Electronica    3er Semestre de ingenieria en sistemas                                             1                       ...
MODELO ATOMICO DE LA MATERIATodos los cuerpos están constituidos por átomos, los mismos que ha suvez están formados por pa...
El movimiento de estos electrones libres a través de distintos materiales,constituyen la corriente eléctrica. Los metales ...
CARGAS ELÉCTRICAS                    4                    4
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LEY DE COULOMBLa ley de Coulomb, permite calcular lafuerza de interacción entre las cargasNO OLVIDEMOS QUE LA FUERZA ES UN...
• Prob. 1: Dos cargas puntuales de +2x10-6  coulomb y -4x10-6 coulomb, están separadas  una distancia de 30 cm. Determine ...
CAMPO ELECTRICO• En el espacio que rodea a  una carga eléctrica se  presentan fuerzas de origen  eléctrico. A toda esta zo...
• Prob. 3: Encuentre la intensidad de campo  eléctrico que actúa sobre la carga q que se  encuentra en el centro del cuadr...
POTENCIAL ELECTRICO• Un campo eléctrico puede producir trabajo  sobre una carga eléctrica al moverla  atrayéndola o aleján...
Se entiende por diferencia de potencial (d.d.p)o tensión eléctrica a la diferencia del potencialeléctrico del punto A con ...
CORRIENTE ELECTRICA• Cuantitativamente, una corriente eléctrica (I) se define  como la relación de transferencia de carga ...
Carga total.Estas ecuaciones suponen que el flujo de corriente esuniforme durante un tiempo determinado; si no esuniforme ...
Las pequeñas corrientes se expresan generalmente en miliamperes(mA) o en microamperes (µA). (1 mA = 10-3 Amp.   ; 1 µA = 1...
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• PROBLEMA 6. Si se realiza un trabajo de 80 joules para mover 16  coulombs de carga desde un punto a otro, en un campo  e...
CIRCUITO ELECTRICO• Los elementos que lo constituyen: el generador, la carga  y los conductores• Por circuito eléctrico se...
TIPOS DE CORRIENTE ELECTRICA• Si el movimiento de la carga es uniforme, se dice que  la corriente es continua Idc. (A).• S...
RUTA DE LA ELECTRICIDAD                          19
POTENCIA ELECTRICA• Por definición es el trabajo que la fuente realiza  sobre una carga en una unidad de tiempo           ...
ELEMENTOS DE CIRCUITOS ELECTRICOSCIRCUITO ABIERTO   CORTO CIRCUITO                                    21                  ...
ELEMENTOS ACTIVOS• Se considera un elemento activo, cuando este  entrega potencia en un circuito eléctrico             ELE...
EL RESISTOR• La resistencia es la oposición que cualquier material ofrece al  paso de la corriente eléctrica.• La resisten...
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ONDAS ELECTROMAGNÉTICASPara generar las ondas transmitidas se utilizan corrientes de ALTA FRECUENCIA ,llamadas RADIOFRECUE...
CAMPO MAGNÉTICOTodo desplazamiento de electrones PRODUCE un CAMPO MAGNÉTICO. La aguja imantadade una brújula , orientándos...
CONEXIÓN DE RESISTENCIAS  CONEXIÓN SERIECONEXIÓN PARALELO                                       28                        ...
• EJERCICIO Dibuje la conexión en serie de los resistores R1 = 8  Ω, R2 = 4 Ω y R3 = 12 Ω y calcule la resistencia equival...
EJERCICIOS             30             30
• Encuentre la resistencia equivalente entre los  terminales A y B de la siguiente red de resistencias.  Use TODOS LOS VAL...
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MEDICION DE LA CORRIENTE ELECTRICA Y EL VOLTAJE                           33                           33
LEY DE OHM• George Simon Ohm, descubrió en 1827 que la  corriente en un circuito de corriente contínua varía  directamente...
CONVENCION DEL SENTIDO DE VOLTAJE Y CORRIENTE EN EL           CALCULO DE CIRCUITOS ELECTRICOS• En una fuente (batería), ta...
