electronica

Electrónica

Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la gran construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería de materiales

Historia[editar]

El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el triodo en 1906. Este dispositivo es básicamente como el diodo de vacío, pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa, con el objeto de modificar la nube electrónica del cátodo, variando así la corriente de placa. Este fue un paso muy importante para la fabricación de los primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, televisores, etc.El funcionamiento del siguiente dispositivo está basado en el efecto Edison.Edison fue el primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro de una bombilla para evitar el ennegrecimiento que producía en la ampolla de vidrio el filamento de carbón. Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se producía porque los electrones de los átomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor, escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el espacio vacío dentro de la bombilla, eran atraídos por la polaridad positiva de la lámina.

Corriente eléctrica

También denominada intensidad, es el flujo de electrones libres a través de un conductor o semiconductor en un sentido. La unidad de medida de este parámetro es el amperio (A). Al igual que existen tensiones continuas o alternas, las intensidades también pueden ser continuas o alternas, dependiendo del tipo de tensión que se utiliza para generar estos flujos de corriente.

Resistencia

Es la propiedad física mediante la cual todos los materiales tienden a oponerse al flujo de la corriente. La unidad de este parámetro es el Ohmio (Ω). No debe confundirse con el componente resistor. La propiedad inversa es la inductancia eléctrica.

Circuitos electrónicos[editar]

Se denomina circuito electrónico a una serie de elementos o componentes eléctricos (tales como resistencias, inductancias, condensadores y fuentes) o electrónicos, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas. Los circuitos electrónicos o eléctricos se pueden clasificar de varias maneras:

Por el tipo de información	Por el tipo de régimen	Por el tipo de señal	Por su configuración
Analógicos Digitales Mixtos	Periódico Transitorio Permanente	De corriente continua De corriente alterna Mixtos	Serie Paralelo Mixtos

Componentes[editar]

Para la síntesis de circuitos electrónicos se utilizan componentes electrónicos e instrumentos electrónicos. A continuación se presenta una lista de los componentes e instrumentos más importantes en la electrónica, seguidos de su uso más común:

• Altavoz: reproducción de sonido.
• Cable: conducción de la electricidad.
• Conmutador: reencaminar una entrada a una salida elegida entre dos o más.
• Interruptor: apertura o cierre de circuitos, manualmente.
• Pila: generador de energía eléctrica.
• Transductor: transformación de una magnitud física en una eléctrica (ver enlace).
• Visualizador: muestra de datos o imágenes.

Dispositivos analógicos (algunos ejemplos)

• Amplificador operacional: amplificación, regulación, conversión de señal, conmutación.
• condensador: almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancias.
• Diodo: rectificación de señales, regulación, multiplicador de tensión.
• Diodo Zener: regulación de tensiones.
• Inductor: adaptación de impedancias.
• Potenciómetro: variación de la corriente eléctrica o la tensión.
• Relé: apertura o cierre de circuitos mediante señales de control.
• Resistor o Resistencia: división de intensidad o tensión, limitación de intensidad.
• Transistor: amplificación, conmutación.

Dispositivos digitales

• Biestable: control de sistemas secuenciales.
• Memoria: almacenamiento digital de datos.
• Microcontrolador: control de sistemas digitales.
• Puerta lógica: control de sistemas combinacionales.

Dispositivos de potencia

• DIAC: control de potencia.
• Fusible: protección contra sobre-intensidades.
• Tiristor: interruptor semiconductor para el control de potencia.
• Transformador: elevar o disminuir tensiones, intensidades, e impedancia aparente.
• Rectificador controlado de silicio (SCR).
• Triac: control de potencia.
• Varistor: protección contra sobre-tensiones.

Equipos de medición

Los equipos de medición de electrónica se utilizan para crear estímulos y medir el comportamiento de los Dispositivos Bajo Prueba (DUZ por sus siglas en inglés).La medición de magnitudes mecánicas, térmicas, eléctricas y químicas se realiza empleando dispositivos denominados sensores y transductores. El sensor es sensible a los cambios de la magnitud a medir, como una temperatura, una posición o una concentración química. El transductor convierte estas mediciones en señales eléctricas, que pueden alimentar a instrumentos de lectura, registro o control de las magnitudes medidas. Los sensores y transductores pueden funcionar en ubicaciones alejadas del observador, así como en entornos inadecuados o impracticables para los seres humanos.

