C_E_Tomo_I

El e c t r ó n i c a B á s i c a

Tomo I

Por Omar Cuéllar B

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CURSO DE ELECTRÓNICA Contenido del Tomo I

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Que es la Electrónica, su origen y su aplicación Los Electrones La Corriente. Corriente. (Voltaje, (Voltaje, Amperios, Amperios, Ohmios) Los Conductores y No Conductores Componentes Compone ntes electrónicos Herramientas. Soldar y Desoldar componentes. (Práctica: Soldando y desoldando componentes) Reconocer el e l código de colores) 8. Las Resistencias (Práctica: Reconocer 9. Los Condensadores Condensadores (Práctica: Identificar os Condensadores y los Filtros en el circuito) 10. Las Bobinas y los Transformadores Transfor madores (Práctica: Identificar estos en el circuito) 11. Nomenclatura: Símbolos en el diagrama y en la serigrafía. (Práctica: Lectura de planos) 12. El Multímetro. (Práctica: Mediciones Mediciones de Voltaje AC, DC, Resistencia.)

Omar Cuéllar B www.kueyar.net [email protected] Año 2010

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UNIDAD 1 - Que es la electrónica, su origen y aplicación

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ELECTRÓNICA. Un diccionario define Electrónica al estudio y aplicación del comportamiento de los electrones en diversos medios, como el vacío, los gases y los semiconductores, sometidos a la acción de campos eléctricos y magnéticos.

Una Enciclopedia describe Electrónica, como campo de la ingeniería y de la física aplicada, relativa al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de información.

Ambas definiciones son muy acertadas, sin embargo usted está leyendo este folleto y está asistiendo a este curso porque quiere aprender más que su definición; desea entender y dominar ese mundo fascinante al grado de llegar a ser un Técnico Electrónico. Este Curso se ha editado utilizando las explicaciones más sencillas posibles, evitando complicadas fórmulas matemáticas que en la practica son poco útiles y enfocado en casos en los que rápidamente pueda empezar a hacer sus primeras reparaciones y que al final, con las buenas bases que queden de este, usted pueda fácilmente especializarse en cualquiera de los campos que tiene la Electrónica, como es la Reparación de Televisión, Equipos de Sonido, Reproductores de CD, VCD, DVD, Teléfonos, ente otros. Antes de entrar en materia, vamos hacer un poco de historia remontándonos a la época de comienzos del siglo XX cuando apareció la Válvula o Tubo de Vacío que propició el rápido crecimiento de la electrónica moderna. Con estos dispositivos se hizo posible la manipulación de señales, algo que no podía realizarse en los antiguos circuitos telegráficos y telefónicos, ni con los primeros transmisores que utilizaban chispas de alta tensión para generar ondas de radio. Por ejemplo, con los tubos de vacío se pudieron amplificar las señales de radio y de sonido débiles, y además podían superponerse señales de sonido a las ondas de radio. El desarrollo de una amplia variedad de tubos, diseñados para funciones especializadas, posibilitó el rápido avance de la tecnología de comunicación radial antes de la II Guerra Mundial, y el desarrollo de las primeras computadoras, durante la guerra y poco después de ella. Para el año de 1948 se inventó, el transistor, que ha reemplazado casi completamente al tubo de vacío en la mayoría de sus aplicaciones. Al incorporar un conjunto de materiales semiconductores y contactos eléctricos, el transistor permite las mismas funciones que el tubo de vacío, pero con un coste, peso y potencia más bajos, y una mayor fiabilidad. Los progresos 3

subsiguientes en la tecnología de semiconductores, sumado a la intensidad de las investigaciones asociadas con la iniciativa de exploración del espacio, llevó al desarrollo, en la década de 1970, del circuito integrado. Estos dispositivos pueden contener centenares de miles de transistores en un pequeño trozo de material, permitiendo la construcción de circuitos electrónicos complejos, como los de los microordenadores o microcomputadoras, equipos de sonido y vídeo, y satélites de comunicaciones. APLICACIÓN La aplicación de la Electrónica se está haciendo cada vez más extensa, pues está cubriendo toda posibilidad posible. Se puede decir que casi no queda lugar en el que no esté aplicada. Piense en su hogar; la TV, el Equipo de Sonido, el Reproductor de video, la Computadora, el horno microondas, el Reloj, la Lavadora, la Alarma, el Teléfono, etc. Y si observas tu lugar de trabajo encontrarás muchas mas cosas, lo mismo cuando vas a un Hospital, a la Policía, a los Centros Comerciales; como ves todos esos son campos en los que una persona que conozca de Electrónica puede tener oportunidades de trabajo. Terminada aquí esta breve reseña histórica, pasemos a lo que será el curso en si. Empezaremos estudiando el Átomo que es el punto de partida donde se origina la palabra Electrónica.

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UNIDAD 2 – Los Electrones EL ÁTOMO Se llama Átomo a la partícula más pequeña a la que se pueda reducir un elemento conservando sus características propias. Se compone de un Núcleo con Protones y Neutrones, y de Electrones orbítales cuyo número marca la diferencia entre los distintos elementos conocidos que en el momento suman 103. Una manera simple de entender la existencia del Átomo sería fraccionando una gota de agua hasta que tengamos las más mínima parte sin que haya separación de los elementos que la componen a saber Hidrógeno y Oxigeno, y observándola a través de un potente microscopio. Sin embargo para nuestro caso no es necesario ya que contamos con una representación gigante que nos permite entender sin dificultad el Átomo. Se trata de nuestro Sistema Solar.

Como bien sabemos nuestro Sistema Solar consta del Sol que viene a representar el Núcleo y nueve Planetas (Ya descubrieron uno mas) que giran a su alrededor. Los nueves Planetas representan los Electrones que al igual que en el Átomo estos giran indefinidamente alrededor de su Núcleo. Es importante que sepas en este momento, que los Electrones que se encuentran girando en la orbita externa, pueden ser extraídos; como también 5

existe la posibilidad de agregarle electrones, Este descubrimiento lo hizo en 1897 el físico J. J. Thomson y con esto se dio comienzo a la Electrónica y es el principio que se conserva hasta ahora no importando lo avanzada y compleja que parezca. ¿Cómo se logra? Esa respuesta la estudiaremos a continuación. Aunque para la época ya se conocía la Electricidad, descubierta por Benjamín Franklin en 1747, la mayoría de los expertos consideraban que el conocimiento de esta había llegado a su plenitud y que poco había por descubrir; sin embargo el descubrimiento de Thomson revolucionó la ciencia y sorprendió al mundo. Aunque se generaba energía eléctrica mediante los métodos conocidos actualmente, había detalles que se desconocían. Por ejemplo el hecho de que se puede hacer que un elemento se vuelva semiconductor; pero antes de pasar a explicar eso de los semiconductores aprendamos como se logra que los electrones de un átomo se liberen o se puedan agregar a un átomo.