EJERCICIOS• Un amperímetro conectado en serie con una resistencia  desconocida, indica 0,4 amperios. Un voltímetro conecta...
Conceptos de nodo, malla y ramal              malla                                 nodo                                  ...
Identifique en los circuitos los nodos y las mallas existentes                                                            ...
LEYES DE KIRCHHOFFLa primera ley de Kirchhoff se conoce como la ley de corrientes de Kirchhoff                    (LCK) y ...
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La segunda ley de Kirchhoff se conoce como la ley de voltajes de Kirchhoff                   (LVK) y su enunciado es el si...
• Para todo conjunto de conductores que forman un circuito cerrado, se  verifica que la suma algebraica de las diferencias...
CIRCUITOS EN SERIE Y EN PARALELODos elementos están en serie si:1 Sólo tienen una terminal en común.2 Ningún otro elemento...
Si se aplica la ley de Kirchhoff de voltajes para una largacadena de resistencias conectadas en serie se tiene que:       ...
La otra conexión fundamental es la conexión en paralelo, en donde loselementos que la conforman están conectados al mismo ...
De igual forma que en la conexión en serie, también se puede encontraruna resistencia equivalente para varias resistencias...
Encuentre la corriente que circula a través de R1 y R2 en elcircuito.Encuentre el valor de R1 en el circuito dado         ...
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• Cinco resistencias en serie-paralelo están conectadas a una fuente  de 100 volts en la forma indicada en la Fig.Determin...
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• Una resistencia de 3 ohms y otra de 7 ohms se conectan en serie a una  combinación paralelo formada por resistencias de ...
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• ¿Cuántas resistencias de 150 ohms deben conectarse  en paralelo sobre una fuente de 100 volts para  drenar una corriente...
El voltaje aplicado a un circuito de resistencia  constante se cuadruplica. ¿Qué cambio se  produce en la corriente?Si el ...
Conexión de pilas en serie                             56                             56
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• Análisis de circuitos: método de mallas• Teorema de Thevenin                                            58              ...
DIVISOR DE TENSION                     59                     59
EJERCICIOS• Encontrar las  ecuaciones del circuito  utilizando el método  de mallas para RL = 1,5  kΩ.• Encontrar el  equi...
SEMICONDUCTORES• Son elementos, como el germanio y el silicio, que a bajas  temperaturas son aislantes. Pero a medida que ...
Como vemos los semiconductores se caracterizan portener una parte interna con carga + 4 y 4 electrones de                 ...
Cristales de silicio• Al combinarse los átomos de Silicio para formar un  sólido, lo hacen formando una estructura ordenad...
Cada átomo de silicio comparte sus 4electrones de valencia con los átomosvecinos, de tal manera que se tiene 8electrones e...
Enlace covalente roto: Es cuando tenemos un    hueco, esto es una generación de pares    electrón libre-hueco.            ...
Caso1Impurezas de valencia 5 (Arsénico, Antimonio, Fósforo). Tenemos uncristal de Silicio dopado con átomos de valencia 5....
Caso 2• Impurezas de valencia 3 (Aluminio, Boro, Galio). Tenemos un  cristal de Silicio dopado con átomos de valencia 3.  ...
EL DIODO• Esta es la curva característica del diodo (un diodo se comporta  de esa forma). Como no es una línea recta, al d...
Modelos equivalentes lineales         aproximados del diodoEl diodo ideal   Polarización   Polarización                   ...
Segunda                    Polarización       Polarización Aproximación                  Directa            Inversa    Eje...
CIRCUITOS CON DIODOSFuentes de alimentación¿ Que ocurre cuando se quiere alimentar un aparato cualquiera ?En medio del cir...
110                 60                                              2Los 110v de la red pública de alimentación (enchufe),...
•   La tensión de la red es demasiado elevada para la mayor parte de los    dispositivos empleados en circuitos electrónic...
• Ejemplo            75
Rectificador de media onda• Este  es el circuito más simple  que puede convertir corriente  alterna en corriente continua....
