electrodos, lospentodos cincoelectrodos, otras +ál+ulas para aplicaciones de alta potencia, etc. *entro de los
perfeccionamientos de las +ál+ulas se encontraa su miniaturi5ación.
Bero fue definiti+amente con el transistor , aparecido de la mano de Dardeen 6 Drattain, de
la Dell "elep7one $ompan6, en 1)4(, cuando se permitió a8n una ma6or miniaturi5ación de
aparatos tales como las radios. 0l transistor de unión apareció algo más tarde, en 1)4). 0ste
es el dispositi+o utili5ado actualmente para la ma6oría de las aplicaciones de la electrónica.
Sus +enta-as respecto a las +ál+ulas son entre otrasE menor tamao 6 fragilidad, ma6or
rendimiento energ%tico, menores tensiones de alimentación, etc. 0l transistor no funciona en
+acío como las +ál+ulas, sino en un estado sólido semiconductor silicio, ra5ón por la ue no
necesita centenares de +oltios de tensión para funcionar.
A pesar de la epansión de los semiconductores, toda+ía se siguen utili5ando las +ál+ulas en
peueos círculos audiófilos, porue constitu6en uno de sus mitos1 más etendidos.
0l transistor tiene tres terminales el emisor, la ase 6 el colector 6 se aseme-a a un triodoE la
ase sería la re-illa de control, el emisor el cátodo, 6 el colector la placa. Bolari5ando
adecuadamente estos tres terminales se consigue controlar una gran corriente de colector a
partir de una peuea corriente de ase.
0n 1)!( se desarrolló el primer circuito integrado, ue alo-aa seis transistores en un 8nico
c7ip. 0n 1)&/ se desarrolló el primer microprocesador , <ntel 4//4. 0n la actualidad, los
campos de desarrollo de la electrónica son tan +astos ue se 7a di+idido en +arias disciplinas
especiali5adas. a ma6or di+isión es la ue distingue la electrónica analógicade la electrónica
digital.
a electrónica es, por tanto, una de las ramas de la ingeniería con ma6or pro6ección en el
futuro, -unto con la informática.
Aplicaciones de la electrónica[editar ]
a electrónica desarrolla en la actualidad una gran +ariedad de tareas. os principales usos de
los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la distriución deinformación, la
con+ersión 6 la distriución de la energía el%ctrica. 0stos usos implican la creación o la
detección de campos electromagn%ticos 6 corrientes el%ctricas. 0ntonces se puede decir ue
la electrónica aarca en general las siguientes áreas de aplicaciónE
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• 0lectrónica de control
• "elecomunicaciones
• 0lectrónica de potencia
Sistemas electrónicos[editar ]
Fn sistema electrónico es un con-unto de circuitos ue interact8an entre sí para otener un
resultado. Fna forma de entender los sistemas electrónicos consiste en di+idirlos en las
siguientes partesE
1. 0ntradas o Inputs G $onsisten en artefactos electrónicos conectados -untos para
manipular, interpretar 6 transformar las seales de +olta-e 6 corriente pro+enientes de
los transductores.-
2. $ircuitos de procesamiento de seales G Sensores o transductores electrónicos o
mecánicos ue toman las seales en forma de temperatura, presión, etc. del mundo
físico 6 las con+ierten en seales de corriente o +olta-e. 0-emploE 0l termopar, la foto
resistencia para medir la intensidad de la lu5, etc.
3. Salidas u Outputs G Actuadores u otros dispositi+os tami%n transductores ue
con+ierten las seales de corriente o +olta-e en seales físicamente 8tiles. Bor
e-emploE un display ue nos registre la temperatura, un foco o sistema de luces ue se
encienda automáticamente cuando est% oscureciendo.
Dásicamente son tres etapasE a primera transductor, la segunda circuito procesador 6 la
tercera circuito actuador.
$omo e-emplo supongamos un tele+isor . Su entrada es una seal de difusión reciida por
una antena o por un cale. os circuitos de procesado de seales del interior del tele+isor
etraen la información sore el rillo, el color 6 el sonido de esta seal. os dispositi+os de
salida son un tuo de ra6os catódicos o monitor $* ue con+ierte las seales electrónicas
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en imágenes +isiles en una pantalla 6 unos alta+oces. =tro e-emplo puede ser el de un
circuito ue ponga de manifiesto la temperatura de un proceso, el transductor puede ser un
termocouple, el circuito de procesamiento se encarga de con+ertir la seal de entrada en un
ni+el de +olta-e comparador de +olta-e o de +entana en un ni+el apropiado 6 mandar la
información decodificándola a un display donde nos d% la temperatura real 6 si esta ecede unlímite preprogramado acti+ar un sistema de alarma circuito actuador para tomar las medida
pertinentes.
