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Director técnico y redacción de textos
Aurelio Mejía M.
Director comercial
Gabriel Jaime Mejía M.
Portada
Israel Henao con un técnico en Metalandes - Elico
Registro de Propiedad Intelectual y Prensa,
Resolución 205 del Ministerio de Gobierno de Colombia
Número Internacional Normalizado de Publicaciones Seriadas (ISSN) 0120-6842
Tarifa postal reducida, permiso 1188 de la Administración Postal de Colombia
Versión PDF (enero 2006) de la edición 16 original de Marzo de 1988
ELECTRÓNICA FÁCIL fue una publicación trimestral editada e impresa en Medellín,
Colombia. Actualmente sólo es posible conseguir por Internet los 40 números que
fueron editados, ya que la versión impresa se agotó.
Aurelio Mejía
amejiamesa@epm.net.co
Medellín, Colombia
Se permite la distribución gratuita de esta publicación por Internet
1
electrónica
fácil
mailto:amejiamesa@epm.net.co
CONTENIDO
NOCIONES BÁSICAS
Origen de la electricidad/Aurelio Mejía 7
Los electrones, portadores de carga negativa 14
Electricidad dinámica, electricidad estática 16
Nociones elementales de electricidad/Union Carbide-Texas 19
Energía, trabajo y potencia/Aurelio Mejía 23
Cómo hacer que la electricidad lleve potencia/Texas 26
Qué es frecuencia eléctrica/Aurelio Mejía 30
Cómo se controla la potencia/Texas Instruments 32
Podemos almacenar la energía eléctrica / Aurelio Mejía 34
Qué es un circuito eléctrico . 39
Resistencia, reactancia, impedancia: un trabalenguas 47
Cómo influye la frecuencia en la reactancia capacitiva 48
La inducción electromagnética 50
La saturación del núcleo y la reactancia inductiva 55
Cómo influye la frecuencia en la reactancia inductiva 56
Qué es un transformador 57
Cómo interpretar los diagramas 58
El diodo, un rectificador de corriente alterna 79
Rectificación de onda completa 85
El diodo zener 88
El LED, un diodo emisor de luz 90
El transistor, un amplificador de estado sólido 92
Código de colores para los resistores y condensadores 102
Cómo interpretar los diagramas en circuitos prácticos 106
DE INTERÉS GENERAL
Mendeléiev y su principal descubrimiento /Sputnik 10
EXPERIMENTOS Y CIRCUITOS PRÁCTICOS
Arme un indicador de corriente con una brújula 71
Pila eléctrica con un limón 72
Improvise un electroimán 74
Electrizador para bromas con los amigos 75
Experimento para comprobar la inductancia 77
Arme un generador de corriente alterna 78
Construya un timbre "chicharra" 79
Interruptor para dos intensidades de luz 81
Luz intermitente con un neón 82
Haga un adaptador de corriente alterna 84
Adaptador con rectificación de onda completa 87
Cómo verificar el voltaje de un diodo zener 90
Cómo comprobar un diodo emisor de luz (LED) 91
Cómo comprobar un transistor con el ohmetro 100
Electrizador transistorizado para bromas 103
Fuente de corriente continua y voltaje variable 105
Arme un radio equivalente al de "Galena" 106
Arme un intercomunicador con un transistor 197
Fuente de alimentación de 0-12 voltios CD (DC) 108
Mini-Radio con 3 transistores 109
Avisador temporizado para hospitales 110
Libros de Aurelio Mejía 111
Introducción
Esta es una revista escrita para los
que no sabemos electrónica. Por consi-
guiente, evitaremos las explicaciones
académicas y el uso de las fórmulas
matemáticas, las cuales no comprende-
mos la mayoría de nosotros, los que
gustamos de las cosas que podemos
practicar, tocar, ver, etc. Si bien es
cierto que los procesos matemáticos
son indispensables para el diseño elec-
trónico, procuraremos suministrar cir-
cuitos prácticos ensayados, y basare-
mos nuestras explicaciones en hechos
comunes de la vida diaria.
Como podrás apreciar en cada uno
de los fascículos de Electrónica Fácil,
procuramos que su lectura sea amena
y de interés para los principiantes, los
aficionados, los técnicos y los profe-
sionales. Es por eso que la revista tiene
temas teóricos, informativos y socia-
les, además de infinidad de circuitos
para la experimentación.
No es indispensable
entender cada tema en
la primera lectura,
pues en los artículos
posteriores iremos
repasando los principios
básicos con otras
palabras y ejemplos distintos.
5 Electrónica Fácil 1
Todos hemos sido
principiantes
Una de las cosas más frustrantes es
leer algo que no entendemos, o que
nos cuesta dificultad comprender,
pues nos parece que hemos llegado ya
al final del camino, y pensamos que, si
no entendemos esto, mucho menos
entenderemos lo que sigue. Puesto
que nosotros también hemos pasado
por tal situación, aconsejamos hacer
inicialmente una lectura rápida del
conjunto del tema, tomando en cuen-
ta solamente los títulos y la ¡dea bá-
sica de los párrafos. Después, si nos
interesa o lo necesitamos para com-
prender algo más complejo, releemos
el artículo y tratamos de aprender ca-
da uno de los términos allí expresados.
En Electrónica Fácil procuramos
que ninguna de las lecciones sea im-
prescindible para el entendimiento
de los fascículos siguientes. Es por
ello que con alguna frecuencia, al
tratar temas un poco complejos,
repasamos los conceptos básicos que
pueden ser de utilidad para el prin-
cipiante.
Para aquellos que desean conseguir
un texto que explique de manera clara
y con ejemplos sencillos toda la teoría
básica sobre electricidad y electrónica,
recomendamos el libro "Introducción
a la Electricidad y a la Electrónica",
traducido al español por José Meza
Nieto del original en inglés escrito por
Orla E. Loper v Arthur F. Ahr de New
York.
