Circuitos Electronicos

M en C. DONACIANO QUINTERO MEJA

Material didctico para alumnos de 5 semestre, materia

ELECTRNICA DE POTENCIA APLICADA, de la carrera de Ingeniera Mecnica

CIRCUITOS

ELECTRONICOS

UNIDAD 6

6.1 DEFINICIN DE CIRCUITOS ELECTRNICOS

2

Un circuito elctrico es una red elctrica de componentes, tales

como resistencias, inductores, capacitores, fuentes, y

semiconductores que tienen una trayectoria cerrada, y que a su vez, su

corriente regresa al punto de origen.


.

Los circuitos que contienen solo

fuentes, componentes lineales

(resistores, condensadores,

inductores), y elementos de

distribucin lineales (lneas de

transmisin o cables) pueden

analizarse por mtodos algebraicos

para determinar su comportamiento en

corriente directa o en corriente alterna.

Un circuito que tiene componentes

electrnicos es denominado un

circuito electrnico.

6.1 DEFINICINES (B)

3

EN RESUMEN.

*Un CIRCUITO ELCTRICO. Es un trayecto, continuo (cerrado) compuesto por conductores y dispositivos electrnicos o elctricos, alimentados por una fuente de fuerza electromotriz que transporta una corriente por estos trayectos o mallas.

*Un CIRCUITO ELECTRONICO. Es un sistema de conductores y dispositivos, constituido principalmente por resistencias, capacitores, diodos, sensores, inductores, transistores, interruptores, etc., que en conjunto dan una funcionalidad que por si solos no tendran.


.

6.1.2 CLASIFICACIN (A)

4

Los circuitos elctricos se clasifican de la siguiente forma:


.

6.1.2 CLASIFICACIN (B)

5

TABLA DE CLASIFICACIN DE CIRCUITOS:


.

Por el tipo de

INFORMACIN

Por el tipo de

RGIMEN

Por el tipo de

SEAL

Por su

CONFIGURACIN

Analgicos

Digitales

Mixtos

Peridico

Transitorio

Permanente

De corriente

continua

De corriente

alterna

Mixtos

Serie

Paralelo

Mixtos

6.1.2 OTROS CIRCUITOS (C)

6 M en C. DONACIANO QUINTERO MEJA

Circuitos de corriente directa: Son aquellos circuitos donde la corriente

mantiene su magnitud a lo largo del tiempo.

Circuitos de corriente alterna: Son aquellos circuitos donde vara

cclicamente la corriente elctrica.

Circuito digital: Circuitos que trabajan con seales discretas (0,1) se usan en los relojes digitales, entre otros.

Circuito Analgico: Estudia las seales continuas. Circuito serie: Circuito conectado

secuencialmente.

Circuito paralelo: Circuito donde todos los

componentes coinciden entre sus terminales.

Circuito integrado: Pastilla pequea de

material semiconductor, de algunos milmetros

cuadrados de rea, sobre la que se fabrican

circuitos electrnicos.

Circuitos de seal mixta: Contienen

componentes analgicos y digitales.

Diagrama electrnico: Representacin pictrica de un circuito.

6.1.3 PLANTEAMIENTO (A)

7

El planteamiento en s es el objetivo o problema por resolver con un diseo ptimo en la elaboracin del circuito electrnico. Como en cualquier proyecto una vez planteado y calculado, se debe simular para encontrar las acciones correctivas al problema a resolver y as volver a replantear el problema a los objetivos deseados, y volver hacer ms pruebas de las acciones corregidas hasta la satisfaccin plena del proyecto. Ver diagrama a bloques a continuacin.


.

6.1.3 PLANTEAMIENTO DIAGRAMA A BLOQUES (B)

8


.

6.1.3 PLANTEAMIENTO POR SISTEMAS (C)

9


.

6.1.4 DISEO (A)

10

Para el diseo de un circuito electrnico, se requieren de los siguientes

pasos en una Metodologa General:

1 DEFINIR EL PROBLEMA: Establecer lo que se supone que va a cumplir o realizar, su producto, incluyendo requerimientos y especificaciones especiales.

2 ANALISIS: Significa Subdividir el problema, Implica acelerar el proceso de diseo, dividiendo el problema principal en varios problemas ms pequeos. Es difcil incluso para el ingeniero mas experimentado resolver un problema grande y complejo en una operacin.

3 CLCULOS: Realizar los clculos pertinentes para determinar los elementos necesarios a emplear.


.

6.1.4 DISEO (B)

11

4 DOCUMENTAR EL PROYECTO: La mejor

pieza de un trabajo de diseo de ingeniera es la

documentacin del mismo, muy til para re-

ingeniera o reparaciones futuras. No seria ni

satisfactorio ni rentable si todo el trabajo tuviera

que repetirse cada vez que se elaborara el

producto.