Algunos dispositivos actúan de forma simultánea como sensor y transductor. Un termopar consta de dos uniones de diferentes metales que generan una pequeña tensión que depende del diferencial término entre las uniones. El termitero es una resistencia especial, cuyo valor de resistencia varía según la temperatura. Un reóstato variable puede convertir el movimiento mecánico en señal eléctrica. Para medir distancias se emplean condensadores de diseño especial, y para detectar la luz se utilizan fotocélulas. Para medir velocidades, aceleración o flujos de líquidos se recurre a otro tipo de dispositivos. En la mayoría de los casos, la señal eléctrica es débil y debe ser amplificada por un circuito electrónico. A continuación se presenta una lista de los equipos de medición más importantes:

• Galvanómetro: mide el cambio de una determinada magnitud, como la intensidad de corriente o tensión (o voltaje). Se utiliza en la construcción de Amperímetros y Voltímetros analógicos.
• Amperímetro y pinza amperimétrica: miden la intensidad de corriente eléctrica.
• Óhmetro o puente de Wheatstone: miden la resistencia eléctrica. Cuando la resistencia eléctrica es muy alta (sobre los 1 M-ohm) se utiliza un megóhmetro o medidor de aislamiento.
• Voltímetro: mide la tensión.
• Multímetro o polímetro: mide las tres magnitudes citadas arriba, además de continuidad eléctrica y el valor B de los transistores (tanto PNP como NPN).
• Altímetro: mide la potencia eléctrica. Está compuesto de un amperímetro y un voltímetro. Dependiendo de la configuración de conexión puede entregar distintas mediciones de potencia eléctrica, como la potencia activa o la  reactiva.
• Osciloscopio: miden el cambio de la corriente y el voltaje respecto al tiempo.
• Analizador lógico: prueba circuitos digitales.
• Analizador de espectro: mide la energía espectral de las señales.
• Analizador vectorial de señales: como el analizador espectral pero con más funciones de demodulación digital.
• Electrómetro: mide la carga eléctrica.
• Frecuencímetro o contador de frecuencia: mide la frecuencia.
• Reflectómetro de dominio de tiempo (TDR): prueba la integridad de cables largos.
• Capacímetro: mide la capacidad eléctrica o capacitación.
• Contador eléctrico: mide la energía eléctrica. Al igual que el altímetro, puede configurarse para medir energía activa (consumida) o energía reactiva.
• 
  

Dispositivos PASIVOS 

dispositivos pasivos

Elemento  que  se  utiliza  para  interconectar  los  enlaces  de  una  red  de  datos  su  utilización  se  define  en  las  normativas  internacionales.  Armarios,  Paneles,  Tomas,  Canalizaciones.

Jacks / Conectores :

El conector BNC es un tipo de conector para uso con cable coaxial.

Los conectores para la Fibra Óptica son variados entre los cuales encontramos los siguientes:

• FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.

• FDDI, se usa para redes de fibra óptica.

• LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos.

• SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.

• ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.

CABLE UTP:

Cable para montaje de red.  Características:   Conductor de cobre desnudo   Aislamiento del conductor de polietileno de alta densidad de 0.08mm de diámetro.

Cable coaxial (consta de un núcleo de hilo de cobre rodeado por un aislante, un apantallamiento de metal trenzado y una cubierta externa.)

Cable de par trenzado (consta de dos hilos de cobre aislados y entrelazados. Hay dos tipos de cables de par trenzado: cable de par trenzado sin apantallar [UTP - es el tipo más conocido de cable de par trenzado y ha sido el cableado LAN más utilizado en los últimos años. 

Cable de fibra óptica :

En el cable de fibra óptica las señales que se transportan son señales digitales de datos en forma de pulsos modulados de luz.

Esta es una forma relativamente segura de enviar datos debido a que, a diferencia de los cables de cobre que llevan los datos en forma de señales electrónicas, los cables de fibra óptica transportan impulsos no eléctricos. Esto significa que el cable de fibra óptica no se puede pinchar y sus datos no se pueden robar. 

se utilizan tres tipos de fibras ópticas para la transmisión de datos:

      Fibra monomodo. Permite la transmisión de señales con ancho de banda hasta 2 GHz.

      Fibra multimodo de índice gradual. Permite transmisiones de hasta 500 MHz.

    Fibra multimodo de índice escalonado. Permite transmisiones de hasta 35 MHz

CANALETA: 

Medio  de  protección  y  enrutamiento  del  cableado  de  red  y  cableado  eléctrico  Canaleta PVC.

Patch Panel : 

Los llamados Patch Panel son utilizados en algún punto de una red informática donde todos los cables de red terminan. Se puede definir como paneles donde se ubican los puertos de una red, normalmente localizados en un bastidor o rack de telecomunicaciones. Todas las líneas de entrada y salida de los equipos (ordenadores, servidores, impresoras… etc.) tendrán su conexión a uno de estos paneles.

Componentes activos 

Los componentes activos son aquellos que son capaces de controlar los circuitos o de realizar ganancias . Fundamentalmente son los generadores eléctricos y ciertos componentes semiconductores. Estos últimos, en general, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relación entre la tensión aplicada y la corriente demandada no es lineal.

Los componentes activos semiconductores derivan del diodo de Fleming y del triodo de Lee de Forest. En una primera generación aparecieron las válvulas que permitieron el desarrollo de aparatos electrónicos como la radio o la televisión. Posteriormente, en una segunda generación, aparecerían los semiconductores que más tarde darían paso a los circuitos integrados (tercera generación) cuya máxima expresión se encuentra en los circuitos programables (microprocesador y microcontrolador) que pueden ser considerados como componentes, aunque en realidad sean circuitos que llevan integrados millones de componentes.