La versión que conocemos fué
editada por Editorial Diana, cuya
dirección es: Roberto Gayol 1219,
Esq. Tlacoquemécatl, México 12, D.F.
Electricidad Básica y Electrónica,
Serie Uno Siete, son también dos bue-
nas colecciones para la biblioteca de
todo colegio técnico.
Electricidad Básica consta de 5 vo-
lúmenes y fue escrita originalmente en
1954 para el ejército de los Estados
Unidos, por la firma Van Valkenburgh,
Nooger and Neville, de New York. Ac-
tualmente se consiguen ediciones re-
cientes en Español, de las cuales cono-
cemos la de la Compañía Editorial
Continental, Calz. de Tlalpan Número
4620, México 22, D.F.
Electrónica Uno Siete es una exce-
lente serie en siete tomos de aproxi-
madamente 140 páginas cada uno,
donde se explican de manera muy cla-
ra todas las señales electrónicas, los
tipos de modulación, semiconducto-
res, amplificadores, osciladores, ante-
nas, líneas de transmisión, etc. La ver-
sión original fué editada por Hayden
Book Company, y una de las versio-
nes en español fue hecha en 1976 por
Editorial Limusa, Arcos de Belén Nú-
mero 75, México 1, D.F.
6
Origen
de la electricidad
Aurelio Mejía M.
No podemos afirmar a ciencia cierta
a partir de qué momento el hombre
descubrió el fenómeno al que poste-
riormente habríamos de llamar electri-
cidad, pero existen evidencias de que
600 años antes de Cristo fue observa-
do dicho fenómeno por un filósofo
griego, Thales de Mileto, quien descu-
brió un misterioso poder de atracción
y de repulsión cuando frotaba un trozo
de ámbar amarillo con una piel o una
tela. Esta sustancia resinosa, denomi-
nada ELEKTRON en griego, dio ori-
gen al nombre de la partícula atómica
ELECTRON, de la cual se deriva el
término ELECTRICIDAD.
Figura 1
Posteriormente se descubrió que
muchos materiales diferentes al elek-
tron también adquirían el poder de
atraer diversas partículas livianas, tales
como trocitos de papel, de corcho,
etc., al ser sometidas a frotamiento
con pieles, sedas, vidrio, etc.
Por simple relación con el fenóme-
no del elektron, se adoptó el término
"electrizado" para indicar que un cuer-
po cualquiera había adquirido la mis-
ma y extraña propiedad de aquel. Hoy
tú puedes electrizar el peine y atraer
hacia éste pequeños trozos de papel li-
viano; para ello, basta con peinarte el
cabello en un ambiente seco. También,
puedes observar el fenómeno en los
discos de música, cuando los sacas de
su cubierta, o cuando los retirasdel
tocadiscos: Atraen los vellos de tu piel,
y el polvo del ambiente.
LA ELECTRICIDAD ESTA EN
TODAS PARTES
El efecto descubierto por Thales de
Mileto en el ámbar se manifiesta tam-
bién de diversas maneras en la natura-
leza, según los materiales tengan exce-
so, faltante, o circulación de electro-
nes entre dos puntos cualquiera. A to-
dos los efectos producidos por el esta-
do de los electrones se les denomina
genéricamente electricidad.
Cuando hablamos de vapor, lluvia,
hielo, río, mar, etc., indiscutiblemente
Electrónica Fácil 1 7
nos estamos refiriendo al agua en una
cualquiera de sus manifestaciones o es-
tados. Pues bien, cuando escuchemos
las palabras electrostática, electrodiná-
mica, corrientes alternas, piezoelectri-
cidad, etc., se están refiriendo a deter-
minados comportamientos de los elec-
trones en el espacio, en un material,
en un medio, etc.
Son electricidad los rayos de las tor-
mentas, y las chispas que suenan cuan-
do nos quitamos en la noche ciertos
vestidos de material sintético; generan
electricidad los peces llamados angui-
las, y los cerebros nuestros para orde-
nar al cuerpo sus movimientos; se pro-
duce electricidad cuando se sumergen
dos metales diferentes en una solución
ácida o alcalina, fenómeno que tam-
bién produce la corrosión de los empa-
tes de conductores eléctricos diferen-
tes cuando se les deja expuestos a la ac-
ción de la lluvia y los ácidos produci-
dos por los vapores que escapan de los
motores de los vehículos; se produce
electricidad en ciertas sustancias cuan-
do reciben luz, por lo cual se dice
que tienen efecto fotovoltáico; tam-
bién, se genera electricidad cuando
un conductor es sometido a la acción
de las líneas de fuerza de un campo
magnético de intensidad variable, o
cuando se hace presión sobre las caras
de ciertos cristales, efecto más conoci-
do como piezoelectricidad.
ESTRUCTURA BÁSICA DE LA
MATERIA
Así como los diversos colores y ma-
tices se pueden obtener con la mezcla
apropiada de unos pocos colores deno-
minados primarios (usualmente amari-
llo-azul-rojo para pinturas, y verde-
azul-rojo para luces), así también, mez-
clando apropiadamente unos 105 ele-
mentos básicos conocidos, en la natu-
raleza se forman todos los materiales o
compuestos que vemos, olemos y pal-
pamos, tales como el aire, la sal de co-
cina, la madera, el agua, la arena, los
huesos, la carne, los jabones, los áci-
dos, los plásticos, etc.
En otras palabras, si dividimos por
la mitad un trozo de cualquier mate-
rial o compuesto, y sucesivamente di-
vidimos a su vez una de las mitades re-
sultantes, llegará el momento en el cual
obtengamos una molécula, o sea la mí-
nima parte en que se puede dividir un
compuesto químico y poder seguir
conservando todavía sus propiedades
físicas y químicas originales, tales co-
mo el color, sabor, olor, etc.
