viernes, 11 de abril de 2008

DEFINICIONES

Electrotecnia: Ciencia que se dedica a estudiar las implicaciones técnicas de la electricidad.

Newton (N): En honor a Isaac newton. Se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1m/s2 a un objeto cuya masa es de 1Kg. Como el peso es la fuerza que ejerce la gravedad en la superficie de la tierra, el newton es también una unidad de peso. N= Kg*m/s2.

Coulomb (C): Toma su nombre de Charles Agustín Coulomb. Unidad de carga eléctrica, es la que un amperio transporta cada segundo. Cantidad de carga desplazada por una intensidad de 1 Amperio en un segundo. Propiedad intrínseca de los cuerpos que hace que experimenten fuerzas de atracción y repulsión. C= A*s.

Amperio (A): Toma su nombre en honor a Andrés Ampere. Cantidad de cargas eléctricas que circulan a través de la sección transversal en unidad de tiempo. A= C/s

Joule (j): Toma su nombre de James Prescott Joule. Se define como el trabajo realizado por la fuerza de un Newton en un desplazamiento de 1m. J= N*m.
Eléctricamente es el trabajo realizado por la diferencia de potencial de 1 voltio y con una intensidad de 1 amperio durante un tiempo de un segundo.

Vatio (W): Unidad de potencia. Es equivalente a 1 julio por segundo. Es la potencia producida por una diferencia de potencial de 1 voltio y una corriente eléctrica de 1 amperio. Es la potencia desarrollada cuando se realiza un trabajo de un julio por segundo. W= j/s ó W= A*s.

Voltio (v): En honor a Alejandro Volta. Es la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente es una intensidad de un amperio utilizando un vatio de potencia. Es el trabajo que realiza el campo eléctrico para desplazar una carga desde un punto en unidad de carga. v= W/q ó v= I*R ó v= j/C.

Ohmio (Ω): Lleva su nombre en honor a George Simón Ohm. Es la resistencia eléctrica que representa una columna de mercurio de 106,3 cm. de altura y 1mm2 de sección transversal a una temperatura de cero grados centígrados. Es la resistencia de un conductor que bajo una diferencia de potencial de un voltio permite el paso de un amperio. Depende de: el tipo de material, longitud del conductor y área o sección transversal. Ω= v/A.

Faradio (F): Lleva su nombre en honor a Michael Faraday. Se define como la capacidad que tiene un condensador que con una carga de un Coulomb adquiere el potencial de un voltio. Capacidad que tiene un condensador para almacenar carga en forma de campo magnético. F= Q/v ó F= C/v.

Frecuencia (H): Es una medida para indicar el número de repeticiones de cualquier fenómeno o suceso periódico en una unidad de tiempo se mide en Herz. F = 1/T.

Periodo: Es el mínimo lapso que separa dos instantes en el que el sistema se encuentra exactamente en su mismo estado, mismas posiciones, mismas amplitudes, mismas velocidades. T= 1/f.

Hertz: Es aquel suceso o fenómeno que se repite una vez por segundo en honor a Henrich Rudolf Hertz, originalmente se llamo ciclo por segundo (CPS). 1Hz = 1/s.

miércoles, 9 de abril de 2008

Señales

Tipos de señales

Se pueden clasificar las señales en los cuatro tipos siguientes:
· Señales senoidales
· Señales cuadradas y rectangulares
· Señales triangulares y en diente de sierra.
· Pulsos y flancos ó escalones.
Señales senoidales
Son las señales fundamentales y eso por varias razones: Poseen unas propiedades matemáticas muy interesantes (por ejemplo con combinaciones de señales senoidales de diferente amplitud y frecuencia se puede reconstruir cualquier señal), la señal que se obtiene de las tomas de corriente de cualquier casa tienen esta forma, las señales de test producidas por los circuitos osciladores de un generador de señal son también senoidales, la mayoría de las fuentes de potencia en AC (corriente alterna) producen señales senoidales.
La señal senoidal amortiguada es un caso especial de este tipo de señales y se producen en fenómenos de oscilación, pero que no se mantienen en el tiempo.
Señales cuadradas y rectangulares
Las señales cuadradas son básicamente señales que pasan de un estado a otro de tensión, a intervalos regulares, en un tiempo muy reducido. Son utilizadas usualmente para probar amplificadores (esto es debido a que este tipo de señales contienen en si mismas todas las frecuencias). La televisión, la radio y los ordenadores utilizan mucho este tipo de señales, fundamentalmente como relojes y temporizadores.
Las señales rectangulares se diferencian de las cuadradas en no tener iguales los intervalos en los que la tensión permanece a nivel alto y bajo. Son particularmente importantes para analizar circuitos digitales.

