CIRCUITOS ELÉCTRICOS
3.1 Voltaje alterno, voltaje directo y voltaje continuo.
El
voltaje o corriente alterna: es en la que existen dos polos y estos cambian de
ser positivos a negativos alternadamente o en sencillas palabras, alternando su
polaridad.
El Voltaje Directo: es en la que
existen dos polos y uno siempre será positivo y otro negativo, no cambian como
en la corriente alterna ejemplo de esto: las pilas y las baterías de auto crean
corriente directa.
El
Voltaje Continuo: esto se refiere a una
corriente/tensión. que al ser generada, no tiene interrupciones en lo que
respeta, la función Corriente - Tiempo. Generalmente esta corriente es generada
por las baterías, pilas, paneles fotovoltaicos, generadores eólico, etc.
3.2 Concepto de Circuito eléctrico.
Un circuito eléctrico es la interconexión
entre dos o más componentes pueden ser
resistencias, fuentes, interruptores, condensadores, semiconductores, cables
entre otros. En otras palabras, es una red por donde circula la corriente
eléctrica y que generalmente es formada por un material conductor.
3.3 Circuito simple y circuito compuesto
CIRCUITO SIMPLE
Un circuito eléctrico simple consta de una fuente de
voltaje, una resistencia o carga y una tierra física. Puede ser de dos formas
básicas (aunque hay mas) que son en paralelo y en serie.
Circuitos Lógicos compuestos
Combinando dos o más de las
compuertas básicas se puede obtener un circuito lógico compuesto, con
características de operación muy importantes. Los dos más populares circuitos
lógicos compuestos son el AND-NOT ( Y - NO ) y el OR-NOT ( 0 - NO ). Se les
conoce como compuertas NAND y NOR.
3.4 Ley de Ohm.
La ley de Ohm dice
que: "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor
eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e
inversamente proporcional a la resistencia del mismo".
En el Sistema internacional de unidades:
I = Intensidad en amperios (A)
V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω)
La diferencia de potencial del generador "empuja "
a moverse a los electrones, pero los cables y los demás elementos del circuito
frenan este movimiento.
3.5 Ley de corriente de Kirchoff.
Ley de corrientes de Kirchhoff dice: La suma de las
corrientes que entran en un área cerrada del circuito, es igual a la suma de las corrientes que
salen. La ley de corrientes de Kirchhoff es muy útil, para
encontrar el valor de una corriente en un circuito cuando conocemos las otras
que alimentan un nodo.
La ley de corriente de Kirchhoff como está escrita es
aplicable solamente a circuitos de corriente continua (i.e., sin Corriente
Alterna, sin transmisión de Señal). Puede ser extendida para incluir flujos de
corriente que dependen del tiempo.
En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en
ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente,
la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero
3.6 Ley de tensión de Kirchoff.
Ley de corrientes de Kirchhoff dice: La suma de las
corrientes que entran en un área cerrada del circuito, es igual a la suma de las corrientes que
salen.
La ley de corrientes de Kirchhoff es muy útil, para
encontrar el valor de una corriente en un circuito cuando conocemos las otras
que alimentan un nodo.
La ley de corriente de Kirchhoff como está escrita es
aplicable solamente a circuitos de corriente continua (i.e., sin Corriente
Alterna, sin transmisión de Señal). Puede ser extendida para incluir flujos de
corriente que dependen del tiempo en cualquier nodo, la suma de las corrientes
que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma
equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a
cero.
3.7 Características de circuitos serie y paralelo.
SERIE:
Los circuitos en serie son aquellos en los que la corriente
circula con la misma intensidad en todos los componentes. Algunos componentes
se manejan de manera especial cuando se encuentran en serie:
Resistencias: las
resistencias en serie se ven como una resistencia única de valor igual a la
suma de ambas resistencias en el circuito.
Capacitores: los
capacitores en serie se ven como un capacitor de valor de capacidad igual a
(c1*c2)/(c1+c2) y su valor de capacidad siempre va a ser más chico que el capacitor
más chico. Cuando están en serie la carga de los capacitores es igual sin
importar su valor.
Diodos: los
diodos en serie se ven como un diodo igual a la suma de los v Gama de los
diodos (normalmente el vgama de un diodo es .7v (v gama es la caída de tensión
que tiene sin importar la corriente que circule por el))
PARALELO:
En un circuito en paralelo la corriente se distribuye en los
componentes pero la tensión en ellos es la misma. Al igual que los circuitos en
serie cada componente se comporta de una forma distinta cuando están en
paralelo
Resistencias: las
resistencias en paralelo se ven como una resistencia con valor (R1*R2)/(R1+R2).