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UNIDAD 3 - La Corriente (Voltaje, Amperios, Ohmios)

Existen varios métodos, los más conocidos son: 1) Un Campo magnético, 2) Por reacción química, 3) Luz solar, 4) Calor. Circulación de electrones por Campo Magnético Bien es conocido por muchos, la existencia de los imanes naturales y los hechos por el hombre, que estos tiene un lado en el cual si se acercan a otro lo atraen o lo rechazan; pues bien cuando átomos de ciertos elementos son sometidos a un campo magnético como el de un imán se desencadena internamente una reacción que resulta en una circulación de electrones. Para entender y memorizar esto, imagínese un trozo de alambre de cobre el cual se comporta como un tubo lleno de átomos. Tan pronto como le retiramos un solo electrón a uno de los átomos de uno de los extremos, este tiende a recuperar su átomo perdido atrayéndolo del átomo más inmediato, este a su vez hace lo propio y así sucesivamente se desencadena la reacción hasta que esta se pueda detener, suspendiendo el origen de la perdida del electrón. De esta forma se logra la circulación de electrones que se conoce como circulación electrónica o Corriente Eléctrica. Un experimento similar lo hicimos en la escuela cuando frotábamos un Vidrio con un paño de Seda, o con un Peine que al frotarlo con nuestro cabello se cargaba de energía al grado de atraer trocitos de papel, ¿recuerda? Pues bien en realidad lo que hacíamos era agregarle por frotamiento electrones haciéndolo Positivo, como se le dice al átomo que recibe electrones; o Negativo al átomo que pierde electrones. Si

el

átomo

pierde

electrones

se

convierte

en

un

ión

positivo:

catión.

Si el átomo gana electrones se convierte en un ión negativo: anión

Es así como podemos tener un objeto con exceso de electrones (negativo) y otro con falta de electrones (positivo).

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Por lo tanto, ya debes entender por que los trozos de papel eran atraídos a la barra de vidrio o al peine. Ahora bien, teniendo claro como se hacen circular los electrones de un átomo con un campo magnético, la explicación de cómo se logra lo mismo con los otros tres métodos lo dejaremos para más adelante cuando tengamos mas bases de conocimiento. Ocupémonos por ahora por conocer acerca de algunas medidas usadas en la electrónica: El Voltaje, el Amperio y los Ohmios, como también de los Vatios. Para conocer estos términos, vamos a utilizar un ejemplo análogo que seguramente le facilitará no solo comprender si no también recordar el significado de cada uno de ellos. EL VOLTAJE El término Voltios o Voltaje se origina del apellido del físico italiano Alessandro Volta (1745 – 1827) quien con su investigación mostró que la potencia eléctrica se podía medir; de ahí el nombre del Voltímetro. La letra E representa el voltaje en las fórmulas matemáticas. Como ya se mencionó, la corriente eléctrica es la circulación de electrones entre los átomos de un elemento, pero resulta que la velocidad a la que se desplacen, puede variar dependiendo de la fuente que los hace circular. El ejemplo análogo lo encontramos con el agua del acueducto, cuando abrimos el grifo y sentimos mucha presión; la presión es el equivalente al voltaje. Note que en un grifo podemos tener poca o mucha presión dependiendo de la fuente que esté impulsando el agua dentro de la tubería. Es de interés notar que en un sistema de acueducto se puede dar el caso que tengamos distintos calibres en la tubería; la mas común es la de ½ pulgada, pero si se necesitara mas cantidad de agua, es propio pensar en un diámetro mayor que pudiera ser 1 pulgada o más. De igual manera ocurre con la electricidad, si necesitamos mas corriente hay que pensar en un calibre mas grueso del alambre conductor. La cantidad de corriente se mide en Amperios su nombre se deriva del matemático y físico francés André Marie Ampere (1775 – 1836). La letra I representa la corriente en las fórmulas matemáticas. Este hábil matemático también descubrió que cuando se pasa 8

una corriente eléctrica por un rollo de alambre actúa de la misma forma como un imán dando origen a componentes que más adelante también estudiaremos como el Voltímetro, Amperímetro, el Solenoide, y los Relay. Otro resultado relacionado con la electricidad y el agua tiene que ver con el hecho de que podemos regular tanto la presión (voltaje) como la cantidad (amperios) haciendo uso de llaves y con la dimensión de la tubería. Eso mismo podemos lograr con la corriente eléctrica; teniendo presente que ningún conductor eléctrico es 100% conductor, pues este ofrece cierta oposición a la circulación de electrones; agregado a esto, hay que saber que dependiendo del calibre del alambre y la longitud, este puede convertirse en un verdadero problema. Esa oposición es la que se conoce como Resistencia y su unidad de medida es el Ohmio en honor a su descubridor el matemático alemán Georg Simon Ohm. (1787 – 1854) La letra R representa la Resistencia en las fórmulas matemáticas. Por último y para cerrar este subtema tenemos el término Vatio (Watt). James Watt, (1736 – 1819) escocés fue el descubridor de esta medida. Tal ves no sepa que cuando pagamos la factura mensual de la energía eléctrica, lo que se paga no es ni el voltaje ni los amperios, si no el resultado que da el multiplicar Voltios x Amperios; eso es lo que hace el Contador colocado en cada hogar, o establecimiento. Para entender mejor esto, pensemos en quien debería pagar menos, si el que tiene una Bombilla de 100W o el que tiene una de 60W; pues la lógica es obvia. De modo que si en su casa hay 10 bombillas de 100W usted pagará el costo de 1000W hora; pero si por el contrario usted tiene las mismas 10 bombillas pero de 60W, solo pagará 600W, 400W menos. La letra W representa los Vatios en las fórmulas matemáticas. Hagamos un pequeño cálculo para terminar. Una bombilla que consume 100W, conectada a la energía pública que es de 120V, consume aproximadamente 0,84 amperios; una bombilla de 60W solo consume 0,50 amperios que en otros términos se dice 500 mA (quinientos miliamperios). A propósito de este término, aprendamos que las medidas en voltios pueden ser desde fracciones de voltios, mV (milivoltios) uV (microvoltios), Voltios, Kilovoltios. (miles de Voltios). La K en electricidad y electrónica se lee y equivale a Mil. Así que si ves la cifra 10KV se refiere a 10.000 voltios. Con los amperios es igual, pero tenga en cuenta que en electrónica dado el avance de la tecnología, la tendencia es fabricar aparatos que consuman menos energía, por lo que es normal hablar de elementos o aparatos que solo consuman unos pocos miliamperios.

