Circuitos eléctricos básicos

TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCION ............................................................................................. 7
1.1. Formas de energía ................................................................................................ 8
1.2. Energía eléctrica ................................................................................................. 10
1.3. Transporte de energía eléctrica: ........................................................................ 12
1.4. Conductividad en los materiales: ...................................................................... 14
1.5. Notación científica .............................................................................................. 15
1.6. Corriente .............................................................................................................. 17
1.7. Voltaje .................................................................................................................. 19
2. RESISTENCIAS ............................................................................................. 26
2.1 Resistividad .......................................................................................................... 28
2.2. Resistencia .......................................................................................................... 28
2.2.1. Ley de OHM ...................................................................................................... 30
2.3. Resistencia eléctrica ........................................................................................... 31
2.3.1. Definiciones y símbolo ................................................................................... 35
2.4. Código de colores ............................................................................................... 36
3. ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS ............................................................... 42
configuraciones ......................................................................................................... 43
3.2 Cálculos en circuitos resistivos ......................................................................... 45
3.2.1. Circuito serie: ................................................................................................... 45
3.2.1.2. Otros cálculos en circuitos resistivos serie ............................................... 47
3.2.2 Circuito paralelo: ............................................................................................... 50
3.2.3. Circuito mixto: ................................................................................................. 55
4. USO DEL SOFTWARE DE SIMULACIÓN CIRCUIT MAKER ....................... 61
4.1. Simulación con Circuit Maker y Multisim .......................................................... 62
5. USO DE INSTRUMENTOS ............................................................................ 71
5.1 El Protoboard ....................................................................................................... 72
5.2 El cautín ................................................................................................................ 73
5.3 El Multímetro ........................................................................................................ 74
6. CONDENSADORES ...................................................................................... 80
6.1. Principios físicos ................................................................................................ 81
6.2. Clasificación de condensadores ........................................................................ 84
6.2.1. Variables: .......................................................................................................... 85

6.2.2. Fijos: ................................................................................................................. 86
6.2.2.1. Polarizados: ................................................................................................... 86
6.2.2.2 No polarizados: .............................................................................................. 87
6.3. Medición .............................................................................................................. 88
6.3.1. Determinación por nomenclatura .................................................................. 89
6.3.2. Determinación por instrumento ..................................................................... 92
6.4. Comportamiento en AC Y DC ............................................................................. 93
6.4.1. Comportamiento en AC: .................................................................................. 93
6.4.2. Comportamiento en DC: .................................................................................. 95
6.5 REACTANCIA CAPACITIVA ................................................................................. 99
7. CONDENSADORES EN SERIE, PARALELO Y MIXTO ............................. 103
7.1. Asociación de condensadores ......................................................................... 105
7.1.1 SERIE: .............................................................................................................. 105
7.1.2. Paralelo: .......................................................................................................... 107
7.1.3. Mixto: .............................................................................................................. 109
7.2. Manejo de instrumentos: .................................................................................. 110
7.2.1. El generador de señales y el osciloscopio ................................................... 110
8. BOBINAS ..................................................................................................... 115
8.1 Principios y definición ....................................................................................... 116
8.2 Clasificación de bobinas ................................................................................... 118
8.3. Códigos ............................................................................................................. 119
8.3.1. Determinación por nomenclatura ................................................................ 119
8.3.2. Determinación por instrumento .................................................................... 121
8.4. Comportamiento en AC Y DC ........................................................................... 122
8.4.1. Reactancia inductiva ...................................................................................... 123
8.5. Asociación de bobinas ..................................................................................... 123
8.5.1. Serie: ............................................................................................................... 124
8.5.2. Paralelo: .......................................................................................................... 124
8.5.3. Mixto: .............................................................................................................. 125
8.6. El transformador ............................................................................................... 126
8.6.1. Principio de funcionamiento ......................................................................... 127
MAPA CONCEPTUAL DE LA MATERIA

COMPETENCIAS GENERALES
Competencia cognitiva:
Aplica los principios básicos en el análisis y diseño de circuitos con elementos pasivos, realizando la comprobación de éste a partir del software de simulación Circuit Maker.
Identifica los parámetros a tener en cuenta, en la selección de un semiconductor para una aplicación en contexto, a partir de las curvas características.
Competencia comunicativa:
Presenta en forma correcta, adecuada y coherente, los informes de laboratorio y demás trabajos escritos, sugeridos por el docente.
Competencia valorativa:
Trabaja en equipo con un alto grado de compromiso y responsabilidad frente a las tareas asignadas en los diferentes roles a desempeñar en la dinámica de éste.

Competencia contextual:
Diseña e implementa una fuente de voltaje regulada a partir de las especificaciones sugeridas por el docente.
INTRODUCCION
En el presente documento, se plantea una estrategia para adquirir los conocimientos suficientes y necesarios establecidos para la materia de Electrónica Básica, propuestos para la Corporación Internacional para el Desarrollo Educativo (CIDE). La estructura fundamental del documento está planteada bajo el constructivismo y aprendizaje significativo, esta metodología, requiere que el estudiante realice cada una de las actividades que se plantean y profundice donde sea necesario, usando los recursos que para tal fin la institución pone a su disposición.
La estructura de cada unidad inicia con el repaso de algunos conceptos básicos, fundamentales para el desarrollo de los diferentes conceptos, posteriormente se hace una explicación de cada uno de ellos, referenciando las teorías básicas, necesarias para la comprensión de éstos, en los “Ladillos” se hacen explicaciones específicas sobre conceptos o palabras que aparecen y que son necesarias para la interpretación inmediata del texto, cabe aclarar que no es suficiente con esto, pues el estudiante debe realizar donde sea necesario y pertinente un repaso detallado de algunos conceptos; las actividades complementarias, refuerzan los conceptos tratados en cada unidad y permiten al estudiante una profundización y autoevaluación.
Al finalizar encontrará una sección denominada Nexos, la cual está enfocada hacia la conexión entre la unidad tratada y las subsiguientes. En la bibliografía recomendada, se plantean los recursos didácticos y documentos para el desarrollo y comprensión de cada uno de los temas, el estudiante, puede hacer una revisión

de ésta antes de iniciar el estudio de la unidad, recopilar la información necesaria es importante, pues tenerla a la mano hace que se ahorre tiempo en cada una de las actividades y practicidad al tratar cada uno de los temas. Finalmente, se plantea una evaluación final o seguimiento del auto aprendizaje, el cual busca que cada uno revise si los diferentes conceptos quedaron comprendidos o si es necesario hacer revisión de éstos; una propuesta al respecto sugiere que realice otra actividad complementaria si es necesario el refuerzo de algún concepto, planteada por su maestro.
Muchos éxitos en el estudio de esta área fundamental de la electrónica y recuerde que la aprehensión del conocimiento debe ser un elemento fundamental en el desarrollo conceptual de ésta y otras materias, entendido como el apropiación del conocimiento de manera consciente y autónoma, enmarcado en la motivación personal y el interés de adquirir los conocimientos necesarios para el buen desempeño en su rol como futuro profesional.
CONCEPTOS PREVIOS:
Antes de empezar el fascinante estudio de la electrónica, se hace necesario que se repase algunos conceptos básicos sobre la física, a continuación se presenta un cuestionario el cual puedes contestar usando la bibliografía sugerida.
1. ¿Qué es medición y cuál es la diferencia con la acción de medir?
2. ¿Qué es un patrón de medida y un sistema de medida?
3. ¿Cómo se determina la velocidad de un cuerpo, desde la física y cuáles son las variables que intervienen?
4. ¿Qué es aceleración y cuál es la relación con la velocidad?
5. Busca el concepto de masa y explícalo con tus propias palabras
6. ¿puede una persona realizar un trabajo si está no está en movimiento? Explica tu respuesta.
7. En un libro de física de los sugeridos, lee el concepto de energía, realizando un mapa conceptual, según éste realiza un listado de las

formas de energía que conoces y compáralas con las que encuentres en Internet.
8. ¿Cuáles son los principios de la termodinámica?, ¿Cómo y cuál crees que se aplica en la producción de energía térmica?
9. Busca la teoría de la relatividad e identifica el concepto de energía, la relación que ésta tiene con la velocidad y compáralo desde la mecánica (Energía potencial y energía cinética), realiza un paralelo entre los dos conceptos.
10. Según la tercera ley de Newton, escriba con sus propias palabras dicho concepto y realice una revisión del concepto de fuerza.

MODULO 1
1. INTRODUCCION
INTRODUCCIÓN
En éste capítulo, se encuentran algunos conceptos previos necesarios para la comprensión de los diferentes temas a lo largo del curso, se debe tener especial cuidado en la comprensión del concepto de energía, pero específicamente en el de energía eléctrica.
El transporte y aprovechamiento de éste tipo de energía, ha hecho que se desarrollen avances en ciencia y tecnología, la base fundamental que ha permitido este tipo de desarrollo dentro del estudio de la energía eléctrica, ha sido la física y su lenguaje de comunicación y construcción teórica: la matemática, por ello se encuentran algunos conceptos desde dichos puntos de vista, es necesario familiarizarse con ellos y repasar los conceptos, necesarios para la buena comprensión de los temas siguientes.
El desempeño en ésta unidad está ligado a la dedicación que se tenga en relación con la comprensión de dichos temas, por ello se debe realizar una lectura concienzuda de cada uno de ellos y resolver cualquier inquietud que se presente, por muy trivial que parezca.
MAPA CONCEPTUAL

LOGROS:
 Identifica las características eléctricas de la materia y su clasificación
 Reconoce las diferentes formas de energía y su esquema general en la forma de producción
 Reconoce las características eléctricas de la materia y su aplicación al transporte de energía.
 Clasifica la energía eléctrica según su forma de producción y transmisión.
 Identifica los conceptos de Alterno y Directo en los efectos de la energía eléctrica.
1.1. FORMAS DE ENERGÍA
“La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”, principio de conservación de la energía, según el primer principio de la termodinámica. La ley de la relatividad, plantea que cualquier sistema que tiene masa, tiene energía. Para el estudio de la electrónica, la energía que se manipula es la energía eléctrica, la cual se obtiene de diferentes formas. Para producir
QUIMICA
SEMICONDUCTORES
NO
METALES
AISLANTES
METALES
CONDUCTORES
CLASIFICACIÓN
DE
MATERIALES
CORRIENTE
VOLTAJE
TRANSPORTE
ENERGIAS
ALTERNATIVAS
TERMOELECTRICAS
HIDROELETRICAS
PRODUCCION
ELECTRICA
CINETICA
ENERGIA
POTENCIAL
EOLICA
TERMICA
DINAMICA

energía el hombre ha descubierto innumerables formas, según éstas, la energía puede ser:
Mecánica: La que se da debido al movimiento y puede ser:
Cinética: Debida al movimiento. A medida que un cuerpo se mueve aumenta su energía cinética.
Potencial: Obtenida con respecto a la posición en un sistema, por ejemplo si levantamos un objeto, antes de dejarlo caer de su posición inicial, tiene una energía potencial, la cual fue impresa al levantarlo y por acción de la gravedad.
Química: En ella intervienen reacciones químicas debido a la combinación de compuestos, cuando se fabrican baterías se combinan dos compuestos químicos con propiedades especiales, hay desbalance en la cantidad de electrones, haciéndolos uno más negativo que otro.
Térmica: Es aquella que se presenta en los procesos donde hay intercambio de calor.
Eólica: Interviene el viento como generador de energía a partir de mecanismos que generan energía por su movimiento.
Se puede hacer otra clasificación dependiendo del sistema físico bajo el cual se analice.
APRENDIZAJE COLABORATIVO:
Actividad:

