TALLER DE ELECTRÓNICA DIGITAL
1-HISTORIA
2-ELECTRÓNICA DIGITAL
3-CIRCUITOS (SERIE-PARALELO-MIXTO)
4-CORRIENTE CONTINUA
6-CORRIENTE ALTERNA
SOLUCIÓN.
1.Historia de la electrónica. Nacimiento de la electrónica:
Como hacia el fin de siglo XIX ya se había inventado el micrófono, que transforma una señal acústica en una eléctrica. Por otro lado, ya se había inventado el audífono, aparato que transforma una señal eléctrica en una acústica. En este sistema las voces se distorsionaban mucho, la energía con que se emitía la onda era muy pequeña. Además, el hecho de que la fracción de energía que llegaba al receptor era muy pequeña, hacía difícil su funcionamiento para distancias grandes. La solución más satisfactoria fue lograda una vez que se inventó el tubo al vacío.
Desde el siglo XVIII algunos investigadores habían descubierto que si se calienta una superficie metálica, ésta emite cargas eléctricas. Sin embargo, fue Thomas A. Edison quien volvió a "desenterrar" este efecto en 1883, cuando trataba de mejorar su lámpara incandescente. Este efecto, que se llamó "efecto Edison", también recibe el nombre de termiónico. Fue el mismo Edison quien inventó un dispositivo en el cual la carga eléctrica emitida por la superficie metálica caliente (llamada cátodo) es recogida por otra superficie fría (llamada ánodo), lográndose de esta forma una corriente eléctrica. En la figura 1 se muestra cómo Edison construyó su dispositivo. Edison encerró los dos electrodos, el ánodo y el cátodo, dentro de un tubo de vidrio al vacío que también utilizaba para elaborar sus lámparas de iluminación.
Por otro lado, en el año de 1897 el físico inglés J. J. Thomson (1856"1940) descubrió la existencia de una partícula eléctricamente cargada, el electrón. Thomson demostró experimentalmente que el electrón tenía carga eléctrica negativa. En el año de 1906 Thomson recibió el Premio Nóbel de Física por su descubrimiento.
En 1899 J.J. Thomson estableció que las cargas que se liberaban al calentar la superficie metálica eran electrones.
En 1903 el físico británico John Ambrose Fleming (1849"1945) fue el primero en encontrar una aplicación práctica del efecto Edison. Fleming era asesor de una compañía telegráfica y le habían encomendado la tarea de encontrar un mejor detector de ondas electromagnéticas. L a compañía utilizó como detector de ondas un cohesor, no muy eficaz. A partir de 1900, en algunos diseños de receptores, se usaban cristales de galena o de pirita de hierro como detectores que por cierto fueron las primeras componentes de estado sólido empleadas en electrónica. Fleming recordó su trabajo anterior sobre el efecto Edison, y encontró una solución en este tipo de lámpara eléctrica.
El avance más importante en el desarrollo de la electrónica fue dado por el físico estadounidense Lee de Forest (1873"1961), en 1906, al introducir en el tubo al vacío un tercer electrodo reticulado, llamado rejilla, que permite el paso de electrones. Esta rejilla se coloca entre el cátodo y el ánodo
HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD
Thales de Miletus (630−550 AC) fue el primero, que cerca del 600 AC, conociera el hecho de que el ámbar, al ser frotado adquiere el poder de atracción sobre algunos objetos.
Sin embargo fue el filósofo Griego Theophrastus (374−287 AC) el primero, que en un tratado escrito tres siglos después, estableció que otras sustancias tienen este mismo poder, dejando así constancia del primer estudio científico sobre la electricidad.
En 1600, la Reina Elizabeth I ordena al Físico Real Willian Gilbert (1544−1603)estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las Brújulas usadas en la navegación, siendo éste trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la Electrostática y Magnetismo.
Gilbert fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" = ámbar.
Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.