• Forma de onda resultante en VL.• En el simulador workbeach dibuje un circuito de media onda y  observe las formas de ond...
Rectificador de onda completa                                78
• En el simulador workbeach dibuje un circuito de media onda y  observe las formas de onda del circuito, haga las medicion...
• Es un elemento de A Nterminales, su construcción               T R tres S I S T O R se basa en la unión de tres capas de...
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CORRIENTES EN UN TRANSISTOR                          83
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Calcular las corrientes del transistor y hallar lapotencia del transistor                                                 ...
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  1. 1. Electronica 3er Semestre de ingenieria en sistemas 1 1
  2. 2. MODELO ATOMICO DE LA MATERIATodos los cuerpos están constituidos por átomos, los mismos que ha suvez están formados por partículas como los electrones y protones, y lascorrientes eléctricas se basan en la presencia de cargas elementalesnegativas, formadas por electrones, los cuales han sido liberados de lasórbitas externas de los átomos 2
  3. 3. El movimiento de estos electrones libres a través de distintos materiales,constituyen la corriente eléctrica. Los metales poseen una cantidadrelativamente grande de electrones libres y se le denominanCONDUCTORES. Los no metales, tales como la goma, el vidrio, los plásticos,etc. poseen muy pocos electrones libres y se los conoce como AISLADORES.Los materiales con un número intermedio de electrones libres, sedenominan SEMICONDUCTORES. 3
  4. 4. CARGAS ELÉCTRICAS 4 4
  5. 5. • Las cargas eléctricas del mismo signo se repelen• Las cargas eléctricas de signo opuesto se atraen• La cantidad de electricidad es la suma algebraica de la cargas eléctricas en consideración.• La cantidad de electricidad se mide en Coulomb. A la interacción entre cargas eléctricas se denomina FUERZA ELECTRICA 5 5
  6. 6. LEY DE COULOMBLa ley de Coulomb, permite calcular lafuerza de interacción entre las cargasNO OLVIDEMOS QUE LA FUERZA ES UNA CANTIDAD VECTORIALDEDUCIR LAS UNIDADES DE LA FUERZA ELECTRICA 6 6
  7. 7. • Prob. 1: Dos cargas puntuales de +2x10-6 coulomb y -4x10-6 coulomb, están separadas una distancia de 30 cm. Determine la magnitud, dirección y sentido de las fuerzas que experimenta cada carga.• Prob. 2 : En los vértices de un cuadrado de lado a=0.2m se colocan cargas de +q, +2q, -q y +4q, donde q= 1x10-6 coulomb. Determine las fuerzas que ejercen estas cargas sobre una carga de prueba que se encuentra en el centro del cuadrado con un valor de +q. ( colocar en orden las cargas en los vértices del cuadrado) 7 7
  8. 8. CAMPO ELECTRICO• En el espacio que rodea a una carga eléctrica se presentan fuerzas de origen eléctrico. A toda esta zona de acción se llama CAMPO ELECTRICO, la intensidad de campo eléctrico que se ejerce sobre una unidad de carga eléctrica se calcula usando la relación: 8 8
  9. 9. • Prob. 3: Encuentre la intensidad de campo eléctrico que actúa sobre la carga q que se encuentra en el centro del cuadrado del problema dos. 9 9
  10. 10. POTENCIAL ELECTRICO• Un campo eléctrico puede producir trabajo sobre una carga eléctrica al moverla atrayéndola o alejándola, a esta energía que entrega el campo sobre la unidad de carga se conoce como potencial eléctrico. Prob. 4: Encuentre una expresión alternativa para el potencial eléctrico 10 10