Se sugiere hacer lectura del texto encontrado en el enlace: http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa o al concepto sobre energía que se encuentra en el libro: Física de Holliday. HOLLIDAY, David y Equipo. Fundamentos de Física. Sexta Edición, Volumen I; Capítulo 7 pag. 136. Socialice con sus compañeros y realice un mapa conceptual.
1.2. ENERGÍA ELÉCTRICA
La energía eléctrica, independiente del modo o la forma como se obtenga, está relacionada con los electrones y su movimiento, dicho fenómeno se puede describir mediante las teorías del movimiento de partículas, desde la mecánica, combinándose con algunas teorías de la mecánica cuántica.
Ladillo:
La parte de la física que estudia el movimiento de partículas “grandes” desde las leyes de Newton se conoce como Física clásica o mecánica; la parte de la física que estudia el movimiento de partículas “pequeñas”, se denomina Física cuántica, las dos difieren pues las predicciones en una no se dan en la otra. La Mecánica cuántica relativista tiene en cuenta las leyes de la relatividad propuestas por Albert Einstein.
El poder controlar la energía eléctrica ha hecho que avancemos en tecnología, para ello se han desarrollado un sinnúmero de elementos que se conectan entre sí formando un circuito, el circuito permite a partir de la energía eléctrica una gama de posibilidades, que al combinarse cumplen con una función específica, más adelante se profundizará en el tema.
La energía eléctrica se puede interpretar si se tiene clara la estructura atómica de la materia y su comportamiento. Un átomo está conformado por un núcleo en el cual aparecen Neutrones y Protones como partículas fundamentales, en la periferia alrededor del núcleo se encuentran los Electrones, los cuales están más cerca o menos cerca del núcleo según su energía, hay muchos modelos

atómicos, sin embargo el más aceptado es el de Bohr, el cual se representa a continuación:
Figura 1.2.1 Modelo atómico de Bohr
Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_at%C3%B3mico_de_Bohr, Diciembre de 2009
En la Figura 1.2.1 se observa el modelo del átomo, ésta no es una representación real de un átomo, es decir no es la “foto” del átomo, si no el modelo que permite explicar cómo funciona un átomo. Los electrones pasan de un nivel de menor energía a otro de mayor energía y viceversa, esto hace que se presente un intercambio de energía, ya sea absorber o radiar energía, a éste tipo de energía que proviene del electrón, se le denomina energía eléctrica.
La facilidad con que un electrón pasa de un nivel a otro, depende del elemento y la reacción que se presente para ello, sin embargo el átomo obedece a una ley natural, la cual se describe a continuación:
 Ley del octeto: Todo elemento químico, tiende a completar 8 electrones en su último nivel, para ello se asocia con otros átomos, mediante enlaces llamados covalentes, si comparte electrones, o

iónicos si cede o “gana” electrones, cuando un átomo tiene dicha estructura se dice que hay equilibrio eléctrico.
Al intercambio de electrones se le conoce como carga eléctrica. La unidad de medida de dicha carga es el Coulomb, éste se determina por la carga que desde 1 metro ejerce sobre otra carga igual, la fuerza de 9x109 Newton´ s. Se determino experimentalmente que la carga de un electrón es de -1,602x10-19 Coulomb.
1.3. TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA:
Para producir energía eléctrica, la forma más común, fueron las termoeléctricas, las cuales a partir del calor producían movimiento en un mecanismo, ésta energía mecánica es transformada en energía eléctrica, gracias a un elemento conocido como alternador, como se observa en la figura, la cual representa la estructura básica de una de ellas. En realidad hoy en día la diferencia entre una u otra forma de producir energía eléctrica, es la forma como se genera el movimiento mecánico para convertirlo en energía eléctrica, de tal forma que podemos usar: el viento para que giren unas aspas, la caída del agua para producir el mismo efecto, entre otras muchas, claro no es la única forma, se han hecho grandes descubrimientos y se ha logrado producir energía de otras maneras.
A continuación, se presenta un modelo de una termoeléctrica, la intención es que el estudiante se familiarice con la estructura de una planta productora de energía, en éste caso se usa la energía calorífica para ser transformada en energía eléctrica, la diferencia con una planta hidroeléctrica es que el movimiento del mecanismo o alternador lo hace la fuerza que se obtiene por la caída del agua, si se quiere usar la energía eólica se usa como elemento generador de movimiento, el viento y así sucesivamente, cabe aclarar que el mecanismo y la estructura en términos generales es la misma, pero que cada una tiene unos aditamentos o elementos diferentes, la explicación específica de cada una de ellas están fuera del alcance de éste texto, se recomienda, si se quiere profundizar un poco más en

éste tema tan interesante, consultar en las fuentes bibliográficas sobre producción de energía eléctrica.
Figura 1.3.1 Diagrama esquemático de una termoeléctrica
Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Central_termoel%C3%A9ctrica,
Hoy en día se han hecho esfuerzos ingentes para producir energía “limpia”, procurando impactar en el menor grado posible, el medio ambiente, muchos proyectos de investigación tienen su meta en éste objetivo común, debido a la concientización que se ha hecho, en torno a la conservación de nuestro medio ambiente.
Una vez descubierta la forma de producir energía eléctrica, su transporte para llevarla a los sitios donde debía utilizarse, fue el paso a seguir. Uno de los pioneros en el uso de la energía Eléctrica fue el Inventor Thomas Alba Edison, con sus inventos y descubrimientos logró hacer que la vida en la época fuera cada vez más fácil, su principal invención, la bombilla eléctrica, permitió no solo iluminar la noche. Con los avances en la ciencia y la tecnología hasta ese entonces, se sabía

que los mejores conductores eran los metales, éstos facilitan el paso de energía, en éste caso la eléctrica.
1.4. CONDUCTIVIDAD EN LOS MATERIALES:
La conductividad de un material se define como la facilidad que éste tiene para conducir energía, para el caso de la conductividad eléctrica, el material facilita conducir éste tipo de energía, aunque hay una estrecha relación con la conductividad de energía térmica. La unidad de medida es Siemens por metro (S/m) y se representa por la letra griega (Rho) ρ.
Un material puede ser conductor de energía eléctrica, dependiendo de los electrones que tenga en su último nivel, a éste se le conoce como nivel o banda de valencia. En el caso del cobre, material que por excelencia es usado como conductor, en el nivel de valencia, tiene 1 electrón, lo hace ideal para ceder dicho electrón.
Figura 1.4.1. Configuración electrónica de un átomo de Cobre (Cu)
Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Atomo_di_rame.svg. Diciembre 15 de 2009
Aunque existen materiales que son mejores conductores como la plata y el oro, su aplicación en la conducción de energía eléctrica, es mínima debido a los altos

costos. Como se puede inferir, los mejores conductores eléctricos son los elementos metales, que se pueden observar en la tabla periódica.
Cabe aclarar que la conductividad eléctrica es diferente a la conductancia, aunque hay una relación entre dichos conceptos, en el tema sobre resistencia (Sección 2.1), se hablará de la conductancia.
1.5. NOTACIÓN CIENTÍFICA
Las variables físicas deben ser cuantificadas, para ello se usan las unidades de medida, estas mediciones se expresan mediante notación científica, la cual facilita la expresión de dichas cantidades, pues en muchas ocasiones éstas son o muy grandes o muy pequeñas. La notación científica, usa las potencias de 10 para expresar cantidades, en la siguiente tabla se presenta un resumen de su significado y la forma como se debe usar.
Tabla 1.5.1. Notación científica
Notación
Prefijo
Valor multiplicativo
109
Tera(T)
1000000000
Múltiplos
106
Mega (M)
1000000
103
Kilo(K)
1000
102
Hecto(H)
100
101
Deca(D)
10
100
Unidad
1
10-1
deci (d)
0,1
Submúltiplos
10-2
centi©
0,01
10-3
mili (m)
0,001
10-6
micro (μ)
0,000001
10-9
nano (n)
0,000000001
10-12
pico (p)
0,00000000001

Para usar la tabla, sin importar la unidad de medida, se multiplica por el número que se observa en la columna: valor multiplicativo o se agrega el prefijo, es válida tanto una como la otra forma de expresión. Por ejemplo, si la magnitud a medir es la distancia, como unidad de medida se usa el metro, si son distancias muy pequeñas, se usarían cantidades más pequeñas que el metro, es decir los submúltiplos, si la cantidad es muy grande, se usan los múltiplos. Por ejemplo:
 El radio del átomo de Hidrógeno es de 0,000000000025 metros (m), si observas después de la coma hay 12 cifras, si llevamos la coma desde el punto donde está hacia la derecha, hasta el final de las cifras, se escribe: 25 X 10-12 metros, también es válido escribir 25 pm (pico metros), reemplazando la potencia de 10 por su prefijo respectivo, si lo expresamos en nanómetros (nm), debemos correr la coma 9 cifras: 0,025 x 10-9 o lo que es igual 0,025 nm.
 El diámetro del sol es de 1.390.000.000 metros (m)1, la cantidad se puede expresar en notación científica fácilmente, se toma como punto de partida la última cifra y se “corre” la coma hacia la izquierda tantos espacios como corresponda al exponente de la potencia de 10, si lo hacemos 3 espacios, la cantidad queda: 1.390.000 x 103, lo que es igual a 1.390.000 Km (Kilómetros); si lo hacemos 6 espacios la cantidad se expresa: 1.390 Mm (Mega metros), aunque no es común encontrar cantidades expresadas en Mega metros, aplica para el ejemplo.
Trabajo individual:
Actividad:
Escriba las siguientes cantidades en notación científica usando la tabla:
1 Tomado de: http://sunearthday.nasa.gov/2007/materials/solar_pizza.pdf, Diciembre 29 de 2009. 9:43 am

 0,0012345 g (gramos) en ng (nano gramos)
 1,2343233234 m en mm (milímetros)
 1.234.453 g (gramos) en Kg (Kilogramos)
 2,345123 Kg (Kilogramos) en Hg (Hectogramos)
 2,376589 cm (centímetros) en μm (micro metros)
1.6. CORRIENTE
La corriente está definida como la cantidad de electrones por unidad de tiempo, o cantidad de carga por unidad de tiempo, que atraviesan un conductor, también se le conoce como intensidad eléctrica. La unidad básica es el Amperio, en electrónica, se trabajan con corrientes pequeñas, del orden de los miliamperios, por debajo del amperio, aunque hay aplicaciones industriales donde se puede llegar a usar corrientes entre las unidades y unos cientos de Amperios (A).
Por ejemplo, una corriente puede ser del orden del micro amperio (μA), nano Amperio (nA), etc.
 Corriente AC
La corriente AC, tiene como característica especial, una frecuencia, ésta se puede representar usando una señal seno, con lo que se agregan condiciones de frecuencia, periodo, amplitud y tiempo.
Como se observa en el siguiente gráfico:
Figura 1.6.1.1 Función Seno

Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Seno_(trigonometr%C3%ADa) Dic 29 de 2009 1:55pm
La amplitud es el valor máximo y mínimo que toma la función, en este caso -1 y 1 Amperios (A); el periodo es 2π que corresponde al ángulo recorrido por la función, también podemos expresar el periodo como el tiempo transcurrido en un ciclo y la frecuencia es el inverso del periodo, corresponde a los ciclos por segundo, y se da en Hertz (Hz), en éste caso es de 1 ciclo en 1 segundo, o sea 1 Hz.
La fórmula que relaciona el periodo y la frecuencia esta dad por:
Ecuación. 1.6.1.1 Frecuencia y Periodo
f = Frecuencia
T = Periodo
Si vamos al caso real, la corriente que llega a nuestras casas, puede tener amplitudes de 40 Amperios (A) y una frecuencia de 60 Hz, si observas en la parte de atrás de un electrodoméstico, encontrarás una placa con las especificaciones de con sumo de corriente y frecuencia.
 Corriente DC
La corriente en DC, como característica especial, a diferencia de la corriente AC, se representa mediante una línea recta, ya que es constante en el tiempo, no tiene frecuencia y es la que se genera en las baterías, aunque no es la

única fuente de corriente DC, la magnitud tampoco es una norma, pero en electrónica el orden de la corriente está entre los mA (miliamperios), μA (microamperios) y nA (nanoamperios).
Actividad individual:
Actividad 1.6.1:
Representa cada una de las siguientes corrientes según como se indica:
a. 250 mA (miliamperios) en nA (nano Amperios)
b. 500 μA (micro Amperios) en mA (miliamperios)
c. 1342 nA en μA
d. 35234 μA en mA
e. 12000 μA en nA
1.7. VOLTAJE
El voltaje también denominado potencial eléctrico, está asociado a la definición de trabajo, es la energía necesaria para mover una carga, la unidad de medida del voltaje es el voltio, el voltaje, como la corriente puede ser:
 Voltaje AC
Como se explicó anteriormente, así como la corriente, tiene propiedades de frecuencia, amplitud, periodo y tiempo, El voltaje AC, se representa mediante una señal seno. Es el voltaje que llega hasta nuestras casas mediante el servicio prestado por la empresa de energía, en cuyo caso puede monofásico, bifásico o trifásico, generalmente es monofásico, es decir una sola fase y un neutro, la fase se puede probar con un téster o buscador de polo, que se consigue en las ferreterías, éste es un destornillador de pala, el cual se coloca en el toma corriente, o toma de pared, si la luz se enciende, quiere decir que dicho terminal es la fase, si no se enciende, ésta es la tierra.

Figura 1.7.1.1 Probador de polo o destornillador Téster
Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Kenden_Driver.JPG
Si se observa la fase en un osciloscopio, se vería una señal seno.
Ladillo: Un Osciloscopio es un instrumento del laboratorio de electrónica, éste consiste en una pantalla, donde al ser calibrado adecuadamente, se puede observar las señales de voltaje que se llevan al instrumento a través de una sonda, para su uso se debe tener mucho cuidado, pues de no usarse adecuadamente, se puede dañar dicho instrumento. Los osciloscopios pueden ser análogos o digitales. En la sección correspondiente, se tratará sobre su uso adecuado.
 Voltaje DC
EL voltaje DC, es el que se obtiene en una batería por el diferencial de carga, ésta es debida al exceso o defecto de electrones en cada una de las terminales, esta diferencia de carga establece una diferencia de potencial, el voltaje es el trabajo que se debe realizar para mover ésta carga. Se dice que es un voltaje directo o DC, pues es una línea recta que se puede obtener o visualizar en el osciloscopio. La gráfica que representa el voltaje DC, es una línea recta constante y continua en el tiempo, para al eje horizontal, es un voltaje constante, luego el uso de éste tipo de energía es relativamente óptimo en los sistemas electrónicos pues ofrece de manera constante potencia y energía al sistema.
Figura 1.7.2.1 Voltaje DC

Trabajo colaborativo:
Actividad 1.7.1.:
Descargue del link:
http://assets.fluke.com/manuals/175_____umspa0100.pdf el documento respectivo, lea y analice las características del multímetro. Familiarícese con su aspecto y funcionamiento, reúnase con sus compañeros y responda:
A. ¿Qué variables pueden medirse con éste instrumento?
B. ¿Qué rangos de voltaje mide en AC?
C. ¿Qué rangos de Corriente en AC se pueden medir con el instrumento?
D. ¿Cuál es el valor máximo de resistencia que se puede medir con él?
E. Observe la tabla que se encuentra en la página 2 de dicho manual y realice una comparación entre los íconos para las variables de corriente y voltaje tanto alternos (AC) como directos o continuos (DC o CC).
RESUMEN
Desde el momento en que el hombre empezó a utilizar adecuadamente la energía eléctrica fue implementando una serie de elementos que le permitieron aplicar no solo conceptos físicos sino desarrollar aparatos

tecnológicos; estos aparatos tecnológicos, han venido facilitando la vida del hombre, desarrollando nuevas áreas del conocimiento, como la electrónica.
Desde el punto de vista físico, la energía eléctrica se desprende de la energía que se puede aprovechar desde el electrón, el cual al pasar de un nivel a otro de energía, permite obtener dicho tipo de energía.
El flujo de electrones o corriente, permite el transporte de dicha energía, y el potencial, que es el trabajo necesario para el movimiento de dichos electrones se conoce como Voltaje. Este tipo de energía puede ser de dos formas según como sea generado, si se obtiene mediante movimiento mecánico se dice que es Alterno y si es debido a una distribución de electrones, se dice que es Directo o Continuo, existiendo entonces Corriente Alterna (AC) y Voltaje Alterno, que es el que llega a nuestras casas para ser usado en los diferentes electrodomésticos; por otro lado está el Voltaje y la Corriente Directa o continua (DC o CC), que es el que se obtiene en dos terminales de diferente naturaleza donde se encuentra una mayor o menor cantidad de electrones, en la terminal con exceso de electrones, se le asigna el polo negativo (-) y al terminal con defecto de electrones se le asigna el polo positivo (+), se debe tener cuidado de no confundir el polo positivo con los protones que tienen carga positiva en el electrón, éste nada tiene que ver con el polo positivo, pues es la cantidad de electrones la que da la polaridad en las terminales por ejemplo de una batería o pila.
Las principales características a tener en cuenta en el análisis de una señal alterna (AC) son: Frecuencia (f), Amplitud (A), Periodo (T) y Fase (θ). La frecuencia son los ciclos de la señal por segundo, es decir cuántas “vueltas” en 1 segundo tiene dicha señal y su unidad de medida es el Hertzio (Hz); la amplitud es que tan “grande” es la señal y se determina por los niveles máximos y mínimos, su unidad depende de si la señal es de corriente o de Voltaje, en cuyo caso será en amperios o voltios respectivamente.
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA

INTERNET
http://fresno.pntic.mec.es/~fagl0000/clasificacion.htm
http://www.unicrom.com/TuT_codigocolores.asp
http://books.google.com.co/books?id=LdzhG3XZd2IC&pg=PA73&dq=CLASIFCACION+DE+LAS+RESISTENCIAS#PPA72,M1
http://www.yoreparo.com/foros/electronica/soluciones/codigos-y-simbolos-en- electronica-con-videos-t186616.html
TEXTOS:
ROBBINS, Allan. Análisis de circuitos Teoría y práctica. Introducción. Cengace Learning. 2007. p. 3 - 21.
NEXO
Los conceptos de Energía, Voltaje y Corriente, son fundamentales para el resto del curso, pues de ellos depende en buena medida el análisis hecho a los circuitos, al igual que el concepto de resistencia, la notación científica es utilizada en todos los contextos sobre todo el uso de los prefijos para múltiplos y submúltiplos de las diferentes variables, esta facilita la expresión y tratamiento de las diferentes magnitudes y medidas.
SEGUIMIENTO DE AUTOAPRENDIZAJE
A continuación se encuentra una serie de preguntas que le orientarán en el repaso de los temas a manera de evaluación, resuelva cada uno de ellos procurando citar lo menos posible la bibliografía y los conceptos de que se evalúan en éste documento.
1. En un experimento realizado se encontró que la energía requerida para mover un mecanismo era de 120 Julios, si 1 eV es 1,602 x 10-19 Julios,

exprese la conversión de Julios en electronvoltios (eV), usando la notación científica mediante exponentes y prefijos en la escala adecuada.
2. En la siguiente tabla se encuentra el radio de algunos planetas del sistema solar, exprese cada uno de ellos en el múltiplo más cercano correspondiente:
Planeta
Radio en metros2
Radio en Mega metros
Tierra
6,38 x 106
Júpiter
7,18 x 107
Saturno
6,03 x 107
Urano
2,67 x 107
Marte
3,43 x 106
3. En la siguiente grafica identifique: Amplitud, frecuencia, periodo, en el punto señalado.
2 SEARS, W. Francis y Equipo; Física Universitaria Sexta Edición. Ed. Addison –Wesley.1988. Página 1079.
050100150200250300350-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81X: 318Y: 0.682Grados Voltios Grafico de Voltaje Vs Angulo

4. Realice una breve explicación sobre, la forma como se produce energía en una termoeléctrica, según el gráfico de la Figura 1.3.1

MODULO 2
2. RESISTENCIAS
INTRODUCCIÓN
Un concepto importante que todo estudiante del curso de electrónica básica debe tener claro es el de resistencia, a él se asocian muchos de los conceptos y funcionamiento de los diferentes diseños y aplicaciones en electrónica; por ejemplo, en los sistemas de audio, muchas veces se observa que un parlante tiene una medida de 8 Ohmios, en los equipos de comunicaciones aparece en la ficha técnica una “impedancia” de 75 Ohmios. El significado de dichas magnitudes, como lo podrá comprobar más adelante, en la profundización de los conceptos, tiene unas implicaciones desde el punto de vista práctico sobre la electrónica bajo un soporte teórico fundamentado en la física de materiales.
Ladillo: Impedancia es el concepto en AC asociado al de resistencia, aunque se puede inferir que es muy similar éste difiere del de resistencia en que la resistencia es una propiedad intrínseca del material mientras que la impedancia es una propiedad dinámica que aparece como respuesta a un estímulo.
En éste capítulo solo usaremos el concepto de resistencia, pues en el caso de la impedancia, se hace necesario realizar un curso de circuitos eléctricos, bajo el análisis del comportamiento de dispositivos en AC, sin embargo dada la relación entre mencionados conceptos, vale aclarar que es necesario su estudio y comprensión parta luego realizar la profundidad de éste según se considere, en los cursos futuros.
La deducción y aplicación de la ley de Ohm, permite tener una idea global del funcionamiento de los dispositivos y diseños electrónicos; a partir de ésta y sin mucho esfuerzo, se puede inferir un diagnóstico preliminar, detectando rápidamente posibles fallas, por ello es de gran importancia dicho concepto,

pues mencionada ley relaciona tanto esta propiedad como el de la corriente y el voltaje.
Se sugiere desarrollar cada actividad y ejercicio disciplinadamente, teniendo en cuenta la aplicación de los conceptos y la claridad sobre ellos en cada momento del capítulo, realizando las preguntas pertinentes y las consultas adicionales que se generen a partir del estudio de éste material.
MAPA CONCEPTUAL:
LOGROS:
 Identifica la propiedad de la resistividad en los materiales como característica fundamental en la conducción eléctrica y la asocia al fenómeno de la resistencia eléctrica.
 Diferencia la propiedad de la resistividad de materiales con el de resistencia eléctrica
POTENCIA
RESISTENCIA
CORRIENTE
VOLTAJE
LEY
DE OHM
MULTIMETRO
NOMENCLATURA
MEDICION
RESISTIVIDAD
RESISTENCIA
ELECTRICA
MIXTO
PARALELO
SERIE
CIRCUITOS
CONDUCTIVIDAD