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Como ya se mencionó, la resistencia se mide en Ohmios; esta puede ser de 0 Ohmios hasta millones de Ohmios pasando obviamente por las cifras Mil representadas por la K. Para no escribir tantos ceros, en el caso de las cifras Mil se usa la K, y para los valores de Millón, la M. Así que si ves la cifra 10M, se trata de 10 Megohmios o 10 millones de ohmios.


UNIDAD 4 – Los Conductores y no Conductores

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Cuando hablamos de la circulación de los electrones pusimos como ejemplo un trozo de alambre de cobre; y tal ves haya notado que el cobre es uno de los materiales más usados como conductor de electricidad, pero tal ves no sepas la razón y debes querer saberla. Pues bien entre los elementos mejores conductores de electricidad figuran los metales y en su orden están el oro, la plata, el cobre, el aluminio y el hierro. De los cinco mencionados los tres primeros son los mejores, y de los tres el más barato es el Cobre; pero todavía cabe preguntarse, ¿por qué están clasificados como buenos conductores de electricidad? Si consultamos la Tabla periódica encontramos que el Oro su número atómico es de 79, el de la Plata 47, el del Cobre 29, el del Aluminio 13 y el del Hierro 26; aparentemente no hay ninguna similitud, sin embargo el Oro, la Plata y el Cobre tienen algo en común y es que en su órbita externa solo cuenta con un electrón, mientras que el aluminio, tiene 3 y el Hierro 2. El Aluminio gana ante el Hierro por su peso y por ser menos corrosivo. Ahora analicemos materiales no Conductivos que son usados como aislantes. Materiales como el vidrio, la porcelana, los plásticos son utilizados como aislantes ya que su estructura molecular está fuertemente unida al núcleo debido a su alto número de electrones en su orbita externa, eso permite que alambres conductores de electricidad no ofrezcan ningún peligro de electrocución al aislaren con estos materiales, como también de que se presenten fugas o los llamados “corto circuito”. No olvide que en casos en los que es práctico, el aire mismo sirve de aislante como es el caso de las Redes de distribución de energía pública. El hombre ha inventado un elemento que está en medio de los dos vistos hasta ahora, es decir que ni es conductor ni es aislante, este se le llama Semiconductor. Su nombre se debe a que solo deja circular la corriente eléctrica en un solo sentido; de esto también ampliaremos detalles más adelante. Ahora pasaremos a la siguiente unidad. 11

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UNIDAD 5 – Componentes electrónicos Llamaremos componentes electrónicos a todo aquello que conforme un circuito electrónico. Empecemos por la “tablita” que soporta los componentes conocida como plaqueta o “Board” (en inglés). Está hecha de baquelita o también en fibra de vidrio y por una de sus caras tiene una fina capa de cobre en su estado original, que luego es sometida a un tratamiento químico con el que se corroe la parte que no se necesita quedando solamente las pistas necesarias para interconectar los distintos componentes. Las siguientes figuras muestran la plaqueta en ambos casos.

La parte de cobre con las pistas son las que permiten soldar los componentes para que haya buen contacto eléctrico. Luego de conocer algunos de los componentes electrónicos más comunes, aprenderemos a soldar y desoldar; ahora continuemos con la parte de conocer componentes. La primera vez que observamos un circuito electrónico, casi siempre nos abruma ver tanta cosa y no tener ni media idea de lo que es, pero precisamente para eso estas leyendo estas notas y eso mismo ocurre en muchos otros campos; si no imagínese a un estudiante de medicina cuando ve por primera vez un cuerpo humano abierto durante una cirugía.

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Sin embargo, con el tiempo y poco a poco nos vamos a acostumbrando a verlo como natural y nos centramos en la parte del circuito que sospechamos está la falla o nuestro interés por estudiar.


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UNIDAD 6 - Herramientas Para trabajar la electrónica, especialmente para iniciarse en ella, no se requiere de mucha ni de mucha inversión; voy a listar los que considero básico para empezar; luego poco a poco puede ir implementando su kit.

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Destornillador de pala mediano Destornillador de estrella mediano En algunos casos será necesario uno mas largo de unos 20 cm. Alicate mediano Pinzas rectas medianas Cortafrío pequeño Cautín de unos 35W Pomada para soldar Soldadura de calidad no muy gruesa. Mecha para desoldar Pequeño recipiente con Thinner Cepillo dental. Brocha de ½ pulgada Multímetro Juego de Caimanes o Cocodrilos

De toda la lista lo más costoso es el Multímetro, pero existen unos a precios muy bajos, prestan más o menos el mismo servicio de uno de alto costo. Es el caso del M890G que viene en varias marcas. Esto lo que se diría que es un verdadero Multímetro.

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A todo lo anterior, hay que agregar algo que nos ayuda a la tranquilidad y comodidad para trabajar: El banco de trabajo. Cuando se empieza como hobby cacharreando en la mesa de la sala o del comedor, no faltará quien nos perturbe o nos reclame el espacio; por eso es bueno pensar en un lugar apartado y preferiblemente privado, como también en una mesa cómoda. He aquí dos ideas para que adaptes a tu Banco de trabajo.

Otra herramienta que rápidamente se hace imprescindible tener es una fuente, preferiblemente múltiple. Algunos optan por adaptar con bornes en un compartimiento una fuente de PC que se consiguen a muy buen precio y que entrega varios voltajes.