Si nos aguijonea la curiosidad, y re-
solvemos dividir la molécula, obten-
dremos dos o más elementos con pro-
piedades usualmente muy distintas.
Aunque en la naturaleza existen milla-
res de moléculas, solamente se cono-
cen unos 105 elementos, naturales y
artificiales. Cuando un material tiene
todas sus moléculas formadas de un
mismo elemento, se dice que es puro.
Tal es el caso del cobre, el oro, el alu-
minio, el manganeso, el helio, el oxí-
geno, el sodio, el nitrógeno, etc. y los
demás elementos químicos que apare-
cen en la tabla periódica ideada por el
ruso Dmitri Mendeléiev (1834-1907).
Todos los átomos de un mismo ele-
mento son teóricamente iguales, aun-
que pueden tener pequeñas diferencias
en cuanto a la cantidad de electrones
se refiere.
Un ejemplo típico para ¡lustrar la
diferencia entre molécula y elemento,
es la sal común de cocina. Como tal,
es parte indispensable para la prepara-
ción de muchos alimentos, y está cons-
tituida por moléculas de color blanco.
8
Figura 2
(Tabla tomada del Diccionario
LAROUSSE)
unidas formando cristales. Sin embar-
go, cada molécula de la sal está inte-
grada por un átomo del elemento So-
dio y por un átomo del elemento Clo-
ro. El Sodio (Na) es un metal de color
gris, altamente mortal, pues reacciona
violentamente al contacto con el agua.
El Cloro, por su parte, es un gas de
color verdoso, utilizado en los acue-
ductos para matar los microbios del
agua.
Puesto que en la antigüedad se con-
sideraba que ya no podía haber más
división a partir de allí, se le dio el
nombre de átomo a cada uno de los
elementos que conforman la molécu-
la, pues esta palabra significaba "indi-
visible" en su idioma. Con los instru-
mentos de la ciencia actual se ha com-
probado que el átomo es divisible, y
que está formado por varias partícu-
las muy diferentes entre sí, tales como
electrones (esferas muy pequeñas y li-
vianas girando como trompos -Spin- y
dando vueltas alrededor de un núcleo
grande y pesado, tal como lo hacen
los planetas alrededor del sol), proto-
nes (esferas grandes ubicadas en el nú-
cleo del átomo; pesadas y de propieda-
des eléctricas contrarias a las de los
electrones), neutrones (también en el
núcleo, pero sin carga eléctrica cono-
cida), neutrinos (partículas muy livia-
nas y sin carga), mesones (partículas
radioactivas con una masa 200 ó 300
veces mayor que la del electrón, pero
con una carga igual a la del mismo, y
otras más que no nos interesa conocer
por ahora.
Las partículas del núcleo están liga-
das entre sí por una gran cantidad de
energía, parte de la cual se libera cuan-
do se produce alguna división (fisión)
o agregado de partículas (fusión), y
por su procedencia recibe el nombre
de energía atómica.
Electrónica Fácil 1 9
Electrones
Átomo
Figura 3
La tabla periódica de Mendeléiev
tiene organizados los elementos quí-
micos en forma ascendente según su
masa atómica, correspondiendo su nú-
mero de orden a la cantidad de proto-
nes en el núcleo de cada átomo. Por
consiguiente, los átomos de dos ele-
mentos diferentes se distinguen por la
cantidad de protones en su núcleo.
El primer elemento es el hidrógeno,
con un protón como núcleo, y un elec-
trón girando a su alrededor. El elemen-
to 29 es el cobre, y tiene 29 protones
y 29 electrones. Dado que la masa del
electrón es despreciable, el elemento
sigue conservando sus propiedades fí-
sicas aunque en un instante dado no
corresponda el número de electrones
con la cantidad de protones del núcleo.
Cuando tal cosa ocurre, se dice que el
átomo está eléctricamente cargado, en
sentido positivo cuando hay faltante,
y en sentido negativo cuando hay ex-
ceso de electrones.
Mendeléiev
y su principal
descubrimiento
En 1984, se cumplieron 150
años del nacimiento de
Dmitr i Mendeléiev (1834-1907),
uno de los grandes pensadores
en la historia de la humanidad.
Llevan su nombre una
cordillera del océano Glacial
Ár t ico, un volcán activo, un
cráter lunar, un mineral, un
elemento químico que lleva el
número 101 en su tabla
periódica de los elementos. . .
10
Valentín RICH
De la Revista JIMIA I ZHIZN
Artículo reproducido de
SPUTNIK (Selecciones de la prensa
soviética). Diciembre 1984
Los años 70 del siglo XIX tocaban a
su fin. Para ese entonces, la humani-
dad ya contaba con tres obras grandio-
sas -cual puentes sobre un profundo
abismo- acerca del pensamiento, la so-
ciedad y la naturaleza: La ciencia de la
lógica, de Jorge Hegel (1770-1831), El
capital, de Carlos Marx (1818-1883) y
el El origen de las especies por medio
de la selección natural de Carlos Darwin
(1809-1882). Faltaba descubrir los
misterios de la substancia.
A los 33 años. Dmitri Mendeléiev
fue designado profesor de química ge-
neral en la Universidad de San Peters-
burgo*. Muchos decían que este joven
de melena larga y vaporosa alrededor
de su amplia y blanca frente, expresi-
vo y vivo, de penetrantes ojos azules
se parecía a Garibaldi. Durante las
conversaciones siempre gesticulaba.
Los amplios, rápidos y nerviosos mo-
vimientos denunciaban su estado de
* Actualmente Leningrado
ánimo... Suvoz era baja pero sonora
y clara; su tono cambiaba mucho...