Señales triangulares y en diente de sierra
Se producen en circuitos diseñados para controlar voltajes linealmente, como pueden ser, por ejemplo, el barrido horizontal de un osciloscopio analógico ó el barrido tanto horizontal como vertical de una televisión. Las transiciones entre el nivel mínimo y máximo de la señal cambian a un ritmo constante. Estas transiciones se denominan rampas.
La señal en diente de sierra es un caso especial de señal triangular con una rampa descendente de mucha más pendiente que la rampa ascendente.
Pulsos y flancos ó escalones
Señales, como los flancos y los pulsos, que solo se presentan una sola vez, se denominan señales transitorias. Un flanco ó escalón indica un cambio repentino en el voltaje, por ejemplo cuando se conecta un interruptor de alimentación. El pulso indicaría, en este mismo ejemplo, que se ha conectado el interruptor y en un determinado tiempo se ha desconectado. Generalmente el pulso representa un bit de información atravesando un circuito de un ordenador digital ó también un pequeño defecto en un circuito (por ejemplo un falso contacto momentáneo). Es común encontrar señales de este tipo en ordenadores, equipos de rayos X y de comunicaciones.

Periodo y Frecuencia
Si una señal se repite en el tiempo, posee una frecuencia (f). La frecuencia se mide en Hertz (Hz) y es igual al número de veces que la señal se repite en un segundo, es decir, 1Hz equivale a 1 ciclo por segundo.Una señal repetitiva también posee otro parámetro: el periodo, definiéndose como el tiempo que tarda la señal en completar un ciclo.Periodo y frecuencia son recíprocos el uno del otro:
f = 1/T
T = 1/f










Prefijos
Los prefijos binarios son usados frecuentemente para expresar grandes cantidades de octetos o bytes de ocho bits. Son derivados, aunque diferentes, de los prefijos del SI como kilo, mega, giga y otros.

Uso convencional
En la práctica popular, los prefijos binarios corresponden a números similares, mas diferentes, de los factores indicados en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Los primeros son potencias con base 2, mientras que los prefijos del SI son potencias con base 10.

LEY DE WATT
La potencia eléctrica se mide en vatios, en homenaje a James Watt, quien realizó los trabajos que llevaron al establecimiento de los conceptos de potencia, y dictó la llamada ley de Watt.

Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”.
Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.
La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la letra “W”.

En donde:
P = potencia en Vatios
V = Voltaje
I = Corriente
“La potencia eléctrica suministrada por un receptor es directamente proporcional a la tensión de la alimentación (v) del circuito y a la corriente (I ) que circule por él”
LEY DE OHM
Esta relación que fue descubierta por Jorge Ohm nacido en 1789, es la ECUACIÓN FUNDAMENTAL de la ciencia de la electricidad. Y dice:

La intensidad de la corriente que pasa por un circuito es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional ala resistencia.

La formula matemática de la relación entre tres factores es:


En ésta última fórmula o ecuación:
I= Corriente
V= Voltaje
R= Resistencia

Resistencia
Propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso de una corriente eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina, según la llamada ley deOhm, cuánta corriente fluye en el circuito cuando se le aplica un voltaje determinado. La unidad de resistencia es el ohmio, que es la resistencia de un conductor si es recorrido por una corriente de un amperio cuando se le aplica una tensión de 1 voltio. La abreviatura habitual para la resistencia eléctrica es R, y el símbolo del ohmio es la letra griega omega, Ω.