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UNIDAD 7 – Soldar y Desoldar componentes

Una de las tareas a las que regularmente nos vemos obligados a hacer diariamente al trabajar la electrónica es el tener que cambiar componentes electrónicos, y como estos vienen soldados a la plaqueta que los soporta, es necesario desoldarlos. Hacerlo no es una tarea que implique mucha dificultad, sin embargo es importante saberlo hacer de la mejor forma para no dañar la plaqueta, e incluso el componente; pues son muchas las veces que será necesario desoldarlo solo para comprobar su estado o por mera sospecha, y cuando estos son de alto costo, con mayor razón será necesario tratar de recuperar la inversión. Para Desoldar necesitamos calentar la soldadura al grado que esta se ablande, y para ello es suficiente un cautín de 25W; con la ayuda de la Mecha o Cinta absorbente impregnada de Pomada para Soldar. Colocamos la mecha sobre el punto a desoldar y sobre este colocamos la punta del cautín debidamente precalentado hasta que notemos que la soldadura se penetra en la Cinta absorbente; retiramos el cautín junto con la mecha y esta ultima la sacudimos cerca al suelo cuidando de no salpicarnos con la soldadura pues podríamos quemarnos con ella o salpicar algún objeto. Dependiendo de la cantidad de soldadura que haya en el punto será necesario repetir el proceso. En el caso de un IC (Circuito Integrado) de varios pines, a veces un primer paso nos permite retirar la soldadura de varios de sus pines, pero de ser necesario, simplemente se repite la 16

operación hasta que veamos la terminal completamente libre. También es práctico con la ayuda de un cepillo dental, aplicar un poco de pomada sobre los puntos a desoldar antes de acercar la mecha; la pomada actúa como un acelerante. Una vez retirada la soldadura podemos extraer el componente por la parte superior, o hacer la prueba de este. En estos momentos se preguntará por qué se necesita en algunos casos desoldar una de sus terminales, pues la razón es que algunos componentes forman para de un circuito paralelo, y como aprenderemos en la siguiente unidad, si dos resistencias se encuentran en paralelo vamos es medir el resultado de las dos y no de una sola; lo mismo ocurre con otros componentes. Ahora aprendamos a Soldar. Cuando necesitemos soldar de nuevo el componente que hemos desoldado, o soldar uno nuevo, basta con asegurarnos que la terminal haya entrado lo suficiente para que sobre salga sobre la superficie de la cara donde aplicamos la soldadura, unos tres milímetros; de ser necesario habrá que sostener el componente por el lado superior con algo, o de modo que nos asegure que no nos cause daño la alta temperatura. Una ves sujetada la pieza en el punto correcto, acercamos la punta del cautín de modo que caliente tanto la terminal a soldar como la parte de cobre que forma la pista; acercamos la punta de la soldadura para que al derretirse esta forme el conito alrededor de la terminal. Si por alguna razón no tenemos una mano libre distinta a la del cautín para acercar la soldadura, será necesario llevar en la punta del cautín un poco de soldadura prederretida para sujetar la terminal, luego será necesario repasar el punto calentando de nuevo y aplicando más soldadura si se nota que hace falta. Una manera de saber que el punto de soldadura ha quedado correcto, es que este quede brillante y con aspecto muy parecido a los originales que veamos cerca. Si vemos grumos, o que la soldadura no ha tomado la forma cónica y uniforme como brillante alrededor de la terminal, es porque probablemente le faltó temperatura; bastará con aplicar un poco de pomada y permitir mas tiempo para que la soldadura alcance la temperatura necesaria para que dé, dicho aspecto. En algunos casos será necesario raspar o lijar la terminal. Si en el futuro se centra especialmente en la electrónica que contiene mucho componente de tecnología SMD o de superficie, se hace imprescindible tratar de conseguir rápidamente una estación de soldadura, similar a la de la fotografía.

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Una estación de Soldadura. Equipo apto tanto para Soldar como para desoldar componentes comunes como de superficie o SMD.


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UNIDAD 8 – Las Resistencias Una de las cosas que mas llama la atención en un circuito tal ves por su cantidad y colorido, son unos componentes de forma alargada redondeadas y con franjas de colores. Las tres figuras siguientes nos muestran este componente tal como lo vemos en el circuito, como nos lo entregan en el almacén y su símbolo como se representa en los diagramas o planos; la forma vertical u horizontal es solo por estética.

La referencia a R974 y R975 en el diagrama, es la manera como se identifica la ubicación física de las resistencias tanto en el Diagrama como en la plaqueta. Como puede notar el R974 es de 100K (Cien mil ohmios) y la R975 de 10K. (Diez mil ohmios) Su nombre mundial es: Resistencia o Resistor. Su nombre se debe a que él se resiste u opone al paso de la corriente. Con este efecto podemos controlar (según su característica de fabricación) que circule por él mas o menos cantidad de electrones según sea la necesidad. ¿Qué cambia sus características? Su tamaño y el valor de resistencia como haya sido fabricada. Ese valor se mide en Ohmios en honor a su descubridor el físico inglés Georg Simon Ohm. (1787 – 1854) Los valores de las resistencias manejan una amplia gama que puede ir desde 0,1 hasta 20 millones de ohmios; por eso para abreviar la escritura, se ha estandarizado el valor mil, representado con la letra K; el de millón con la M; de modo que si lees en un manual o diagrama la cifra 10K debes entenderla como 10.000 y si fuera 1,5K se lee 1.500. Si la cifra a leer es 10M es de 10 millones de ohmios y si fuese 1,2M es de un millón doscientos mil ohmios. Adicional se puede encontrar una omega para abreviar la palabra ohmio, aunque es normal utilizar la letra R. Otro apunte interesante a tener presente es que el número que identifica las resistencias también las agrupa según el bloque a que pertenecen dentro del circuito. Por ejemplo si estuviésemos analizando el diagrama de un amplificador de audio, este se puede separar en por lo menos tres bloques: 1) La etapa de la fuente 2) La etapa preamplificadora, 3) la etapa de potencia. La manera de “separar” cada una de las secciones, es marcando las resistencias con el número inicial de R1xx, las resistencias pertenecientes a 19

la etapa de la fuente; para la etapa preamplificadora, como R2xx; y las de la etapa de Potencia como R3xx. Eso simplifica el trabajo al momento de comprobar su estado, pues si hemos comprobado que la fuente está bien, no será necesario chequear las resistencias de ese bloque y nos centraremos solamente en la sección que presente el problema. Hace un momento hablábamos del “colorido” de algunos componentes; pues las resistencias son una de ellas, sin embargo su colorido y muy variado por cierto, no tiene como objetivo dar esa apariencia si no de registrar el valor en ohmios. Para ello hace uso de un código de colores estandarizado mundialmente al que se hace preciso memorizar o por lo menos mantener la tabla a la vista para saber con facilidad el valor. TABLA DE COLORES PARA LAS RESISTENCIAS