2.1 RESISTIVIDAD
“… la resistencia eléctrica que presenta un material a una corriente multiplicada por la sección transversal del flujo de corriente y por la unidad de longitud del camino de la corriente”3, es la definición de resistividad, que es el inverso de la conductividad, la resistencia es una propiedad de todo material y se relaciona con la resistividad como propiedad única de dicho material, relacionada tanto con la longitud como con el área de la sección transversal, de aquí se infiere la diferencia entre resistencia y resistividad, al observar la fórmula, se aprecia dicha conclusión, en la siguiente tabla se muestra algunas resistividades de materiales usados comúnmente:
Tabla 2.1.1 Resistividad de algunos materiales
Material
Resistividad (ρ) Ω-cm
Plata
1,5 x 10-6
Cobre
1,7 x 10-6
Carbono (Grafito)
2,6 x 10-6 a 190 x 10-6
Nicromo
100 x 10-6
Vidrio
1010 x 1014
SEIDMAN, H. Artur. Electrónica Práctica y Moderna. Tomo 1. McGraw Hill. 1995. p.1-3.
2.2. RESISTENCIA
Hay una gran variedad de resistencias que se pueden encontrar en lo cotidiano; desde el concepto natural la resistencia es una oposición, en éste caso se habla de la resistencia como elemento en electrónica, desde éste punto de vista, se puede definir la resistencia eléctrica como: la oposición que
3 PARKER, P. Sybil Electrónica práctica y moderna, Tomo 4, pag.282. Ed. Mc Graw Hill.

se presenta en un material al movimiento de cargas o flujo de electrones, la unidad de medida de la resistencia es el Ohmio y se representa por la letra griega Omega Ω. Los valores comunes de resistencias son del orden de los Kilo ohmios, aunque encontramos resistencias en unidades, decenas y centenas de Ohmio, es decir al remitirnos a la tabla 1.5.1, se usan los múltiplos.
Hay muchas clases de resistencias eléctricas, pero se pueden clasificar en 2: Resistencias fijas y resistencias variables. Las resistencias fijas, como su nombre lo indica, son aquellas que tienen un valor fijo, es decir, el fabricante garantiza un valor único que se da según un nivel de tolerancia; por otro lado las resistencias variables, son aquellas que varían en un rango de valores, desde 0 ohmios, hasta el valor para el cual fueron diseñadas.
Los símbolos para las resistencias variables y fijas son:
Figura 2.2.1 Símbolo de las resistencias fijas (arriba) y variables (abajo)
Existen muchos, sensores que aprovechan el efecto resistivo, es decir, varían la resistencia como propiedad de los materiales ante un fenómeno físico, como temperatura, humedad, presión etc. A estos sensores se les conoce como sensores resistivos.
La resistencia de cualquier material está dada por:
Ecuación de la Resistencia 2.2.1
R410k 40% R3RESISTORR210k 40% R11k

Donde:
R= Resistencia
ρ = Resistividad del material, Ohmio por centímetro (Ω-cm)
L = Longitud del material cm
A = Área de la sección transversal del materia. cm2
Ladillo: La sección transversal hace referencia a un corte imaginario que se hace del material, por ejemplo, si el material tiene forma cilíndrica, la sección transversal es una circunferencia, como se muestra en la figura L1, por eso la unidad es el centímetro cuadrado: cm2 recordar que para dicho caso, la sección transversal, el área de la circunferencia esta dad por: A =πxr2
Figura L1. Sección transversal de un material cilíndrico
2.2.1. LEY DE OHM
La relación entre voltaje, corriente y resistencia fue formulada por George Simon Ohm, conocida como la Ley de Ohm, la cual se define como:
“La corriente que circula en un circuito es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia”4
4 GUTIERREZ, Ramírez Humberto, Electrónica Análoga, Vol. 1; 8ª Edición, Pag. 1

La fórmula que resume dicho principio esta dado como:
Ecuación 2.2.1.1
Desde mencionada formula, se deducen muchas de las propiedades y análisis de los circuitos que se tratan en éste documento, se sugiere tener muy presente mencionada ecuación.
Un concepto adicional que aparece, es el de potencia, en éste caso, la potencia en las resistencias, está dada como la relación que existe entre la energía consumida y la disipada, es decir, el intercambio de energía y se define como sigue: “La potencia en una resistencia es directamente proporcional al cuadrado de la corriente por una constante de proporcionalidad que es la resistencia”, la fórmula que resume dicho enunciado es:
Ecuación 2.2.1.2
Si usamos la ley de Ohm y despejamos la corriente se tiene que la Ecuación 2.2.1.2, queda:
Ecuación 2.2.1.3
En resumen, para la potencia se puede usar una de las tres fórmulas que se presentaron anteriormente. La unidad de medida es el Vatio (Watts), que se usará en éste texto, aunque existen otras unidades de medida.
2.3. RESISTENCIA ELÉCTRICA
Como se mencionó en la parte introductoria, sobre las resistencias, se define como la propiedad que relaciona la resistividad con la longitud del material y la sección transversal de éste.
La ecuación 2.1 define el concepto de resistencia eléctrica, la unidad de medida de la resistencia es el Ohmio, usando la tabla 1.5.1, se debe tener presente el uso de los múltiplos, los cuales facilitan la expresión de dichas

cantidades, pues los valores usados en electrónica, son grandes, dadas las magnitudes de corriente.
El aspecto de muchas resistencias difiere según el fabricante y la aplicación, el aspecto de la resistencia de una ducha para agua caliente difiere de la que se observa en los circuitos convencionales electrónicos, lo mismo sucede si se tiene como referente las resistencias de potencia, las cuales tiene forma de prisma rectangular. En la siguiente figura, se observan algunas resistencias para familiarizase con su aspecto físico:
Figura 2.3.1 (A) Resistencia eléctrica a partir de una cinta aislante y un alambre bobinado; (B) Resistencia para montaje superficial (SMD); (C) Fotorresistencia; (D) Resistencia eléctrica para calentador; (E) Varias clases de resistencias (A. Resistencia de carbón ½ W. B. Resistencia de Film de carbón NOS ½ W. C. Resistencia de Film de Carbón NOS 1W. D. Resistencia de Oxido de metal de 2 W. E. Resistencia de alambre de 5 W5)
A B C D E
A.http://patentados.com/invento/resistencia-electrica.html B.http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Register3.jpg. C.http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a2/Fotocelda.jpg D.http://www.paginasamarillas.com.pe/dbimages/988195/988195_104660_ZOOM_PRODUCTO.JPG
5 Tomado de http://www.retrogames.cl/pasivos.html,

E. http://www.retrogames.cl/imagenes/clases/resistors.jpg
Un concepto importante que se tratara en la sección correspondiente, es el de potencia, sin embargo, en la figura 2.3.1. (E), se puede observar la relación del tamaño de la resistencia con la potencia, si se profundiza en el material utilizado, se notará tal relación. La potencia está relacionada con la energía potencial, la cual debe ser disipada como consecuencia de la oposición de la resistencia a la corriente, según el principio de conservación de la energía, estudiado en la sección 1.1, ni se crea ni se destruye, solo se transforma, por ende, la energía dada la oposición del material al flujo de electrones, se traduce en calor.
Existe una gran variedad de las resistencias variables, conocidas como potenciómetros o trimmers, en la siguiente figura, se observan algunos dibujos de ellos.
Figura 2.3.2. Algunas clases de potenciómetros
Tomado de: http://www.gmelectronica.com.ar/gm/graficos/catalogo/127.JPG [Cit. 23 Dic., de 2009]

Actividad:
Realice los siguientes ejercicios de manera individual, acto seguido reúnase con sus compañeros de curso, comparta sus inquietudes y posibles soluciones.
 Hallar la resistencia de una varilla de cobre de 2 m de longitud y 8 mm de diámetro, sabiendo que la resistividad de este metal vale 1,756x10-8 Ω m.
 Hallar la resistencia de un alambre de plata alemana de 152,5 m de longitud y 0,3 mm2 de sección. La resistividad de este metal es 33x10-6 Ω cm.
 Un hilo de cobre tiene un diámetro de 4 mm. Hallar la resistencia de 300 m de dicho conductor a 20º C, sabiendo que la resistividad del cobre a esta temperatura es de 1,8x10-8 Ω m.
Un concepto asociado al de resistencia es el de Impedancia, ésta aparece al hacer el análisis de circuitos en AC, donde la señal se puede representar como un vector, el efecto que causa cada elemento sobre dicha señal se representa en un plano cartesiano donde hay una componente Real y una componente Imaginaria, la componente real en un circuito AC, es la impedancia que es el equivalente a la resistencia, su medida se da en Ohmios. Este tema se trata con profundidad en un curso especial de análisis de circuitos en AC, con elementos de análisis llamados fasores o análisis fasoriales.
Ladillo: Un numero imaginario es aquel que se deduce de la raíz negativa de un número, para evitar éste tipo de indeterminaciones, se reemplaza por la letra de tal forma que un numero como es 5 , también es muy común encontrar expresiones como 2 + 3 , la parte real de dicho numero es 2 y la parte imaginaria es 3.

Como se explicó en la sección 1.4 la conductancia es el inverso de la resistencia y la resistencia es el inverso de la conductancia, de tal forma que:
Ecuación 2.3.1
La unidad de medida para la conductancia es el siemens, que es el inverso del Ohmio y viceversa.
2.3.1. DEFINICIONES Y SÍMBOLO
Aunque existe un sinnúmero de formas para representar una resistencia, en los planos o circuitos se encuentran generalmente tal como se observa en la figura 2.1 a cada resistencia, se asocia la letra R y un número que corresponde al orden, adicional se escribe el valor de ésta frente a cada una de ellas, en muchas ocasiones, se ubica en la parte inferior para evitar confusiones en el plano. En la Figura 2.3.1.1, se observa un circuito de resistencias usando el software Circuit Maker, éste facilita el diseño e implementación de circuitos, como se explica en la sección correspondiente.
Figura 2.3.1.1. Circuito resistivo usando Circuit Maker
Se observan 2 elementos que son una fuente de energía, en éste caso de voltaje Vs1 de 10 V (Voltios) y un punto de referencia llamado tierra (GND),
+ - Vs110VR31kR21kR11k

representado por líneas paralelas de tamaño descendente, en la parte inferior izquierda del circuito.
2.4. CÓDIGO DE COLORES
Para determinar el valor de una resistencia, se debe tener en cuenta un código internacional, llamado código de colores, éste no solo se usa en las resistencias, también se usa en otros componentes, para determinar a simple vista el valor de dicho componente, aunque no es un método exacto, su valor aproximado debido a la tolerancia, o margen de error es muy aceptable en el momento de realizar diseños de circuitos.
En la Figura 2.3.1, se observan algunas resistencias, note que cada una de ellas tiene unas bandas de colores, dichas bandas se interpretan según el código de colores como se explica a continuación y de esta manera se determina su valor.
En la Figura 2.4.1 se observa una resistencia con sus respectivas bandas de colores, el orden de dichas bandas, debe tenerse en cuenta para determinar el valor de ésta.
Figura 2.4.1 Orden en las bandas de colores en una resistencia.
Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Resistencia.svg [Citado 20 de Dic,. 2009]
Las bandas se deben leer ubicando la banda de tolerancia a la derecha, para detectar la banda de tolerancia, basta con observar la que está más apartada, ésta se ubica muy cerca a uno de los bordes.