  11. 11. Se entiende por diferencia de potencial (d.d.p)o tensión eléctrica a la diferencia del potencialeléctrico del punto A con el potencial eléctricodel punto B. 11 11
  12. 12. CORRIENTE ELECTRICA• Cuantitativamente, una corriente eléctrica (I) se define como la relación de transferencia de carga eléctrica (Q) por unidad de tiempo (t) . Por lo tanto, el promedio es:La unidad práctica de carga ( sistema mks ) es el coulomb, que corresponde a lacarga transportada aproximadamente por 6,28x 1018 (6,28 billón de billones) deelectrones.Ejer.1 Calcular la carga que posee un electrón. Rpta. 1,6x10-19 coulombLa unidad práctica de corriente es el amper, el cual se define como la relación 12 detransferencia de carga, de un coulomb por segundo 12
  13. 13. Carga total.Estas ecuaciones suponen que el flujo de corriente esuniforme durante un tiempo determinado; si no esuniforme (variable), la fórmula Q/t da como resultadoel valor medio de corriente en un tiempo establecido.Para computar el valor de una corriente variable (i) encualquier instante se usa la fórmula diferencial 13 13
  14. 14. Las pequeñas corrientes se expresan generalmente en miliamperes(mA) o en microamperes (µA). (1 mA = 10-3 Amp. ; 1 µA = 10 -6 Amp. ; 1Amp. = 103 mA = 106 µA) .PROBLEMA 2. Una carga de 3600 coulombs pasa por un punto enun circuito eléctrico durante media hora. ¿Cuál es el promedio decirculación de corriente?PROBLEMA 3. A través de un circuito eléctrico se observa que circula una corriente uniforme de 50 mA (miliamperes). ¿Qué carga se transfiere durante un intervalo de 10 minutos? Prob. 4. Para obtener un plateado de espesor deseado, por la cuba électrolítica debe pasar una carga de 72.000 coulombs, utilizando una corriente constante de 8 amperes. ¿Qué tiempo es necesario? 14 14
  15. 15. • PROBLEMA 5. Cuando un condensador (de capacidad C) se carga a voltaje, constante (V) a través de una resistencia (R), la carga (q) sobre el condensador, en cualquier tiempo (t) está dada por la expresión : Determinar una expresión general para la corriente de carga (i) en el condensador, en cualquier tiempo (t) 15 15
  16. 16. • PROBLEMA 6. Si se realiza un trabajo de 80 joules para mover 16 coulombs de carga desde un punto a otro, en un campo eléctrico, ¿cuál es la diferencia de potencial entre los puntos?• PROBLEMA 7. La energía adquirida por un electrón que es acelerado una diferencia de potencial de 1 volt, se denomina "electrón-volt" . Si hay 6,28 X 1018 electrones en 1 coulomb de carga, ¿cuál es la cantidad de trabajo (energía) representado por 1 electronvolt (1 ev) ?• PROBLEMA 8. ¿Qué trabajo se realiza para desplazar una carga de 30 coulombs entre dos puntos de un circuito eléctrico que posee una diferencia de potencial de 6 volts?• PROBLEMA 9. Una carga + de 5000 coulombs realiza 600.000 joules de trabajo al pasar a través de un circuito externo desde el terminal + al - de una batería. ¿Cuál es la fem (voltaje) aplicada por la batería al circuito? 16 16
  17. 17. CIRCUITO ELECTRICO• Los elementos que lo constituyen: el generador, la carga y los conductores• Por circuito eléctrico se entiende al cableado que existe entre un generador (fuente) y una carga, del cual la corriente circula del polo positivo al polo negativo del generador 17 17