La manera de aplicar esta tabla es tomando la resistencia de modo que la franja de color Plata o Dorada nos quede al lado derecho. Anotamos en un papel o memorizamos el valor de la primera y segunda franja del lado izquierdo de acuerdo con su color, y la tercera en cantidad de ceros. Por ejemplo: Aquí tenemos tres resistencias con distintos colores. La primera de arriba tiene los siguientes colores vistos de izquierda a derecha tomando como referencia que el dorado está al lado derecho: Café o Marrón (1), Negro (0) y Naranja (3). Esto es igual a: 10 000. La segunda resistencia tiene los siguientes colores: Verde (5), Azul (6) y Rojo (2). Igual a: 5 6 00 (5,6K (ohmios). ¿Puedes saber el valor de la tercera resistencia? Existen con esta misma forma un poco más pequeñas o un poco más grandes con el fin de usarlas en casos que se manejen distintas corrientes. 20

El tamaño mas común es el de ½ W, aunque últimamente se está viendo la de ¼ de W e incluso de 1/8 W. Hay otro tipo de resistencias para corrientes mayores llamadas de loza o de alambre. Estas soportan corrientes altas y su temperatura puede llegar a volverse peligrosa produciendo quemaduras. Su valor viene impreso en el cuerpo por lo que no representa ninguna dificultad saber su valor, pues además de indicar el valor en ohmios también indica los o Watts que no es otra cosa que la medida de la potencia que puede soportar sin que se dañe.

Lo del “alambre” se debe a que su resistencia está construida con alambre resistivo y lo de loza por el revestimiento que cubre el alambre. Las primeras resistencias que estudiamos se conocen como de “Carbón” por que están hechas de una película de carbón pulverizado. Finalmente cerramos este apartado hablando de la última tecnología de resistencias: SM D (Surface Mounted Device) componentes de superficie. Como iras viendo en la medida que se avance en el curso, notará como la tecnología tiene fuertes tendencias a la miniaturización y las resistencias no han sido la excepción. Note las siguientes figuras: Estas son dos resistencias de superficie cuyo tamaño es casi el real tienen impreso su valor. La primera de la izquierda es de 47 Ohmios, la segunda su valor es de 0 ohmios por lo que se debe entender que se usa como puente o Jumper o hasta como fusible. Sin embargo algunos valores vienen con el código mundialmente conocido como Código JIS. Veamos algunos ejemplos: Aquí tenemos una resistencia cuyo valor que leemos es un 104. Tal como lo explica el recuadro, podemos aplicar la misma forma que usamos con los colores, con la diferencia que tenemos los números y no los colores. El tercer número nos indica el número de ceros. Por lo que concluimos diciendo que el valor de esta es de 100K. Es posible encontrar algunos casos especiales como el que mostramos a continuación: Esta resistencia al tener la R en medio de los números, nos indica que su valor está fraccionado y equivale a una coma, quedando así: 1,2 ohmios.

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Ahora pasemos a estudiar un poco el comportamiento de las resistencias con la corriente. Existen dos formas de hacer circular la corriente por un circuito y se conocen con los nombres de Serie y Paralelo. RESISTENCIAS EN SERIE Suponiendo que la corriente circulara en la dirección que indican las flechas, primero pasaría por R1 y luego por la R2; como R1 ofrece resistencia, y luego se encuentra con otro paso que de nuevo hace oposición al paso de los electrones, es obvio esperar que ocurra algún efecto. La verdad es que en la realidad, la resistencia se ha sumado, es decir que como R1 es de 1K ohmios y R2 es también de 1K, es como si ambas formaran una sola resistencia de 2K. Veamos ahora el circuito Paralelo.

RESISTENCIAS EN PARALELO Observe como la gráfica indica mediante las flechas, la circulación de la corriente por este circuito. Como puede notar la corriente toma dos caminos al llegar al punto A; uno por la R1 y otro hacia la R2. Como el efecto es simultáneo, el resultado es que la oposición no es tanta. Eso equivale a como si el valor de la resistencia fuese la mitad; por lo tanto como ambas son de 1K su valor real sería de 500 ohmios.

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Los Reóstatos o Potenciómetros

Dentro del grupo de las resistencias, se clasifican dos subgrupos que tienen unas aplicaciones especiales como veremos a continuación. En algunos casos es necesario tener resistencias que nos permitan variar su valor bien sea para uso exclusivo del técnico o para el usuario, por ejemplo piense en el control de volumen de su equipo de sonido; pues eso es lo que usted en realidad hace cuando baja o sube el volumen, ahora supongamos que nos piden que le bajemos la velocidad al reproductor de cintas; para corregir eso, requiere de un ajuste técnico y probablemente todo lo que necesite es retocar el reóstato instalado para ese fin. ¿Cuál es la diferencia del Reóstato del Potenciómetro? Básicamente se le llama Reóstato a las resistencias variables que se ajustan mediante un pequeño destornillador. Algunos traen dos terminales aunque también los hay de tres. Su símbolo es el que mostramos a continuación: Como puede notar, tenemos la resistencia como tal, pero además hay una flecha que entra en al parte superior. Dicha flecha representa una parte deslizable que hace la toma de la parte de la resistencia que necesitemos. La posición vertical u horizontal es solamente por estética, lo mismo si la flecha está por debajo o por encima. Ahora bien si medimos la resistencia en sus extremos siempre vamos a tener el mismo valor, mientras que si tomamos la medida entre la terminal central y uno de los extremos, notaremos como su valor cambia dependiendo de la posición en que se encuentre el contacto deslizable. Su valor en resistencia es muy amplio al igual que en sus tamaños y estilos. Se llama Potenciómetro a las resistencias variables que traen un eje al que se le puede colocar una perilla, por lo general para uso del usuario; los tamaños y valores varían dependiendo del diseño del circuito. Algunos vienen dobles como para el caso del control de volumen de un amplificador Stéreo, también los hay con interruptor, como en el caso en el que del mismo, no solo bajamos o subimos el volumen, si no que también apagamos o encendemos el equipo. Al dibujar un potenciómetro en el diagrama, veremos una línea entrecortada que nos lleva hasta donde se haya dibujado la otra sección o el Interruptor.

