Manual de Reparador de Circuitos Electrónicos: Apuntes de Física Eléctrica, Apuntes de Mecánica de Fluidos

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MANUAL DE

REPARADOR DE CIRCUITOS

ELECTRONICOS

SISTEMA E-LEARNING

REPARADOR DE CIRCUITOS

ELECTRONICOS

SISTEMA E-LEARNING

PROGRAMA DE CAPACITACIÓN A DISTANCIA

PROCADIS

ELABORADO POR: Instructor Oscar Martínez Palmieri

1. Electricidad

1.1. Átomos

El Átomo es la unidad más pequeña de la materia que mantiene sus propiedades, es decir, si partimos una materia, por ejemplo Aluminio, seguiremos teniendo pedazos de Aluminio, y si seguimos partiendo obtendremos partes cada vez mas pequeñas de Aluminio, hasta llegar a una parte tan pequeña que si se vuelve a partir, ya dejaremos de tener Aluminio. Esa ultima parte que conservaba las características del material original, es lo que se llama Átomo. El Átomo tiene un núcleo con protones y neutrones (excepto el Hidrogeno que solo tiene protón). Y también los Átomos tienen electrones girando en orbita alrededor del núcleo. Entre las tres partículas subatómicas mencionadas, la más importante desde el punto de vista eléctrico, es el electrón. El electrón posee un tipo de energía llamada “carga eléctrica”, de una naturaleza opuesta a la carga del protón. De ahí, que se dice, que el electrón tiene carga negativa y el protón tiene carga positiva.

1.2. Magnitudes Eléctricas Básicas

1.2.1. Intensidad

Los átomos de los materiales conductores tienen una característica similar, poseen un electrón que fácilmente se desprende de su núcleo y se convierte en un “electrón libre”. La Intensidad de corriente es la cantidad de electrones desplazándose en relación al tiempo, y se mide en “Amper” (A). La “fuerza” que empuja a los electrones, los empuja en un mismo sentido y los hace circular en ese sentido. Por convención, los electrones circulan de un potencial “positivo” hacia uno “negativo”.

1.2.2. Tensión

La “fuerza que empuja” a los electrones para que estos se desplacen es lo que se llama “Tensión Eléctrica”, y se mide en “Voltios” (V). Es importante notar que esta fuerza o “voltaje” puede estar presente aun sin que pueda producir una corriente, como ocurre con cualquier otra fuerza, por ejemplo, una fuerza de 5 newton que mueve una silla puede no mover una pared (pero esto no significa que la fuerza no este).

1.2.3. Resistencia

La Resistencia eléctrica es la oposición de un cuerpo al desplazamiento de electrones, es decir, la oposición a la corriente eléctrica, y se mide en “Ohm” (Ω). Existen 3 tipos de cuerpo en relación a su resistencia eléctrica: Conductores: Presentan muy baja resistencia eléctrica (Oro, Plata, Cobre, Aluminio, Acero, etc.)

Cuerpos de Resistencia Media (Resistores comerciales, cuerpo humano, etc) Aislante: Presentan muy alta resistencia eléctrica (Goma, Plástico, Caucho, Porcelana, etc.)

1.3. Tipos de Corriente

Corriente Continua: La tensión es constante, la intensidad es constante y fluye en un sentido constantemente. Corriente Alterna: La tensión cambia de polaridad constantemente, entonces la corriente cambia de sentido constantemente, y este cambio, en la corriente comercial del Paraguay, ocurre 50 veces por segundo (50 Hertz).

1.4. Ley de Ohm

Es la relación matemática entre Tensión, Intensidad y Resistencia. V = I. R (tener en cuenta sus despejes, si se necesita Intensidad, I = V / R, si se necesita Resistencia, R = V / I) Resolver (Teniendo en cuenta los materiales del curso)

2. Componentes Electrónicos

2.1. Resistores

Componentes eléctricos diseñados para presentar resistencia eléctrica, de ahí que son muy utilizados pudiendo, por ejemplo, entre muchos otros usos, utilizarse para reducir intensidad o tensión de acuerdo a como son conectados en el circuito. Código de Colores

2.2. Fusibles

Dispositivos eléctricos que conducen electricidad, pero su capacidad de conducción esta limitada intencionalmente, de forma que se estropee cuando la intensidad alcance un amperaje determinado.

2.3. Bobinas

Conductor enrollado con “n” vueltas, generando así, diversos efectos, como son un mayor campo magnético, o la oposición al cambio de la corriente (este efecto se llama inductancia y se mide en “Henrios”.

2.4. Transformadores

Los transformadores están construidos con dos bobinas (la bobina primaria que recibe la corriente eléctrica, genera un campo magnético; y la bobina secundaria que recibe el campo magnético de la primaria, vuelve a transformar en corriente eléctrica, pero aumentada o disminuida según el numero de vueltas del enrollamiento de cada bobina).

2.5. Capacitores

Básicamente los capacitares están construidos por dos placas de material conductor puestas una frente a la otra, con un material aislante en medio. Cuando la corriente ingresa en una de las placas, no puede continuar hacia la otra placa por la presencia del aislante, quedando los electrones “atrapados” en la placa. La capacidad de almacenamiento de electrones se mide en “faradios”.