  18. 18. TIPOS DE CORRIENTE ELECTRICA• Si el movimiento de la carga es uniforme, se dice que la corriente es continua Idc. (A).• Si el movimiento de la carga es variable en el tiempo, se dice la corriente es variable o alterna Iac (B). F = Frecuencia T = Período ( Tiempo en seg. ) 1 = Constante 18 18
  19. 19. RUTA DE LA ELECTRICIDAD 19
  20. 20. POTENCIA ELECTRICA• Por definición es el trabajo que la fuente realiza sobre una carga en una unidad de tiempo P= W/tEjercicio: Encuentre la expresión de potencia eléctrica 20
  21. 21. ELEMENTOS DE CIRCUITOS ELECTRICOSCIRCUITO ABIERTO CORTO CIRCUITO 21 21
  22. 22. ELEMENTOS ACTIVOS• Se considera un elemento activo, cuando este entrega potencia en un circuito eléctrico ELEMENTOS PASIVOS• Se considera un elemento pasivo, cuando este consume o disipa potencia en un circuito eléctrico 22 22
  23. 23. EL RESISTOR• La resistencia es la oposición que cualquier material ofrece al paso de la corriente eléctrica.• La resistencia (R) de un alambre de sección recta uniforme, es directamente proporcional a su longitud (L), e inversamente proporcional al área transversal (A) ; también depende de la resistividad p (rho) del material con que está hecho el alambre. La resistividad p se define como la resistencia de un trozo de alambre que tenga la unidad de longitud y la unidad de área transversal. 23 23
  24. 24. • EJERCICIO Un hilo de constantán, tiene un diámetro de 0,3 mm y una longitud de 76 m. Calcule la resistencia del conductor, sabiendo que la resistividad del constantán es de 0,49 Ω mm2/m• EJERCICIO Un conductor de aluminio con una sección de 1,5 mm2 tiene una longitud de 100 m. Calcule la resistencia del conductor. ρ = 0,028 Ω mm2/m• EJERCICIO Para un motor de corriente continua se requiere un reóstato de arranque de 10 Ω , se usa un material resistivo de ρ = 1,1 Ω mm2/m con un diámetro de 1,6 mm. Calcule la longitud requerida del alambre. 24 24
  25. 25. 25
  26. 26. ONDAS ELECTROMAGNÉTICASPara generar las ondas transmitidas se utilizan corrientes de ALTA FRECUENCIA ,llamadas RADIOFRECUENCIA de por lo menos 10.000 periodos o ciclos por segundo,generadas en una ANTENA DE EMISIÓN y se propaga en el espacio a modo de unanillo que se agranda constantemente alrededor de la antenaEste agrandamiento se efectúa a una velocidad prodigiosa que aleja a la onda de laantena a una velocidad igual a la de la luz .Las distancias entre dos ondas sucesivas transmitidas por la antena se llamaLONGITUD DE ONDA. 26
  27. 27. CAMPO MAGNÉTICOTodo desplazamiento de electrones PRODUCE un CAMPO MAGNÉTICO. La aguja imantadade una brújula , orientándose perpendicularmente al conductor, demuestra la presencia de uncampo magnético creado alrededor de un conductor recorrido por una corriente . Si seinvierte el sentido de la corriente , la aguja gira media vuelta , lo que demuestra que el campomagnético tiene una polaridad que está determinada por el sentido de la corriente . Estecampo magnético se puede hacer más intenso arrollando este conductor ( hilo metálico ) enforma de bobina . Este campo puede ser aún más intenso si se introduce una barra de hierroen el interior de la bobina tenemos un NÚCLEO MAGNÉTICO de hierro y obtenemos un 27ELECTROIMÁN .