"Maldice a diestra y siniestra y te
sentirás bien", decía Mendeléiev, por
supuesto que en broma. Jamás regaña-
ba a nadie a sus espaldas, y siempre se
interponía ante quienes osaban hablar
mal de quien no estaba presente. "Cuan-
do no se es capaz de decir las cosas de
frente mejor callarse la boca",
"¡Cuesta tanto ser hon rado ! "
Todos los autores de memorias es-
criben que con suma facilidad comen-
zaba a hablar a gritos, aunque en esen-
cia era una buena persona, solo que te-
nía un sistema nervioso extremada-
mente sensible.
No se exceptúa que los caracteres
congénitos de su personalidad se de-
ban en parte a que era el último vásta-
go de una familia de 17 hijos. Hoy día
se cree que la posibilidad de mutacio-
nes en la descendencia aumenta en re-
lación con la edad de los padres.
Durante toda su vida siempre hizo
las cosas -tanto simples como impor-
tantes- a su manera. Claro está que ir
por un camino conocido resulta más
fácil, pero la química era algo nuevo,
joven y en la juventud todo envejece
rápido. Por ejemplo, como no pudo
encontrar nada de valor científico en
los libros sobre química orgánica edi-
tados en Rusia y Europa escribió - en
dos meses de apasionado trabajo dia-
rio (12 página en 24 horas)-, un curso
universitario de 30 pliegos basado en
principios totalmente nuevos. No de-
seaba condicionar el orden del día a
semejante bagatela como la rotación
de la Tierra alrededor de su eje; por
eso, trabajaba treinta o cuarenta horas
seguidas. Y podía dormir otras tantas.
11 Electrónica Fácil 1
Desde sus años estudiantiles, Men-
deléiev buscaba la relación entre los
elementos. Hacía ya 15 años que acu-
mulaba materiales, hechos, conocimien-
tos. Pensaba en cómo colocar en un
sistema único las islas y los archipiéla-
gos químicos. Últimamente, por mu-
chas y diferentes cosas que tuviera que
hacer, nunca dejaba de pensar en ello.
Es extraordinario combinar sus idea-
les con el natural desarrollo de la vida
práctica. Muchos lo que hacen es sim-
plificar su vida al máximo para con-
centrarse totalmente en lo ideal y es-
piritual. Dmitri Ivánovich tenía tiem-
po para todo: tanto para su trabajo en
la mejor cátedra de química de Rusia,
como para su numerosa familia y su
hacienda con campos experimentales,
unos de los primeros en Rusia. (¿Aca-
so no se podría con la ayuda de la quí-
mica hacer retroceder el agotamiento
de la tierra?).
De la ciencia uno se puede ocupar
en cualquier lugar. La ciencia es una
amante que lo abraza en todos lados
con tal de que no la apartemos... Men-
deléiev.
Según Mendeléiev, 1860 -año en que
tuvo lugar el congreso de químicos en
Karlsruhe-, fue decisivo en el desarro-
llo de sus reflexiones sobre la ley pe-
riódica.
"La idea sobre la periodicidad de
las propiedades de los elementos au-
mentando el peso atómico ya enton-
ces, en esencia se me presentaba inte-
riormente", escribía. Pero con la con-
vicción intuitiva no se convence a los
otros, por mucho que con ella haya
comenzado la historia de numerosos
descubrimientos.
Mendeléiev creía en la intuición y la
utilizaba conscientemente en diferen-
tes aspectos de su vida. "Cuando de-
bía resolver un problema difícil e im-
portante -recuerda su esposa Anna- a
paso muy rápido y ligero venía a don-
de yo estaba, me planteaba el proble-
ma y pedía una respuesta inmediata.
'No pienses, no pienses', repetía una y
otra vez. Mi respuesta era decisiva..."
Para aquel entonces, de los 92 ele-
mentos que se encuentran en la natu-
raleza, se conocían tan solo 62. Ade-
más, al didimio lo consideraban una
substancia simple, cuando en realidad
es una mezcla de dos elementos deno-
minados más tarde neodimio y praseo-
dimio. Los pesos atómicos de por lo
menos 10 elementos habían sido deter-
minados aún con graves errores debido
a que los químicos conocían poco es-
tas substancias. Así, pues, la persona
que tenía pensado disponer correcta-
mente los elementos químicos en co-
rrespondencia con sus pesos atómicos
contaba sólo con el 57% de las 92 sus-
tancias necesarias.
17 de febrero de 1869, Mendeléiev
debía partir de San Pertersburgo a la
provincia de Tver para examinar las
queserías y dar sus recomendaciones
con respecto a cómo modernizarlas. El
tren partía al atardecer.
En la historia de la ciencia son muy
raros los casos en que quedan huellas
palpables del pensamiento que condu-
jo a un valioso descubrimiento.
Este es uno de esos casos: la nota
que recibió Mendeléiev en la brumosa
mañana del 17 de febrero antes del de-
sayuno; las huellas de la taza dejadas
en ella y el escrito de la idea que pasó
por su mente: unos símbolos quími-
12
cos, unas cifras, una escritura rápida,
unas correcciones... Caos...
Luego tomó una hoja de papel en
blanco -que se conserva hasta hoy día-
y bosquejó en ella una debajo de otra
las filas de símbolos y pesos atómicos.
Una idea adelantaba a la otra; la
mano no alcanzaba a la ¡dea; los nú-
meros se interponían; la armonía re-
trocedía ante el caos de las correccio-
nes.
Cogió otra hoja y comenzó a copiar
lo escrito, haciendo nuevos cálculos y
transposiciones. Esta hoja también se
convirtió en un jeroglífico. ¡Así no
saldría nada!
Las agujas del reloj seguían su paso
sin detenerse. En la tarde debía partir.
Ya había encontrado lo principal. Pe-
ro a todo esto debía darle una forma
lógica y clara. Imagínese como él, de-
sesperado y furioso, a paso ligero y rá-
pido recorría el gabinete en busca del
método apropiado para componer lo
antes posible el maldito sistema.