En la Figura 2.4.2 se observa el orden y el valor de cada uno de los colores. Las 3 primeras bandas se interpretan como cifras, la cuarta banda es el valor de la tolerancia, dicho valor debe sumarse o restarse al valor nominal de la resistencia, es decir el dado por el código de colores; en muchas ocasiones se pueden encontrar resistencias hasta con 5 bandas, en cuyo caso las 4 primeras bandas son el valor nominal y la quinta es la tolerancia, se debe prestar atención a ésta cifra, pues como se muestra en el ejemplo, determina el valor verdadero de la resistencia, sin embargo una mejor medición puede obtenerse con el multímetro, como se explicará en dicha sección.
Figura 2.4.2 Código de colores
Tomado de: http://www.unicrom.com/TuT_codigocolores.asp [cit. 22 Dic., 2009]
A continuación, se explica el uso de la tabla, en la determinación del valor de una resistencia, de 4 bandas y de 5 bandas, las resistencias de 5 bandas, se conocen con el nombre de resistencias de precisión.

Ejemplo 2.4.1: las bandas de colores para una resistencia con 4 bandas de colores son:
1ª Banda: Café
2ª Banda: Negro
3ª Banda: Rojo
4ª Banda: Plateado
Como se observa en la tabla los valores para cada banda son:
1ª Banda: 1
2ª Banda: 0
3ª Banda: 2
4ª Banda: ±10%
Con dichos números se procede como se indica a continuación:
El primer número o cifra corresponde a 1, el segundo a 0 y el tercero o multiplicador es el número o potencia de 10 con el cual se debe multiplicar, en éste caso el 2 indica el exponente de la base que es 10 es decir 102 = 100, luego aritméticamente se realiza la siguiente operación:
10 x 100 = 1000 Ω
La tolerancia del 10 % se debe sumar y restar a éste valor, a 1000 se le halla el 10% y nos da 100, luego le resto y le sumo 100 a 1000, como se muestra a continuación:
1000 - 100 = 900 Ω que se puede representar como 0.9 KΩ
1000 + 100 = 1100 Ω que se puede representar como 1.1 KΩ

Luego el valor de la resistencia está entre 900 y 1100 Ohmios, por ejemplo 980, 1050 Ohmios etc. La forma más exacta, si se usa adecuadamente, es mediante el multímetro, el cual se explicará más adelante, en la sección 2.6.3.
Para las resistencias de 5 bandas, se debe tener en cuenta que son 3 bandas para cifras significativas, una banda para la cifra multiplicadora y una banda para la tolerancia.
Ejemplo: En la siguiente tabla se muestra un ejemplo de una resistencia de precisión con 5 bandas de color:
1ª Cifra
2ª Cifra
3ª Cifra
4ª Cifra Potencia
Tolerancia
Café
Negro
Rojo
Rojo
Rojo
1
0
2
2
2
Para interpretar dicho valor se tiene que:
102 x 102 = 102 x 100 = 10200 Ohmios (10,2 KΩ)
La tolerancia de 2% significa, que debemos hallar el 2% del valor hallado (204 Ω Ohmios) para sumarlo y restarlo a dicho valor como se indica a continuación:
10200 + 204 = 10404 Ω
10200 – 204 = 9996 Ω
Si aplicamos la notación científica, corremos la coma desde la última cifra hacia la izquierda 3 espacios y la expresamos en Kilo Ohmios (KΩ); es decir: 10,404 KΩ y 9,996 KΩ.
RESUMEN

En el capítulo estudiado, se conceptualizó sobre la propiedad intrínseca de los materiales, llamada Resistencia, ésta se asocial al concepto de resistividad por la ecuación: 2.2.1. De igual forma, las variables de voltaje y corriente se relacionan con éste a partir de la Ley de Ohm, mediante la ecuación 2.2.1.1. El código de colores, (Tabla 2.4.1) permite identificar de primera mano el valor de una Resistencia, este obedece a un orden establecido desde la tabla y el cual se explica con el ejemplo 2.4.1. cabe anotar que este valor es relativo, pues existe una tolerancia, interpretada a partir del código de colores y la cuarta banda o quinta, según sea el caso de una resistencia de precisión o no.
INTERNET:
TEXTO:
ROBBINS, Allan. Análisis de circuitos Teoría y práctica. Cap.3. Cengace Learning. p. 51
NILSSON, James. Circuitos Eléctricos. Cap. 3. Pearson Prentice Hall. p. 66
NEXO
El concepto de resistencia se relaciona con el siguiente capítulo donde se estudia el caso de las resistencias en serie y en paralelo. Dada una topología es indispensable que se verifique o compruebe los resultados a partir de las ecuaciones planteadas y los cálculos mediante la ley de Ohm. La resistencia equivalente y mediciones hechas, dan cuenta no solo de los componentes que conforman cada arreglo, sino de los resultados obtenidos expresados en la

notación y unidades adecuadas, de ahí la importancia en la comprensión del concepto de resistencia.
SEGUIMIENTO AL AUTOAPRENDIZAJE
A continuación en la tabla, se presentan valores para resistencias de precisión, escriba en la casilla correspondiente, los valores de resistencias teniendo en cuenta la tolerancia.
1ª Cifra
2ª Cifra
3ª Cifra
4ª Cifra
Tolerancia
Valor
Café
Negro
Naranja
Rojo
Café
Café
Negro
Negro
Rojo
Rojo
Amarillo
Violeta
Negro
Gris
Naranja
Verde
Azul
Negro
Rojo
Rojo
Azul
Verde
Café
Café
Café
Determinar el valor de cada resistencia, teniendo en cuenta los valores de tolerancia en cada caso.
1ª Cifra
2ª Cifra
3ª Cifra
Tolerancia
Valor
Amarillo
Negro
Verde
Dorado
Café
Rojo
Violeta
Dorado
Rojo
Rojo
Rojo
Plateado
Verde
Violeta
Negro
Plateado
Café
Negro
Verde
Dorado

MODULO 3
3. ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS
INTRODUCCION
El análisis de las aplicaciones en electrónica requieren tener una visión global del sistema, la resistencia es una propiedad intrínseca de los materiales, presente en cualquier situación donde existen componentes electrónicos, sin embargo, las resistencias pueden estar asociadas de diferentes maneras y la simplificación de éstas, permite tener una apreciación de su funcionamiento en una primera instancia, para luego realizar los análisis que dicha situación requiera.
En éste capítulo se estudia la forma como se simplifican las resistencias en sus diferentes configuraciones, serie, paralelo y mixto, de ésta manera, el análisis donde intervienen dispositivos con características resistivas se hace más fácil y efectivo.
Se hace necesario que se tomen los temas con la mayor disciplina posible, teniendo siempre `presente que el concepto quede claro, de no ser así los temas siguientes serán de mayor dificultad comprensiva.
MAPA CONCEPTUAL

LOGROS
 Analiza circuitos resistivos, en serie, paralelo y mixto, según los modelos planteados.
 Determina las variables eléctricas de voltaje, corriente y potencia sobre cada una de las resistencias en un circuito dado.
CONFIGURACIONES
En ésta sección, se explica el concepto inicial de circuito y el de resistencia equivalente, aunque en muchas ocasiones los circuitos que se presentan no se encuentran en lo cotidiano, como ejercicio didáctico es necesario e interesante su análisis y desarrollo.
Resitencia Eléctrica
Circuitos resistivos
Serie
Paralelo
Mixto
Análisis
Ley de Ohm
Mallas
Nodos
Potencia

La configuración básica de los circuitos resistivos puede ser en serie, paralelo
o mixto, para explicar cada uno de ellos, se parte del concepto y se representa
el circuito usando el software de simulación Circuit Maker.
a) Circuito Serie: Las resistencias en serie, se conectan una
seguida de la otra por un único terminal, observe en la Figura
2.4.1 que dicho componente solo tiene 2 terminales.
Figura: 3.1 Resistencias en serie
b) Circuito Paralelo: Las resistencias en paralelo, se conectan por
2 terminales, en la Figura se muestra como se conectan, aunque
se debe observar que estén conectados por los 2 terminales.
Figura. 3.2 Resistencias en paralelo
c) Circuito Mixto: Un circuito mixto, tiene tanto resistencias en
configuración serie, como paralelo, como se indica en el circuito:
Figura. 3.3 Circuito mixto de resistencias
R1 R2 R3 Rn
R1 R2 R3 Rn

3.2 CÁLCULOS EN CIRCUITOS RESISTIVOS
Para hallar la resistencia equivalente, en cada uno de los casos, se procede de manera diferente, según como sea, serie, paralelo o mixto, a continuación, se explica en cada uno de ellos cómo se debe hacer.
3.2.1. CIRCUITO SERIE:
La resistencia equivalente para las resistencias en serie, debido a que el efecto resistivo es sumado, es decir la oposición total de las resistencias conectadas en serie es sumado, pues su efecto al oponerse a la corriente es el mismo, sin importar el valor de la resistencia su efecto es igual, sin embargo, cada una con su valor resistivo se suma a otro. En resumen, las resistencias en serie se suman. EL efecto sobre el voltaje es diferente, el voltaje disminuye a medida que pasa por cada resistencia.
Para hallar la resistencia equivalente se suma el valor de cada resistencia, luego la ecuación para las resistencias en serie de la Figura 3.1 es:
Ecuación 3.1.1
Un ejemplo de circuito serie, puede ser como el observado en la Figura 3.1.1.1, dando valores a cada resistencia como se muestra a continuación, se puede determinar la resistencia equivalente:
Figura 3.2.1.1 ejemplo de resistencia en serie
+V110VRnR3R2R1

Como se puede ver cada resistencia tiene su propio valor, y tiene asignado un
nombre. Para hallar la resistencia equivalente se suman los valores de las
resistencias.
Luego el valor de la resistencia equivalente Req es de 162,5 KΩ (Ciento sesenta y
dos coma cinco Kilo Ohmios)
Actividad:
Realice el cálculo para las siguientes resistencias en serie, envíe sus respuestas a
sus compañeros y compare los resultados, argumente sus respuestas donde sea
necesario.
a.
b.
c.
d. ¿Qué valor debe tener R4, si la Req
es de 1.68 KΩ (Kilo Ohmios)?
e. ¿Qué valor debe tener R4, si la Req
es de 19/18 MΩ (Mega Ohmios)?
Req
R4
150k
R3
10k
R2
1,5k
R1
1k
R4
150M
R3
0.5M
R2
1,5M
R1
1M
R4
2,4k
R3
1,5k
R2
1000
R1
500
R4
5/2K
R3
2/8K
R2
3/4K
R1
1/2K
R3 R4
1/3K
R2
3/4K
R1
3/5K
R3 R4
2/9M
R2
3/6M
R1
1/3M

3.2.1.2. OTROS CÁLCULOS EN CIRCUITOS RESISTIVOS SERIE
Las variables a analizar en los circuitos resistivos son el voltaje, la corriente y la potencia, teniendo en cuenta la ley de Ohm y algunos principios básicos fundamentales, se pueden deducir fácilmente dichas variables en cada una de las resistencias.
A continuación, se explica cómo deducir dichas variables tomando como base el circuito de la Figura3.1.1.1, se implementa una fuente de voltaje DC, la cual puede ser una batería o una de las fuentes de laboratorio, en la Figura 3.1.1.2.1 del siguiente ejemplo, se muestra uno de los símbolos eléctricos para éste tipo de dispositivos, usado en los planos o diagramas esquemáticos.
Ejemplo: Se propone analizar el siguiente circuito, determinando las variables de Voltaje (V), corriente (I) y Potencia (W)
Figura 3.1.1.2.1 Circuito resistivo con fuente de voltaje
Note los dos símbolos que aparecen, la fuente de voltaje de 10 Voltios (V1=10V) y el símbolo de tierra o referencia que se encuentra en la parte inferior.
Para realizar el análisis de este circuito se debe partir de algunos principios como son:
 Un circuito es una serie de elementos que se interconectan mediante un alambre conductor, formando un sistema con una o varias entradas y una o varias salidas.
R11kΩR21.5kΩR310kΩR4150kΩV110 V