  28. 28. CONEXIÓN DE RESISTENCIAS CONEXIÓN SERIECONEXIÓN PARALELO 28 28
  29. 29. • EJERCICIO Dibuje la conexión en serie de los resistores R1 = 8 Ω, R2 = 4 Ω y R3 = 12 Ω y calcule la resistencia equivalente.• EJERCICIO Dibuje la conexión en paralelo de los resistores R1 = 8 Ω, R2 = 4 Ω y R3 = 12 Ω y calcule la resistencia equivalente. 29 29
  30. 30. EJERCICIOS 30 30
  31. 31. • Encuentre la resistencia equivalente entre los terminales A y B de la siguiente red de resistencias. Use TODOS LOS VALORES DE de R= 100 Ω 31
  32. 32. 32
  33. 33. MEDICION DE LA CORRIENTE ELECTRICA Y EL VOLTAJE 33 33
  34. 34. LEY DE OHM• George Simon Ohm, descubrió en 1827 que la corriente en un circuito de corriente contínua varía directamente con la diferencia de potencial, e inversamente con la resistencia del circuito. La ley de Ohm establece que la corriente eléctrica (I) en un circuito, es igual a la diferencia de potencial (V) dividido por la resistencia (R) del mismo. 34 34
  35. 35. CONVENCION DEL SENTIDO DE VOLTAJE Y CORRIENTE EN EL CALCULO DE CIRCUITOS ELECTRICOS• En una fuente (batería), tanto el voltaje como la corriente tienen igual sentido. La corriente parte del polo positivo y regresa al polo negativo.• En los elementos pasivos, como la resistencia, el voltaje y la corriente tienen sentido diferente.• El sentido del voltaje se considera como punto de partida del potencial negativo (-) al potencial positivo (+) I + V - I 35 35
  36. 36. EJERCICIOS• Un amperímetro conectado en serie con una resistencia desconocida, indica 0,4 amperios. Un voltímetro conectado sobre los terminales de la resistencia, indica 24 voltios. Determinar el valor de la resistencia. (El circuito indicado se usa comúnmente para medir la resistencia "en caliente" de algunos aparatos, tales como calefactores eléctricos, lámparas incandescentes, tostadoras ,etc.) 36 36
  37. 37. Conceptos de nodo, malla y ramal malla nodo Nodo: Punto de un circuito en el que se unen tres o más conductores. Rama: Parte del circuito unida por dos nodos. Malla: Recorrido cerrado dentro de un circuito. 37ramal
  38. 38. Identifique en los circuitos los nodos y las mallas existentes 38
  39. 39. LEYES DE KIRCHHOFFLa primera ley de Kirchhoff se conoce como la ley de corrientes de Kirchhoff (LCK) y su enunciado es el siguiente:"La suma algebraica de las corrientes que entran o salen de un nodo es igual a cero en todo instante". 39
  40. 40. • 1. La suma de las corrientes que entran, en un punto de unión de un circuito es igual a la suma de las corrientes que salen de ese punto. Si se asigna signo más (+) a las corrientes que entran en la unión, y signo menos (-) a las que salen de ella, entonces la ley establece que la suma algebraica de las corrientes en un punto de unión (nodo) es cero:suma de I= 0 (en la unión) 40 40
  41. 41. La segunda ley de Kirchhoff se conoce como la ley de voltajes de Kirchhoff (LVK) y su enunciado es el siguiente: "La suma algebraica de los voltajes alrededor de cualquier lazo o malla (camino cerrado) en un circuito, es igual a cero en todo instante". 41
  42. 42. • Para todo conjunto de conductores que forman un circuito cerrado, se verifica que la suma algebraica de las diferencias de potenciales (voltajes) en una malla, es igual cero• Para considerar el signo de las diferencias de potenciales por convención se considera: (+) al sentido de las manecillas del reloj y (-) lo contrario. El sentido en la ddp se considera de – a +; siguiendo la malla.• suma de voltajes = 0 (en la malla cerrada) 42 42
  43. 43. CIRCUITOS EN SERIE Y EN PARALELODos elementos están en serie si:1 Sólo tienen una terminal en común.2 Ningún otro elemento está conectado a dicha terminal.Se deduce entonces que la corriente que pasa por cada uno de loselementos en la conexión en serie es la misma. 43
  44. 44. Si se aplica la ley de Kirchhoff de voltajes para una largacadena de resistencias conectadas en serie se tiene que: vs = v1 + v2 +v3 + v4 +v5 + ... + vn.Y de acuerdo con la ley de Ohm, para cada elemento: V1 = iR1, V2 = iR2, V3 = iR3, ... , Vn = iRn 44
