FUNDAMENTO DE ELECTRÓNCA
CONCEPTOS TEÓRICOS DE LA ELECTRICIDAD
¿Qué es la electricidad?
La electricidad es aquello que nuestros dispositivos necesitan para encender y funcionar como los televisores, microondas, celulares, computadoras, bombillas, etc. es una forma de energía que hace que las cosas se muevan, calienten, iluminen y funcionen. A nivel atómico (no visible a la vista), un electrón es aquel que se encuentra en todo alrededor de nosotros, contiene dos signos distintos que al encontrarse se atraen y los polos con el mismo símbolo se alejan entre ellos.
Ya que la electricidad es el movimiento de los electrones de un lado a otro, y los electrones llevan consigo la carga como para encender un televisor una bombilla y otros, funciona con el mismo principio del movimiento de los electrones. Digamos que la electricidad es como el agua, poniendo como ejemplo en la Figura. La carga negativa tiene que avanzar hasta encontrarse con el otro polo que sería el positivo, pero tiene que pasar por el interruptor y luego por la bombilla para encenderlo, aquí entra la frase de cerrar circuito por el interruptor que provoca que la bombilla encienda y la corriente haga paso por su camino, en cambio el circuito abierto es cuando el interruptor lo abrimos el pase de la corriente para que no se encuentre a través con el otro polo que provoca que la bombilla no encienda y que los polos ya no se atraigan.
PRECAUCIÓN: En caso el circuito no se encuentre con un dispositivo como por ejemplo la bombilla, al hacer contacto los dos polos directamente pasaran que la energía será remplazada con calor, así que tener mucho cuidado cuando hagas practicas físicas ya que podría causarle quemaduras y dañar el cable o circuito que están trabajando.
PRECAUCIÓN: En caso el circuito no se encuentre con un dispositivo como por ejemplo la bombilla, al hacer contacto los dos polos directamente pasaran que la energía será remplazada con calor, así que tener mucho cuidado cuando hagas practicas físicas ya que podría causarle quemaduras y dañar el cable o circuito que están trabajando.
¿Qué es voltaje?
En el fenómeno de la electricidad existe un concepto fundamental que es llamado voltaje que se encuentra entre los dos puntos del circuito eléctrico, también es conocido como “tensión” y “diferencia de potencia”.
Como ejemplo de la Figura, el volumen del agua es la presión del voltaje ejercida por el agua. y la presión final que sale de la manguera seria el voltaje y el tanque representaría la carga.
El tanque nos sirve para comparar las baterías y pilas, la carga nos indica el volumen de energía almacenada.
¿Qué es la corriente o intensidad?
La corriente seria el volumen del agua o sea sería la cantidad de energía que almacena la batería o pila, ya que la corriente se le mide como la unidad de amperios que es representado como la letra “A” y la corriente se representa con la letra “I”.
Poniendo como ejemplo en la figura a dos tanques con agua, pero con mangueras distintas y con la misma cantidad de agua y presión, cuando ponemos a fluir el agua pasara que la manguera más estrecha vértela menos agua que la manguera ancha.
¿Qué es resistencia?
Como el ejemplo anterior en la figura, ya que uno de las mangueras más ancha que la otra, ya que indica que la más ancha sale más agua que la otra incluso con la misma presión y la manquera más estrecha se resiste que fluya el agua incluso teniendo la misma presión que la manguera ancha.
En la electricidad, sería tener dos circuitos con el mismo voltaje, pero distintas resistencias, o sea el circuito con la mayor resistencia prendera la bombilla con menos iluminación a comparado que tiene menos resistencia que iluminara más.
La ley de George Ohm define la unidad de resistencia como la resistencia de dos puntos conductores de corriente, representación a la letra omega Ω
Referencia: en el dato de electrónica y electricidad, lo que se debe tener en cuenta los conceptos vistos que están unidos entre sí. recordando estos ejemplos del agua podemos diferenciar.
- Voltaje, diferencia de potencial o tención “Medida en Voltios” (presión ejercida por el agua).
- Corriente o intensidad “Medida en amperios” (Flujo de agua).
