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UNIVERSIDAD SANTIAGO DE CALI
FACULTAD INGENIERIAS
LICENCIATURA EN EDUCACIÓN BASICA CON ENFASIS EN TECNOLOGIA E INFORMATICA
ALFABETIZACION NANOTECNOLOGIA
Profesor: MSc. JAVIER A. MURILLO M.
IV. CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como
resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que
contiene al menos una trayectoria cerrada.
Un
circuito
que
electrónicos es
circuito electrónico.
tiene componentes
denominado
Estas
redes
un
son
generalmente no lineales y requieren
diseños y herramientas de análisis mucho
más complejos.
Los circuitos electrónicos se pueden volver
muy complejos, pero a un nivel muy
básico, siempre tienes la fuente de la
electricidad (batería), la carga y dos cables
para conducir la electricidad entre la batería
y la carga. Los electrones se mueven desde
el origen, por la carga y de vuelta al origen.
Los electrones que se mueven tienen energía. Según los electrones se mueven de un punto
a otro, pueden realizar un trabajo. Por ejemplo, en una bombilla de filamento
incandescente, la energía de los electrones se usa para crear calor, y el calor a su vez para
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crear luz. En un motor eléctrico, la energía en los electrones crea un campo magnético, y
este campo puede interactuar con otros (por atracción y repulsión magnética) para crear
movimiento.
Basándonos en lo explicado hasta el momento, un
circuito electrónico es un circuito eléctrico que
también
contiene
como transistores,
dispositivos
diodos, y
otros
tales
elementos
electrónicos. Los circuitos electrónicos pueden
hacer funciones complejas utilizando las cargas
eléctricas, aunque se gobiernan con las mismas leyes que los circuitos eléctricos. Los
circuitos electrónicos se pueden clasificar en tres grupos, los cuales son:
 Circuitos analógicos – Son aquellos en que las señales eléctricas varían
continuamente para corresponderse con la información representada. El
equipamiento electrónico como los amplificadores de voltaje o de potencia,
radios, televisiones, suelen ser analógicos con la excepción de muchos
dispositivos modernos que suelen usar circuitos digitales. Las unidades
básicas
de
los
circuitos
analógicos
son
pasivos
– resistencias,
capacitadores, inductores – y activos, fuentes de energía independientes y
fuentes de energía dependientes.
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 Circuitos digitales – En estos circuitos, las señales eléctricas obtienen unos
valores discretos para mostrar valores numéricos y lógicos que representen
la información a procesar. Los transistores se utilizan principalmente como
conmutadores para crear pasarelas lógicas. Algunos ejemplos de equipos
electrónicos que utilizan circuitos digitales son las calculadoras, PDAs y los
microprocesadores.
 Circuitos mixtos – Estos circuitos son híbridos y contienen elementos tanto
analógicos como digitales. Algunos ejemplos de estos circuitos son los
convertidores de analógico a digital y viceversa.
4.1. VARIADOR DE INTENSIDAD DE LUZ CON POTENCIOMETRO
MATERIALES:
1 Potenciómetro de 10
1 LED cualquier color
1 Resistencia de 330
1 Fuente 5V
Hasta ahora hemos usado siempre resistencias fijas, de un valor dado. Pero a veces es
conveniente disponer de una señal variable para controlar el circuito que nos interesa.
Imaginémonos el volumen de un equipo de música, o el dial que sintoniza una emisora
en una radio FM.
Un potenciómetro es, simplemente,
un mecanismo para proporcionar una
resistencia variable.
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Hay potenciómetros de tantos tamaños, formas y colores como se puedan imaginar,
pero al final son una resistencia fija de un valor dado (
por ejemplo) y un
mecanismo que permita deslizar un dial conductor sobre esa resistencia, que nos
permita tomar una parte de ese valor.
Por eso un potenciómetro siempre tiene 3 pines en fila. Los del extremo se comportan
como una resistencia del valor de fondo de escala del potenciómetro, y un pin central
que va tomando valores de resistencia en función del movimiento que hagamos con el
ajuste.
Vamos a montar un circuito como este (en el que el potenciómetro esta rotulado Pot1):
La idea es conectar 5V y GND a los extremos del Potenciómetro (no importa cual es
uno y otro) y luego conectar el pin central al positivo de un LED y el negativo a GND
directo, pasando por una resistencia de limitación.
De este modo cuando giremos el potenciómetro estaremos modificando la tensión que
aplicamos a la entrada del LED, que variara entre 0 y 5V (Aunque ahora parezca
extraño es muy sencillo) y habremos conseguido un regulador de intensidad del LED.
NOTA: Con una resistencia de 10k la intensidad en el circuito será de: 5V / 10.000Ω =
0,5 mA Muy poco para conseguir iluminar el LED que requiere unos 20 mA.
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Así que durante la mayor parte del giro del potenciómetro el LED estará
apagado.
Importante: No olvides la resistencia R1.Aunque el potenciómetro limite la
intensidad, hay un momento en que llegara a cero y ahí y tu LED fallecerá en acto de
servicio.
4.2. VARIADOR DE INTENSIDAD DE LUZ CON FOTORRESISTENCIA
MATERIALES:
1 Fotorresistencia LDR
1 LED cualquier color
1 Resistencia de 330
1 Fuente 5V
Un divisor de tensión es un circuito muy utilizado
cuando se quiere regular el voltaje que le llega a un
componente,
circuito,
etc.
