Aprendamos de Condensadores

Vamos a conocer un poco más sobre estos componentes eléctricos, que se encuentran en todos los aparatos electrónicos que nos rodean hoy en día:

CONDENSADORES

Un condensador o capacitor eléctrico es un componente eléctrico que almacena carga eléctrica en forma de diferencia de potencial, para liberarla posteriormente. Siendo la carga eléctrica la cantidad de electricidad o potencial.

• ¿CÓMO ALMACENA CARGA UN CONDENSADOR?

Esquema Condensador de Fluppe37, CC BY-SA 3.0

Un condensador está formado por dos placas o superficies conductoras en forma de láminas separadas por un material dieléctrico (aislante). Cuando conectemos una batería o fuente de tensión, dichas placas se cargarán con la misma cantidad de carga (q), pero con distintos signos (una + y la otra -). Y una vez cargado el condensador tendrá entre sus placas una d.d.p. (diferencia de potencial) y estará preparado para soltar esa carga cuando lo conectemos a un receptor de salida.

- La cantidad de carga que puede almacenar un condensador se denomina Capacidad del condensador, se mide en Faradios y  viene expresada en la siguiente fórmula:

C=q/V

donde:

q: es la carga almacenada en cada una de las placas del condensador y se mide en Culombios.

V: es la diferencia de potencial entre ambas placas y se mide en Voltios.

• CARGA DE UN CONDENSADOR EN CIRCUITO RC

Circuito RC Switch de Peterblockley, Public Domain

Generalmente en el circuito y junto al condensador se le añade una resistencia, también denominada Resistencia de Carga, que nos ayudará a controlar el tiempo de carga según la siguiente expresión:

t= 5*R*C

donde:

t : es el tiempo en segundos de la carga del condensador.

R: es el valor óhmico de la resistencia en serie.

C: es la capacidad de nuestro Condensador.

Una vez que el condensador se ha cargado, se comporta como un circuito abierto y entre sus bornes no circularía corriente.

• DESCARGA DE UN CONDENSADOR

Un condensador no se descarga automáticamente, sino que hay un periodo transitorio. Lo mismo ocurre con su carga, tampoco es instantánea. Ya estudiaremos con más detalle este apartado.

Para información más avanzada sobre la carga y descarga de un condensador, no dejes de visitar este site.

POLÍMETRO O MULTÍMETRO

Una vez que ya tengamos los componentes electrónicos con los que vamos a poder trabajar y experimentar, nos interesa conocer también algunas herramientas que nos podrán ser muy útiles para poder entender y avanzar en ese campo. Aquí os muestro uno de los más importantes:

POLÍMETRO O MULTÍMETRO

Este aparato sirve para medir las magnitudes eléctricas. Nos permite medir directamente el voltaje, la intensidad o corriente y la resistencia eléctrica.

Multímetro de OpenClipart-Vectors, CC0 1.0

Las características básicas que contiene un multímetro son las siguientes:

- Visualizador de cristal líquido.
- Interruptor de encendido y apagado.

- Rueda selectora. La iremos girando para seleccionar el campo de medida: amperios o miliamperios, voltios o milivoltios, ohmios,.. Si se desconoce el orden del valor de la magnitud que vas a medir, seleccionaremos en la rueda para que el multímetro realice la lectura máxima, para evitar que se estropee.

- Hembrilla para conexión de puntas de prueba. Para realizar un medición se colocan las pinzas, con su cable en las hembrillas de conexión.Suele ser el de color rojo el que corresponde al de mayor tensión (V+) y el negro al de menor (V-).
Si queremos medir intensidades en corriente alterna, la roja se inserta en la de la izquierda donde pone "20AMáx" (20 amperios máximo) y para todos los demás casos en el agujero rojo.

¿CÓMO MEDIR?

Daré las instrucciones básicas para medir las distintas magnitudes:

• PARA MEDIR RESISTENCIA ELÉCTRICA: 

Multímetro medida resistencia de Agapetos, Public Domain

- Poner una pinza en el com y la otra en el agujero rojo.
- La Resistencia se mide con el circuito desconectado, sin tensión.
- Poner las pinzas en bornes del circuito abierto que queremos medir.

• PARA MEDIR TENSIONES O VOLTAJE: 

Multímetro medida voltaje de Dmitry G, Public Domain

- La tensión de un circuito se mide en paralelo y en circuito cerrado.

• PARA MEDIR LA INTENSIDAD O CORRIENTE: 

Multímetro medida corriente de Pui108108, CC BY 4.0

- La intensidad de un circuito se mide en serie y en circuito cerrado. Si estuviera en circuito abierto, no circularía corriente y no tendríamos corriente o intensidad que medir.

• Para más información puede visitar esta información de wikipedia.
• Y para poder adquirir uno podéis consultar las siguientes tiendas online: como amazon o en leroy merlin.

LA RESISTENCIA ELÉCTRICA

La Resistencia es un componente que se opone al paso de la corriente eléctrica, entendiendo que la corriente eléctrica como el paso de electrones a través de un circuito receptor. Es decir que la corriente eléctrica es un movimiento de electrones.

Cuanto más se opone un elemento de un circuito a que pase por él la corriente, más resistencia tendrá.

El esfuerzo que tienen que vencer los electrones para moverse por un circuito cerrado se llama Resistencia eléctrica.

Resistencias de Cyp, CC BY-SA 3.0

• ¿CÓMO MEDIR LA RESISTENCIA?

