Elementos de un circuito eléctrico o electrónico
Para empezar podemos preguntarnos ¿Qué es un circuito eléctrico? O ¿Cómo podemos elaborar un circuito eléctrico?: Un circuito eléctrico es el camino que recorren las cargas eléctricas desde un terminal de polaridad negativa hasta uno positivo y opuesto a la primera y el cual genera una diferencia de potencial llamado comúnmente voltaje. En este movimiento o desplazamiento de cargas los electrones pasan por varios componentes que transportan y transforman esta energía en otros tipos y que también controlan o regulan su paso.
Así, las partes de un circuito eléctrico o electrónico en términos generales son básicamente cuatro componentes: la fuente de energía, que es el elemento activo encargado de generar, producir, entregar o aportar las fuerza electromotriz, llamada también voltaje, los elementos pasivos que consumen energía o transforman la energía en otros tipos de energía, los elementos que controlan la energía como suiches o interruptores y los conductores que transportan la energía, son llamados cables o alambres de acuerdo a su flexibilidad. Sin embargo, algunos circuitos que son más sofisticados y seguros tienen un quinto componente o parte del circuito eléctrico que es el elemento de protección.
Igualmente, es importante aclarar algunas diferencias entre los circuitos eléctricos y los circuitos electrónicos:
Los circuitos eléctricos utilizan básicamente en sus partes o componentes materiales eléctricos clasificados como conductores y aislantes, estos son: cobre, aluminio y mercurio. Con ellos se construyen cables, alambres, suiches, lámparas, bombillas, electroimanes, parlantes, micrófonos. Su utilización se centra en la transmisión, distribución, producción y transformación de la energía eléctrica.
Pero, los circuitos electrónicos incluyen otros tipos de materiales llamados semiconductores (silicio, germanio, indio, galio, selenio y cadmio). Con estos últimos se construyen componentes como: Circuitos integrados, transistores, leds, diodos rectificadores, sensores fotoeléctricos y láser. Los circuitos electrónicos principalmente se emplean para el procesamiento, almacenamiento y producción y transmisión de la información por medios digitales.
Elemento activo o generado:
Fuente de voltaje o de corriente, pila, batería, acumulador, dinamos, alternador o fuente de energía eléctrica, este componente produce energía. También, le llaman generador, es el que produce la diferencia de potencial necesaria para el movimiento de las cargas eléctricas. Estas fuentes de energía pueden producir corriente alterna o corriente directa y pueden manejar diferentes niveles de potencia.
La corriente alterna es un flujo de electrones que cambia intermitentemente de dirección, invirtiendo su polaridad cada constantemente y en un periodo que depende de su frecuencia de oscilación, en el caso de Colombia la red eléctrica alterna funciona a 60 hertz y un voltaje en promedio de 110 voltios ca. Por el contrario, la corriente directa permanece fluyendo en una sola dirección sin cambiar de polaridad, esto permite un flujo más estable y por eso se utiliza para alimentar con energía equipos digitales que son sensibles a variaciones de voltaje.
Elemento Pasivo o receptor:
Puede ser de tipo resistor, capacitor, potenciómetro, led, transistor, lámpara incandescente o motor, consumen la energía en el proceso de transformación. Estos dispositivos normalmente convierten la energía eléctrica en otras formas de energía como calor, movimiento, vibración, luz, entre otras.
Elemento de control o maniobra:
También llamado suiche o interruptor, existen varios tipos de interruptores y entre los más conocidos están: switch monopolar, interruptor o interruptor monopolar, este se utiliza para prender o apagar la luz de una habitación. Por esto, también es llamado apagador, los suiches interrumpen la energía solo en un cable o polo, mientras que el bipolar interrumpe la energía en los dos, siendo este último el más seguro. Por otra parte, están los interruptores conmutables que se colocan en las escaleras y estos permiten controlar un bombillo desde dos sitios diferentes, hay suiches dobles y triples en espacios amplios que requieren mucha iluminación.