Señales electrónicas[editar ]
0s la representación de un fenómeno físico o estado material a tra+%s de una relación
estalecida@ las entradas 6 salidas de un sistema electrónico serán seales +ariales.
0n electrónica se traa-a con +ariales ue toman la forma de "ensión o corriente estas se
pueden denominar com8nmente seales. as seales primordialmente pueden ser de dos
tiposE
• Variable analógica GSon auellas ue pueden tomar un n8mero infinito de +alores
comprendidos entre dos límites. a ma6oría de los fenómenos de la +ida real dan seales
de este tipo presión, temperatura, etc..
• Variable digital G "ami%n llamadas +ariales discretas, entendi%ndose por estas, las
+ariales ue pueden tomar un n8mero finito de +alores. Bor ser de fácil reali5ación los
componentes físicos con dos estados diferenciados, es este el n8mero de +alores utili5ado
para dic7as +ariales, ue por lo tanto son inarias. Siendo estas +ariales más fáciles detratar en lógica serían los +alores 6 : son los ue generalmente se utili5an para
relacionar +arias +ariales entre sí 6 con sus estados anteriores.
Tensión[editar ]
0s la diferencia de potencial generada entre los etremos de un componente o dispositi+o
el%ctrico. "ami%n podemos decir ue es la energía capa5 de poner en mo+imiento los
electrones lires de un conductor o semiconductor. a unidad de este parámetro es
el +oltio . 0isten dos tipos de tensiónE la continua 6 la alterna.
• Voltaje continuo (VDC) G0s auel ue tiene una polaridad definida, como la ue
proporcionan las pilas, aterías 6 fuentes de alimentación.
• Voltaje alterno (VAC) G0s auel cu6a polaridad +a camiando o alternando con el
transcurso del tiempo. as fuentes de +olta-e alterno más comunes son los generadores 6
las redes de energía dom%stica.
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Corriente eléctrica[editar ]
"ami%n denominada intensidad, es el flu-o de electrones lires a tra+%s de un conductor o
semiconductor en un sentido. a unidad de medida de este parámetro es el amperioA. Al
igual ue eisten tensiones continuas o alternas, las intensidades tami%n pueden ser
continuas o alternas, dependiendo del tipo de tensión ue se utili5a para generar estos flu-os
de corriente.
Resistencia[editar ]
Artículo principal: 'esistencia el%ctrica
0s la propiedad física mediante la cual todos los materiales tienden a oponerse al flu-o de la
corriente. a unidad de este parámetro es el =7mio . ?o dee confundirse con el
componente resistor . a propiedad in+ersa es la conductancia el%ctrica.
Circuitos electrónicos[editar ]
Se denomina circuito electrónico a una serie de elementos o componentes el%ctricos tales
como resistencias, inductancias, condensadores 6 fuentes o electrónicos, conectados
el%ctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar seales
electrónicas. os circuitos electrónicos o el%ctricos se pueden clasificar de +arias manerasE
Por el tipo de
información
Por el tipo de
régimen
Por el tipo de
señal
Por su
configuración
Analógicos
*igitales
Iitos
Beriódico
"ransitorio
Bermanente
*e corriente
continua
*e corriente
alterna
Iitos
Serie
Baralelo
Iitos
Componentes[editar ]Bara la síntesis de circuitos electrónicos se utili5an componentes electrónicos e instrumentos
electrónicos. A continuación se presenta una lista de los componentes e instrumentos más
importantes en la electrónica, seguidos de su uso más com8nE
• Alta+o5E reproducción de sonido.
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• $aleE conducción de la electricidad.
• $onmutador E reencaminar una entrada a una salida elegida entre dos o más.
• <nterruptor E apertura o cierre de circuitos, manualmente.
• BilaE generador de energía el%ctrica.
• "ransductor E transformación de una magnitud física en una el%ctrica +er enlace.
• isuali5ador E muestra de datos o imágenes.
Dispositivos analógicos (algunos ejemplos)[editar ]
• Amplificador operacionalE amplificación, regulación, con+ersión de seal, conmutación.
• condensador E almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancias.
• *iodoE rectificación de seales, regulación, multiplicador de tensión.