Tipos de resistencias.
Los circuitos electrónicos hacen uso de muy distintos tipos de resistencias. Entre las más importantes podemos destacar:

Resistencia bobinada
Resistencia obtenida por arrollamiento alrededor de un soporte aislante de un hilo metálico, cuyos extremos están unidos a conexiones, protegidos o no por un aislante (esmalte, cemento, laca, molde, etc.).

Resistencia de película metálica
Resistencia cuyo elemento resistivo se obtiene por depósito al vacío, en un sustrato cerámico, de un metal o una aleación. Estas resistencias se emplean, por lo general, en los preamplificadores debido a su bajo ruido.

Resistencia dependiente de la tensión
Resistencia que varía de forma no lineal en función de tensión aplicada.



Resistencia pelicular
- Resistencia obtenida por evaporación al vacío de material resistivo en un material cerámico.
- Resistencia en la cual el elemento resistor está formado por una capa resistiva depositada en un soporte aislante.

Red de resistencias
Conjunto de resistencias depositadas generalmente por serigrafía en un sustrato aislante, interconectadas o no entre sí.

Clasificación de las resistencias

Se puede clasificar las resistencias en tres grandes grupos:

Resistencias fijas: Son las que presentan un valor óhmico que no podemos modificar.
Resistencias variables: Son las que presentan un valor óhmico que nosotros podemos variar modificando la posición de un contacto deslizante.
Resistencias especiales: Son las que varían su valor óhmico en función de la estimulación que reciben de un factor externo (luz, temperatura...)

- Nomenclatura de las resistencias

Valor nominal: Es el que indica el fabricante. Este valor normalmente es diferente del valor real, pues influyen diferentes factores de tipo ambiental o de los mismos procesos de fabricación, pues no son exactos. Suele venir indicado, bien con un código de colores, bien con caracteres alfanuméricos.
Tolerancia: Debido a los factores indicados anteriormente, y en función de la exactitud que se le de al valor, se establece el concepto de tolerancia como un % del valor nominal. De esta forma, si se suma el resultado de aplicar el porcentaje al valor nominal, se obtiene un valor límite superior. Si por el contrario lo que se hace es restarlo, se obtiene un valor límite inferior. Con la tolerancia, el fabricante garantiza que el valor real de la resistencia va a estar siempre contenido entre estos valores. Si esto no es así, el componente está defectuoso.
Potencia nominal: Es el valor de la potencia disipada por el resistor en condiciones normales de presión y temperatura.

- Símbolos
Uno regulado por una norma americana y otro por una norma europea.

- Clasificación de los resistores fijos

Las resistencias fijas pueden ser divididas en dos grandes grupos:
· Bobinados: Están fabricados con hilos metálicos bobinados sobre núcleos cerámicos. Como regla general, se suelen utilizar aleaciones del Níquel. Podemos distinguir dos subgrupos:
Resistores bobinados de potencia: Son robustos y se utilizan en circuitos de alimentación, como divisores de tensión. Están formados por un soporte de porcelana o aluminio aglomerado, sobre el que se devana el hilo resistivo. La protección la aporta el proceso final de cementado o vitrificado externo. Las tolerancias son inferiores al 10 % y su tensión de ruido es prácticamente despreciable. Para garantizar su fiabilidad es conveniente que el diámetro no sea excesivo y que no se utilicen a más del 50 % de su potencia nominal.
Resistores bobinados de precisión: La precisión del valor óhmico de estos componentes es superior a + 1 por 100. Su estabilidad es muy elevada y presentan una despreciable tensión de ruido. El soporte, cerámico o de material plástico (baquelita), presenta gargantas para alojar el hilo resistivo. El conjunto se impregna al vacío con un barniz especial. Son estabilizados mediante un tratamiento térmico y se obtienen tolerancias del + 0,25 %, + 0,1 % y + 0,05 %.
· No bobinados: En estas resistencias el material resistivo se integra en el cuerpo del componente. Están previstos para disipar potencias de hasta 2 vatios. Son más pequeños y económicos que los bobinados, y el material resistivo suele ser carbón o película metálica. Dentro de este apartado caben resistores destinados a diversas finalidades, los cuales ofrecen características básicas muy dispares.