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UNIDAD 9 – Los Condensadores

Los condensadores son otros de los componentes electrónicos que se ven en los circuitos de manera numerosa. Se distinguen fácilmente por su forma de lenteja casi siempre de color café o verde con su valor impreso en código JIS. Es muy común encontrar la numeración 103 y 104, que en el código JIS equivalen a 10.000 y 100.000 respectivamente; pero estos ya no son ohmios puesto que se trata de otro componente. La unidad de medida del Condensador es el Faradio en honor a su descubridor Michael Faraday físico químico ingles. (1791 – 1867). Como esta unidad en la práctica resultó ser muy grande, es común hablar de medidas inferiores como el microfaradio cuya medida se representa con el signo: µ. Ahora bien, ¿pero cuál es la función importante de este componente? Pues como veremos en este curso son varias, pero vamos a analizarlas una a una para que le sea más fácil aprenderlas. La primera es que actúa como un acumulador de electrones, en otras palabras como un recipiente donde guardar energía aunque con un aparente defecto: es como si tuviera un hueco por donde en poco tiempo se saliera su contenido; y decimos que aparente porque como veremos más adelante, ese defecto lo usaremos a favor. ¿Cómo está construido? Su composición básica consiste en dos placas asiladas entre sí por un material especial llamado Dieléctrico; aunque en algunos casos se usa el mismo aire o una fina capa de plástico. De modo que si tomamos dos monedas las colocamos una sobre la otra separadas 24

con papel, tendríamos un condensador. Otra pregunta que surge es: ¿Qué hace que acumule más o menos carga? Eso depende del Dieléctrico y del tamaño de las placas. Este es el símbolo para los diagramas. Como puede notar se representan las dos placas separadas y sus dos terminales. Ahora pasemos a estudiar un familiar del condensador el Filtro. El Filtro es un condensador clasificado por su mayor tamaño, forma y capacidad, como también por trabajar solo con corrientes directas y polarizadas. Se que debe estar pensando que ya estoy hablando en términos que no entiendes, pero no se inquiete que todo vendrá a su debido tiempo. Este es el símbolo con el que se representa en los diagramas. Si comparamos los dos dibujos vemos claramente la diferencia especialmente por enfatizar su polarización al indicar que tiene una de sus terminales positiva y la otra negativa. Si llegase a conectarse de manera contraria, el filtro se dañará y en algunos casos puede llegar a explotarse. Para explicar que el filtro solo trabaja con Corrientes polarizadas y con Corrientes Continuas se hace necesario abrir un paréntesis para dejar claro estos dos nuevos términos. Cuando vimos como hacer circular electrones dijimos que “existían varios métodos, los más conocidos son: 1) Un Campo magnético, 2) Por reacción química, 3) Luz solar, 4) Calor”, ¿recuerda? Pues bien, así como existen varias métodos para hacer circular los electrones, también hay varios tipos de corriente que se clasifican según la forma de circular, si en un solo sentido, en ambos, si continuo o a pulsos o intervalos. Retomando el ejemplo utilizado al principio, dijimos que con un imán lográbamos hacer circular los electrones de un átomo a otro cuando lo acercábamos a un elemento conductor como el cobre; sin embargo eso solo se logra si tenemos el imán en moviendo, es decir como si empujáramos imaginariamente los electrones; (similar a como cuando con la escoba empujamos el agua sobre el piso). Resulta además que hay que tener presente que todo imán tiene dos polos, uno positivo y otro negativo, de modo que podemos concluir que cuando acercamos el polo Positivo este atrae los electrones que tienen cargas negativas y cuando pasa o acercamos el polo Negativo este los rechaza, creando un movimiento de vaivén o alterno; de ahí sale la expresión Corriente Alterna (CA ó AC). Ese es el tipo de corriente que suministra las empresas de energía. Cuando decimos que su frecuencia es de 60 hz, nos están diciendo que esta circula a razón de 60 veces por segundo. La Corriente CD ó DC (Corriente Directa o polarizada) se le llama así porque solo circula en solo sentido. La idea estandarizada mundialmente es que los electrones circulan de cargas negativas hacia cargas positivas. Ese 25

tipo de corriente es la que generan las Pilas o Baterías que se basan en reacciones químicas con características muy similares a la de los Filtros, solo que estas conservan su energía por mucho más tiempo y con cargas muy superiores. Volviendo a los Filtros, estos se deben conectar en fuentes con corriente DC y tener presente su polaridad, es decir que el terminal positivo del filtro quede conectado al positivo de la batería o Fuente como también se le llama la sección encargada de “alimentar” el circuito con la energía necesaria para que trabaje. Identificar cual de sus terminales es la positiva o la negativa no implica mucho esfuerzo pues este viene debidamente marcado. Los filtros también se conectan en serie y en paralelo, según sea la necesidad; pero debes tener muy presente que los resultados son contrarios al que estudiamos con las Resistencias; es decir que si colocamos dos condensadores en Serie el resultado total será el equivalente a la mitad; por ejemplo, si tenemos dos filtros de 10 µF conectados en serie tendremos en realidad un filtro de 5 µF. Pero además como con los filtros se tiene en

cuenta su voltaje de trabajo (este viene claramente impreso en su cuerpo) este si se duplica cuando este conectado en serie. De modo que volviendo al ejemplo con el filtro de 10 µF, si este fuese de 25V, el total sería de un filtro de 5 µF pero a 50V.

Cuando la situación es en Paralelo, la capacidad se suma y el voltaje permanece; retomando el ejemplo anterior con el filtro de 10 µF a 25V, si colocamos dos en Paralelo el resultado final será un filtro de 20 µF a 25V.

Por ultimo sepa que en algunos casos muy particulares, es necesario el uso de filtros no polarizados y estos son un poco escasos en el comercio, estos se pueden implementar con filtros normales en serie. Los siguientes dos diagramas le servirán para salir del paso con este caso.

