CIRCUITOS LOGICOS

¿Qué es un circuito lógico?

Los circuitos lógicos son aquellos que manejan la información en forma de “1” y “0”, dos niveles lógicosde voltaje fijos. “1” nivel alto o “high” y “0” nivel bajo o “low”. Los circuitos lógicos están compuestos por elementos digitales como la compuerta AND (Y), compuerta OR (O), compuerta NOT (NO) y combinaciones poco o muy complejas de los circuitosantes mencionados.

Estas combinaciones dan lugar a otros tipos de elementos digitales como los compuertas, entre otros:

• – compuerta nand (No Y)
• – compuerta nor (No O)
• – compuerta or exclusiva (O exclusiva)
• – mutiplexores o multiplexadores
• – demultiplexores o demultiplexadores
• – decodificadores
• – codificadores
• – memorias
• – flip-flops
• – microprocesadores
• – microcontroladores
• – etc

La electrónica moderna usa electrónica digital para realizar muchas funciones. Aunque los circuitos electrónicos podrían parecer muy complejos, en realidad se construyen de un número muy grande de circuitos muy simples.

 La información binaria se representa en la forma de: (ver gráficos) – “0” ó “1”, – “abierto” ó “cerrado” (interruptor), – “On” y “Off”, – “falso” o “verdadero”, etc.

CONDENSADORES

CONDENSADORES

Un condensador es un dispositivo que sirve para almacenar carga y energía. Está construido por dos conductores aislados uno del otro, que poseen cargas iguales y opuestas. Los condensadores tiene múltiples aplicaciones.Los condensadores son dispositivos capaces de almacenar una determinada cantidad de electricidad. Se componen de dos superficies conductoras, llamadas armaduras, puestas frente a frente y aisladas entre sí por un material aislante que es llamado daléctrico. La capacidad de almacenar electricidad es proporcional directamente a la superficie enfrentada; inversamente proporcional a la distancia que separa las armaduras y depende del dieléctrico existente entre ambas. Si el dieléctrico es aire, se dice que la constante dieléctrica es 1. Si entre las armaduras se interpone una placa de papel impregnado, cuya constante dieléctrica es 3,50, se obtendrá un condensador de 3,50 veces más de capacidad que el mismo con dieléctrico de aire. El mecanismo de iluminación (“flash”) de las cámaras fotográficas poseen un condensador que almacena la energía necesaria para proporcionar un destello súbito de luz.den

Los condensadores también se utilizan para suavizar las pequeñas ondas que surgen cuando la corriente alterna (el tipo de corriente que suministra un enchufe domestico se convierte en continua en una fuente de potencia, tal como la utilizada para cargar la radio cuando las pilas están bajas de tensión).

FUNCIONAMIENTO

←Aquí tenemos un ejemplo del funcionamiento de un condensador frente a una corriente alterna. Vemos un generador de corriente alterna que está conectado a un condensador. Debido a la tensión alterna U, el condensador resulta cargado, descargado, vuelto a cargar con polaridad opuesta; una vez más descargado, y así sucesivamente. Con ello circula una corriente cuya variación es senoidal. Pero, la corriente no circula a través del condensador, es decir a través de su dieléctrico que es aislante como hemos dicho, la corriente sólo circula de los bornes del generador a las armaduras del condensador y viceversa, es decir, aunque el circuito realmente no está cerrado el efecto es como si lo estuviera; y siendo éste el efecto, se suele decir que por el circuito circula una corriente eléctrica.

Dentro de un circuito electrónico los condensadores se utilizan en los circuitos oscilantes uniendo su función a la que ejercen las inductancias (o bobinados) aprovechando sus condiciones de paso de la corriente alterna y bloqueo de la continua.

UNIDAD DE MEDIDA DEL CONDENSADOR 

La unidad de medida de los condensadores es el faradio. Este es usado en redes eléctricas de tamaño monumental, por lo que en la electrónica se hace necesario utilizar pequeñas fracciones del faradio.

