miércoles, 27 de noviembre de 2013
"Nociones básicas de la Electrónica"
Entendemos como corriente eléctrica al flujo de electrones
que circula a través de un conductor eléctrico. La circulación de estos
electrones está determinada por las propiedades del medio a través del cual se
movilizan.
La corriente se divide en dos grandes ramas: alterna y continúa.
- La corriente alterna es las que cambia de polaridad y amplitud en el tiempo.
- La corriente continua es la que permanece con polaridad y amplitud constante.
Estructura atómica de los conductores y aislantes:
Los elementos tienen propiedades conductoras o no de acuerdo
a su estructura atómica. El grado de conductividad de un elemento viene dado
por la cantidad de electrones de la última órbita del átomo.
El cobre es un conductor. El átomo de cobre posee 29
protones en el núcleo y 29 electrones planetarios que giran en órbitas dentro
de cuatro capas alrededor del núcleo. La primera capa contiene 2 electrones, la
segunda 8, la tercera 18 y la cuarta, o capa más externa, 1 electrón.
El número máximo permitido en la cuarta capa es de 2 x 42, o
sea, 32. Entonces, este único electrón en la capa más externa no se halla
ligado con fuerza al núcleo. Se puede mover fácilmente.
Un átomo de un aislante posee dos o más órbitas, con cada
una de ellas completada con la cuota de electrones. Por ejemplo, si un átomo
tiene un núcleo de 10 protones, tendrá 10 electrones. En la primera capa tendrá
2 electrones, y la segunda 8. Como la
segunda órbita está completa, es muy difícil desalojar a un electrón fuera del
átomo.
La diferencia importante entre conductores y aislantes es
que en un conductor hay uno o dos electrones en la capa externa, por lo tanto
no están ligados con fuerza al núcleo, mientras que los aislantes tienen su
última órbita completa o casi completa.
Los semiconductores son elementos fabricados, que no se
hallan en la naturaleza. Los elementos utilizados en la producción de semiconductores
(mayoritariamente silicio), no poseen ninguna propiedad que sea de utilidad para
conducir electrones, pero mediante un proceso conocido como doping, se
adicionan átomos de impurezas (antimonio, fósforo, boro, galio) logrando
dispositivos que permiten el paso de cargas eléctricas bajo determinadas
condiciones.
Fenómenos asociados a la corriente eléctrica:
El paso de corriente eléctrica deja a su paso una serie de
fenómenos físicos, que han sido estudiados y en algunos casos fueron
aprovechados para otros usos, como por ejemplo el magnetismo. Vamos a repasar
brevemente los principales fenómenos asociados a la circulación de electrones.
Temperatura:
En todo aparato existe un calentamiento debido al
funcionamiento. Esto se debe a que no existen conductores perfectos.
Todo conductor posee una resistencia intrínseca, que aunque
sea muy baja, produce un consumo extra de energía, que al no ser aprovechada
por el equipo, es disipada al ambiente en forma de calor.
Campo magnético alrededor de un conductor:
Cuando circula corriente a través de un conductor, se
inducen campos electromagnéticos en torno al mismo. Este principio es el que se
utiliza para los motores eléctricos, en los cuales el campo que generan los bobinados
de alambre de cobre, son combinados con otros campos para producir esfuerzos
que hagan girar al rotor del motor. Los generadores aplican el mismo principio,
pero para la obtención de energía.
También puede introducir interferencias, como cuando acercamos
un cable con 220V de alterna a un cable que transporta una señal de audio.
Imantación:
Si se introduce un metal dentro de un campo electromagnético
producido por corriente continua de gran intensidad, se logra ordenar las
moléculas del metal, haciendo que este tome propiedades magnéticas. Esto no se
produce con corriente alterna, ya que al cambiar constantemente el sentido del
campo, no se logra ningún efecto magnetizador.
Fuerza contra-electromotriz:
Es una fuerza que se produce en todos los bobinados. Es
debido a que toda carga eléctrica tiende a oponerse a la causa que le dio
origen. Las cargas inductivas como relés, bobinas, parlantes. pueden generar
rebotes de corriente muy grandes.
Tensión:
Es la diferencia de potencial entre dos puntos de un
circuito eléctrico. Su unidad de medida es el Volt.
Corriente:
Es la cantidad de electrones que circulan por un conductor
en el lapso de 1 segundo. Su unidad de medida es el Ampere.
Resistencia:
Es el grado de oposición que genera un material al paso de la
corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Ohm.
Impedancia:
Es lo mismo que la resistencia. La diferencia es que la
primera se refiere a corriente continua, y la segunda para corriente alterna.
Inductancia:
Fenómeno producido en las bobinas, las cuales presentan
mayor impedancia cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente aplicada. Su
unidad es el Henry.
Capacitancia:
Fenómeno producido en los condensadores, los cuales
presentan menor impedancia cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente
aplicada. Su unidad es el Faradio.
Conductancia:
Es la inversa de la resistencia. Su unidad es el Siemens.