 A través de una trayectoria cerrada o circuito fluye una corriente, la corriente total es la corriente que debe suministrar la fuente a todos los componentes del circuito.
 Las resistencias se oponen al flujo de corriente, luego en ellas debe “verse” reflejado un trabajo o potencial, es decir la resistencia provoca un cambio o caída de voltaje y consume una potencia.
 En cada resistencia se debe aplicar la ley de Ohm V = IXR.
 La corriente en un circuito serie es la misma pero el voltaje es diferente, en cada resistencia, esto se puede deducir fácilmente, si reemplazamos las cuatro resistencias por una sola, la corriente que la fuente debe suministrar es la misma, pues el efecto de oposición se suma.
Con estas premisas, se inicia el análisis, lo primero que debemos hacer es determinar la corriente que pasa por las resistencias, que es igual para cada una, para ello, reemplazamos todas las resistencias por una sola, es decir por la Req, se aplica la ley de Ohm, tomando el voltaje de la fuente como se indica a continuación:
Tomando el valor de la resistencia y el de la fuente de voltaje, se halla la corriente a partir de la ley de Ohm:
Req162.5kΩV210 V

Con dicha corriente se puede hallar los voltajes sobre cada resistencia, pues dicha corriente es igual para todas las resistencias en serie, aplicando ley de Ohm nuevamente, se tiene que:
Para comprobar si las respuestas son correctas, se suman los voltajes y dicha suma debe ser igual al voltaje de la fuente, como se indica a continuación:
El valor obtenido es muy cercano a los 10V al redondear dicho valor.
Los valores de potencia, se obtienen teniendo en cuenta la corriente y el voltaje sobre cada resistencia o cualquier variable que relacione la ecuación de potencia de la Ecuación 3.2.2 y 3.2.3. Se tiene que para este caso se usa la siguiente ecuación de potencia: P = V x I, los cálculos se muestra a continuación:
Por el mismo principio de conservación de la energía, se suman las potencias y ésta sumatoria debe ser igual a la potencia total del sistema, como aparece a continuación:

Como se puede observar que los valores son muy similares por tanto se hace la validación de dichos resultados.
3.2.2 CIRCUITO PARALELO:
Las resistencias en paralelo, se pueden reemplazar por una sola resistencia equivalente, el efecto que causan sobre la corriente se conoce como divisor de corriente, para explicarlo se debe tener en cuenta la ley de nodos de Kirchhoff, esta se puede explicar de la siguiente manera: al llegar una corriente a un nodo, esta se divide, como si fuese una tubería por donde circula agua, la tubería principal distribuye el agua a las demás tuberías más pequeñas, luego la corriente se divide, pero el voltaje permanece constante. La resistencia equivalente inversa, es igual al inverso de cada una de las resistencias en paralelo, lo cual se puede expresar de la siguiente manera:
Ecuación 3.1.2.1 Resistencias en paralelo
Se debe tener especial cuidado con ésta ecuación, pues como se puede notar, al finalizar el cálculo no se halla la Req sino su inverso, por tanto se debe invertir el numerador y el denominador del resultado final; para mayor claridad, se realizará un cálculo sencillo para familiarizarnos con dicha ecuación.
Ladillo: Un nodo es un punto de un circuito donde se unen dos o más hilos conductores.
Un ejemplo se expone a continuación: Se quiere hallar la resistencia equivalente para un circuito paralelo como el que se muestra en la Figura 3.1.2.1
Figura 3.1.2.1 Resistencias en paralelo
ReqR4200KR32/9MR23/6MR11/3M

Se halla la resistencia equivalente, según la Ecuación 2.4.2 de la siguiente manera:
Note que todos los valores se dan en MΩ, por ello 200KΩ se expresa como 0,2 MΩ. Una forma para resolver esta suma de fraccionarios puede ser:
Ahora, observe que el valor hallado debe invertirse, pues se obtuvo el inverso de la resistencia equivalente: por tanto se debe invertir el resultado de la siguiente manera:
Debe tenerse especial cuidado con las unidades, note que todo el desarrollo del ejercicio se tuvo en cuenta que las resistencias estaban expresadas en KΩ. Se debe estar muy familiarizado con el desarrollo de operaciones con números fraccionarios, esto facilitará su desempeño en el tema.
Continuando con el análisis tal como se hizo en el circuito serie, se plantea el ejercicio de usar una fuente de voltaje, para determinar la corriente, el voltaje y la potencia, en cada una de las resistencias, como se muestra en el siguiente ejemplo:

Ejemplo: Analizar el circuito de la Figura 3.1.2.1, hallando los valores sobre cada
resistencia de: Voltaje (V), corriente (I) y potencia (W).
Figura 3.1.2.1 Circuito Paralelo a analizar
Inicialmente se parte de las siguientes consideraciones:
 Las resistencias están conectadas entre si por dos terminales, luego están
en paralelo.
 Si se mide el voltaje entre el punto de referencia, o tierra (GND), que se
encuentra en la parte inferior de la fuente de Voltaje, representado por
varias líneas paralelas que decrecen en su tamaño, y la parte superior del
circuito, esto entre los dos extremos superior e inferior, el valor obtenido es
siempre el mismo, pues solo hay un alambre conductor, no hay ningún
elemento entre ellos. “El voltaje en un circuito paralelo es igual”
 Como el alambre que conecta las resistencias por la parte superior es igual,
se dice que es un solo “nodo”. Si se analiza desde el punto de vista de la
corriente, nótese que de la fuente sale un flujo de electrones que se
distribuye por todas las ramas, para ilustrarlo, observe la Figura 3.1.2.2.
Figura 3.1.2.2. Corriente en un circuito paralelo.
+ V1
10V
R4
200k
R3
2/9M
R2
3/6M
R1
1/3M

Respecto a esta figura se debe observar que:
 Cada flecha, representa una corriente
 Las letras de la parte superior son los nodos o puntos de conexión, de dos o más “alambres”, conductores.
 Para cada nodo se tiene que:
o Nodo a: Entra la corriente I1 y salen las corrientes I2 e I3.
o Nodo b: Entra la corriente I3 y salen las corrientes I4 e I5
o Nodo c: Entra la corriente I5 y salen las corrientes I6 e I7
 Una de las leyes de Kirchoff, para la corriente dice que: “En un punto de conexión o nodo, la suma de las corrientes que entran, es igual a la suma de las corrientes que salen”. Luego expresando esto como una operación, para cada nodo, se tiene que:
o Nodo a: I1 = I2 + I3
o Nodo b: I3 = I4 + I5
o Nodo c: I5 = I6 + I7
Se puede notar que las corrientes tienen una estrecha relación, siendo el voltaje igual en cada resistencia, para éste ejemplo de 10 V, y teniendo los valores de las resistencias, al relacionar dichas variables, se puede inferir que se usa la ley de Ohm, expuesta en la sección 2.2. Para este circuito, con las anteriores consideraciones, se inicia el análisis de la siguiente manera:
 Planteamiento de ecuaciones: Las ecuaciones que rigen el circuito son:
o Nodo a: I1 = I2 + I3
o Nodo b: I3 = I4 + I5
o Nodo c: I5 = I6 + I7
o Cada corriente, según la ley de Ohm es:
o La resistencia equivalente, para el circuito está dada según la Ecuación 2.4.2.
 Análisis de relación entre las variables y determinación de valores.

o Si reemplazamos el equivalente, según la ley de Ohm en cada ecuación que hay para cada nodo, se tiene que:
o Nodo a: I1 = + I3
o Nodo b: I3 = + I5
o Nodo c: I5 = +
o La resistencia equivalente me permite determinar I1, pues esta corriente es la que “pide” todo el circuito, es decir es equivalente al total de corriente consumido por el circuito; éste procedimiento se desarrollo en la sección anterior, al circuito de la Figura 2.4.2, para este mismo circuito arrojando como resultado el siguiente:
Para ilustrar el proceso se redibuja el circuito con una sola resistencia, tal como se muestra en la Figura 3.1.2.3
Figura 3.1.2.3 Circuito resistencia equivalente paralelo
Aplicando Ley de Ohm a estos valores, se tiene que:
Luego las corrientes para el Nodo a, quedan:
Req68.93kΩV210 V

o Nodo a: 145,07μA = + I3, reemplazando los valores de V y R1, se tiene que: 145,07 μA = se despeja I3 y se obtiene:
o Nodo b: I3 = + I5, reemplazando el valor obtenido para I· del análisis anterior, se deduce :
o Nodo c: I5 = + en esta ecuación se puede comprobar que lo resultados obtenidos son verídicos, pues al deducir las corrientes sobre R3 y R4, deben ser iguales a la deducida para I5, así:
 Comprobación
3.2.3. CIRCUITO MIXTO:
En un circuito mixto hay una combinación de los dos efectos, se divide la corriente y el voltaje, para analizarlo, se debe seguir un procedimiento; aunque en muchos textos se presenta una fórmula que, aunque puede deducirse fácilmente, confunde pues se establece un parámetro de repetición que debe ser identificado con exactitud. En esta sección, se analizará un circuito mixto para deducir la formula de la resistencia equivalente.
El circuito planteado se encuentra en Figura 3.1.3.1
Figura 3.1.3.1 Circuito resistivo mixto

Inicialmente, debemos solucionar el problema de derecha a izquierda, de tal forma
que primero solucionamos las dos resistencias en paralelo, de éste queda solo
una resistencia como se muestra a continuación en los cálculos y el gráfico
respectivo.
Figura 3.1.3.2 Primer paso resolución de resistencias en paralelo
La ecuación que resume el paso anterior está dada por:
Al invertir la fracción para determinar la Req se tiene que:
Ahora se resuelve el circuito en serie de las tres resistencias en serie, se suman y
se obtiene una resistencia equivalente:
R1
20kΩ
R2
30kΩ
R3
50kΩ
R4
10kΩ
R1
20kΩ
R2
30kΩ
R3
8.33kΩ

La habilidad para resolver este tipo de ejercicios se obtiene únicamente
resolviendo ejercicios relacionados, en este ejemplo se propone, primero resolver
los paralelos y luego con la resultante, las resistencias en serie.
Aprendizaje colaborativo
Actividad 3.1.2.2
Halle la resistencia equivalente, el voltaje sobre cada resistencia y la corriente
respectiva, si se aplica una fuente de voltaje de 10 Voltios, en cada caso,
comparta sus respuestas con sus compañeros y argumente sus resultados.
A.
B.
C.
D.
R1
30kΩ
R2
30kΩ
R3
30kΩ
R4
R5 30kΩ
30kΩ
R1
20kΩ
R2
40kΩ
R3
20kΩ
R4
R5 30kΩ
10kΩ
R6
40kΩ
R7
1k
in1
in
R6
1k
R5
1k
R4
1k
R3
1k
R2
1k
R1
1k

E.
RESUMEN
El análisis de circuitos resistivos en las topologías serie, paralelo y mixto, permite
generar estrategias que simplifican el proceso de análisis. Las resistencias en
serie están regidas por la ecuación 3.1.1, mientras que las resistencias en paralelo
se dan mediante la ecuación 3.1.2.1. No se plantea una ecuación para el circuito
mixto, pues se hace necesario seguir el proceso de análisis para llegar a la
respuesta esperada.
Las leyes que permiten analizar las diferentes variables en los circuitos resistivos
como las de nodos y mallas, las ecuaciones 2.2.1.2 y 2.2.1.3 permite determinar
las variables de voltaje, corriente y potencia, permitiendo de esta manera no solo
corroborar en la práctica dichos análisis y realizar un proceso de diseño, sino
también corroborar el resultado de manera eficiente.
R3
100k
in1
in
R6
100k
R5
100k
R4
100k
R2
100k
R1
100k
R1
1kΩ
R2
1kΩ
R3
1kΩ
R4
1kΩ
R5
1kΩ
R6
1kΩ
R7
1kΩ
R8
1kΩ

INTERNET:
TEXTO:
NEXO
En el próximo capítulo, se estudiará una herramienta que permite corroborar los resultados obtenidos mediante las diferentes ecuaciones, dicha herramienta es el software de simulación. Aunque dicha herramienta facilita observar el comportamiento de un circuito en cualquier configuración, según los componentes utilizados, se hace necesario tener presente que los conceptos deben ser comprendidos y aplicados.
Se debe aplicar el concepto de potencia, corriente, voltaje y resistencia equivalente, para luego corroborarlo mediante el software de simulación, sin embargo el proceso de diseño permite que asumamos ciertos valores, esto no quiere decir que se apruebe el uso del método de ensayo y error sin ningún sentido, es necesario que se tenga claridad sobre los conceptos usados.