Podemos medir la resistencia utilizando la ley de Ohm, una fórmula fundamental de la electrónica:

V=I*R

donde:

V: es la medida de voltaje o tensión.

I: es la medida de la intensidad o corriente.

R: es el valor de la resistencia eléctrica.

Según esta fórmula y sabiendo el voltaje que cae en una parte del circuito, y la corriente que lo recorre podemos calcular el valor de la resistencia eléctrica.

• TIPOS DE RESISTENCIAS

Existen varios tipos de resistencias en función del material, de la potencia, de carga variable, etc. La elección del tipo de resistencia dependerá de las necesidades y especificaciones que necesitemos en determinado circuito.  

Los tipos de resistencias más utilizados son:

1. Resistencias fijas. Son resistencias cuyo valor óhmico no lo podemos variar según nuestras necesidades. Pueden ser aglomeradas, de película de carbón, de película metálica y bobinadas.
2. Resistencias variables. En estas resistencias podemos variar su valor óhmico ajustando nosotros mismos el valor. Estas resistencias también son denominadas potenciómetros y suelen ser bobinadas o de película.
3. Resistencias dependientes. El valor óhmico de estas resistencias varía en función de otra variable, como de la luz ambiental (LDR), la temperatura (NTC o PTC) o de la tensión (VDR). 

- Para más información no dejéis de visitar este site.

Jugando con la Electrónica

Para aprender sobre algún ámbito técnico no podemos olvidarnos de acercarnos el máximo que nos sea posible a la realidad.  Y que mejor opción que poder adquirir nuestros propios componentes básicos para poner en funcionamiento nosotros mismos, equivocarnos, jugar, aprender...

Tras haber conocido los aspectos básicos teóricos al respecto, ¿Por qué no empezar a trastear un poco con ellos?

Trabajo con circuitos de Ppatel8492, CC BY-SA 4.0

RECOMENDACIONES PERSONALES:

• KIT BÁSICO de componentes

Una de las mejores opciones para principiantes sería alquirir algún kit didáctico del nivel de experiencia que tengamos.

Lo más básico podría ser un set de componentes para novatos. Los hay de varios tipos y de mayor o menor nivel de dificultad. A continuación os voy a recomendar un kit que contiene muchos tipos de componentes básicos y avanzados y puede serviros tanto para iniciaros como para seguir avanzando.

-  El kit que más recomiendaría sería el E2 de "Elegoo". Para más información buscar aquí. Es bastante económico para todo lo que contiene. El único inconveniente a tener en cuenta es que necesitaríamos unas tijeras de no tener "pelacables" en casa.
         Contiene:
         - 1 Módulo de alimentación.
         - 1 Placa de inserción (Protoboard o Breadboard).
         - 1 Circuito integrado 74HC595.
         - 1 Circuito integrado 4N35.
         - 2 Timbres.
         - 10 Interruptores.
         - 21 piezas de cable.
         - 2 Fotoresistores.
         - 1 Termistor
         - 32 Condensadores de varios tipos.
         - 56 leds (tradicional, zener, led).
         - 120 Resistencias: de 10, 100, 220, 330, 1K, 2K, 5.1K, 10K, 100K y de 1M Óhmios.

• COMPONENTES POR SEPARADO

También es una opción muy interesante la de comprar componente a componente, sobre todo si queremos o necesitamos trabajar con elementos muy concretos, ya que generalmente el porte por envío encarecería la compra.

Mi recomendación de compra sería en tiendas como: Cetronic, TodoElectrónica o Diotronic.

DIODO

Vamos a conocer los conceptos básicos y algunos tipos de diodos, componentes esenciales de la electrónica básica y avanzada.

EL DIODO

El diodo tradicional es un componente electrónico que permite el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección (polarización directa). En uno de los extremos tienen una franja gris que nos indica el extremo que tendría que ir al polo (-) para su conducción, o también llamado Cátodo. Siendo el otro extremo denominado Ánodo, el que se conectaría hacia el polo (+) de la bateria o fuente.
Idealmente para que un diodo conduzca se tiene que cumplir que: V+>V-

Cuando se polariza inversamente no pasa la corriente por él. Es decir, cuando el ánodo se conecta al polo (-) y el cátodo al (+), que idealmente sucede cuando la tensión en el cátodo es igual o mayor a la del ánodo: V->=V+ 

Diodo tradicional de Clker-Free-Vector-Images, CC0 1.0

A parte del diodo tradicional también existen otros tipos, como por ejemplo los siguientes:

• Diodo LED:

Este diodo emite luz cuando se polariza directamente. Tienen dos patillas de distinto tamaño y la patilla más larga nos indicará el ánodo. Cuando el ánodo esté conectado al polo (+), habrá polarización directa e idealmente se encenderá el led.

Diodo led de 95C, CC0 1.0

• Diodo ZENER:

Los diodos Zener son diodos que están diseñados para mantener un voltaje constante en sus terminales llamado Voltaje o Tensión Zener, cuando se polarizan inversamente. Es decir, cuando está el cátodo con una tensión (+) y el ánodo con la (-).

Diodo zener de Willtron, CC BY-SA 3.0

En definitiva, estos diodos se utilizan como reguladores de tensión o voltaje para determinadas tensiones y resistencias de carga. Por ejemplo, con un zener podemos conseguir que a un componente (por ejemplo un altavoz) siempre le llegue la misma tensión de forma bastante exacta.

• Para más información sobre el diodo buscar aquí.