En la actualidad existe un número elevado de componentes activos, siendo usual, que un sistema electrónico se diseñe a partir de uno o varios componentes activos cuyas características lo condicionará. Esto no sucede con los componentes pasivos. En la siguiente tabla se muestran los principales componentes activos junto a su función más común dentro de un circuito.

Componente	Función más común
Amplificador operacional	Amplificación, regulación, conversión de señal, conmutación.
Biestable	Control de sistemas secuenciales.
PLD	Control de sistemas digitales.
Diac	Control de potencia.
Diodo	Rectificación de señales, regulación, multiplicador de tensión.
Diodo Zener	Regulación de tensiones.
FPGA	Control de sistemas digitales.
Memoria	Almacenamiento digital de datos.
Microprocesador	Control de sistemas digitales.
Microcontrolador	Control de sistemas digitales.
Pila	Generación de energía eléctrica.
Tiristor	Control de potencia.
Puerta lógica	Control de sistemas combinacionales.
Transistor	Amplificación, conmutación.
Triac	Control de potencia.

¹ === Componentes pasivos ===

Son aquellos que no necesitan una fuente de energía para su correcto funcionamiento. No tienen la capacidad de controlar la corriente en un circuito. Los componentes pasivos se dividen en:

Componentes pasivos lineales:son fuente masiva de información include if {

Componente	Función más común
Condensador	Almacenamiento de energía, filtrado, adaptación impedancia.
Inductor o Bobina	Almacenar o atenuar el cambio de energía debido a su poder de auto-inducción.
Resistor o Resistencia	División de intensidad o tensión, limitación de intensidad.

Componentes electromecánicos:

A este grupo pertenecen los interruptores, fusibles y conectores.

Componentes optoelectrónicos

Artículo principal: Componente opto electrónico

Componentes optoeletrónicos, son aquellos que transforman la energía lumínica en energía eléctrica, denominados , o la energía eléctrica en lumínica, denominados electro luminiscentes.

DISPOSITIVOS ACTIVOS 

dispositivos activos

Dispositivo electrónico que distribuye banda ancha a determinada cantidad de equipos  (Computadores) de una red. (Switch, router)  Son los equipos que se encargan de distribuir en forma activa la información a través de la red, como concentradores, redes inalámbricas,switches.

HUB:

También denominado concentrador. Cuando se transmiten señales eléctricas por  un cable, se produce una degeneración proporcional a la longitud del cable, lo que se  denomina Atenuación. Un hub es un simple dispositivo que se añade para reforzar la  señal del cable y para servir de bus o anillo activo. 

BRIDGE (PUENTE):

El puente es el dispositivo que interconecta las redes y proporciona  un camino de comunicación entre dos o más segmentos de red o subredes. El Bridge  permite  extender  el  dominio  de  broadcast,  pero  limitándole  dominio  de  colisión.  Algunas razones para utilizar un puente son las siguientes: Para ampliar la extensión de la red o el número de  nodos que la constituyen.  Para reducir el cuello de botella del tráfico causado por un número excesivo de nodos nidos.  Para unir redes distintas y enviar paquetes entre ellas, asume que ejecutan el mismo  protocolo de red.

GATEWAY (COMPUERTA PASARELA):  Una  pasarela  consiste  en  una  computadora  u  otro  dispositivo  que  actúa  como  traductor  entre  dos  sistemas  que  no  utilizan  los  mismos protocolos de comunicaciones, formatos de estructura de datos, lenguajes y/o arquitecturas.  Una  pasarela  no  es  como  un  puente,  que  simplemente  transfiere la información  entre  dos  sistemas  sin  realizar  conversión. Una pasarela modifica el empaquetamiento de la información o su sintaxis para acomodarse al sistema destino.  Su trabajo está dirigido al nivel más alto de la referencia OSI, el de aplicación.

ENRUTADOR O ROUTER: 

Router: El enrutador (calco del inglés router), direccionador, ruteador o encaminador es un dispositivo de hardware para interconexión de red de ordenadores que opera en la capa tres (nivel de red). Un enrutador es un dispositivo para la interconexión de redes informáticas que permite asegurar el enrutamiento de paquetes entre redes o determinar la mejor ruta que debe tomar el paquete de datos.

SWITCH:

Un conmutador o switch es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.

Tarjeta de Red:

La tarjeta de red es el dispositivo que nos permite conectar la estación (ordenador u otro equipo de red) con el medio físico de transmisión (cable). Se le llama tarjeta porque normalmente es una tarjeta que se coloca en uno de los slot libres del PC, pero cada vez son más los equipos que la llevan incorporada en la placa base.

Las tarjetas de red pueden disponer de varios tipos de conectores. Los más habituales son el tipo BNC y el RJ-45, para conectar con cableado de tipo coaxial o UTP respectivamente