- Resistencia “Medida Ohm” (Grosor de la manguera).
Para reconocer la relación entre ellos se llama “la ley de ohm” como la formula (I = V / R) dicho de otro modo como (V = I. R) o (R = V / I)
¿Qué es la Corriente continua (DC) y Corriente alterna(AC)?
Es fundamental distinguir la corriente continua y la corriente alterna, ya que tienen un voltaje y corriente diferente tal como muestra en la Figura.
La corriente continua son electrones y energía que circulan en una dirección respetando el negativo y positivo de los polos ya que la corriente normalmente (se suministra una batería) siempre se mantendrá la misma polaridad.
La corriente alterna se diferencia en la magnitud y polaridad del voltaje varían cíclicamente ya que los polos de la AC se intercambian alternativamente a lo largo del tiempo, hay que tener en cuenta que los polos positivo y negativo se intercambia frecuentemente, y que la corriente alterna es el tipo de corriente que se utilizan para las casas, empresas, etc. que vienen de la red electrónica general.
La corriente alterna es la más fácil y eficiente de transportar a largas distancia ya que sufre menos perdidas de energía que la corriente continua. e incluso la corriente alterna puede ser convertida en distintos valores de tensión ya sea aumentar o disminuir desde de un dispositivo llamado transformador de forma más sencilla e eficaz.
¿Qué es potencia?
La definición de la potencia en un componente eléctrico o electrónico como la energía consumida por segundo proviene de una fuente de alimentación ya que aporta energía eléctrica al circuito electrónico por segundo, en ambos casos se refiere a la energía consumida o energía generada.
La potencia es intrínseca propia del componente o generador al que respecta su valor es la “W” llamado vatio.
A partir de la potencia conocida del propio componente o generador y del tiempo que este en funcionamiento, se puede identificar la energía consumida o aportada al final, mediante la expresión “E = P . T” se describe como Energía eléctrica(Kw.h) = Potencia(Vatios) * Tiempo (Horas).
Cuando una fuente de alimentación es utilizada para alimentar distintos componentes del circuito en varias maneras, mayormente es gastada en forma de calor debido al efecto de las resistencias internas intrínsecas en cada componente (el llamado “efecto Joule”) pero también puede ser consumido en forma de luz (si el componente es una bombilla), en forma de movimiento (si el componente es el motor), o en forma de sonido (si ese componente es un altavoz) o en una mezcla de varios.
También hallamos la potencia consumida por un componente eléctrico si conocemos el voltaje que utilizamos y la intensidad de corriente que atraviesa y utilizamos la formula P = V.I, como ejemplo, una bombilla de 220 V que circula 1 A consume 220W, en cambio en la ley de ohm podemos deducir dos formas equivalentes que nos pueden ser útiles si sabemos el valor de la resistencia R interna del componente: P = I .R o también P = V /R
¿Qué son señales digitales y señales analógicas?
Las señales eléctricas varían dependiendo del voltaje o intensidad de varias maneras en sus características físicas y distinguir entre las dos señales digitales y analógicas.
La señal digital es un número posible de valores enteros como por ejemplo un semáforo que muestra la señal por color, porque se muestra 3 valores concretos y diferenciados sin posible transición de colores entre el mismo punto entre ellos lleva rojo, ámbar y verde. pero nunca mostrara un apagado o prendido suave de la misma luz o cambiar de color rojo a ámbar y a verde. ya que los cambios son rápidos como saltos, tal como vemos en la parte inferior de la figura 4.1 que es un ejemplo más cercano a un interruptor.
La señal analógica es la que muestra o tiene infinitos valores posibles dentro de un limitado rango determinado, ya que lo que mandan señal analógica son las que manejan varios valores que afectan los sensores por la física como ejemplo (temperatura, sonido, luz... etc.) son analógicas, esto también aplica específicamente en la electricidad como voltaje, intensidad, potencia, etc. porque de forma natural, pueden tener variaciones continuas sin saltos como por ejemplo en la figura donde en la parte de arriba se ve como varía por la línea de tiempo.