MICROFARADIO, (uF), equivale a una millonésima parte de un faradio (0.000001F)

NANOFARADIO, (uF), equivale a una milmillonésima parte de un faradio (0.000000001F)

PICOFARADIO, (pF), equivale a una millonésima parte de un faradio (0.000000000001F)

 Ya que el tamaño de los condensadores electrolíticos es considerable, llevan marcados en su superficie, la capacidad, la polaridad y la tensión máxima de trabajo. En estos componentes es muy importante tener en cuenta el voltaje máximo de trabajo y la polaridad, pues en el caso de necesitar una mayor tensión, aumenta el tamaño y por lo tanto su precio. Cuando se usa un condensador que esta por debajo de la tensión requerida, con el tiempo puede llegar a reventarse.

Los condensadores electrolíticos tienen como valores usuales los 1, 1,5 2,2 3,3, 4,7, 6,8 microfaradios y sus múltiplos de 10.

RESORTE Y CONTACTOR

Resorte

Es un muelle encargado de devolver los contactos a su posición de reposo una vez que cesa el campo magnético de las bobinas.

Aplicaciones:

AC1	Cargas puramente resistivas para calefacción eléctrica
AC2	Motores asíncronos para mezcladoras, centrífugas
AC3	Motores asíncronos para aparatos de aire acondicionado, compresores, ventiladores

Relé térmico: Su principio de funcionamiento se basa en que el aumento de temperatura deforma de ciertos elementos bimetales, para accionar, cuando alcanza ciertos valores, unos contactos auxiliares que desactiven todo el circuito y energicen al mismo tiempo un elemento de señalización.

Contactos

En su simboligía aparecen con dos cifras donde la unidad indica: 

1 y 2, contacto normalmente cerrados, NC.

3 y 4, contacto normalmente abiertos, NA.

5 y 6, contacto NC de apertura temporizada o de protección.

7 y 8, contacto NA de cierre temporizado o de protección.

*Dos partes fijas ubicadas en la coraza y una parte móvil colocada en la armadura para establecer o interrumpir el paso de la corriente entre las partes fijas. El contacto móvil lleva el mencionado resorte que garantiza la presión y por consiguiente la unión de las tres partes.

*Contactos auxiliares. Su función específica es permitir o interrumpir el paso de la corriente a las bobinas de los contactores o los elementos de señalización, por lo cual están dimensionados únicamente para intensidades muy pequeñas.

*Contactos principales: Su función es establecer o interrumpir el circuito principal, consiguiendo así que la corriente se transporte desde la red a la carga. 

*De apertura positiva. Los contactos cerrados y abiertos no pueden coincidir cerrados en ningún momento.

*Temporizados. Actúan transcurrido un tiempo determinado desde que se energiza la bobina (temporizados a la conexión) o desde que se desenergiza la bobina (temporizados a la desconexión).

*Instantáneos. Actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor. Se encargan de abrir y cerrar el circuito.

*De apertura lenta. El desplazamiento y la velocidad del contacto móvil es igual al de la armadura.

CONTACTOR

Un contactor es un dispositivo que permite establecer o interrumpir el paso de corriente, ya sea un circuito de potencia o de mando tan pronto se de tensión a la bobina. 

Funcionamiento:

Los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías de paso de corriente podrá ser bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. Realizándose las maniobras simultáneamente en todas las vías.Los contactos auxiliares son de dos clases: abiertos, NA, y cerrados, NC. 

Partes del contactor:  

Armadura

Elemento móvil, cuya construcción es similar a la del núcleo, pero sin espiras de sombra. Su función es cerrar el circuito magnético una vez energizadas la bobinas, ya que debe estar separado del núcleo, por acción de un muelle.

Espira de sombra

Se utiliza para evitar las vibraciones en un contactor. Se la coloca de tal manera que abrace parte del campo magnético de la fuerza de atracción que une el hierro fijo con el hierro móvil. Cuando se opera con corriente alterna, esta fuerza de atracción desaparece debido a los ciclos de la corriente, generando que el hierro móvil se desprenda y se vuelva a pegar al hierro fijo generando vibraciones.