• *iodo Jener E regulación de tensiones.
• <nductor E adaptación de impedancias.
• BotenciómetroE +ariación de la corriente el%ctrica o la tensión.
• 'el%E apertura o cierre de circuitos mediante seales de control.
• 'esistor o 'esistenciaE di+isión de intensidad o tensión, limitación de intensidad.
• "ransistor E amplificación, conmutación.
Dispositivos digitales[editar ]
• DiestaleE control de sistemas secuenciales.
• IemoriaE almacenamiento digital de datos.
• Iicrocontrolador E control de sistemas digitales.
• Buerta lógicaE control de sistemas cominacionales.
Dispositivos de potencia[editar ]
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• *<A$E control de potencia.
• :usileE protección contra sore;intensidades.
• "iristor E interruptor semiconductor para el control de potencia.
• "ransformador E ele+ar o disminuir tensiones, intensidades, e impedancia aparente.
• 'ectificador controlado de silicio S$'.
• "riacE control de potencia.
• aristor E protección contra sore;tensiones.
Equipos de medición[editar ]
os euipos de medición de electrónica se utili5an para crear estímulos 6 medir el
comportamiento de los *ispositi+os Da-o Bruea *F" por sus siglas en ingl%s.a medición
de magnitudes mecánicas, t%rmicas, el%ctricas 6 uímicas se reali5a empleando dispositi+os
denominados sensores 6 transductores. 0l sensor es sensile a los camios de la magnitud a
medir, como una temperatura, una posición o una concentración uímica. 0l transductor
con+ierte estas mediciones en seales el%ctricas, ue pueden alimentar a instrumentos de
lectura, registro o control de las magnitudes medidas. os sensores 6 transductores pueden
funcionar en uicaciones ale-adas del oser+ador, así como en entornos inadecuados o
impracticales para los seres 7umanos.
Algunos dispositi+os act8an de forma simultánea como sensor 6 transductor. Fn termopar
consta de dos uniones de diferentes metales ue generan una peuea tensión ue depende
del diferencial t%rmino entre las uniones. 0l termistor es una resistencia especial, cu6o +alor
de resistencia +aría seg8n la temperatura. Fn reóstato +ariale puede con+ertir el mo+imiento
mecánico en seal el%ctrica. Bara medir distancias se emplean condensadores de diseo
especial, 6 para detectar la lu5 se utili5an fotoc%lulas. Bara medir +elocidades, aceleración o
flu-os de líuidos se recurre a otro tipo de dispositi+os. 0n la ma6oría de los casos, la seal
el%ctrica es d%il 6 dee ser amplificada por un circuito electrónico. A continuación se presenta
una lista de los euipos de medición más importantesE
• Kal+anómetroE mide el camio de una determinada magnitud, como la intensidad de
corriente o tensión o +olta-e. Se utili5a en la construcción de Amperímetros 6 oltímetros
analógicos.
• Amperímetro 6 pin5a amperim%tricaE miden la intensidad de corriente el%ctrica.
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• L7metro o puente de M7eatstoneE miden la resistencia el%ctrica. $uando la resistencia
el%ctrica es mu6 alta sore los 1 I;o7m se utili5a un megó7metro o medidor de
aislamiento.
• oltímetroE mide la tensión.
• Iultímetro o polímetroE mide las tres magnitudes citadas arria, además de
continuidad el%ctrica 6 el +alor D de los transistores tanto B?B como ?B?.
• atímetroE mide la potencia el%ctrica. 0stá compuesto de un amperímetro 6 un
+oltímetro. *ependiendo de la configuración de coneión puede entregar distintas
mediciones de potencia el%ctrica, como la potencia acti+a o la potencia reacti+a.
• =sciloscopioE miden el camio de la corriente 6 el +olta-e respecto al tiempo.
• Anali5ador lógicoE pruea circuitos digitales.
• Anali5ador de espectroE mide la energía espectral de las seales.
• Anali5ador +ectorial de sealesE como el anali5ador espectral pero con más funciones
de demodulación digital.
• 0lectrómetroE mide la carga el%ctrica.
• :recuencímetro o contador de frecuenciaE mide la frecuencia.
• 'eflectómetro de dominio de tiempo "*'E pruea la integridad de cales largos.
• $apacímetroE mide la capacidad el%ctrica o capacitancia.
• $ontador el%ctricoE mide la energía el%ctrica. Al igual ue el +atímetro, puede
configurarse para medir energía acti+a consumida o energía reacti+a.