El pupitre. El mechero de gas. El di-
ván. Los armarios con libros. Las ma-
traces con retortas. La balanza. Una
pila de libros de la primera edición de
su famosa obra Fundamentos de la
química (la segunda ya estaba en im-
prenta, solo faltaba que su autor inser-
tara la solución definitiva del proble-
ma) con olor a cola y pintura de tipo-
grafía. Una resma de papel. El baúl ya
listo para el viaje. La ropa sin acomo-
dar. Un tomo de Julio Verne. Una ba-
raja, para sacar solitarios, que siempre
llevaba consigo durante los viajes. Un
paquete de tarjetas de visita.
'" ¡Y por fin sus ojos hallaron lo
que necesitaba!... Cogió una pila de
tarjetas, abrió su libro en las páginas
necesarias y comenzó simbólicamente
a jugar a los naipes.
¡No es difícil imaginar con qué ale-
gría sacaba este extraordinario solita-
rio! ¡Con qué rapidez ponía a los
"seis", los "siete", las "damas" y los
"reyes", es decir, los sencillos azufre e
hidrógeno, la plata preciosa y el oro
brillante! Siempre los percibió casi
igual que a las personas.
¡Evidentemente el solitario había
salido! Las primeras seis filas se forma-
ron sin escándalos y en el siguiente or-
den: los alcalinos, los halógenos, el
oxígeno y sus parientes, la familia del
nitrógeno y el fósforo, la del carbono
y el estaño... Entre el silicio y el esta-
ño quedaba un lugar vacío: el naipe
con peso atómico 70 no se hallaba en
el juego. ¿Y quién dijo que nuestro
juego está completo? Cada año alguien
descubre un nuevo elemento.
Había también elementos "testaru-
dos" que confundían su "palo" quí-
mico o les era imposible encontrar su
lugar en la fila. Tampoco sabía dónde
poner a los elementos poco estudia-
dos: el rodio, el rutenio, el tantalio, el
torio, el circonio, el lantano.
... Y de nuevo cogía la pluma para
escribir en la hoja columnas de cifras.
Una y otra vez dejaba de anotar, per-
plejo, armaba un cigarrillo y fumaba
hasta que se le nublaba la vista...
Al final, sus ojos se pegaron, se tiró
en el diván y se durmió como un tron-
co. Esto no era raro en él. Pero esta
vez durmió poco, quizá unas horas o
quizá unos minutos. No quedó ningún
testimonio al respecto. Se despertó
después de ver, en sueños, a su solita-
rio hecho, no como lo había dejado
13 Electrónica Fácil 1
sobre la mesa, sino en forma lógica. En
seguida se levantó y comenzó a consti-
tuir una nueva tabla quese distinguía
de la primera en lo siguiente: primero,
los elementos se disponían de menor a
mayor (y no en el orden inverso); se-
gundo, en todos los lugares vacíos po-
nía signos de interrogación y cifras.
Durante mucho tiempo el cuento
de Dmitri Mendeléiev acerca de la ta-
bla vista en sueños lo tomaron como
anécdota. Encontrar algo racional du-
rante el sueño se consideraba supersti-
cioso. Hoy día, la ciencia no pone ba-
rreras entre los procesos que se reali-
zan en la conciencia y la subconcien-
cia. Tampoco consideran sobrenatural
que el cuadro que no se formó duran-
te la reflexión conciente se haya cons-
tituido en la subconciencia.
Mendeléiev hizo algunas correccio-
nes en la tabla, tachó un elemento su-
perpuesto entre el nitrógeno y el litio.
Escribió su título -Experimento para
sistematizar los elementos basándose
Por denominación puramente con-
vencional y arbitraria, de manera simi-
lar a como se denominó polo sur y po-
lo norte a los extremos de atracción
de los ¡manes, se llamó carga negativa
a la propiedad del electrón, y carga
positiva a la del protón.
en su peso atómico y propiedades quí-
micas- en ruso y francés. Puso la fe-
cha: 17 de febrero de 1869...
El Experimento estaba lejos de ser
exacto. De los 66 elementos puestos
en filas solo 48 estaban colocados co-
rrectamente. Si se agrega a estos 26
elementos más, desconocidos en aque-
llos tiempos, la relación entre lo correc-
to e incorrecto era de 48:44. Los cons-
tructores saben que para la primera
muestra de una nueva máquina esta re-
lación es natural. Pero si así funciona,
ya es una excepción. En el mejor de
los casos los primeros aviones saltaban
un poco. Las primeras lámparas incan-
descentes se quemaban enseguida.
¡Pero el primer modelo experimen-
tal de la tabla periódica de los elemen-
tos funcionaba! El puente tendido a
través del abismo de lo desconocido
aún se balanceaba bajo los pies, dejan-
do al descubierto numerosos agujeros.
Pero los valientes ya podían cruzar el
abismo por él.
Aurelio Mejía M.
Así como los polos de igual signo
de un ¡man se rechazan, y los contra-
rios se atraen, así también los electro-
nes se repelen entre sí, pero son atraí-
dos por los protones hacia el núcleo,
evitando que sean lanzados al espacio
en virtud de la fuerza centrífuga.
Los electrones,
portadores
de carga negativa
14
Debido a los patrones de fuerzas re-
sultantes de la repulsión mutua entre
los electrones (por tener cargas negati-
vas iguales) y de su atracción hacia el
núcleo (por acción de los protones, con
carga positiva), los electrones se distri-
buyen en las órbitas formando capas
cada vez más alejadas del centro. Re-
sulta interesante anotar que cada capa,
según su número de orden a partir de
la más cercana al núcleo, no puede al-
bergar más de un número determinado
de electrones, ni tampoco puede tener
más de 8 electrones en su órbita o ca-
pa exterior.