Capacitores: en
los capacitores en paralelo la tensión en cada capacitor es la misma.
Diodos: la
corriente se distribuye uniformemente y V Gama es 0.7
3.8 Cálculos de circuitos serie y paralelos
Definición: la resistencia en serie consiste simplemente en
conectar la “salida” de una resistencia a la “entrada” de otra en un circuito.
Cada resistencia adicional colocada en un circuito se agrega a la resistencia
total de dicho circuito.
La fórmula para calcular el total de un número “n” de
resistores en serie es:
Req = R1 + R2 + .... Rn
Es decir, todas los resistores en serie simplemente se
suman. Por ejemplo, considera la posibilidad de hallar la resistencia
equivalente en la imagen de abajo.
En este ejemplo,
R1 = 100 Ω and R2 = 300Ω) están conectadas en serie. Req =
100 Ω + 300 Ω = 400 Ω
Los valores de la corriente son los mismos para cualquier
resistencia por la razón que se está trabajando con un circuito conectado en
serie, donde siempre cumple que la corriente es la misma para cada uno de los
elementos del circuito.
3.9 Lámparas y bombillas en serie y paralelo
Lámpara o Bombilla: son receptores eléctricos que transforman una energía eléctrica en otra luminosa.
Lámparas y bombillas en serie
La corriente sale del polo negativo por el cable negro que llega a la primera bombilla, la atraviesa, llega a la segunda bombilla y por fin llega al polo positivo por el cable de color rojo, Cuando una bombilla se funde o simplemente la quitamos, el circuito no funciona, por eso este sistema no es muy aconsejable, ya que al hacer en serie, si una de las bombillas se quema la energía no puede pasar. Porque al quedar roto el filamento de la bombilla la corriente ya no tiene por donde pasar.
Lámparas y bombillas en paralelo
Este sistema es distinto, Y en este sistema el que una bombilla se funda no afecta para nada a la otra. La corriente se mueve por el circuito, y al fundirse una de las bombillas la corriente sigue llegando a la otra bombilla.
TEMA IV: FUENTES DE ALIMENTACIÓN
4.1. Fuentes de alimentación y reguladores de voltaje.
la fuente de alimentación o fuente de poder es el dispositivo que convierte la corriente alterna (CA), en una o varias corrientes continuas (CC), que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (computadora, televisor, impresora, router, etc.).
Un regulador de tensión o regulador de voltaje es un dispositivo electrónico diseñado para mantener un nivel de tensión constante, tiene varios enchufes, se encarga de mantener el voltaje estabilizado y libre de variaciones (el voltaje es la fuerza con que son impulsados los electrones a través de los cables de la red eléctrica), ello porque comúnmente la electricidad llega con variaciones que provocan desgaste de los elementos electrónicos a largo plazo en las fuentes de alimentación de las computadoras y elementos electrónicos. Lo que el regulador hace es estabilizar la electricidad a un nivel promedio constante para que no provoque daños en los equipos.
4.2. Los acumuladores, baterías en serie y paralelo
Un acumulador o batería de acumuladores es un dispositivo
que almacena energía por procedimientos electroquímicos y de la que se puede
disponer en forma de electricidad.
Tipos de acumuladores
Existen diferentes tipos de material que se usan para
almacenar energía. Frecuentemente las baterías toman el nombre del tipo de
material utilizado para su construcción (Niquel-Hierro, Litio-Hierro).
Existen diferentes
tipos de baterías en el mercado:
1.- Baterías de Niquel-Cadmio
Contienen cadmio, un metal pesado que representa un peligro
ecológico. Proporcionan tensiones de 1.2 voltios.
2.- Plomo-ácido.
Tienen un voltaje nominal de alrededor de dos voltios. La
mayoría de baterías de coche se componen de seis celdas y por ello tienen una
tensión de doce voltios.
El voltaje que se da en el chispazo de las
típicas baterías es de 1,5 voltios.
3.- Níquel-Metalhidruro (Ni-MH)
No tienen metales pesados como el cadmio y por eso son menos
perjudiciales para el medio ambiente.
4.- Baterías en desarrollo.
En general, cada tecnología tiene características que se
ajustan mejor a ciertas aplicaciones, y existen así mismo numerosos y variados
tipos de baterías que se pueden considerar hoy en día en estado de desarrollo.
– Conexión en
PARALELO
La conexión en paralelo de dos baterías iguales, permite
obtener una salida dos veces la capacidad de las baterías individuales,
manteniendo el mismo voltaje nominal.
– Conexión en SERIE
En este caso, mayor es la tensión de corriente continua para
cargar las baterías, y las pérdidas son menores a lo largo de los cables.
