CIRCUITOS ELECTRÓNICOS BÁSICOS
Representación gráfica de un Circuito
Para explicar de forma clara y sencilla sobre la estructura y de lo que está compuesto el circuito eléctrico, se utilizan esquemas gráficos. en ello se muestra cada dispositivo del circulo mediante un símbolo estandarizado y se dibujan todas las conexiones entre ellos como por ejemplo la Figura un circuito muy simple.
Observando el esquema apreciamos como cuatro dispositivos presentes están representados en sus símbolos entandares como:
- Pila o Batería (Cuya tarea es alimentar eléctricamente al resto de componentes)
- Resistencia (Componente específico diseñado para oponerse al paso de la corriente)
- Diodo LED (Componente que se ilumina cuando recibe corriente)
- Interruptor (Sirve para cerrar e abrir el paso de la conexión para interrumpir el circuito)
En este ejemplo de la figura, la batería creara la diferencia de potencia ya que necesitara dos extremos llamado polos para generar corriente eléctrica del cual vendría del polo positivo (signo +), pasara a través de la resistencia luego pasara seguidamente a través del diodo LED (iluminándolo) y llegara a su destino final (el polo negativo de la pila o batería) siempre y cuando el interruptor cierre el circuito.
Aclararemos el significado de “Cerrar un circuito”. ya que hay una gran diferencia de potencial, habrá una corriente eléctrica que siempre circula desde el polo positivo de la pila hasta el negativo, pero solo pasara cuando están ambos polos en la misma ruta (el circuito debe circular apropiadamente dicho en otras palabras) que permita el paso de dicha corriente, si el circuito está abierto, a pesar que la batería está funcionando la corriente no fluirá. la función de los interruptores es precisamente cerrar o abrir el circuito para que pueda pasar la corriente o no. en la figura se muestra el esquema más claro.
Por otro lado, varias veces se presentan alternativas de una forma ligeramente distintas a la mostrada anteriormente, utilizando el concepto de “tierra” (”ground” en inglés) es simplemente un punto del circuito que elegimos solo para distinguir el uso de la batería ya que se elige arbitrariamente como referencia, en otras palabras, el punto donde diremos que el voltaje es 0 como utilidad práctica, ya que varias veces el punto de tierra se asocia al polo negativo de la pila.
Ya que el nuevo concepto simplifica o disminuye muchas veces el dibujo de nuestro circuito, representamos el punto de tierra con el símbolo ( ), el circuito se dibujaría de la siguiente manera:
Conexiones en Serie y Paralelo
Los distintos positivos pueden conectarse de varias maneras en el circuito. la más básicas son “conexión en serie” y “conexión en paralelo” e incluso otro tipo de conexión y compleja que es una combinación de estas dos.
Conexión en paralelo, Si varios componentes se conectan entre si en paralelo todos recibirán la misma tensión por igual (es decir que todos los componentes trabajaran con el mismo voltaje). y la intensidad de corriente total será la suma de las intensidades que pasan por cada componente, ya que existen varios caminos posibles para que circule la corriente.
Conexión en serie, si la conexión es en serie, la tensión total disponible se repartirá (de forma desigual) entre los distintos componentes, de manera que cada uno trabaje sometido a una parte de la tensión total, la tensión total será sumada de todas las demás tensiones de cada componente y la intensidad de corriente que circula por todos los componentes en serie será siempre la misma, porque solo existe un flujo de corriente en el circuito.
se puede observar mejor la diferencia en el siguiente esquema de la Figura en las que se puede ver la conexión en serie y en paralelo de dos resistencias.
Como sabemos Ley de Ohm podemos obtener el valor de alguna magnitud eléctrica (V, I o R) si sabemos el valor que utiliza el mismo circuito, debemos diferenciarlos entre las conexiones en serie y paralelo.
En el diagrama vemos que V1 representa el voltaje aplicado a R1 y V2 el voltaje aplicado a R2. si el circuito esta alimentado por una batería de 10V y 2 resistencias cuyos valores son R1 = 1Ω y R2 = 4Ω, entonces para calcular la intensidad que circula tanto R1 como por R2 se debe realizar la operación:
I = 10V / (1Ω + 4Ω) = 2A
I = 10V / (1Ω + 4Ω) = 2A
En el diagrama vemos I1 representa la intensidad de corriente que atraviesa R1 e I2 la intensidad de corriente que atraviesa R2. si el circuito esta alimentado por una bateria de 10V y 2 resistencias cuyo valor es de R1 = 1Ω y R2 = 4Ω, entonces para calcular la intensidad que circula en R1 se debe realizar la operación:
I1 = 10V / 1Ω = 10A
para calcular la intensidad que circula R2 debería ser:
I2 = 10V / 4Ω = 2,5A
la intensidad total que circula seria la suma de los dos:
I = I1 + I2 = 10A + 2,5A = 12,5A
Viendo los ejemplos anteriores, podemos saber un par de fórmulas que nos vendrán bien en toda “la guía de electrónica y Arduino para jóvenes y adultos” para simplificar los circuitos. ya que obtener 2 resistencia conectadas en serie o paralelo, es posible remplazar nuestro calculo por una sola resistencia ya que el comportamiento sea total equivalente.
En caso de conexión en serie, el valor de la resistencia seria dado por R = R1 + R2 En caso de conexión en paralelo, el valor de la resistencia se calcula con la formula
R = (R1 . R2) / (R1 + R2)
NOTA: tener en cuenta que dependiendo la formula cuando conectan resistencias en paralelo, el valor de R resultante siempre es menor que el valor de las resistencias implicadas.
El divisor de tensión
El divisor de tensión solo es un circuito conectado a una resistencia en serie con cualquier dispositivo eléctrico, la idea es reducir la tensión aplicada a dicho dispositivo, poniéndole un valor seguro para no dañarlo, ya que el divisor de tensión sirve para obtener un voltaje menor que el voltaje original.
La reducción mayor o menor que consigamos de la tensión final depende del valor de la resistencia que utilicemos como divisor, a mayor sea el valor de resistencia mayor reducción de tensión será, los valores se calculan fácilmente usando el ejemplo en concreto en la figura como el esquema siguiente.
Tenemos una alimentación eléctrica que aporta un voltaje de 10V y 2 resistencias cuyos valores son R1 = 1Ω (la que hará el divisor de tensión) y R2 = 4Ω, sabemos que la intensidad I es la misma en todos los puntos del circuito. ya que para calcular V2 (es decir, el voltaje aplicado a R2, el cual ha sido rebajado respecto al aportado por la pila a R1), nos daremos cuenta que I = V2 / R2 y que I=V/(R1+R2), por lo que es fácil obtener el:
V2=(R2.V)/(R1+ R2)
quedo claro la expresión que V 2 siempre será proporcionalmente menor a V, y según sea R1 mayor, V2 será menor.