Aquí tenemos en ambos casos un condensador no polarizado de 5 µF a 50V

si estos fueran de 10/25V.

Continuemos con este apartado sobre componentes electrónicos, conociendo el Transformador.

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UNIDAD 10 – El Transformador y las Bobinas

No hace mucho hablábamos del efecto que produce pasar un imán sobre un alambre de cobre, pues resulta que en muchos campos de la física como de la electrónica los procesos invertidos crean sus efectos originales o los mismos efectos; dicho de otra manera: podemos hacer circular electrones pasando repetidas veces un imán sobre un alambre de cobre, como también pasando el alambre sobre el imán. ¿Pero que resulta si hacemos circular corriente eléctrica generada en otro lugar, por un alambre conductor? Pues el resultado es que podemos crear un campo magnético similar al del imán. Eso es lo que se conoce como Electroimán, que en el campo de la electricidad y la electrónica tiene muchas aplicaciones; por ejemplo: timbres, cerraduras, motores, relevos o relay, etc. Ahora bien si dicho campo magnético es variable y con la suficiente potencia como para influir en otros alambres conductores cercanos, se logra transferir energía de manera inalámbrica de un lugar a otro. ¿Cómo lograr que el campo magnético adquiera suficiente potencia? Simple; envuelva alambre conductor aislado sobre un tubo, una carreta o algo parecido y notará cómo al aplicarle energía eléctrica este se convierte en un imán y que a mas vueltas más potencia tendrá el imán. De hecho, si desarmas un transformador observarás que precisamente de eso se trata; alambre aislado envuelto en carretas plásticas o de papel. Tal ves usted dirá que ya lo ha hecho, pero que también tuvo que sacar unas laminillas de hierro en forma de I y E. Eso es cierto y estas se utilizan para mejorar la transferencia de energía de un Bobinado a otro como se le llama a cada una de los grupos de alambre enrollado. También se preguntará qué reemplaza al imán con movimiento; pues eso se logra por la sencilla razón de que como la energía que se le aplica es alterna (C. A.) el

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campo magnético producido también será alterno o cambiante lo que equivale al movimiento del imán. Con este conocimiento básico, podemos añadir que igualmente si aplicamos corriente DC pero pulsante a la sección primaria del transformador, obtendremos voltaje en la sección secundaria. Este es el principio aplicado en los automóviles para generar el alto voltaje necesario que aplicado en las bujías da encendido a la mezcla de gasolina. Este mismo principio está siendo utilizado en un sin número de aplicaciones modernas como UPS, Fuentes conmutadas, (que ya se implementan en casi todos los equipos modernos de Audio y video) Generador de Alto voltaje necesario en los TV, Flash, Luces, etc. Por ultimo mencionaremos que ese mismo principio es aplicado en Radiofrecuencia y audiofrecuencia en acople de señales, explicación que se da en el curso de Radio o en el de Televisión. Pasemos ahora a dar algunos detalles importantes del Transformador: sus terminales. Generalmente este no debería tener si no cuatro terminales o alambres para su conexión, pero es común encontrar hasta seis, veamos porqué. Para que un flujo de electrones circule, se requiere que el circuito esté cerrado es decir que si los electrones son atraídos por el polo positivo de la fuente, o estos sean empujados por un campo magnético, debe haber un camino físico que permita su circulación. Pongamos como ejemplo el que coloquemos un trozo de alambre entre el lado negativo (-) de una pila común y el lado positivo (+); en el mismo instante en que hacemos el contacto en ambos extremos, internamente se inicia la reacción química que genera la máxima potencia de la pila pues el cable no ofrece ninguna resistencia pero eso hará que la pila en pocos minutos se caliente y se descargue totalmente; eso es lo que se conoce como Corto Circuito. Si hubiese en el trayecto por ejemplo un bombillo, la corriente sería mucho menor, produciría el encendido de este, la pila no se calentaría pues su esfuerzo es mucho menor y no se descargaría tan rápido. Ahora vemos lo obvio que el bombillo y cualquier otro elemento requiera de por lo menos de dos terminales un por donde entra la corriente y otra por donde saldrá. Volviendo al Transformador, por eso decía que como mínimo debería tener cuatro terminales: dos para la entrada de la corriente y dos para la salida, tal como los ilustra la gráfica siguiente.

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El que un transformador tenga tres terminales en su sección primaria (que es como se le llama a la sección por donde se aplica el voltaje de entrada) se debe a que algunos aparatos son preparados para el caso que sean vendidos para países donde la energía pública es de 220VAC y no de 120VAC. Cuando en el secundario encontramos tres o más terminales es indicio que este cuenta con opciones de salida de varios voltajes que pueden ser de 1,5V; 3V; 6V; 9V, 12V 24V. Inductores o Bobinas

Los inductores consisten como lo muestra la fotografía en un hilo conductor enrollado en forma de bobina. Al pasar una corriente a través de la bobina, alrededor de la misma se crea un campo magnético que tiende a oponerse a los cambios bruscos de la intensidad de la corriente. Esa característica hace que se use para controlar algunas formas de corriente que mas adelante estudiaremos.

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UNIDAD 11 – Nomenclatura: Símbolos (Lectura de diagramas)

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Un diagrama es el dibujo utilizado por el ingeniero diseñador de un circuito con el fin de inicialmente lograr un objetivo; pero luego de comprobar que funciona, sigue prestando un valioso servicio el técnico reparador, pues es la guía escrita de cómo van interconectados los distintos componentes, cómo identificarlos, su referencia original, el voltaje de alimentación recomendado, el consumo de corriente en condiciones normales, voltajes en lugares específicos y en especial en puntos críticos, y en algunos casos incluye señales de osciloscopio una herramienta especial para casos críticos. De modo que es imprescindible que el técnico reparador aprenda a leer dichos diagramas, pues equivale a tener a nuestro lado la guía del ingeniero diseñador, y ¿Quién mejor conoce el circuito? Vamos a repasar los distintos símbolos que hasta ahora hemos estudiado y a incluir algunos de los más usados en diagramas comunes. Resistencia Resistencia variable o Reóstato Condensador Condensador Variable Filtro o Electrolítico Bobina Bobina variable