5 PRUEBAS AL PROYECTO: La transicin del

diseo en papel hardware representa un paso

importante en el proceso de diseo, se

recomienda hacer una pausa en este punto para

una doble verificacin del trabajo previo, para

tener todo listo para construir y probar el

prototipo.


.

6.1.4 DISEO (C)

12

6 LISTA DE COMPONENTES: Este es un compendio de todas las partes necesarias para construir un producto. La lista muestra las tolerancias de los componentes de los valores nominales de potencia, niveles de voltaje y tipo de componente (por ejemplo, si un capacitor es electroltico, de papel o mica).

7 CONSTRUCCIN DEL PROTOTIPO: En esta etapa se demuestra que nuestra teora y nuestros clculos son los mejores diseos. Es importante construir un prototipo y probarlo para verificar que se han cumplido todos los objetivos, de otra forma el diseador podr tomar acciones correctivas al diseo para asegurar que ha considerado todas las contingencias y que se han cumplido todas las especificaciones.


.

6.1.4 DISEO (D)

13

8 ENTREGA Y RECEPCION: Una vez que el

prototipo ha pasado por todas las pruebas, y

funciones de acuerdo a las especificaciones y

satisfacciones, se debe de documentar todo lo

requerido y ms all de los diagramas que se

han generado.


.

6.1.4 DISEO, OTRO EJEMPLO DE PROCESO

14


.

6.1.5 CLCULO DEL DISEO

15

En la actualidad existen distintos diseos de circuitos electrnicos, estos se han ido desarrollando a travs de los aos, todo esto gracias al clculo.

Para realizar los clculos se emplean las frmulas bsicas de la electrnica, como: Voltaje, Corriente, la Ley de Ohm, la Ley de Faraday, Leyes de Kirchhoff, clculos que se requieren para encontrar las tensiones y corrientes en cada elemento.


.

6.1.5 LEYES FUNDAMENTALES

16

Existen unas leyes fundamentales y frmulas que rigen a cualquier circuito elctrico, a saber:


.

Ley de corriente de Kirchhoff:

La suma de las corrientes que entran por un nodo deben ser igual a la suma de

las corrientes que salen por ese nodo.

Ley de tensiones de Kirchhoff:

La suma de las tensiones en un lazo o malla debe ser 0.

Ley de Ohm: La tensin en un resistor es igual al producto de la resistencia por

la corriente que fluye a travs de l.

FORMULAS:

Intensidad de Corriente AMPER , I = Coulomb por segundo = Q / seg.

Voltaje = Diferencia de Potencial = IR

6.1.5 LEYES DE KIRCHHOFF

17

Estas leyes, descubiertas por el fsico alemn Gustav Robert Kirchhoff, son

conocidas como las leyes de Kirchhoff.

La primera, la ley de los nodos o nudos, enuncia que en cualquier unin en un

circuito a travs del cual fluye una corriente constante, la suma de las

intensidades que llegan a un nodo es igual a la suma de las intensidades que

salen del mismo, e igual a cero.

La segunda ley, de las mallas, afirma que, la suma neta de las fuerzas

electromotrices halladas ser igual a la suma neta de los productos de las

resistencias halladas y de las intensidades que fluyen a travs de ellas, igual a

cero.

6. 1.5 LEY DE FARADAY

18

La Ley de induccin electromagntica de Faraday (o simplemente Ley de Faraday) se basa en los experimentos que Michael Faraday realiz en 1831 y establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magntico que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde.

ILUSTRACIN DE LA LEY DE FARADAY

6.1. 5 CLCULO DE POTENCIA

19

La Potencia es el trabajo realizado

por una Corriente Elctrica, la

unidad es el Watt y en la

Corriente Directa es el producto

del Voltaje por la Corriente

(Amper). W = V I.


.

Como se ilustra, un sistema

hidrulico es semejante a un

sistema elctrico. Si el tanque

esta ms elevado , tiene mayor

energa potencial o mas

Voltaje.

Analoga de los conceptos elctricos a los hidrulicos

6. 1.5 CDIGO DE COLORES DE RESISTENCIAS

20

Las bandas decorativas que tienen las resistencias para circuitos

electrnicos, indican el valor de su resistencia en ohms. Los colores de

estas tres bandas indican un valor especfico, por ejemplo, ver la siguiente

tabla:

COLOR 1ER BANDA 2DA. BANDA 3ER. BANDA (MULTIPLICADOR)

NEGRO 0 0 1

CAF 1 1 10

ROJO 2 2 100

NARANJA 3 3 1000

AMARILLO 4 4 10 000

VERDE 5 5 100 000

AZUL 6 6 1 000 000

VIOLETA 7 7

GRIS 8 8

BLANCO 9 9

Algunas veces existe una cuarta banda que indica la tolerancia de la

resistencia:

Oro = + - 5%, Plata=+- 10%, Ninguna= +- 20%

6. 2 APLICACIONES

21

La electrnica abarca principalmente las siguientes

reas de aplicacin:

1 Electrnica de control

2 Telecomunicaciones

3 Electrnica de potencia

En la actualidad los Circuitos Electrnicos tienen

una infinidad de aplicaciones, ya que ahora todo o

casi todo los controles son electrnicos dejando

atrs los electromecnicos.