Los conductores alambres o cables:
Estos son hilos o filamentos de material conductor que se comportan como los caminos por donde se desplaza el fluido eléctrico impulsado por la fuente de energía. Los mejores conductores son el oro y la plata, pero lo elevado de sus precios impide en la mayoría de los casos su utilización. Inclusive, el cobre también fue desplazado en muchas ocasiones por el aluminio y otras aleaciones en vista de su escasez y costo. Se llaman alambres a los conductores que por ser un solo hilo conductor o algunas trenzas de rígidos hilos de conductores y que se utilizan para proyectos en los que el material no va a estar en movimiento. Por ejemplo, cuando estos hilos van por tuberías de instalaciones residenciales y en ningún momento cambian de posición. Por el contrario, el conductor que necesita un ventilador de pared, una plancha y que están moviéndose.
Fusibles, breaks, automáticos:
Estos dispositivos se encargan de evitar sobrecargas de energía. Para lo anterior, cortan el paso del fluido cuando este excede los límites permitidos de evitar sobrecargas de energía. Para lo anterior, cortan el paso del fluido cuando este excede los límites permitidos.
Partes de un circuito eléctrico
Los circuitos eléctricos se pueden denominar abiertos o cerrados, el circuito eléctrico cerrado se da cuando hay flujo de corriente, esta situación ocurre porque el suiche está haciendo puente y la electricidad pasa del terminal negativo al positivo. Por el contrario, en el estado abierto la electricidad no fluye porque no hay puente para que pueda avanzar la corriente, en la imagen se puede observar esta característica, en inglés se llaman closed circuit para mencionar el circuito cerrado y open circuit cuando el circuito está abierto y no ofrece camino para el paso de la energía eléctrica.
Por otra parte, los circuitos eléctricos se pueden clasificar en virtud de la acomodación que tienen las partes del circuito. Así, cuando las partes del circuito forman un solo camino, el circuito se denomina circuito serie. Por el contrario, cuando se forman varios caminos independientes para que fluya la electricidad lo llamamos circuito paralelo, al mezclar las dos clases de configuraciones de circuito obtenemos el que se llama circuito mixto. Es importante mencionar que estas configuraciones o asociaciones de componentes se rigen por leyes matemáticas las cuales se utilizan para hacer cálculos de diseño de circuitos, estas leyes son: la ley de ohm, la ley de joule y las leyes de kirchhoff para nodos de corriente y las leyes de kirchhoff para mallas de voltaje.
Este tipo de representación de un circuito eléctrico se realiza cuando usamos dibujos de los componentes del circuito para mostrar de forma realista las conexiones entre los dispositivos. Lo anterior, se hace para ayudar a la hora del ensamble de proyectos o montajes eléctricos. Sin embargo, en el caso de circuitos muy complejos no es viable por lo demorado de colocar tantos detalles en los dibujos y resulta más útil emplear diagramas esquemáticos, los cuales son representaciones simplificadas de los componentes que facilitan su representación, esto se da usando en su mayoría líneas rectas, rectángulos, triángulos que simplifican el trabajo de dibujo. A continuación veremos algunas representaciones de acuerdo al sistema americano y europeo de los componentes electrónicos y eléctricos más empleados.
Conductor (wire): Para ambos sistemas se representa como una línea recta
Una lámpara de filamento incandescente (lamp): esta lámpara es llamada bombillo y está dibujada por medio de un círculo el cual tiene dos líneas cruzadas en un ángulo de 90°
El suiche o interruptor: se muestra como una especie de puente: una línea que se levanta impidiendo la continuidad, algunas veces en los extremos tienen dos pequeños círculos.
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Diagrama Esquemático
Para la próxima clase continuaremos haciendo el circuito eléctrico biestable, debes elaborar la plaqueta usando el percloruro de hierro y el método del planchado, además vamos a hacer este mismo circuito en el protoboard por eso debes conseguir los siguientes materiales:
Esponjilla de brillo para limpiar la plaqueta de grasa
el protoboard
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