4.3. El UPS y el Inversor de voltaje DC a AC.
El UPS
Es una fuente de suministro eléctrico que posee una batería
con el fin de seguir dando energía a un dispositivo en el caso de interrupción
eléctrica. Los UPS son llamados en español SAI (Sistema de alimentación
ininterrumpida).
Inversor de voltaje
DC a AC.
Un inversor es un convertidor estático de energía que
convierte la corriente directa o continua DC en corriente alterna AC,
permitiendo alimentar una carga en su salida alterna, regulando la tensión y la
frecuencia.
4.4. Clasificación de los UPS y diferentes tecnologías.
4.5. Cálculo y diseño para un inversor
TEMA V: ELEMENTOS DE ELECTRONICA DIGITAL BASICA.
5.1 Sistemas de numeración.
Un sistema de numeración es un conjunto de símbolos y reglas
de generación que permiten construir todos los números válidos en el sistema
Cualquier sistema consta fundamentalmente de una serie de elementos que lo
conforman, una serie de reglas que permite establecer operaciones y relaciones
entre tales elementos.
Un sistema de numeración puede representarse como
N=(S, R)
5.2 Binario, octal, hexadecimal o empaquetado, decimal, BCD, ASCII.
Binario
Es un sistema de numeración en el que los números se
representan utilizando solamente dos cifras: cero y uno (0 y 1).
Octal:
El sistema numérico en base 8 se llama octal y utiliza los
dígitos del 0 al 7. En informática a veces se utiliza la numeración octal en
vez de la hexadecimal. Tiene la ventaja de que no requiere utilizar otros
símbolos diferentes de los dígitos. Sin embargo, para trabajar con bytes o
conjuntos de ellos, asumiendo que un byte es una palabra de 8 bits, suele ser
más cómodo el sistema hexadecimal, por cuanto todo byte así definido es
completamente representable por dos dígitos hexadecimales.
Hexadecimal o Empaquetado
Es el sistema de numeración posicional que tiene como base
el 16.
Decimal
Se denominan números decimales aquellos que poseen una parte
decimal, y son opuestos a los números enteros que carecen de ella.
BCD:
En sistemas de computación, Binary-Coded Decimal (BCD) o
Decimal codificado en binario es un estándar para representar números decimales
en el sistema binario, en donde cada dígito decimal es codificado con una
secuencia de 4 bits.
ASCII:
ASCII (acrónimo inglés de American Standard Code for Information
Interchange — Código Estándar Estadounidense para el Intercambio de
Información), pronunciado generalmente [áski] :6 o [ásci] o [ásqui], es un
código de caracteres basado en el alfabeto latino, tal como se usa en inglés
moderno.
5.3 Conversión de sistemas numéricos y complemento a dos.
Este es un sistema que nos permite representar números
binarios de forma negativa, en donde el MSB (Bit más Significativo) es el bit
del signo. El complemento a 2 de un número binario se obtiene tomando el complemento
a 1, y sumándole 1 al bit menos significativo. A continuación se ilustra este
proceso para el número 1001 = 9
5.4 Las compuertas lógicas digitales (operadores and y or).
Las compuertas lógicas son dispositivos que operan con
aquellos estados lógicos mencionados en la página anterior y funcionan igual
que una calculadora, de un lado ingresas los datos, ésta realiza una operación,
y finalmente, te muestra el resultado.
Compuerta AND
Una compuerta AND tiene dos entradas como mínimo y su
operación lógica es un producto entre ambas, no es un producto aritmético,
aunque en este caso coincidan.Observa que su salida será alta si sus dos
entradas están a nivel alto
Compuerta OR
Al igual que la anterior posee dos entradas como mínimo y la
operación lógica, será una suma entre ambas... Bueno, todo va bien hasta que 1
+ 1 = 1, el tema es que se trata de una compuerta O Inclusiva es como a y/o b Es
decir, basta que una de ellas sea 1 para que su salida sea también 1
5.5 Compuertas buffer, xor, not, nand, nor, xnor y tri-estado.
Compuerta buffer
Simplemente toma el valor que se le entrega y lo deja pasar
tal cual. Esto sirve para ajustar y aislar niveles lógicos ya que no se pueden
conectar infinita cantidad de compuertas a una misma señal, ya que el voltaje
del nivel 1 empieza a decaer y el sistema falla.
Compuerta Xor
La compuerta lógica XOR realiza una comparación de las
entradas siendo el resultado 0 si las entradas son iguales o 1 cuando son
diferentes. Debemos prestar atención para no confundir el funcionamiento porque
esperamos que el resultado sea 1 cuando son iguales.
Compuerta Not
La compuerta NOT es un tanto parecida al buffer salvo por
que invierte el valor que se le entrega. También tiene la utilidad de ajustar
niveles pero tomando en cuenta que invierte la señal.