2.6. Diodos

Los diodos son componentes electrónicos compuestos de materiales semiconductores (que normalmente se fabrican de Silicio), tienen un material N (con exceso de electrones) y un material P (con exceso de huecos que serian espacios donde pueden cubrir los electrones). Cuando este componente se conecta de tal forma que los electrones de la corriente ingresan al material N (con exceso de electrones), la corriente sobrepasa el material y avanza hacia el material P cubriendo los huecos y continuando su camino dentro del circuito (Así, se dice que el diodo esta conectado de forma “directa” y conduce). Entonces, cuando el potencial positivo de una fuente de alimentación se conecta al anodo de un diodo, en un circuito cualquiera, este conduce (la fuente debe tener al menos 0,7 Voltios (Tension de conducción de los diodos de silicio)). Y, cuando el potencial positivo de una fuente de alimentación se conecta al catodo de un diodo, en un circuito cualquiera, este “se abre”, no conduce.

2.7. Transistores

Los transistores equivalen a dos diodos conectados con un punto medio de conexión. Estos son utilizados como a) Interruptores controlados por base (uno de sus contactos) o b) amplificadores de señal, por ejemplo, recibiendo una señal pequeña en base y teniendo la misma señal amplificada en colector.

Observemos el trabajo del Capacitor:

Al observar la señal pulsante de arriba (A) podemos recordar que hizo el puente rectificador de diodos, sin embargo, aun no es una señal continua. Si observamos el primer semiciclo de la señal A, veremos que el capacitor absorbe la energía de esta señal, y luego, cuando la señal empieza a bajar de nivel, el capacitor empieza a descargarse (línea de puntos), pero su descarga es muy lenta en relación a los pulsos, obsérvese que mientras descarga el capacitor, el siguiente pulso lo volvió a cargar, repitiéndose este proceso constantemente. Al observar la señal B, vemos la resultante de tener el capacitor presente, es una señal continua sucia pero ya es una señal continua. Hasta aquí observamos este circuito al que agregando un diodo Zener se obtendría una señal continua pura.

3.2. Multiplicador de tensión

Son circuitos que permiten elevar la tensión de la fuente con un juego de capacitares y diodos. Circuito Completo de un doblador de tensión:

Observando durante el semiciclo positivo de la señal: En este circuito, la clave es observar los diodos, observe que durante el semiciclo positivo de la señal, la corriente saldrá de donde esta el signo positivo y recorrerá el circuito buscando el signo menos, pero el diodo que puede permitirle el paso es D1 (D2 le impide el paso), por lo tanto, el circuito será solo la fuente, el capacitor C1 (que se carga al valor de la fuente (V1)), y el diodo D1 que permite el paso para cerrar circuito. Observando durante el semiciclo negativo de la señal: Para el semiciclo negativo de la señal (observe el signo + abajo), la corriente recorrerá el circuito buscando el signo menos, pero el diodo que puede permitirle el paso ahora es D2 (D1 le impide el paso), por lo tanto, el circuito será el capacitor C1 (que ahora descarga lo que almaceno durante el semiciclo positivo (V1)), la fuente (que suma su valor al de C1 (V1+V1)), el capacitor C2 (que se carga al valor de 2.V1), y el diodo D2 que permite el paso para cerrar circuito. Observe que en el capacitor C2, tenemos el doble de la tensión de la fuente.

3.3. Circuitos accionados con sensores

Observando el circuito, notamos dos caminos principales para la corriente (Corriente Continua en este caso, E1 es una batería), el camino que va desde E1 pasando por el resistor R1 y el resistor dependiente de la luz (LDR), llegando a E1 otra vez; y el otro camino que va desde E1 , pasando por el LED, luego del Colector al Emisor del transistor Q1 y llegando a la batería E1 (este camino esta abierto (no hay paso) si no conduce Q1, y esto dependerá de su base). Para que la base de Q1 active el camino mencionado, necesita que una pequeña corriente circule por ella, y esto dependerá de la resistencia que presenta el LDR. Si esta resistencia es muy baja, la corriente pasara totalmente por ella, dejando sin corriente a la base de Q1. Sin embargo, el LDR cambia su resistencia dependiendo de la luz que incide en él, cuando la intensidad de la luz (por ejemplo, del día), va disminuyendo, la resistencia del LDR va aumentando, haciendo llegar una pequeña corriente a la base de Q1 que es necesaria para activar el camino Colector-Emisor de Q1, y de esta forma activar el circuito E1, LED, Q1, encendiéndose el LED.

3.4. Amplificadores

Al analizar este circuito, debemos tener en cuenta que esta trabajando con los dos tipos de corrientes, la alimentación del circuito en C.C. (observar la batería de 6 Voltios que alimenta la base de los transistores para que funcionen), y también trabaja con C.A. (la señal acústica y luego eléctrica que entra por el micrófono (entrada) es una señal alterna), esta señal normalmente es muy pequeña, pero en este circuito los transistores están trabajando como amplificadores, amplificando la señal que entra en base y teniendo la salida en el colector.