Núcleo

Su función es concentrar y aumentar el flujo magnético que genera la bobina (colocada en la columna central del núcleo), para atraer con mayor eficiencia la armadura.

Bobina

Es un arrollamiento de alambre de cobre muy delgado con un gran número de espiras, que al aplicársele tensión genera un campo magnético. Éste a su vez produce un campo electromagnético, superior al par resistente de los muelles, que a modo de resortes separan la armadura del núcleo, de manera que estas dos partes pueden juntarse estrechamente.

Electroimán 

Su finalidad es transformar la energía eléctrica en magnetismo, generando así un campo magnético muy intenso, que provocará un movimiento mecánico.

Carcasa

Es el soporte sobre el cual se fijan todos los componentes conductores al contactor. Está fabricado en material no conductor, posee rigidez y soporta el calor no extremo.

Características:

Linea Completa:

 La línea completa de contactores para corriente alterna es capaz de comandar motores desde los 9 A (5.5 HP 3x380 V) hasta 600 A (400 HP 3x380 V) en 17 modelos, lo que posibilita una optimización en los costos y cubre con creces las necesidades de los mercados más exigentes.

Doble rango de frecuencias:
 Todos los modelos poseen un diseño que permite su accionamiento con tensiones de comando de 50/60 Hz.

Montaje sobre riel DIN:

Los Contactores desde 9 hasta 50 Amp. pueden ser montados sobre riel DIN

facil re cambio de los contactores:

 Toda la línea permite el cambio de los contactos principales y auxiliares. Los contactores de la gama superior poseen un exclusivo sistema patentado por HITACHI mediante el cual, luego de retirar el cabezal fijo, se pueden reemplazar los contactos con un simple giro de su guía y sin necesidad de quitar los resortes.

Contactos auxiliares:

 Los contactores H poseen un diseño autolimpiante que permite romper la pequeña película que se forma naturalmente sobre los mismos logrando una segura conexión.

Alta seguridad: 

Mecanismo de prevención contra operaciones erróneas. El accionamiento del cabezal móvil del contactor puede ser comprobado abriendo el indicador (H65C a H600C).

Larga vida electrica:

Los contactores poseen una larga vida eléctrica producto de la elección de adecuadas aleaciones de Ag/Ocd.

Larga vida mecánica:

 La larga vida mecánica de estos aparatos se basa principalmente en el perfecto balance de las masas en movimiento y la óptima calidad del FE/Si.

Aplicaciones del contactor:

 Se utilizan en motores, luces, u otros dispositivos que consumen demasiada energía. Anteponiendo un contactor entre la carga y el conmutador, es el primero quien soporta toda la carga.

  

SIMBOLOGIA DEL CONTACTOR.

LONGITUD DE ONDA

LONGITUD DE ONDA

La longitud de onda es la distancia real que recorre una perturbación (una onda) en un determinado intervalo de tiempo. Ese intervalo de tiempo es el transcurrido entre dos máximos consecutivos de alguna propiedad física de la onda. En el caso de las ondas electromagnéticas esa propiedad física (que varía en el tiempo produciendo una perturbación) puede ser, por ejemplo, su efecto eléctrico (su campo eléctrico) el cual, según avanza la onda, aumenta hasta un máximo, disminuye hasta anularse, cambia de signo para hacerse negativo llegando a un mínimo (máximo negativo). Después, aumenta hasta anularse, cambia de signo y se hace de nuevo máximo (positivo). Esta variación del efecto eléctrico en el tiempo, si la representamos en un papel, obtenemos "crestas" y "valles" (obtenemos una curva sinusoidal) pero la onda electromagnética no "tiene" crestas y valles.

Otra propiedad física, que podríamos haber utilizado para medir la longitud de onda de las ondas electromagnéticas, es su efecto magnético (su campo magnético), que también varía en el tiempo.