  45. 45. La otra conexión fundamental es la conexión en paralelo, en donde loselementos que la conforman están conectados al mismo par de nodos y tienen entre sus terminales el mismo voltaje. 45
  46. 46. De igual forma que en la conexión en serie, también se puede encontraruna resistencia equivalente para varias resistencias conectadas enparalelo.Como en este caso se tiene en común el voltaje en sus terminales, paraencontrar la resistencia equivalente se utiliza LCK (Ley de Kirchhoff deCorrientes) 46
  47. 47. Encuentre la corriente que circula a través de R1 y R2 en elcircuito.Encuentre el valor de R1 en el circuito dado 47
  48. 48. Encuentre el voltaje de la fuente en el primer circuito, en el segundo circuito encuentre el valor de la corriente por R2, si V= 9v y R1=R2=R3=R4=R5 48
  49. 49. 49
  50. 50. • Cinco resistencias en serie-paralelo están conectadas a una fuente de 100 volts en la forma indicada en la Fig.Determinar la resistencia equivalente del circuito, la corriente de línea (total), la caída de voltaje sobre cada resistencia y la corriente a través de cada una. 50 50
  51. 51. 51
  52. 52. • Una resistencia de 3 ohms y otra de 7 ohms se conectan en serie a una combinación paralelo formada por resistencias de 4 ohms, 6 ohms y 12 ohms, como se indica en el diagrama. A este circuito se aplica una fem de 50 volts .Determinar la resistencia equivalente del circuito, la corriente de línea (total), la caída de voltaje sobre cada resistencia y la corriente a través de cada una. 52 52
  53. 53. 5353
  54. 54. • ¿Cuántas resistencias de 150 ohms deben conectarse en paralelo sobre una fuente de 100 volts para drenar una corriente de 4 amperes?Si se reduce a la mitad la resistencia de un circuito devoltaje constante, ¿qué sucede con la corriente? 54 54
  55. 55. El voltaje aplicado a un circuito de resistencia constante se cuadruplica. ¿Qué cambio se produce en la corriente?Si el voltaje sobre un circuito de corriente constante aumenta en un 25 %. ¿Cómo varía la resistencia del circuito? 55 55
  56. 56. Conexión de pilas en serie 56 56
  57. 57. 57
  58. 58. • Análisis de circuitos: método de mallas• Teorema de Thevenin 58 58
  59. 59. DIVISOR DE TENSION 59 59
  60. 60. EJERCICIOS• Encontrar las ecuaciones del circuito utilizando el método de mallas para RL = 1,5 kΩ.• Encontrar el equivalente Thévenin en los puntos A y B 60 60
  61. 61. SEMICONDUCTORES• Son elementos, como el germanio y el silicio, que a bajas temperaturas son aislantes. Pero a medida que se eleva la temperatura o bien por la adicción de determinadas impurezas resulta posible su conducción. Su importancia en electrónica es inmensa en la fabricación de transistores, circuitos integrados, etc...• Los semiconductores tienen valencia 4, esto es 4 electrones en órbita exterior ó de valencia. Los conductores tienen 1 electrón de valencia, los semiconductores 4 y los aislantes 8 electrones de valencia.• Los 2 semiconductores que veremos serán el Silicio y el Germanio: 61 61
  62. 62. Como vemos los semiconductores se caracterizan portener una parte interna con carga + 4 y 4 electrones de 62valencia. (los electrones libres son débilmente atraídos por el núcleo) 62
  63. 63. Cristales de silicio• Al combinarse los átomos de Silicio para formar un sólido, lo hacen formando una estructura ordenada llamada cristal. Esto se debe a los "Enlaces Covalentes", que son las uniones entre átomos que se hacen compartiendo electrones adyacentes de tal forma que se crea un equilibrio de fuerzas que mantiene unidos los átomos de Silicio. 63 63
  64. 64. Cada átomo de silicio comparte sus 4electrones de valencia con los átomosvecinos, de tal manera que se tiene 8electrones en la órbita de valencia.La fuerza del enlace covalente es tan grandeque produce una unión de gran solidez.Los 8 electrones de valencia se llamanelectrones ligados por estar fuertementeunidos en los átomos. El aumento de la temperatura hace que losátomos en un cristal de silicio vibren dentrode él, a mayor temperatura mayor será lavibración. Con lo que un electrón se puedeliberar de su órbita, lo que deja un hueco,que a su vez atraerá otro electrón, etc..(recombinación). 64 64