Compuerta Nand
La compuerta NAND también hace la función de multiplicación,
pero entrega el valor negado..
Compuerta XNOR
Es llamada compuerta lógica de equivalencia, porque su
salida es "1" cuando las entradas se encuentran en el mismo estado. Su
función es igual que XOR pero su salida invertida.
Símbolo de la compuerta "XNOR":
Compuerta tri-estado.
Permite que un puerto de salida tenga una alta impedancia de
estado, además de los típicos niveles lógicos 0 y 1. Es como si desconectamos
la salida del circuito. Esto permite que múltiples circuitos puedan compartir
la misma línea de salida.
TEMA VI: ELECTRONICA DIGITAL COMBINACIONAL Y SECUENCIAL.
6.1 Circuito sumador medio, tabla de verdad, circuito y ecuaciones.
Circuito sumador
medio
Es un circuito que realiza la suma de dos palabras binarias.
Es distinta de la operación OR, con la que no nos debemos confundir. La
operación suma de números binarios tiene la misma mecánica que la de números
decimales.Por lo que en la suma de números binarios con dos o más bits, puede
ocurrir el mismo caso que podemos encontrar en la suma de números decimales con
varias cifras: cuando al sumar los dos primeros dígitos se obtiene una cantidad
mayor de 9, se da como resultado el dígito de menor peso y “me llevo" el
anterior a la siguiente columna, para sumarlo allí.
Tabla de verdad
La tabla de verdad es un instrumento utilizado para la
simplificación de circuitos digitales a través de su ecuación booleana. Todas
las tablas de verdad funcionan de la misma manera sin importar la cantidad de
columnas que tenga y todas tienen siempre una columna de salida (la última
columna a la derecha) que representa el resultado de todas las posibles
combinaciones de las entradas.
El número total de columnas en una tabla de verdad es la
suma de las entradas que hay + 1 (la columna de la salida).
El número de filas de la tabla es la cantidad de
combinaciones que se pueden lograr con las entradas y es igual a 2n, donde en
el número de columnas no se toma en cuenta la columna de salida. Ejemplo: en la
siguiente tabla de verdad hay 3 columnas de entrada, entonces habrán: 23 = 8
combinaciones (8 filas)
6.2 Circuito sumador completo, tabla de verdad, circuito y ecuaciones.
Un sumador completo es un circuito combinacional que formar
la suma aritmética detrás bits de entrada. Consta de tres entradas y dos
salidas. Dos de las variables de entrada, que se indican por x y y se presentan
los dos bits significativos que van añadirse.
6.3 Decodificadores a display, de direcciones, bcd y binario.
Un decodificador (DEC) es un circuito combinacional que
convierte un código capaces de excitar un display de 7 segmentos para indicar
un dígito decimal.
El código decimal binario (BCD, Binary Coded Decimal) es una
forma de expresar cada uno de los dígitos decimales con un código binario.
6.4 Comparadores de magnitud, tabla de verdad y circuito.
Un comparador de magnitud es un circuito combinacional que
compara dos números, A y B y determina sus magnitudes relativas.
6.5 Pulso de reloj y los flip-flops.
Los circuitos secuenciales son aquellos en los cuales su
salida depende de la entrada presente y pasada. Dentro de estos circuitos se
tienen a los Flip-Flops.
Los Flip-Flops son
los dispositivos con memoria más comúnmente utilizados. Sus características principales
son:
1- Asumen solamente uno de dos posibles estados de salida.
2- Tienen un par de salidas que son complemento una de la
otra.
3- Tienen una o más entradas que pueden causar que el estado
del Flip-Flop cambie.
6.6 Clasificación de los flip-flops (tipo RS, JK, D y T).
6.7 Los contadores (bcd, binario, ripple, ascendente/descendente).
6.8 Los registros y su clasificación, diagrama lógico y funcionamiento.
6.9 Registros: PIPO, PISO, SISO, SIPO, FIFO y LIFO.
TEMA VII: UNIDAD DE MEMORIA DE UN COMPUTADOR.
7.1 Sistema de memoria del computador.
7.2 Memoria ROM y su clasificación (PROM, OTP, EPROM, EEPROM,
EAPROM, FLASH).
EAPROM, FLASH).
7.3 Memoria RAM y su clasificación (dinámica, estática e integrada).
7.4 Memoria Cache y Virtual.
7.5 Unidades de almacenamiento SAM (memoria se acceso secuencial).
7.6 Características de los SIMM, DIMM y RIMM (diferentes tecnologías).
7.7 La Ram EDO, SDRAM, BEDO, ECC y DDRAM