En el caso de las ondas llamadas "olas del mar", esa propiedad puede ser la posición de una de sus moléculas respecto al nivel medio del mar. La perturbación avanza a una determinada velocidad (que depende de varios aspectos que aquí no son relevantes). Si medimos lo que avanza la perturbación en el transcurso de tiempo empleado por una de sus moléculas en pasar dos veces consecutivas por un máximo en su posición respecto al nivel medio del mar, obtendremos la longitud de onda de esa onda que llamábamos "olas del mar". En este caso, esa distancia (esa longitud de onda) coincide con la separación entre dos crestas consecutivas, pero no es conveniente quedarse con la idea de que todas las ondas tienen "crestas". La luz no las tiene. La definición de "distancia recorrida por la perturbación (no por el material, moléculas, etc. ) en una determinada duración de tiempo" es la definición válida.

CIRCUITO RL PARA CORRIENTE ALTERNA

CIRCUITO RL PARA CORRIENTE ALTERNA

CIRCUITO RL: Un circuito RL es un circuito eléctrico que contiene una resistencia y una bobina en serie. Se dice que la bobina se opone transitoriamente al establecimiento de una corriente en el circuito.

CARACTERÍSTICAS:  Los circuitos RL son aquellos que contienen una bobina (inductor) que tiene auto inductancia, esto quiere decir que evita cambios instantáneos en la corriente. Siempre se desprecia la auto inductancia en el circuito puesto que se considera mucho menor a la del inductor. Para un tiempo igual a cero, la corriente comenzará a crecer y el inductor producirá igualmente una fuerza electromotriz en sentido contrario, lo cual hará que la corriente no aumente. A esto se le conoce como fuerza contra electromotriz.

La reactancia inductiva se representa por y su valor viene dado por:

XL = WL = 2πFL

En la que:

XL= Reactancia inductiva en ohm
L= Inductancia en henrios
F= Frecuencia  en Hertz
W= Frecuencia angular

FUNCIONES:

Ley de tensiones de Kirchhoff: La suma de las tensiones en un lazo debe ser 0.

Ley de Ohm: La tensión en una resistencia es igual al producto del valor dicha resistencia por la corriente que fluye a través de ella.

Teorema de Norton: Cualquier red que tenga una fuente de tensión o de corriente y al menos una resistencia es equivalente a una fuente ideal de corriente en paralelo con una resistencia.

Teorema de Thévenin: Cualquier red que tenga una fuente de tensión o de corriente y al menos una resistencia es equivalente a una fuente ideal de tensión en serie con una resistencia.

APLICACIONES: El circuito RL tiene un componente resistivo y otro inductivo (R y L). Aquí partimos de la impedancia que será un número complejo. El ángulo de desfase depende de la cantidad de componente inductivo que tenga.

   Z = R + Xlj , como Xl= w x L  (frecuencia angular por inductancia) podemos decir también Z = R + (w x L) j

   Este número complejo lo podemos representar con el llamado triángulo de impedancia:



   En la imagen X sería Xl, si tuviéramos Xc (parte capacitiva), X sería (Xl-Xc). Según este triángulo podemos convertir el número complejo en número natural de la siguiente fórmula (por Pitágoras):

   Z² = R² + Xl²    Podríamos despejar Z para calcularla.

   La intensidad sería I = V / Z, que en instantánea quedaría:

   i = (Vo x seno wt) / (R + wLj) en complejo. Podemos convertirlo en eficaz sustituyendo la Z por la raíz cuadrada de (R + wL).

   Los valores eficaces seríán V = I /Z o I = V/Z.

Para medir la graticula, miras desde donde empieza la frecuencia en este caso da 3,2 el valor siempre varia depende de donde la tengas ubicada

luego miramos voltio por divicion (donde esta encerrado) en este caso da 200 después le sacamos el valor pico a pico que se saca con el resultado de la graticula, voltio por divicion y la punta que su valor es 1 todo eso se multiplica donde x resultado luego que tengamos el resultado lo dividimos entre 2 y dado ese resultado lo multiplicamos por 0,707 y ese es nuestro resultado final

CONDENSADOR O CAPACITOR

CONDENSADOR: Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dieléctrico.