.

6. 2 APLICACIONES ELECTRNICA DE CONTROL (A)

22


.

Los sistemas de control son aquellos dedicados a obtener la salida

deseada de un sistema o proceso.

Proceso para asegurar que las actividades reales se ajusten a las

actividades planificadas para permitir mantener a la organizacin o

sistema en buen camino.

Un sistema de control bsico es mostrado en la siguiente figura:

6.2 APLICACIONES DE SISTEMAS DE CONTROL (B)

23

Un sistema de control est definido como un conjunto de

componentes que pueden regular su propia conducta o la

de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento

predeterminado, de modo que se reduzcan las

probabilidades de fallos y se obtengan los resultados

buscados.


.

6. 2 APLICACIONES TELECOMUNICACIONES (C)

24


.

La telecomunicacin (comunicacin a distancia), del prefijo griego

tele, "distancia" y del latn communicare) es una tcnica consistente

en transmitir un mensaje desde un punto a otro.

El trmino telecomunicacin cubre todas las formas de comunicacin

a distancia, incluyendo radio, telegrafa, televisin, telefona,

transmisin de datos e interconexin de computadoras a nivel de

enlace.

6. 2 APLICACIONES TELECOMUNICACIONES (D)

25


.

El Da Mundial de la Telecomunicacin se celebra el 17 de mayo. Telecomunicaciones, es toda transmisin, a travs de cables, medios pticos, fsicos u otros sistemas electromagnticos.

*Historia Las telecomunicaciones,

comienzan en la primera mitad del

siglo XIX con el telgrafo elctrico,

que permiti enviar mensajes cuyo

contenido eran letras y nmeros.

Ms tarde se desarroll el

telfono, con el que fue posible

comunicarse utilizando la voz, y

posteriormente, la revolucin de la

comunicacin inalmbrica: las

ondas de radio.

6. 2 APLICACIONES TELECOMUNICACIONES (D)

26

*A principios del siglo XX aparece el teletipo que, permita enviar texto

en algo parecido a una mquina de escribir y tambin recibir texto, que

era impreso por tipos movidos por rels.

El trmino telecomunicacin fue

definido por primera vez en la

reunin conjunta de la XIII

Conferencia de la UTI (Unin

Telegrfica Internacional) y la III

de la URI (Unin

Radiotelegrfica Internacional)

que se inici en Madrid el da 3

de septiembre de 1932.

6. 2 APLICACIONES TELECOMUNICACIONES (F)

27


.

*En los aos 60 comienza a ser utilizada la telecomunicacin en el

campo de la informtica con el uso de satlites de comunicacin.

*La dcada siguiente se caracteriz por la aparicin de las redes de

computadoras, que serviran de base para las telecomunicaciones

modernas (en estos aos aparece la ARPANET, que dio origen a la

Internet).

A finales de los aos setenta aparecen las

redes de rea local o LAN.

En los aos 1980, cuando los ordenadores

personales se volvieron populares, aparecen

las redes digitales.

En la ltima dcada del siglo XX la fibra ptica;

y a principios del siglo XXI se estn viviendo

todo tipo de dispositivos que son cada vez ms

rpidos, ms compactos, ms poderosos y

multifuncionales, y tambin de nuevas

tecnologas como las redes inalmbricas.

6. 2 APLICACIONES ELECTRNICA DE POTENCIA

28


.

1. Fuentes de alimentacin: Estas

fuentes se caracterizan por su elevado

rendimiento, el ejemplo ms claro de

aplicacin se encuentra en la fuente de

alimentacin de los sistemas de

computo.

2. Control de motores elctricos: La

utilizacin de dispositivos de estado

slido permite controlar parmetros

tales como la posicin, velocidad, etc.

Este tipo de control se utiliza en la

actualidad en los mdulos de aire

acondicionado, Redes Elctricas, Tren

Bala, etc.

6.2 APLICACIONES ELECTRNICA DE POTENCIA (B)

29


.

3. Una de las principales y crecientes aplicaciones de la Electrnica de Potencia es la generacin de Energa Elica, ya que se genera en

CC, se almacena y se convierte en CA para su distribucin. La

energa es obtenida del viento, (energa cintica) generada por efecto

de las corrientes de aire, mediante aerogeneradores.