- Clasificación de los resistores variables
Este tipo de resistores presentan la particularidad de que su valor puede modificarse a voluntad. Para variar el valor óhmico disponen de un cursor metálico que se desliza sobre el cuerpo del componente, de tal forma que la resistencia eléctrica entre el cursor y uno de los extremos del resistor dependerá de la posición que ocupe dicho cursor.
Resistencias ajustables: Disponen de tres terminales, dos extremos y uno común, pudiendo variarse la resistencia (hasta su valor máximo), entre el común y cualquiera de los dos extremos. Son de baja potencia nominal.


Resistencia variable (potenciómetro): Su estructura es semejante a la de los resistores ajustables, aunque la disipación de potencia es considerablemente superior. Se utilizan básicamente para el control exterior de circuitos complejos. Los potenciómetros pueden variar su resistencia de forma lineal (potenciómetros lineales) o exponencial (potenciómetros logarítmicos).

- Clasificación de los resistores especiales

En el apartado de resistores especiales caben toda una variedad de componentes resistivos no lineales que modifican su valor óhmico en función de algún factor externo: temperatura, tensión aplicada, luminosidad incidente.... Los principales tipos son:

Termistores: Son de mediana estabilidad y bajo precio. Se suelen fabricar a partir de elemntos o mateirlae semiconductores. Los termistores o resistores variables con la temperatura se encuadran en dos categorías:
NTC (Negative Thermistor Coeficient): Posee un coeficiente de temperatura negativo. La resistencia eléctrica del componente disminuye al aumentar la temperatura.
PTC (Positive Thermistor Coeficient): En este caso el coeficiente de temperatura es positivo. La resistencia eléctrica del componente aumenta al hacerlo la temperatura.

Varistores, VDR (Voltage Depended Resitor): Son resistencias cuyo valor óhmico depende con la tensión. Mientras mayor es la tensión aplicada en sus extremos, menor es el valor de la resistencia del componente.
Magnetoresistores, MDR (Magnetic Depended Resistor): El valor óhmico aumenta en función del campo magnético aplicado perpendicularmente a su superficie. Es decir la resistencia varía en función de la dirección del campo magnético.
Fotoresistores, LDR (Light Depended Resistor): El valor óhmico del componente disminuye al aumentar la intensidad de luz que incide sobre el componente.



Código de colores para resistores.
Las bandas de colores en un resistor significan un código que representa el valor de la resistencia. Los primeros dos colores dan los dos primeros dígitos del valor de la resistencia el tercer color es el exponente en potencias de diez de multiplicar el valor de la resistencia. El último color es la tolerancia del valor de la resistencia. Por ejemplo, si los colores son naranja, azul, amarillo y oro, el valor de la resistencia es 36X104 o bien 360K, con una tolerancia de 18K (5%).
EJERCICIOS:
Si los colores son: (Marrón - Negro - Rojo - Oro) su valor en ohmios es:
1 0 x 100 5 % = 1000 = 1K
Tolerancia de 5%
5 bandas de colores
También hay resistencias con 5 bandas de colores, la única diferenciarespecto a la tabla anterior, es qué la tercera banda es la 3ª Cifra, elresto sigue igual.


Cogiendo como ejemplo la resistencia con colores rojo - amarillo - naranja – azul, oro, tendremos:
2 4 3 x 1000000 ± 5% (W) = 243 MW ± 5%

Cogiendo como ejemplo la resistencia con colores verde - café - negro – gris, plateado, tendremos:

5 1 0 x 100000000 ± 10% (W) = 51 GW ± 10%

Convertir a metros
4.8 x10-3 Km = 4.8m36 Hm = 3600m