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Tierra o Gnd Fuente o Batería Transformador Empalme o conexión. Cruce de líneas (no hay conexión)


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UNIDAD 12 – El Multímetro

Su nombre Multímetro, se debe a que se tiene varios aparatos de medida integrados en un solo instrumento; por ejemplo tendremos con que medir Resistencias o continuidad y para eso hacemos uso de la sección OHMETRO. Para medir voltajes tenemos un Voltímetro de DC en una de sus secciones y en otra, el Voltímetro de AC. También podemos tener otro instrumento que nos sirve para medir Diodos y Transistores y por lo general trae la sección para medir corriente el Miliamperímetro. Los más costosos vienen implementados con Frecuencímetro, Capacímetro, Medidor de Termómetro, Medidor de Hfe (ganancia de los transistores), sin embargo el manejo es casi el mismo. Por lo general consiste en una llave giratoria que permite seleccionar el instrumento a utilizar y la escala o rango a medir; y es ahí donde se debe tener especial cuidado antes de pues si nos descuidamos podemos arruinarlo; otro punto importante es la insertada de las puntas, sobre todo en aquellos en los que es necesario “cambiar” su conexión. Esto por lo general es necesario hacerlo cuando vamos a utilizar el Amperímetro o el Miliamperímetro, pues este se coloca en serie con la fuente a medir. Por lo general el costo de los multímetros se debe es a la parte de la protección y un poco a la calidad del acabado. Bueno pero tal ves usted se pregunte que opinión se tiene de los tradicionales multímetros con aguja; pues ante la salida al comercio de los Digitales estos compitieron con precio, precisión y facilidad en el manejo, en especial en la lectura, por lo que aunque no han desparecido del mercado si son poco apetecidos. Vamos ahora a reseñar algunos usos comunes del Multímetro como por ejemplo como medir Continuidad. Se le llama continuidad a la prueba que se le hace a un cable o a una pista en el impreso para comprobar que no esté abierto o interrumpido el paso de los electrones, también aplica 32

al chequeo que se le hace a los fusibles. Para hacer esa prueba colocamos la llave en la posición de Ohmios en la escala X1 si se trata de un Tester de aguja; cada rayita en la escala superior indicará un ohmio, por lo que debemos fijarnos que la aguja llegue al punto 0 ohmios o muy cerca. Pero antes debemos asegurarnos que la punta Roja esté en el borne correspondiente al marcado con el signo + (mas), y la punta Negra en el borne con el signo - (menos). Si tenemos un Tester Digital igualmente debemos asegurarnos de la correcta puesta de las puntas en su respectivo signo y la posición o escala que utilizaremos que es la marcada con el símbolo del Diodo o el de cualquier símbolo que sugiera o indique sonido. Esa opción tiene la ayuda sonora de un bip bip que facilita la prueba. Ahora vamos a aprender a medir Resistencias: Antes de ubicar la escala, debemos leer el valor impreso de la resistencia a medir bien sea porque esté con el código de colores o con el Código Jis. Cuando se tenga el valor de la resistencia a medir colocamos las puntas en sus extremos y observamos la medida. En el caso del Tester de aguja veremos escalas X1, X10, X100 y X1000, en la llave; y en el Medidor también veras varias escalas, pero como puede notar en la gráfica, la escala superior es la que tendremos en cuenta para medir resistencias y continuidad. Dicha escala va de 0 a Infinito. Cuando se esté en la escala X1 significa que cada rayita equivale a un ohmio; cuando esté en la escala X10, cada rayita equivale a 10 ohmios y así sucesivamente se aplica lo mismo en las otras escalas. En el caso del Tester digital, las escalas serán 200, 2K, 200K, 2M y mas según el Tester; y el resultado de la medida aparecerá en el Display o Pantalla. Ahora bien para la escala de 200 el Tester estará habilitado para medir resistencias desde 0 ohmios hasta 199; cuando esté en la escala de 2K, el Tester mostrará resistencias hasta 1.999¸ así sucesivamente la escala subirá su rango.

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Algo a tener presente cuando esté trabajando con las escalas de alto valor es que la sensibilidad del Tester es tal que debe tener la precaución de que las puntas no tengan contacto con ambas manos pues daría una medida errada, ya que en esa escala alcanza a medir la resistencia o conductividad del cuerpo.

Midiendo Voltajes Una medida básica y fundamental en electrónica es la de medir voltajes, equivale a la del médico que le toma el pulso y la presión al paciente. Si tiene pulso y presión sanguínea aunque sea baja, el paciente aun vive; si el circuito no tiene voltajes, está muerto! Por lo tanto es de lo primero que debemos asegurarnos, que el circuito esté alimentado! ¿Cómo se hace? Vamos a aprender mediante hacer algo muy fácil, comprobar el estado de una pila. Tome el Tester o Multímetro, inserte las puntas correctamente, coloque la llave en la escala para DC en el valor cercano pero superior a 2V. Coloque la punta negra en el polo Negativo de la pila y en el polo positivo la punta roja, ahora observe la lectura; debe medir 1,4 voltios como mínimo para determinar que aun está con buena carga. Por debajo de ese valor, es indicio que está deficiente. NOTA IMPORTANTE! Si colocas la puntas invertidas en el caso del Tester Digital, le mostrará el mismo valor con el signo (-) menos. Pero si se trata de un Tester de aguja, esta se desviará hacia la izquierda escuchándose un golpecito que puede dañarla o por lo menos desajustarla. Ahora imaginemos que vamos a chequear un radio que no funciona. Luego de comprobar que las pilas están bien, procedemos a instalarlas dentro del compartimiento para estas en el aparato. Si observas detenidamente va a notar que estas (si son dos) están conectadas en serie, de este modo el voltaje se suma, por lo que deducimos que el aparato trabajo con 3V. Si continua observando verá que del lado negativo sale un alambre de color por lo general negro que está soldado en el impreso. Si observas con un poco de detalle verá que la pista es un poco mas ancha y recorre gran parte del circuito; eso se debe a que es la línea común que en adelante llamaremos Tierra o GND. Para que entiendas esto más fácil, piense en la instalación eléctrica de un automóvil; si observas la Batería tiene la terminal Negativa conectada al Chasis y ahí muere, pero la Positiva si se distribuye 34

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