La energa elica ha sido aprovechada

desde la antigedad para mover los

barcos impulsados por velas, o hacer

funcionar la maquinaria de molinos al

mover sus aspas.

En la actualidad, la energa elica esta

en pleno desarrollo mundial, por ser

energa limpia (no quema petrleo).

Parque elico de Sierra

de los Caracoles, Uruguay,

6.3 MANEJO DE MANUALES TCNICOS

30

Los manuales tcnicos son aquellos que

acompaan a los aparatos para el buen

uso del mismo. Por ejemplo, en una T.V. su

manual nos dice a que tensin, corriente,

potencia y frecuencia trabaja, tambin nos

dice la forma de conectarla y las funciones

que tiene.

Por otra parte el manual nos indica que

podemos hacer en caso de que algo falle y

en su defecto a quien acudir.

En conclusin un manual tcnico nos

da toda la informacin necesaria para el

buen manejo de dispositivos

electrnicos.

6.4 DIAGRAMAS ESQUEMTICOS

31

Un Diagrama Electrnico, tambin conocido como un esquema elctrico o

esquemtico es una representacin pictrica de un circuito elctrico. Muestra

los diferentes componentes del circuito de manera simple y con pictogramas

uniformes de acuerdo a normas, y las conexiones de poder y de seales entre

los dispositivos.

Ejemplo de un diagrama esquemtico

6.4 DIAGRAMA FSICO

32

Un diagrama fsico es aquel donde se muestra la conexin del circuito tal y

como van las conexiones, es decir, es el diagrama que muestra

ilustrativamente los elementos o componentes del circuito de tal manera que

no haya confusin para su entendimiento.

Ejemplos de diagramas fsicos

6.5 EJEMPLOS DE CIRCUITOS ELECTRNICOS

33

Podemos encontrar circuitos electrnicos en todas partes actualmente; en la

T.V. la radio, computadora, relojes e infinidad de dispositivos aunados con los

Circuitos Integrados que ahora son lo ms prctico debido a su funcionalidad

y tamao.

Ejemplo de aplicacin de un circuito

M en C. DONACIANO QUINTERO MEJA 34

FIN


FIN

Como hacer que el Mouse esquive obstculos sin

estrellarse contra ellos.


FIN

38

BIBLIOGRAFA (1)

FUENTES DE INFORMACIN

1. Boylestad. Electrnica. Teora de Circuitos. Ed. Prentice Hall.

2. BOLTON. W. Mecatrnica , Sistemas de Control Electrnico en al Ingeniera Mecnica y Elctrica. Editorial Alfa omega. Tercera edicin. Mxico. Feb.2006

3.- HERNANDEZ. Jorge DUQUE. Edison. Curso practico de electrnica moderna. Compaa Editorial Tecnolgica CEKIT.

4.- Foros de Electrnica. Comunidad Internacional de Electrnicos. Espaa.

5.- Historia del CD. UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA.



39

BIBLIOGRAFA (2)

Pginas de INTERNET

http://www.ual.mx /metodologia/fibra/fibraopt.htm

http://huarpe.com /electronica/ao1/aoinstrum.html

http://olmo.pntic.mec.

http://www.bibliodgsca.unam.

http://www.electa.uta.

Website Profesor: Jos Luis Crdenas B. Ingeniero de Ejecucin en Sonido - Universidad Austral de Chile.

Web: Adecuadas.com (Sistemas de Iluminacin por Leds)

[email protected] (Cristales pticos)

http://www.youtube.com/watch?v=-1FawDvjoGQ&feature=player_embedded

http:/www.wikipedia.org

http://www.fullcustom.es/data/guias_elecdomoeco /grupoautodiscocom-manual-electronica-basica.pdf Manual de Electrnica

*www.alldatasheet.com DATASHEET Un Datasheet es un documento que resume el funcionamiento y otras caractersticas de los

componentes electrnicos. Comienza tpicamente con una pgina introductoria que

describe el resto del documento, seguido por los listados de componentes especficos, con

la informacin adicional sobre la conectividad de los dispositivos.


BIBLIOGRAFA (3)

Pginas de INTERNET

http://www.ual.mx/metodologia/fibra/fibraopt.htm

http://huarpe.com/electronica/ao1/aoinstrum.html

http://olmo.pntic.mec.

http://www.bibliodgsca.unam. http://www.lafacu.com/apuntes/informatica/manual

http://www.censolar.org

http://www.uts.edu.au

htpp:/www.cfe.org

http://members.es.tripod.de/fibra_optica/

http://members.es.tripod.de/fibra_optica/fabricacion.html

http://www.fresscale.com/mx Endoscopa Automotriz

* NOTICIAS DE CIENCIA Y TECNOLOGA. NOVIEMBRE 01 2007 - AGOSTO 31, 2008

Circuitos Electronicos

Documents

Transcript of Circuitos Electronicos