1. Se requiere que en el siguiente circuito, la corriente sea de: 44,77mA y la potencia de 447,76 mW. ¿Qué valor debe tener la resistencia y la fuente de voltaje faltante?
2. Realice el ejercicio 3-5 y 3-6 de la página 81 del texto sugerido en la Bibliografía anteriormente Recomendada. (ROBBINS, Allan. Análisis de circuitos Teoría y práctica)
3. Aplique la ley de Ohm a los ejercicios planteados en la sección 4-1 en las páginas 109 y 110 del texto sugerido en el numeral anterior.
4. Halle la resistencia equivalente de los ejercicios de la sección 5-3 Resistores en serie, en la página 142, del texto sugerido en el numeral dos.
5. Realice la identificación de conexión en serie y en paralelo de los ejercicios de la sección 6-1 en la página 174 que se encuentran en el texto sugerido numeral 2.
6. De los problemas que se encuentran en la sección 6-3, numerales 19, 20, 23, 24 y 25, resuelva la resistencia equivalente, en el texto sugerido en el numeral dos.
R5R410kR3100kR240k+V1R120k

MODULO 4
4. USO DEL SOFTWARE DE SIMULACIÓN CIRCUIT MAKER
INTRODUCCION
En muchas ocasiones, corroborar los resultados obtenidos de manera práctica, hace que el proceso de diseño y análisis sea tedioso, llevándonos a un desgastante, ineficiente y frustrante proceso de implementación; para evitar tales situaciones, el software se ha convertido en una herramienta de primera mano para los estudiosos de la electrónica.
Mediante un proceso de simulación podemos reproducir situaciones de laboratorio que permiten, antes de llevar los diseños y/o análisis al prototipo, verificar el funcionamiento de los circuitos, de ésta manera, el software siempre será una herramienta que facilita el proceso de diseño, más no es el fin, el objetivo primordial del estudio de las variables en la electrónica es la aplicación de conceptos, los procesos de diseño y análisis de circuitos eléctricos, herramientas fundamentales en el buen desempeño como profesionales en el área.
MAPA CONCEPTUAL

LOGROS
 Utilizar de manera adecuada el software de simulación (Circuit Maker y Multisim), para la comprobación de resultados obtenidos en el análisis y diseño de circuitos resistivos.
 Aplicar los conceptos de resistencia, voltaje, corriente y potencia en el diseño de circuitos resistivos, usando el software de simulación para la comprobación de los resultados obtenidos.
4.1. SIMULACIÓN CON CIRCUIT MAKER Y MULTISIM
Una alternativa muy práctica y económica para realizar la comprobación y análisis antes del montaje de los circuitos a diseñar, es el uso de software de simulación, en él mediante planos electrónicos, se someten a pruebas mediante señales de entrada, y con los instrumentos de un laboratorio convencional, se hacen las mediciones necesarias para su posterior montaje en el protoboard.
Analisis de Circuitos
Software de simulación
Circuitos resistivos
Serie
Paralelo
Mixto
Corriente
Voltaje
Potencia

Ladillo: El protoboard es una placa donde se hacen los respectivos montajes antes de ser pasados a una placa o circuito impreso. En la sección 2.6 se realiza su respectiva explicación.
Dos programas de fácil consecución en la red y uso son el Circuit Maker y el Multisim, el primero un desarrollo académico en la Universidad de Berkeley y el segundo de la compañía National Instruments, para familiarizarse con cada uno de ellos, se puede descargar de las páginas que se sugieren a continuación, dónde se encuentran las versiones estudiantiles y demo, con licencia para 30 días, también se pueden encontrar manuales y tutoriales en español de cada uno de ellos, usando el motor de búsqueda de su preferencia bajo el texto: “Manual de circuit maker” o “Manual de multisim”, se puede reemplazar la palabra Manual por Tutorial para obtener otra serie de documentos, el estudiante debe explorar cada uno de ellos, según sus intereses y recomendaciones del docente, sin embargo en ésta sección, se realizan 2 simulaciones una con cada uno de ellos, para familiarizarnos con el uso específico que se pretende para ésta materia.
El software de simulación, Circuit Maker, se puede descargar del Link: http://my.ece.ucsb.edu/bobsclass/2C/Simulation/circuit_maker.htm6 Junto con el manual en su versión en inglés y Work bench Multisim evaluation software http://www.ni.com/academic/multisimse.htm
A continuación se presentan dos simulaciones, una con cada uno de ellos, para que el estudiante se familiarice con el software dentro de las aplicaciones específicas que se pedirán más adelante
Ejemplo: Simulación de un circuito resistivo usando Circuit Maker:
6 Consultado el 27 de Diciembre de 2009, 1:30 PM

Inicialmente, después de haber realizado la instalación del software, se ubica en el botón inicio, dentro de la opción todos los programas, el acceso directo al software, como se muestra en el siguiente gráfico:
Figura 4.1 Opción de acceso inicial al software Circuit Maker
Después de ser usado con regularidad aparecerá dentro de los programas que se observan en el menú desplegable, al dar clic en el botón inicio. Al ingresar se observa la siguiente ventana:
Figura 4.2 Ventana Inicial de Circuit Maker
En la Figura 4.2, se observan las partes convencionales de una ventana, se debe prestar mucha atención a los íconos de la barra de herramientas, a partir de ellos

se realizará la simulación que se plantea, especialmente a los que se exponen a continuación en la Figura 4.3
Figura 4.3 Barra de herramientas para Circuit Maker
A continuación se hace una breve reseña del uso de cada uno de los íconos que se observan en ella:
Tabla 4.1 Listado de íconos barra de herramientas Circuit Maker.
Nueva simulación Abrir simulación existente
Guardar simulación
Imprimir Archivo
Herramienta selección
Herramienta Interconexión
Herramienta Texto
Borrado
Zoom
Rotar 90º
Expandir
Modo de simulación
Deshacer simulación Simulación, paso a paso
Simulación continúa
Punta de prueba Punta lógica
Gráficos de las señales
Selección de elementos
Buscar dispositivo Diseño de dispositivo
Ayuda
PCB Traxmarker

Inicialmente, se exponen paso a paso los íconos que se quieren usar específicamente en esta simulación.
El circuito que se pretende analizar es el que se expone a continuación, de él se deducen las variables de: Resistencia equivalente (Req), Voltaje (V), corriente (I) y Potencia (W), de cada una de las resistencias.
Para realizar el plano del circuito se da clic sobre el ícono “selección de elementos” , aparece una ventana como la que se muestra a continuación:
Figura 4.4 Ventana selección de elementos
Para seleccionar una resistencia, debemos dar clic sobre la opción “Resistors” que se observa en la lista bajo el titulo “Minor Device Class”, se debe tener especial cuidado de estar en la opción “General” como se observa en la primera lista del lado izquierdo. Una vez seleccionada la opción de resistencia, damos clic en el botón “Place”. Aparecerá la resistencia en el área de trabajo, realizamos el procedimiento tantas veces como resistencias necesitemos, para este caso, emplearemos 5 resistencias. Las ubicamos según la intencionalidad del circuito, como se observa en la Figura 4.5
Figura 4.5 Distribución de las resistencias en el área de trabajo

Las resistencias que están a la izquierda, se conectaran en serie, las resistencias R3 y R4 se conectaran en paralelo, para ello se seleccionan y se rotan 90 grados con el ícono: posteriormente, se selecciona el modo conexión, con el icono: y se realizan las conexiones necesarias como se muestra en la Figura 2.5.6. Para usar la herramienta de Interconexión, basta con acercar el cursor al elemento a conectar y dar clic sostenido, arrastrar hasta llegar al segundo punto y realizar la conexión necesaria.
Figura 4.6 Circuito resistivo
Para conectar la fuente de voltaje (V1 = 10V) y el punto de referencia, se usa el mismo ícono que aparece en la Tabla 2.5.1 que se usó para las resistencias: “Selección de elementos”. La fuente de voltaje aparece en la opción “Sources” en la columna: “Minor Divice Class” de la Figura 2.5.4 y seleccionando “Battery” en la columna “Device symbol” para el punto de referencia o tierra en la misma columna R51kR41kR31kR21kR11k

se selecciona la opción “Ground”. Al realizar la conexión el circuito queda como
aparece a continuación:
Figura 4.7. Circuito a analizar con fuente de voltaje.
Una vez realizado el montaje se debe verificar que los elementos están
conectados, para ello seleccionamos la opción “Check Pins Connections” del
menú de comandos, dentro de “Simulation”, si todos los componentes están
conectados aparecerá un mensaje que nos indicará si están bien conectados o no,
en la siguiente figura se muestra como acceder a dicha opción.
Figura 4.8.Verificación de conexión.
Para terminar la simulación, damos clic en el ícono “Simulación continua”, el
cual permite acceder al multímetro, siempre y cuando la opción de simulación esté
+ V1
10V
R5
1k
R4
1k
R3
1k
R2
1k
R1
1k

en modo análogo , no digital; se debe observar que la punta de prueba esté activa , al pasar a la zona de trabajo donde se encuentra el circuito, sobre el puntero en forma de punta de prueba, aparecen las letras V, P e I, según nos desplacemos sobre cada una de las resistencias, en el recuadro negro, aparecen las mediciones de cada variable, V = Voltaje, P = Potencia e I = Corriente, los datos se pueden corroborar si se hace el análisis, como se mostró en el ejemplo de el módulo 3.
Se sugiere realizar la exploración más profunda del software, al igual que el de Work Bench. Al descargar el software, puede tener acceso a los manuales y tutoriales, aunque en Inglés explican con más detalle cada función, sin embargo puede buscar documentos en Internet que le sirvan de guía en español, usando los motores de búsqueda como Google.
RESUMEN
El uso de software de simulación, es de gran importancia en los procesos de diseño, en éstos se puede corroborar los resultados obtenidos en la etapa de diseño, antes de llevarlos a la implementación de prototipos. Circuit Maker y Multisim, son herramientas que se encuentran en el mercado y que cuentan con versiones Demo, las cuales se pueden utilizar aunque con ciertas limitaciones. Como actividad académica se puede explorar cada uno de ellos desde esta perspectiva.
Queda en el estudiante explorar, no solo éstos en su versión completa, en la medida de las posibilidades, sino otros que encuentre en las fuentes de información que tenga a mano.
INTERNET:

http://my.ece.ucsb.edu/bobsclass/2C/Simulation/circuit_maker.htm
http://www.ni.com/academic/multisimse.htm
NEXO
El tema que se trato en el capítulo anterior es de fundamental importancia, en él se estudió el uso de una de las herramientas fundamentales en la electrónica y en muchas disciplinas tecnológicas. Aunque no se usa más que en lo necesario y pertinente en cuanto a la aplicación que compete al estudio de la electrónica básica, ésta herramienta debe ser usada y estudiada con mayor profundidad, no solo en los siguientes temas, sino en otros relacionados con el estudio de la electrónica.
Los programas de simulación, facilitan la implementación de circuitos, ya que antes de llevar el prototipo a un protoboard, se puede corroborar su funcionamiento mediante mencionada herramienta, ahorrando tiempo y dinero en el proceso de diseño, pues al detectar las posibles fallas, se replantea el diseño y se solucionan posibles inconvenientes que se llegasen a presentar.
Realice la simulación de los ejercicios propuestos en la sección 3.1.2.2 usando Circuit Maker. Realice la comprobación de cada variable en el circuito y escriba sus resultados en una tabla, para corriente, voltaje y potencia sobre cada componente, incluyendo la fuente de Voltaje.

