CIRCUITO ELECTRÓNICO Y CLASIFICACIÓN

LECCIÓN 1. CIRCUITO ELECTRÓNICO Y CLASIFICACIÓN

1.1. CIRCUITO ELECTRÓNICO

Un circuito electrónico es una combinación de elementos conectados para formar una trayectoria completa, por la cual los electrones pueden moverse. La finalidad de un circuito es hacer uso de la energía de los electrones en movimiento. Por tanto un circuito es también un sistema de elementos o componentes con el cual la energía eléctrica puede cambiarse a otra forma de energía, como térmica, luminosa o magnética.

Dentro de un circuito podemos encontrar básicamente cuatro categorías de elementos:

• Fuente de Energía. La fuente en un circuito produce la energía requerida para que los electrones se muevan. En electricidad esta energía es llamada voltaje o fuerza electromotriz.

• Conductores. Los conductores en un circuito proporcionan una trayectoria fácil por la cual los electrones pueden moverse a través del circuito. El cobre es el material conductor mas empleado ya sea en forma de alambre barras o canales.

• Carga. La carga es el elemento de un circuito que transforma la energía de los electrones en movimiento en alguna otra forma útil de energía. Una resistencia eléctrica es un elemento muy común de carga, cuando la corriente circula a través de ella, la energía de los electrones en movimiento se convierte en energía térmica.

• Dispositivo de Control. Son aquellos elementos que nos permiten ejercer un control del flujo de electrones.

Dentro de estas categorías encontramos un conjunto de elementos con funciones específicas que definen el comportamiento del circuito, cada uno de ello tiene una representación simbólica universal según la IEEE. En la Tabla 1, se hace una breve descripción de los principales elementos y su simbología.

FUENTES DE ENERGÍA

NOMBRE SIMBOLO DESCRIPCIÓN

FUENTE DE VOLTAJE + +Vs1

1 0 v 10V

- Proporciona el voltaje de alimentación a un circuito

FUENTE DE

CORRIENTE

Is1

100mA Entrega la corriente necesaria de alimentación a

un circuito

FUENTE

DEPENDIENTE

+ 1 +

- -

+ 1

- Fuente cuya magnitud se establece a partir de la

corriente o voltaje del sistema donde se encuentra, de acuerdo a cual de ellas sea, será fuente de corriente dependiente o fuente de voltaje dependiente

CONDUCTORES

NOMBRE SIMBOLO DESCRIPCIÓN

FUSIBLES

1A 1A Es un elemento que brinda una protección a otro

dispositivo de acuerdo a un valor de intensidad establecido que circule por él durante un periodo

de tiempo determinado, si se supera dicho valor un pequeño trozo de alambre dentro de él se funde.

ALAMBRE Hilo de conexión de tipo conductor

CABLE Alambre o conjunto de ellos recubierto de un

material aislante

CARGA

NOMBRE SIMBOLO DESCRIPCIÓN

RESISTOR 1k Elemento que ofrece cierta oposición al paso de la corriente eléctrica

CONDENSADOR 1uF 1uF

+ Dispositivo que almacena energía eléctrica, está

basado en dos placa conductora paralelas, separadas por un dieléctrico.

BOBINA 1mH Elemento que almacena energía en forma de

campo magnético.

DISPOSITIVOS DE CONTROL

NOMBRE SIMBOLO DESCRIPCIÓN

DIODO DIODE Dispositivo que permite el flujo de corriente en una

sola dirección.

TRANSISTOR BJT

NPN PNP Dispositivo que amplifica la corriente, también es

utilizado en conmutación

TRANSISTOR FET

NJFET PJFET Dispositivo de amplificación basado en un campo

eléctrico que controla la conductividad de un canal.

TIRISTOR

TRIAC SCR Dispositivo de cuatro capas que utiliza la

realimentación interna para producir conmutación.

AMPLIFICADOR

OPERACIONAL OP AMP Circuito electrónico que amplifica la diferencia de

las dos señales de entrada.

RELEVADORES Dispositivo electromecánico que funciona como un interruptor controlado por un electroimán.

