Conceptos Fundamentales de Electricidad y Electrónica: Componentes, Materiales y Sistemas de Control

Corriente Eléctrica y Circuitos

Una corriente eléctrica está producida por cargas eléctricas en movimiento continuo, es decir, electrones. Un circuito eléctrico es siempre cerrado. Tiene los siguientes elementos:

• Fuente de energía: pila o generador.
• Receptor: transforma la energía eléctrica.
• Conductores: unen la fuente de energía con los receptores.
• Elementos de control:
  • Pulsadores:
    • NA (Normalmente Abierto): cierra el circuito al pulsar.
    • NC (Normalmente Cerrado): abre el circuito al pulsar.
  • Interruptores: abren o cierran un circuito.
  • Conmutadores: desvían la corriente a otros conductores.
• Elementos de protección: disminuyen los riesgos producidos por la electricidad.
  • Fusibles: son hilos delgados, calibrados para que se fundan cuando la intensidad es elevada.
  • Interruptores diferenciales: abren el circuito si se detectan pequeñas fugas de corriente.
  • Interruptores magnetotérmicos: abren el circuito si la corriente que pasa es demasiado alta.
  • Tomas de tierra: evitan tensiones peligrosas producidas por fallos de aislamiento de los conductores. Son picas enterradas en el suelo.

Materiales en Electrónica

• Aislantes: no permiten el paso de la corriente eléctrica a través de ellos, pues no tienen electrones libres en su interior. Su resistividad es elevada, con electrones fuertemente unidos al núcleo.
• Conductores: permiten el paso de la corriente eléctrica a través de ellos con facilidad, tienen electrones libres en el interior. Electrones poco unidos al núcleo y resistividad baja.
• Semiconductores: resistividad intermedia. En condiciones normales se comportan como aislantes, pero pueden convertirse en conductores.

Dispositivos Electromecánicos

• Relé: es un interruptor controlado por una corriente eléctrica. Está formado por un electroimán que atrae una palanca. El giro de la palanca cierra el interruptor. Al cesar la corriente, la palanca vuelve a su posición normal.
• Transformadores: dispositivos que permiten variar el valor de una tensión alterna, para ser transportada a largas distancias. Son dos bobinados unidos por un núcleo de hierro que refuerza el campo magnético. El paso de una corriente que varía por una bobina produce un campo magnético que induce una corriente alterna en la otra bobina.
• Alternador: si hacemos girar una bobina en un campo magnético se crea una tensión, cuyo valor entre sus extremos varía con su posición, obteniéndose una tensión alterna entre las escobillas. Transforma la energía mecánica en energía eléctrica.
• Dinamo y Motor Eléctrico: es similar al alternador, pero produce una corriente continua. El anillo en contacto con las escobillas está dividido en dos partes, así la tensión inducida en la bobina tiene el mismo sentido. Es un dispositivo reversible: si se aplica una tensión continua en las escobillas, gira la bobina, transformando la energía eléctrica en mecánica.

Sistemas de Control

• Sistemas de control de lazo abierto: son sistemas en los que la salida no influye sobre la acción de control. La salida no se mide ni se realimenta para compararla con la ideal. Estos sistemas no llevan a cabo acciones correctivas.
• Sistemas de control de lazo cerrado: son sistemas en los que la salida produce un efecto directo sobre la acción de control. La salida se mide para realimentarla y se compara con la ideal, así el sistema trata de corregir cualquier variación con respecto a ella.

Domótica y Robótica

• Domótica: se entiende por domótica el sistema de control programado destinado a la automatización de una vivienda o edificio, que realiza funciones diversas de gestión. Las posibilidades de un sistema de estas características son casi ilimitadas, pudiendo controlar casi cualquier dispositivo existente en las viviendas.
• Robótica: un robot es un dispositivo electromecánico programado dotado de movimiento autónomo y diseñado para sustituir al ser humano en determinadas funciones. Es capaz de llevar a cabo tareas por sí solo interactuando con su entorno. Realizan muchas tareas.