MODULO 5
5. USO DE INSTRUMENTOS
INTRODUCCION
Los elementos de cotidiano uso en el laboratorio, son y serán los que se deban usar en el contexto real, por ello se debe realizar un estudio concienzudo de éstos, pues de ello depende en muchas ocasiones el diagnóstico de fallas que podamos realizar en una aplicación específica o el correcto funcionamiento del diseño realizado.
En éste capítulo, se plantea el estudio de algunos instrumentos y elementos de laboratorio como el cautín, el protoboard y el multímetro. Debido a la aplicación funcional, no se profundiza en otros que serán tratados más adelante, como el caso del osciloscopio y el generador de señales, los cuales se trataran en el capítulo referente al condensador, dónde se aplican para determinar características propias en situaciones dónde se estudia dicho componente.
MAPA CONCEPTUAL

LOGROS
 Usar de manera adecuada el cautín, el protoboard y el multímetro, teniendo en cuenta las normas de uso y cuidados.
 Determinar las variables que intervienen en un circuito resistivo usando de manera adecuada el multímetro.
5.1 EL PROTOBOARD
El protoboard o tarjeta de prueba, es un elemento de laboratorio muy importante, en el se realizan los montajes de manera provisional, cada uno de los componentes del circuito se insertan en los orificios que éste tiene. Generalmente éste elemento está fabricado en plástico, en la Figura 5.1 se observa una fotografía que permite familiarizarnos con él. Los orificios son “Nodos” de conexión, los cuales obedecen a un patrón: los orificios verticales, tomando el protoboard como se muestra en la Figura 5.1, están conectados entre sí, los orificios horizontales son comunes entre sí, es decir son como un solo conductor, hasta donde se encuentra la letra “W”. Un ejercicio interesante
Instrumentos del laboratorio
Cautín
Normas de Uso
Cuidados
Protoboard
Normas de Uso
Cuidados
Fallas
Multimetro
Normas de Uso
Variables
Escala

se plantea en el uso del multímetro donde se determinan los patrones de
conexión
FIGURA 5.1 Diagrama esquemático de un protoboard
Tomado de: http://www2.ing.puc.cl/~dmery/arqui/el_protoboard.pdf
5.2 EL CAUTÍN
El cautín es otro de los elementos con los que debemos familiarizarnos,
también se conoce con el nombre de soldador, con él se aplica calor a la
soldadura, para que esta se adhiera a los elementos que queremos soldar,
generalmente conductores metálicos. Se debe tener especial cuidado en las
normas de seguridad al utilizar este elemento, pues al calentarse se convierte
en un objeto peligroso al utilizarlo de manera imprudente.
Figura 5.2. Fotografía de un cautín
Algunas cosas que debemos tener en cuenta son:
 Evite tocar la punta del cautín con los dedos, cuando se encuentre
conectado, debe ser prudente, pues puede estar caliente.
 Asegúrese de que las superficies a soldar están limpias.

 Aplique crema para soldar.
 Coloque la punta sobre la parte a soldar y luego acerque la soldadura.
 Espere a que la soldadura seque y luego verifique si ha quedado bien soldado.
 Una vez termine de soldar, desconecte el cautín y déjelo en un lugar seguro, mientras su temperatura disminuye.
5.3 EL MULTÍMETRO
Es uno de los elementos fundamentales del laboratorio, mediante éste instrumento se determinan las variables a medir, como voltaje corriente, resistencia, continuidad, capacitancia, inductancia entre otras muchas, dependiendo de la tecnología y el fabricante. Uno de los fabricantes pioneros y representativos en el mercado de éste dispositivo es “Fluke”, quienes han desarrollado múltiples alternativas en cuanto a éste y otros instrumentos de medida. Para su uso se sugiere leer antes el manual de usuario, sin embargo en esta sección se plantean algunas generalidades que se deben tener en cuenta en el momento de usar dicho instrumento.
 Primero debe leerse el manual de usuario y familiarizarse con su uso, identificar sus partes y funciones.
 Antes de realizar cualquier medición, se debe tener cuidado de graduar la perilla selectora en la unidad correspondiente.
 Al realizar las mediciones tener cuidado de no hacer contacto entre dos terminales que no deben conectarse, sobre todo si se está midiendo corriente, las puntas del multímetro deben colocarse con cuidado en los puntos donde se realiza la medición.
Figura 5.3 Fotografía de un multímetro.

En la primera parte del documento, se planteo descargar del siguiente link, sin embargo se plantea usarlo de nuevo, pues es uno de los más fáciles de utilizar, aquí se deja el link de nuevo:
http://assets.fluke.com/manuals/175_____umspa0100.pdf
Con dicho manual se pretende que el estudiante adquiera el conocimiento teórico antes de familiarizarse con el uso práctico, en las páginas 10 y 11, aparece la forma como se determina la corriente, el voltaje y la resistencia.
Actividad:
Junto con sus compañeros, realice la siguiente práctica, usando el multímetro y el protoboard.
Para complementar el uso del multímetro y el protoboard, se sugiere realizar la prueba de continuidad de los orificios o “nodos” del protoboard, para ello siga los pasos que a continuación se describen:
a. Use el multímetro en modo continuidad, para ello identifique el ícono que se muestra a continuación:
Figura 2.6.4 I cono que indica escala de continuidad.

Si no lo encuentra, puede ser que su multímetro no posea dicha función en cuyo caso, debe buscar la escala de Ohmios, que generalmente aparece señalada con el símbolo: Ω. Si es así, mueva la perilla en esta escala hasta que señale el rango más bajo de resistencia.
b. Verifique el estado de las puntas del multímetro: Si su multímetro tiene la opción que se describió en la Figura 2.6.4, entonces al unir las puntas además de señalar en la pantalla de visualización 0.00 Ω, escuchará una señal audible; si no posee esta función solo aparecerá en la pantalla 0 Ω. Si al realizar este paso no sucede lo indicado, las puntas del multímetro están “abiertas”, en cuyo caso deben ser reemplazadas.
c. Tome las puntas y coloque un alambre en cada una de ellas, para poder introducirlas en el protoboard sin causar daños en éste. Empiece a realizar pruebas de tal forma que realice recorridos tanto en las líneas horizontales como verticales, para orientarse un poco, observe la Figura 2.6.1.
RESUMEN
La determinación de variables en los circuitos, son una aproximación al análisis de éstos, donde se plantea inicialmente reconocer las conexiones entre los dispositivos, las topologías genéricas son serie, paralelo y mixta. Las variables a analizar generalmente son de corriente, voltaje, potencia y resistencia en éste caso.
En el análisis de circuitos existen muchos elementos que permiten realizar la comprobación de dichos análisis, una de ellas son los programas de simulación, estos permiten que se haga la comprobación de los cálculos hechos en los circuitos. Aunque desde los mismos cálculos como se mostro en los ejemplos de circuito serie y paralelo, se puede realizar la comprobación de estos.

Si se hiciese el proceso de diseño de un circuito, lo primero que se debe indagar es por los requerimientos del diseño, a continuación se realizan los cálculos necesarios para luego hacer el montaje del prototipo, en protoboard haciendo las mediciones y comprobaciones en el laboratorio, finalmente se hace el montaje en placa o baquelita.
INTERNET:
http://books.google.com.co/books?id=LdzhG3XZd2IC&pg=PA73&dq=CLASIFCACION+DE+LAS+RESISTENCIAS#PPA72,M1
TEXTO:
NEXO
El análisis de los circuitos planteados, donde se halla la resistencia equivalente, es un primer paso para acercarnos al análisis de circuitos, tomando como referencia estos, se puede determinar otras variables, como corriente, voltaje, potencie entre otros, pues de ellos depende el análisis de los circuitos con elementos pasivos, como las bobinas y los condensadores, que se trataran más adelante.

El software de simulación que se explico en ésta sección, es un primer acercamiento, se puede usar en los subsiguientes capítulos, como herramienta en la comprobación de los cálculos hechos, teniendo presente que cada uno de estos, se actualiza con el tiempo o desaparece, por ello más allá de usar o no el software de simulación, se debe familiarizar con la estructura y funcionamiento de éste para así a futuro utilizar cualquier herramienta similar.
SEGUIMIENTO DE AUTOAPRENDIZAJE
Realice el montaje del siguiente circuito:
1. Desconecte la fuente de voltaje y mida la resistencia total.
2. Con la fuente de voltaje de 10V, calcule la corriente que debe pasar por R3.
3. Mida la corriente usando el multímetro.
4. Realice las mediciones de voltaje sobre cada resistencia y calcule la corriente que pasa por cada una de ellas, registre sus resultados en una tabla.
5. Calcule la potencia en cada una de las resistencias y sume los datos obtenidos.
6. Con el dato de corriente total y la fuente de voltaje calcule la potencia y compárela con el dato obtenido de la suma de las potencias.
R522kR410kR3100kR22.2k+V110VR11k

7. Escriba las conclusiones obtenidas en la comparación de los resultados obtenidos con el instrumento y los cálculos realizados en un informe de laboratorio.

MODULO 6
6. CONDENSADORES
INTRODUCCION
En éste capítulo, se trata el efecto y uso del condensador, como elemento pasivo que tiene características específicas, que se pueden aprovechar en el tratamiento de la energía eléctrica. Inicialmente se hace una explicación sobre el concepto de capacitancia y el efecto en la energía eléctrica.
Los condensadores al igual que las resistencias, se denominas elementos pasivos, su principio de funcionamiento se explica a partir del campo eléctrico, y el movimiento de cargas entre dos placas paralelas donde se encuentra una diferencia de potencial.
Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dieléctrico.
Sus características más importantes son: capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y polaridad, entre muchas de sus aplicaciones está el de bloqueo de corriente continua, acoplamiento de una señal de un sistema a otro, es decir para llevar una señal de un sistema a otro, por ejemplo si se quiere captar la señal de voz, para llevarla luego a un dispositivo electrónico, el condensador es uno de los elementos usados para tal fin; facilitar la conducción de corriente alterna, procesos de filtraje, sintonización, generación de ondas no senosoidales y almacenamiento de energía.

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