3-circuito: es un arreglo que permite el flujo completo de corriente eléctrica bajo la influencia de voltaje.
un circuito eléctrico tipicamente esta compuesto por conductores y cables conectados a ciertos elementos de circuitos como aparatos (que aprovechan el flujo y resistencias que lo regulan).
Se denomina circuito eléctrico al conjunto de elementos eléctricos conectados entre sí que permiten
generar,
transportar y
utilizar la energía eléctrica con la finalidad de
transformarla en otro tipo de energía como, por ejemplo, energía calorífica (estufa), energía lumínica (bombilla) o energía mecánica (motor). Los elementos utilizados para conseguirlo son los siguientes:
Generador. Parte del circuito donde se produce la electricidad, manteniendo una
diferencia de tensión entre sus extremos.
Conductor. Hilo por donde circulan
los electrones impulsados por el generador.
Resistencias. Elementos del circuito que se oponen al paso de
la corriente eléctrica .
Interruptor. Elemento que permite abrir o cerrar el paso de
la corriente eléctrica. Si el interruptor está abierto no circulan los electrones, y si está cerrado permite su paso.
CORRIENTE CONTINUA
La corriente continua (c.c.) es el flujo siempre en la misma dirección de
cargas eléctricas (electricidad) a través de un conductor entre dos puntos de distinto voltaje. A diferencia de la
corriente alterna (c.a.), en la corriente continua, las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección del punto de mayor
potencial al de menor potencial. Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), se considera continua toda corriente que mantenga siempre la misma dirección, aunque lo adecuado sea usar el término corriente directa.
CORRIENTE ALTERNA
Además de la existencia de fuentes de FEM de corriente directa o continua (C.D.) (como la que suministran las pilas o las baterías, cuya tensión o voltaje mantiene siempre su polaridad fija), se genera también otro tipo de corriente denominada alterna (C.A.), que se diferencia de la directa por el cambio constante de polaridad que efectúa por cada ciclo de tiempo.
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La característica principal de una corriente alterna es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluirá del polo negativo al positivo, tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministran corriente directa.
CIRCUITO EN SERIE
Los circuitos en serie son aquellos circuitos donde la energía eléctrica solamente dispone de un camino, lo cual hace que no interesen demasiado lo que se encuentra en el medio y los elementos que la componen no pueden ser independientes.
O sea aquí solamente existe un único camino desde la fuente de corriente hasta el final del circuito (que es la misma fuente). Este mecanismo hace que la energía fluya por todo lo largo del circuito creado de manera tal que no hay ni independencia ni distinción en los diferentes lugares de este.
CIRCUITO PARACELO
En un cirtuito de resistencias en paralelo podemos considerar las siguientes propiedades o características:
La tensión es la misma en todos los puntos del circuito.
A cada uno de los caminos que puede seguir la corriente eléctrica se le denomina "rama".
La suma de las intensidades de rama es la intensidad total del circuito, coincide con la que sale de la pila. (Esta es una de las leyes de Kirchoff)
Donde IT es la intensidad total e Ii son las intensidades de rama.
La inversa de la resistencia equivalente del circuito paralelo es igual a la suma de las inversas de las resistencias.
Donde Rp es la resistencia equivalente del circuito paralelo, y Ri son las distintas resistencias de rama.
Despejando en la expresión anterior obtenemos:
Si particularizamos para el caso de tener sólo dos resistencias:
La resistencia equivalente es menor que la menor de las resistencias del circuito.
Las intensidades de rama las calculamos con la Ley de Ohm.
CIRCUITO MIXTO
Un circuito mixto como lo muestra la imágen es una combinación de varios elementos conectados tanto en paralelo como en serie, estos pueden colocarse de la manera que sea siempre y cuando se utilicen los dos diferentes sistemas de elementos, tanto paralelo como en serie.
Estos circuitos se pueden reducir resolviendo primero los elementos que se encuetran en serie y luego los que se encuentren en paralelo, para luego calcular y reducir un circuito unico y puro.
) de la carga o consumidor conectado al circuito.
