Apuntes de electrónica básica

Esta entrada esta orienta a brindar algunos consejos de electrónica básica que podrían ser útiles para quienes se están iniciando en este fascinante mundo.

1. Potencia en las resistencias: Seguramente a la hora de comprar una resistencias el vendedor nos pregunta de cuantos watts la queremos, de 1/8 , 1/4 , 1/2 , 1, 2 W etc. Si aún te estas iniciando en este mundo de la electrónica probablemente no tengas claro la importancia de esta característica, pero tranquilo como tú muchos hemos tenido dudas sobre la potencia correcta a eligir y a continuación y de forma breve veremos que debemos tener en cuenta para hacerlo de forma exitosa:

Primero debemos saber que la potencia no es más que el producto del voltaje por la corriente:

 [ P = V * I   ] ... (1)

Segundo lo que debemos saber de las resistencias es que estás cumplen un papel de limitar la corriente o la de disipar calor, entonces podemos entender que en términos de potencia nuestra resistencia debe ser capas de resistir la cantidad que queremos que disipe, por ello a modo ejemplo si por una resistencia tenemos una caida de tension de 0.5V y la atraviesa una corriente de 20mA entonces nuestra resistencia disipara una potencia igual a 10mW con lo cual el valor de potencia que debemos escoger es la de 1/8W lo que equivale a 125 mW, suficiente para nuestra aplicación.

Entonces en términos simples la potencia que escogeremos en nuestras resistencias debe ser mayor a la que debe soportar. Si te es difícil saber el voltaje y corriente que atraviesa una resistencia, puedes complementar la ecuación anterior descrita con la siguiente:

[  V  =  I * R  ] ... (2)

2. Polaridad de un condensador electrolítico: Antes de hablar de la polaridad de un condensador debemos saber que hay muchos tipos, entre ellos uno de los más comunes es el llamado electrolítico, con este condensador debemos tener especial cuidado ya que de conectarlo sin tener cuidado de su polaridad este literalmente explotara. Pero no tengas miedo que entenderlo es muy fácil.

La polaridad de un condensador electrolítico viene dada por un pin positivo (+) y uno negativo (-), el pin positivo debe estar conectado a un punto de mayor potencial que el negativo, por ejemplo si conectamos un condensador a una batería de 9 V el pin positivo debe ir al pin positivo de la batería y el pin negativo al punto común de la batería o tierra nunca al revés. ¿Pero como identificamos que pin es cual? Es muy simple si observamos nuestro condensador veremos que un pin es más largo que el otro correspondiendo el más largo al (+) y el mas corto al (-) ; sin embargo esta no es la mejor forma de reconocer los pines, la mejor es mirando el encapsulado de nuestro condensador en ella veremos una linea de color blanco la cual marca que el pin cercano a ella es el (-), para ilustrar mejor esto veamos la siguiente imagen

 

En la imagen apreciamos que el pin negativo esta del lado que nos marca la linea blanca

3. Voltaje de un condensador: En el apunte anterior describimos como ejemplo un condensador conectado a una batería de 9 V sin embargo no nos preguntamos si conectarlo directo a la batería afectaría en algo su funcionamiento, la respuesta es que podemos conectar un condensador directo a la batería siempre y cuando esta puede soportar el nivel de voltaje al que es sometido. Para entenderlo mejor en el ejemplo, nuestro condensador debe soportar un valor mayor a 9 V , por ejemplo 12 V, de no hacerlo nuestro condensador se estropearía. Afortunadamente hay condensadores con voltajes maximos de operación muy variados y son fáciles de identificar ya que estos vienen marcados en sus encapsulados, como muestra la siguiente imagen.

En la imagen vemos marcado que el condensador puede operar hasta con 400 V.

4. Los diodos led: Los diodos led son uno de los componentes que nunca faltan en un circuito, ya sea para usarlos como indicadores o simplemente para agregar algo de color a nuestros dispositivos finales, por lo tanto resulta muy útil saber como funcionan y como los podemos usar. 

Lo que debemos saber es que un diodo presenta dos terminales llamadas ánodo(+) y cátodo(-), dichos terminales los reconoceremos por el tamaño de sus pines siendo el ánodo más largo que el cátodo o observando dentro del encapsulado del led donde veremos que la lamina metálica del cátodo es más grande que la del ánodo. 

Imagen tomada de: https://tuelectronica.es/como-conectar-un-diodo-led/

Ahora dependiendo de la forma en que conectemos dichas terminales el diodo tendrá 2 modos de operación:

    Directo: Positiva al ánodo y negativa al cátodo

    Inversa: Positiva al cátodo y negativa al ánodo

En la conexión directa el diodo led conducirá corriente o lo que veremos como el encendido del led y en su modo contrario impedirá el paso de la corriente o se comportara como un circuito abierto. Por lo tanto si queremos encender un led a modo de ejemplo bastaría con poner 5V al ánodo y conectar a tierra al cátodo, pero ojo siempre con una resistencia en serie a nuestro led.

5. Calculo de resistencia para un led: Como decíamos antes es importante poner una resistencia conectada en serie con nuestro led para protección y para regular la luminosidad de nuestro led.

Entonces para calcular el valor de dicha resistencia debemos tener en cuenta el voltaje que cae en nuestro led y la corriente de operación que por lo general es de 20mA. Los valores de voltaje mínimos para encender el led los vemos en la siguiente imagen:

Imagen tomada de: https://www.inventable.eu/medir-tension-led/

Con esta información hagamos un pequeño ejemplo: Supongamos que queremos conectar un led  rojo a una fuente de 9V y la corriente de operación que queremos es de 20 mA, ¿Que valor de resistencia deberíamos usar?. 

Entonces tomamos un valor de tensión de 1.8 V en el led como el circuito nos entrega 9 V la resistencia estara sometida a una tension de 7.2 V a una corriente de 20mA, por lo tanto usando las ecuaciones que vimos en el primer punto tenemos que la resistencia es de 360 ohms a 144 mW. 

En caso de querer comprar esta resistencia y de no encontrarla en la tienda podemos comprar el valor comercial más cercano.

6. Siempre usa el datasheet: Si estas usando en tus circuitos componentes electrónicos como transistores o integrados ya observaste que estos se identifican con un código, por ejemplo: El 2n2222 (transistor NPN), 555 (timer), 74HC00 (inversor) entre otros. Dicho código si lo buscas en el navegador de tu preferencia junto a la palabra datasheet encontraremos una seria de documentos brindados por los fabricantes los cuales nos orientan en las diferentes características del componente tales como: voltaje de alimentación, corriente Max, modos de operación, ejemplos de implementación, entre otros. 

Como un ejemplo veamos el datasheet de un timer 555 brindando por el fabricante Texas Instrument haciendo click en el enlace de abajo:

Datasheet 555

En el documento podemos ver todas las especificaciones de operación, gráficas de características y circuitos de aplicaciones típicas brindadas por el fabricante, los cuales te recomiendo probar y luego tomarlo de referencia para aplicarlos en tus diferentes proyectos.