El patrón de distribución de los elec-
trones en las capas es igual para todos
los elementos, diferenciándose uno de
otro solamente en la cantidad de capas
y el total de electrones. Así, por ejem-
plo, en la primera capa u órbita no se
admiten más de 2 electrones. En la se-
gunda nunca pueden haber más de 8,
ni en la tercera más de 18. En la cuar-
ta y en la quinta solo se reciben hasta
32, y en la sexta no se permiten más
de 18.
Puesto que en la última órbita nun-
ca pueden haber más de 8 electrones,
es común encontrar átomos con su pe-
núltima capa incompleta aunque ten-
gan los electrones suficientes para lle-
narla. Pensemos, por ejemplo, en el
elemento número 28 (níquel), el cual
dispone en su estado eléctrico neutro
de 28 electrones para repartir según el
patrón establecido, de la siguiente ma-
nera: 2 + 8 + 18. Sin embargo, para
cumplir el requisito de que la última
capa no debe pasar de los 8 electrones,
se establece una cuarta órbita con al-
gunos de los 18 de la tercera.
LAS MOLÉCULAS TAMBIÉN
TIENEN UN LÍMITE DE 8
Hasta ahora hemos mencionado que
existen los electrones, partículas ató-
micas pequeñísimas dotadas de movi-
miento rotatorio a manera de trom-
pos (efecto conocido como "Spin") y
de movimiento de traslación alrededor
de un núcleo. También hemos dicho
que a su poder de atracción y de re-
pulsión se le ha denominado carga
eléctrica negativa, y que es contraria y
de igual intensidad a la carga de los
protones, razón por la cual tienden a
cancelarse mutuamente sus efectos.
Dicho de otra manera, el átomo se
considera eléctricamente neutro cuan-
do sus cargas negativas (electrones)
son ¡guales a las cargas positivas (pro-
tones).
La tendencia de los átomos a tener
8 electrones en su órbita externa, de-
nominada capa de valencia, es lo que
los hace unirse y formar las moléculas.
De esta manera comparten sus electro-
nes externos, los cuales se mueven
ahora formando una órbita común
que envuelve al conjunto. Según la
configuración de esta órbita se for-
man las uniones amorfas y las uniones
15 Electrónica Fácil 1
cristalinas. La fuerza del ligamento re-
cibe el nombre de "cohesión molecu-
lar".
Las moléculas de estructura cristali-
na (de forma simétrica, a manera de
cubos, polígonos, etc.) presentan pro-
piedades eléctricas muy utilizadas en
la fabricación de cristales para circuitos
osciladores, en las cápsulas fonocapto-
ras de los tocadiscos, en los dispositi-
vos a base de ondas acústicas superfi-
ciales (tales como los filtros SAW usa-
dos en los televisores a color), en algu-
nos tipos de micrófonos y de parlan-
tes, etc.
ELECTRICIDAD DINÁMICA,
ELECTRICIDAD ESTÁTICA
Si hacemos mover las partículas de
carga a lo largo de un medio conduc-
tor, estamos produciendo lo que se co-
noce como "corriente eléctrica". Po-
demos imaginar que la corriente eléc-
trica es algo así como una multitud de
personas visitando una exposición de
obras de arte en un museo. Hacen una
línea, avanzan, se detienen y miran,
continúan caminando y salen por la
puerta al final de la galería. Sí, los
electrones también pueden avanzar en
forma continua, o detenerse a interva-
los denominados pulsos, o alternar su
sentido (devolverse).
También podemos quitar o agregar
muchos electrones a un trozo de ma-
terial, para romper el equilibrio entre
las cargas positivas y negativas de los
átomos, y al hacerlo estamos generan-
do lo que se denomina electricidad es-
tática.
Podemos entender más fácilmente
lo anterior si nos imaginamos un tea-
tro en el cual se anuncia una gran pelí-
cula. Al comienzo hay muchas sillas
vacías, razón por la cual es positivo
que usted puede conseguir boleto para
entrar. Llegado cierto momento se co-
pa la capacidad de la silletería y todas
las demás personas que siguen entran-
do se tienen que estar de pie. Por lo
visto, el teatro está sobrecargado nega-
tivamente, y permanece así hasta que
se termine la película, instante en el
cual se produce un tumulto que cami-
na rápido hacia las puertas de salida.
Los cuerpos cargados con electricidad
estática también la pueden descargar
en un momento dado, y producir tem-
poralmente una corriente o flujo de
electrones.
BUENOS CONDUCTORES
ELÉCTRICOS
Los átomos que solamente tienen
un electrón en su órbita externa tien-
den a soltarlo con facilidad. Además,
y puesto que tienen 7 espacios dispo-
nibles, pueden alojar temporalmente
otros electrones libres que provengan
de átomos vecinos. Por su gran capaci-
dad para ceder y recibir electrones se
les denomina buenos conductores de
electricidad, tanto dinámica como es-
tática.
Entre el grupo de los buenos conduc-
tores están la plata (Ag), el cobre (Cu), el
oro (Au) y el aluminio (Al). Con tales
materiales se fabrican las líneas de
conducción (alambres) y también las
placas para los condensadores que
habrán de almacenar energía en forma
de electricidad estática. Por tener el oro
muchas capas orbitales y su electrón
externo muy lejos del núcleo que lo atrae,
y por ser inmune a la oxidación, se le
emplea enla fabricación de circuitos
integrados.
16
CONDUCCIÓN IÓNICA
Hasta ahora hemos definido la co-
rriente eléctrica como un flujo de elec-
trones continuo (constante), intermi-
tente (a pulsos) o alterno (que cambia
de sentido a intervalos regulares). Sin
embargo, existen casos especiales en
que son los átomos los que se despla-
zan de un lugar a otro llevando su car-
ga eléctrica. Esta situación se presenta
cuando el medio conductor es un gas
o un líquido, y a tales átomos se les
denomina iones.