Diseño: Juan Monroy

Si desea ampliar el conjunto de símbolos electrónicos puede consultar la siguiente página http://www.simbologia-electronica.com/

1.2 . CLASIFICACIÓN

Los circuitos electrónicos se clasifican en tres tipos de acuerdo a la forma como se interconectan los elementos en:

• Circuito Serie. Un circuito serie proporciona una única trayectoria a través de la cual los electrones pueden moverse de una Terminal de la fuente de energía a la otra. Se caracteriza porque la corriente que fluye es igual a través de cada uno de los elementos que lo componen mientras que el voltaje en cada uno de ellos es función del propio elemento.

Diseño: Juan Monroy

• Circuito Paralelo. Un circuito paralelo permite mas de una trayectoria a través de las cuales pueden fluir los electrones; se caracteriza entonces porque el voltaje en cada una de estas trayectorias es el mismo pero la corriente depende de los elementos que la componga.

Diseño: Juan Monroy

• Circuito Serie-Paralelo (Mixto). Estos circuitos presentan las dos situaciones anteriores en cuanto a las trayectorias que pueden tomar los electrones y por ende las características de cada uno

Diseño: Juan Monroy

LECCIÓN 2. DESCRIPCIÓN DE SOFTWARE DISPONIBLE PARA CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

2.1. SIMULADOR. Los simuladores de circuitos electrónicos son herramientas de apoyo en el proceso de aprendizaje y diseño, dado que permiten establecer un ambiente virtual para una situación real de un circuito, a fin que el usuario tenga la oportunidad de participar, a través de un conjunto de herramientas, en el proceso de diseño y prueba en un área específica de la electrónica.

En general, se puede decir que los simuladores de circuito son modelos que se construyen a partir de especificar un número de variables relevantes internas y también externas, las cuales deben permitir simular la operación del circuito electrónico en un ambiente bajo diferentes condiciones, y de esta forma estudiar su comportamiento y tomar las decisiones pertinentes.

2.2. HERRAMIENTAS. Los simuladores de circuitos electrónicos deben contar con herramientas que permitan:

• Disponer de elementos o componentes virtuales con características propias que permitan reflejar a los mismos de la vida real.

• Probar el circuito con señales de prueba con parámetros que faciliten la modificación de su comportamiento.

• Interactuar fácilmente con el usuario.

• Visualizar adecuadamente los resultados de la simulación.

• Generar circuitos impresos.

2.3. ¿PARA QUÉ SIRVE UN SIMULADOR?

Los simuladores de circuitos electrónicos ofrecen a los estudiantes e ingenieros una innovadora forma de:

• Perfeccionar sus habilidades

• Aplicar conceptos fundamentales de la electrónica

• Evaluar alternativas de solución desde el punto de vista funcional y económico.

• Generar el diseño y PCB definitivo de un circuito.

2.4. DESCRIPCION DE SOFTWARE DISPONIBLE.

En el mercado existe gran variedad y gama de software diseñado para la simulación de circuitos electrónicos, dentro de esta variedad podemos encontrar software tipo beta, versiones profesionales, enfocados a plataformas específicas, de alto costo, bajo costo, libres, demo, versiones estudiantiles; sin embargo la intención aquí es conocer las características principales del software, para así formar un criterio inicial que permita elegir aquel que se ajuste a las necesidades y particularidades propias.

A continuación se hace una breve descripción del software propietario o libre que se encuentra en el mercado, sin embargo en la siguiente página puede además de la descripción del software tener la posibilidad de descargar las versiones libres o demos:

http://formulagfc.galeon.com/productos771272.html

http://olmo.pntic.mec.es/jmarti50/enlaces/d-electronico.html

http://profesormolina.webcindario.com/download/enica/index.htm

http://profesormolina.iespana.es/download/soft_enica.htm

2.4.1. Kicad: Es un programa de código libre (GPL) software para la creación de esquemas electrónicos y circuitos impresos. Concebido y creado por Jean- Pierre Charras, investigador en el LIS Laboratorio de Imágenes y Señales) y profesor de electrónica en el Instituto Universitario de Tecnología de Saint Martin d'Hères, la suite Kicad es un conjunto de cuatro programas y un gestor

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