Está compuesto
generalmente por dos resistencias en serie, conectadas
entre una fuente de tensión (batería, pila…) y tierra.
Cuando conectas entre ambas resistencias el elemento
sobre el que deseas obtener un voltaje específico, basta
con que encuentres los valores de ambas resistencias que te proporcionan dicha
tensión.
La idea en este caso es que una de esas resistencias sea tu LDR.
Sin embargo, en función de dónde coloques tu LDR (cuál de las
dos resistencias de tu divisor de tensión sea la fotorresistencia) y
del valor de la otra resistencia, tus resultados variarán.
Un factor que mucha gente no tiene en cuenta cuando realiza un
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divisor de tensión es la corriente. No te preocupes, lo verás más adelante. Al ser un
tema que la mayoría de la gente descuida, quería recordártelo para que a ti no te pase.
Como te he comentado antes, a la hora de realizar tu divisor de tensión, tienes varias
opciones:
A Mayor Luz, Mayor Voltaje
A Mayor Luz, Menor Voltaje
Si conectas tu LDR con la fuente de voltaje, cuanta más luz incida sobre tu
fotorresistencia, menor será la diferencia de potencial (caída de voltaje) que tendrás
entre la fuente y tierra, con lo que el multímetro leerá un valor mayor.
De la misma forma, cuanto mayor sea la otra resistencia (que en este caso va conectada
a tierra) mayor será la lectura de voltaje en el multímetro. Como en tierra (GND) tienes
0V y eso no varía, cuanto mayor sea la resistencia, mayor será el valor de tensión que
llegará a tu multímetro.
En el caso de la corriente el planteamiento es similar. Si incide una gran cantidad de
luz sobre tu LDR, su resistencia se reducirá y la corriente también se reduce. Si la otra
resistencia (la que está a tierra) es grande, dificultará el paso de la corriente a través de
ella, y lo que conectes entre la resistencia y la LDR, asumirá una mayor corriente.
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Si esto que te acabo de contar te parece un poco difícil, échale un ojo a la ley de Ohm.
Apúntala en un papel y empieza a jugar con los términos, verás cómo te aclaras
enseguida (si no, recuerda que puedes preguntar lo que quieras al haber leído todo el
tema).
Si la explicación anterior te ha quedado clara, entenderás rápidamente el
funcionamiento del circuito al colocar la LDR a tierra. Es justo el comportamiento
opuesto al anterior, así que no creo que haga falta que entre en detalles.
Tanto si te decides por utilizar la primera opción como la segunda, puedes modificar el
comportamiento de tu circuito mediante código, es decir, puedes conectar tu LDR a la
fuente de voltaje y conseguir que tu sistema se comporte como si la hubieses conectado
a tierra.
Monta cada uno de los circuitos de la figura anterior y observa con el multímetro cómo
varia el voltaje según la intensidad de luz que se aplique.
4.3. VARIADOR DE INTENSIDAD DE LUZ CON FOTORRESISTENCIA Y
POTENCIÓMETRO.
MATERIALES:
1 Fotorresistencia LDR
1 Potenciómetro de 10
1 LED cualquier color
1 Resistencia de 330
1 Fuente 5V
Una mejora simple a cualquiera de las dos
configuraciones anteriores es la incorporación de un
potenciómetro. De nuevo, tienes varias opciones:
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Puedes sustituir tu resistencia (la resistencia normal, no la LDR) por un potenciómetro,
con lo que podrías fácilmente modificar tu sistema si vas a cambiarlo de sitio a otro en
el que la cantidad de luz sea diferente.
Si la fuente con la que alimentas tu divisor de tensión tiene un voltaje elevado, es
posible que a un circuito deseado lleguen demasiados voltios (con lo que podrías
destruirlo). Poniendo un potenciómetro entre tu divisor de tensión y el circuito
deseado, puedes regular de forma más precisa la tensión que le llegue. Esto también
puedes hacerlo con una resistencia estándar. Sin embargo, puede ser útil utilizar un
potenciómetro si tu fuente se gasta, es decir, si
tienes una pila o batería que, con el transcurso del
tiempo,
va
reduciendo
el
voltaje
que
le
proporciona a tu circuito. A medida que la
batería se va gastando, tú vas reduciendo la
resistividad de tu potenciómetro.
Monte un circuito como el de la figura y verifique
sus resultados.
4.4. ENCENDER UN LED POR ACCION DE LUZ
MATERIALES:
2 Fotorresistencias LDR
2 LED cualquier color
2 Resistencias de 270
1 Fuente 5V
1 Foco de luz o linterna
Algunas veces queremos mover un servo motor para que oriente una pequeña placa
(donde está el circuito) hacia la luz recibida desde una linterna. Para esto utilizaremos
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dos resistencias variables con la luz (LDR) en las que la resistencia varía en función de
la luz recibida.
En el dibujo anterior del circuito vemos que se generan dos divisores de tensión con la
resistencia de 270 ohmios y la resistencia LDR variable en función de la luz recibida.
Según sea esta resistencia, en los puntos analógico1 y analógico2 habrá una tensión
diferente entre 0V y 5V (si la luz recibida es diferente), que se convertirá en nueva
fuente para hacer encender dos LEDs colocados en esta posición.
Monte el circuito anterior y verifique sus resultados.
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