Por lo común, los átomos compo-
nen moléculas eléctricamente neutras,
con igual número de electrones que de
protones. Sin embargo, por acciones
químicas y eléctricas externas se pue-
de romper dicha molécula, y obtener
así una parte con más electrones que
protones, llamada ion negativo. Al res-
to se le denomina ion positivo, por
quedar con más protones que electro-
nes.
A manera de ejemplo, un ion es al-
go así como un gran corcho con un
pequeño imán en su interior. Si lo po-
nemos a flotar en un estanque con
agua, se orienta hacia los polos magné-
ticos terrestres cual si fuese una brúju-
la; o podemos hacerlo alejar o acercar
cuando le aproximemos los polos nor-
te o sur de un imán externo. Pues bien,
de manera similar se comportan los
átomos cuando les falta o llevan exce-
so de electrones (digamos que algo así
como pequeñísimos polos negativos).
Con la aplicación de dos conductores
eléctricos a los dos extremos de una
vasija que contenga los iones, es posi-
ble hacer que se alejen los unos y se
acerquen los otros, siguiendo aquella
ley que dice: Polos o signos iguales se
repelen; polos o signos contrarios se
atraen. Esta propiedad de los iones es
la base de la galvanoplastia, un méto-
do electroquímico para hacer recubri-
mientos metálicos en piezas, tal como
el cobreado, plateado, niquelado, cro-
mado, etc.
CAPA DE VALENCIA Y LOS
TIPOS DE UNION
Los electrones que se ubican en la
capa externa del átomo, llamada capa
de valencia, reciben el nombre de elec-
trones de valencia. Su nombre provie-
ne del griego, y significa "enganche".
Con esto se quiere dar a entender que
los electrones de valencia son los que
permiten a los átomos unirse mutua-
mente. Aunque no lo necesitamos por
ahora para nuestro estudio, por lo me-
nos recordemos que los átomos pue-
den formar uniones metálicas, iónicas
y covalentes.
La unión metálica es la que se lleva
a cabo entre átomos de elementos bue-
nos conductores de la electricidad,
aquellos con solo un electrón en la ca-
pa de valencia, y se caracteriza por un
movimiento desordenado y continuo
de sus electrones de valencia, pasando
de un átomo al siguiente para llenar
momentáneamente las capas exterio-
res de todos.
La unión iónica o electrovalente es
la que se forma cuando se asocian áto-
mos de elementos diferentes, de forma
tal que los unos ceden electrones de
valencia a los otros, formándose iones
positivos y negativos, los cuales se jun-
tan debido a la atracción entre sus car-
gas de signo contrario.
La unión covalente tiene lugar entre
átomos de elementos diferentes, pero
en este caso, a diferencia de la unión
iónica, los átomos se resisten a ceder o
a tomar electrones de valencia, razón
17 Electrónica Fácil 1
por la cual los comparten mutuamente
para completar sus respectivas capas.
Por ejemplo, en el caso de dos átomos
que tienen cada uno de a cuatro elec-
trones externos, tal como ocurre con
el germanio y el silicio, entonces cada
átomo deja que uno de sus electrones
sea alternativamente compartido con
el otro. En otras palabras, cada átomo
conserva tres electrones en su propia
órbita, mientras los dos electrones que
hacen el enlace pasan alternadamente
de una a otra capa de valencia.
ELEMENTOS AISLANTES
Un átomo con ocho electrones de
valencia es completamente estable, y
resistirá casi cualquier intento de qui-
tarle un electrón. Puesto que tampoco
reciben electrones libres, no permiten
la formación de corrientes eléctricas.
Se dice que son los mejores aislantes,
y dada su alta resistencia a los cambios
en la capa de valencia, hasta hace muy
poco tiempo se creía que no se com-
binaban con ningún otro elemento pa-
ra formar compuestos, por lo cual se
los llamó elementos inertes o nobles.
A esta clase pertenecen los gases helio,
neón, argón, criptón, xenón y radón.
Figura 5
Los átomos que tienen 7 electrones
en su última capa también presentan
alta resistencia a la formación de un
flujo electrónico, pues todos ellos es-
peran capturar de a un electrón para
completar los 8 que requiere la capa
de valencia. Entre los elementos de es-
te grupo están el flúor, cloro, bromo,
yodo y astatino.
En la práctica, los aislantes utiliza-
dos para interrumpir u oponer resis-
tencia al paso de una corriente eléctri-
ca se obtienen a base de compuestos,
con moléculas que no tengan tenden-
cia a liberar o recibir electrones libres.
ELEMENTOS
SEMICONDUCTORES
Siguiendo el razonamiento anterior,
es fácil deducir que los átomos con
dos electrones de valencia no son tan
buenos conductores como aquellos
que solo tienen uno, pero si permiten
el movimiento de electrones más fácil-
mente que los átomos con tres electro-
nes externos. De manera similar, los de
seis son menos aislantes que los de sie-
te, pero más que los de cinco.
Aquellos elementos que están en el
punto medio, con cuatro electrones de
valencia, y que por consiguiente no se
inclinan hacia los conductores, ni ha-
cia los aislantes, reciben el nombre de
semiconductores. A este grupo perte-
necen el germanio y el silicio, dos ele-
mentos muy utilizados en la fabrica-
ción de diodos, transistores y circuitos
integrados.
Mediante técnicas apropiadas se
puede mejorar o modificar las caracte-
rísticas eléctricas de un material se-
miconductor, agregándole algunos áto-
mos diferentes que produzcan un ex-
ceso o un déficit de electrones en las
18
uniones. Puesto que estos materiales
agregados tienden a dañar o ensuciar la
estructura cristalina (unión covalente o
de par electrónico) del silicio o el
germanio puros, se les denomina im-
purezas, o elementos dopantes.