Va a tener una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y polaridad, que deberemos aprender a distinguir

Aquí vemos esquematizado un condensador, con las dos láminas = placas = armaduras, y el dieléctrico entre ellas. En la versión más sencilla del condensador, no se pone nada entre las armaduras y se las deja con una cierta separación, en cuyo caso se dice que el dieléctrico es el aire.

CAPACITOR: es un pasivo de dos terminales componente eléctrico se utiliza para almacenar eléctrica energía temporalmente en un campo eléctrico. Las formas de condensadores prácticas varían ampliamente, pero todos contienen al menos dos conductores eléctricos (placas) separadas por un dieléctrico (es decir, un aislador que puede almacenar energía al convertirse polarizada). Los conductores pueden ser películas delgadas, láminas o bolas sinterizados de metal o de electrolito conductora, etc.

SIMBOLOS:

UNIDAD DE MEDIDA:

La unidad medida de los condensadores es el faradio. Este es usado en redes eléctricas de tamaño monumental, por lo que en electrónica se hace necesario utilizar pequeñas fracciones del faradio.

 

Microfaradio,  (uF), equivale a una millonésima parte de un faradio (0.000001 F).

Nanofaradio (nF), equivale a una milmillonésima parte de un faradio (0.000000001 F).

Picofaradio (pF), equivale a una billonésima parte de un faradio (0.000000000001 F)

COMO SE CONSTRUYE INTERNAMENTE:

Los condensadores electrolíticos de aluminio se construyen a partir de dos tiras de aluminio, una de las cuales está cubierta de una capa aislante de óxido, y un papel empapado en electrolito entre ellas. La tira aislada por el óxido es el ánodo, mientras el líquido electrolito y la segunda tira actúan como cátodo. Esta pila se enrolla sobre sí misma, ajustada con dos conectores pin y se encaja en un cilindro de aluminio. Las dos geometrías más populares son las axiales y radiales mostradas en la fotografía.

Un capacitor está formado por dos placas metálicas (conductoras de la electricidad) enfrentadas y separadas entre sí por una mínima distancia, y un dieléctrico, que se define como el material no conductor de la electricidad (aire, mica, papel, aceite, cerámica, etc.) que se encuentra entre dichas placas.

FUNCIONES: Cuando un capacitor se conecta a una fuente de fuerza electromotriz (F.E.M.) de corriente alterna (C.A.), por el circuito externo comienza a circular un flujo de electrones que se mueven, alternativamente, de una placa a la otra, cargándose y descargándose continuamente mientras se encuentran conectadas a la fuente suministradora de corriente eléctrica. En ese caso, durante un medio ciclo de la corriente alterna, una placa será negativa (–) y la otra positiva (+), pero en el. siguiente medio ciclo se invierten las polaridades, provocando que se manifieste un ritmo constante de cargas y descargas en ambas placas y, a consecuencia de ello, la corriente eléctrica puede circular por el circuito externo. Ese cambio de polaridad se repite tantas veces como ciclos de frecuencia por segundo o hertz (Hz) posea la corriente alterna de la fuente suministradora. Aunque se pueda pensar que por el hecho de circular la corriente eléctrica alterna por el circuito externo se deba a que los electrones puedan franquear la barrera que le impone el dieléctrico aislante, nada más lejos de la realidad, pues ni uno solo de estos puede atravesarla, al igual que ocurre cuando el capacitor se encuentra conectado a una fuente de corriente directa.

FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACITANCIA:

  La capacitancia depende solo de factores geométricos del propio capacitor (placas paralelas, esférico cilíndrico.. entre los más comunes) tales como superficie de las placas que almacenan carga como la distancia entre ellas (determina el potencial entre las placas).

Adicionalmente la capacitancia puede ser variada, introduciendo materiales dieléctricos que por propiedades típicas del material usado permiten aumentar dicha capacitancia al variar el potencial entre las placas por la generación de cargas de polarización producidas en el dieléctrico a causa del campo eléctrico presente al interior del capacitor.