  65. 65. Enlace covalente roto: Es cuando tenemos un hueco, esto es una generación de pares electrón libre-hueco. Semiconductores intrínsecosEs un semiconductor puro. En condiciones normales es como unaislante porque solo tiene unos pocos electrones libres y huecosdebidos a la energía térmica. Dopado de un semiconductorPara aumentar la conductividad (que sea más conductor) de unSC (Semiconductor), se le suele dopar o añadir átomos deimpurezas a un SC intrínseco, un SC dopado es un SC 65extrínseco. 65
  66. 66. Caso1Impurezas de valencia 5 (Arsénico, Antimonio, Fósforo). Tenemos uncristal de Silicio dopado con átomos de valencia 5. Semiconductor tipo n Los electrones libres superan a los huecos y estos electrones libres reciben el nombre de "portadores mayoritarios“, mientras que a los huecos se les denomina "portadores minoritarios". 66 66
  67. 67. Caso 2• Impurezas de valencia 3 (Aluminio, Boro, Galio). Tenemos un cristal de Silicio dopado con átomos de valencia 3. Semiconductor tipo p Los huecos superan a los electrones libres y los huecos reciben el nombre de "portadores mayoritarios“, mientras que a los electrones libres se les denomina "portadores minoritarios". 67
  68. 68. EL DIODO• Esta es la curva característica del diodo (un diodo se comporta de esa forma). Como no es una línea recta, al diodo se le llama "Elemento No Lineal" ó "Dispositivo No Lineal", y este es el gran problema de los diodos, que es muy difícil trabajar en las mallas con ellos debido a que sus ecuaciones son bastante complicadas. 69 69
  69. 69. Modelos equivalentes lineales aproximados del diodoEl diodo ideal Polarización Polarización Directa Inversa 70 70
  70. 70. Segunda Polarización Polarización Aproximación Directa Inversa EjercicioCalcular la potencia que disipa el diodo. Usela segunda aproximación. 71 71
  71. 71. CIRCUITOS CON DIODOSFuentes de alimentación¿ Que ocurre cuando se quiere alimentar un aparato cualquiera ?En medio del circuito tenemos transistores para amplificar, etc...Pero alfinal se tiene que alimentar en continua.Lo más fácil sería alimentar con pilas, pero esto es caro por esa razónhay que construir algo que nos de energía más barata, esto es, unaFuente de Alimentación que coge 110 V del enchufe y transforma laalterna en continua a la salida. 72
  72. 72. 110 60 2Los 110v de la red pública de alimentación (enchufe), es elvalor eficaz o rms, para encontrar el valor máximo o valorpico, se multiplica por 2 73
  73. 73. • La tensión de la red es demasiado elevada para la mayor parte de los dispositivos empleados en circuitos electrónicos, por ello generalmente se usan un transformador en casi todos circuitos electrónicos. Este transformador reduce la tensión a niveles inferiores, más adecuados para su uso en dispositivos como diodos y transistores.Transformador elevadorTransformador reductor 74
  74. 74. • Ejemplo 75
  75. 75. Rectificador de media onda• Este es el circuito más simple que puede convertir corriente alterna en corriente continua. 76
  76. 76. • Forma de onda resultante en VL.• En el simulador workbeach dibuje un circuito de media onda y observe las formas de onda del circuito, haga las mediciones pertinentes y compruebe. 77
  77. 77. Rectificador de onda completa 78
  78. 78. • En el simulador workbeach dibuje un circuito de media onda y observe las formas de onda del circuito, haga las mediciones pertinentes y compruebe. 79
  79. 79. • Es un elemento de A Nterminales, su construcción T R tres S I S T O R se basa en la unión de tres capas de materiales tipo p y tipo n. Las combinaciones posibles dan dos tipos de transistores: pnp o npn 80
  80. 80. 81
  81. 81. 82
  82. 82. CORRIENTES EN UN TRANSISTOR 83
  83. 83. 84
  84. 84. Calcular las corrientes del transistor y hallar lapotencia del transistor 85

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