Cuando el átomo utilizado como
impureza tiene solamente tres electro-
nes de valencia forma una unión de
siete con el elemento semiconductor,
razón por la cual se dice que ha queda-
do un hueco en la retícula o red crista-
lina de los enlaces. Las impurezas tri-
valentes más comunes son el indio, el
galio y el boro. Puesto que en un semi-
conductor inyectado con impurezas
de este tipo predominan las cargas po-
sitivas (también denominados porta-
dores positivos) sobre el número de
electrones, a tal semiconductor se le
llama tipo p.
Cuando los átomos dopantes tienen
de a cinco electrones en la capa exter-
na, queda sobrando un electrón al hacer
el enlace con los átomos del material
semiconductor. Estos electrones libres
extra aportan al semiconductor un
número mayor de electrones de los que
tendría normalmente, por lo cual recibe
el nombre de tipo n. Las impurezas
pentavalentes más utilizadas son el
arsénico, el fósforo y el antimonio.
Condensado de un artículo suministra-
do por Unión Carbide de Colombia,
y de un capítulo del libro "Understan-
ding Solid-State Electronics", editado
por Texas Instruments Learning
Center.
19 Electrónica Fácil 1
Puesto que nosotros no podemos
ver, tocar ni percibir la energía eléctri-
ca como tal, debemos estudiarla con
base en sus efectos, mensurables por
medio de instrumentos que indican el
grado de su acción.
Entender el comportamiento de la
electricidad nos resulta fácil si pone-
mos atención a la figura 6, debido a
que existe una gran semejanza entre su
forma de actuar y las características
de los líquidos. Su flujo se parece al
del agua, y de manera similar tiende
a llenar cada espacio que encuentre
disponible. Así como el agua puede
ser bombeada para producir una co-
rriente a través de una red de tuberías
o caños, así también los electrones deun alambre pueden ser empujados
a través de un circuito o red de con-
ductores, por medio de una batería
o un generador apropiado. De mane-
ra similar a como el agua, por acción
de la fuerza de gravedad, busca tener
el mismo nivel en toda la superficie del
recipiente, así también los electrones
tienden a alcanzar la misma densidad a
través de un circuito, por acción de las
repulsiones mutuas de sus cargas nega-
tivas.
UNIDAD DE CANTIDAD
ELÉCTRICA
La unidad de cantidad de electrici-
dad, o carga eléctrica, es el Culombio.
Representa una cantidad definida de
energía eléctrica, del mismo modo en
que un litro representa una cantidad
determinada de agua. Un culombio
equivale, aproximadamente, a 6 280
000 000 000 000 000 electrones libres.
Químicamente hablando, un culombio
es la cantidad de electricidad requeri-
da para ocasionar, en una solución, la
precipitación de 0,00111800 gramos
de plata metálica.
CORRIENTE
Cuando el agua corre a través de un
caño, tenemos lo que se llama un flujo
o corriente de agua. Del mismo modo,
cuando la electricidad fluye a través de
un conductor o alambre, tenemos una
corriente de electricidad. El caudal de
una corriente de agua puede ser indi-
cado en litros por segundo; la intensi-
dad de una corriente eléctrica se ex-
presa en culombios por segundo. Se de-
nomina un Amperio a una corriente
constante de un culombio por segun-
do, y su nombre fue dado en honor al
matemático y científico francés Andrés
María Ampère (1775-1836), quien
ideó la electrodinámica e inventó el
electroimán y el telégrafo.
RESISTENCIA
Por experiencia sabemos lo difícil
que resulta respirar cuando tenemos
tapada una de las dos fosas nasales, ya
que nuestros pulmones deben aumen-
tar la presión para lograr inhalar o ex-
pulsar el volumen de aire que el orga-
nismo requiere. Similarmente, un caño
ofrece una cierta resistencia al paso del
agua. Cuanto menor sea su diámetro, o
mayor sea la longitud, más grande será
la resistencia al flujo.
También los conductores eléctricos
presentan resistencia al paso de la co-
rriente eléctrica a través de ellos; cuan-
to más reducido sea el calibre o sec-
ción transversal, y más largo el alam-
bre, mayor será la resistencia. En estos
dos aspectos, la resistencia de un caño
de agua y la de un conductor eléctrico
son similares. Una manera fácil de ex-
perimentar esto, es tratar de respirar a
través de mangueras que tengan dife-
rente largo y diámetro. Indudablemen-
te, la menor resistencia al paso del aire
20
la encontraremos en la manguera más
ancha y en la más corta.
La resistencia eléctrica, sin embar-
go, involucra también otras propieda-
des del conductor: su temperatura y
su material. Hemos explicado que, en
el caso de los átomos de un buen con-
ductor, es fácil sacarles un electrón de
sus órbitas de valencia, lo cual equiva-
le a decir que se requiere poca energía
para hacerlo. De hecho, se requiere
mayor energía para liberar un electrón
de un átomo aislante. Cuando se trata
de los semiconductores, se requiere
menos energía que en el caso de los
aislantes, pero más que en el de los
conductores.
Algunos materiales, como el carbón
y las soluciones electrolíticas, dismi-
nuyen su resistencia eléctrica a medida
que la temperatura aumenta. Otros,
por el contrario, mejoran su enlace
molecular y aumentan la resistencia al
subir la temperatura. En los circuitos
electrónicos se necesita a veces una de
estas dos características, y para obte-
nerla se utiliza un dispositivo denomi-
nado termistor. Cuando su resistencia
aumenta con la temperatura, se dice
que es de coeficiente positivo. En caso
contrario, su coeficiente será negativo.
En los metales buenos conductores, tal
como el cobre y el aluminio, es despre-
ciable el efecto de la temperatura so-
bre su resistencia.
En cuanto a la resistencia depen-
diente del material, esta se explica en
razón de la mayor o menor energía re-
querida para liberar los electrones ex-
ternos de su banda u órbita. El cobre,
por ejemplo, debido a que tiene sola-
mente un electrón de valencia, ubica-
do en la cuarta capa y lejos de la atrac-
ción del núcleo, es uno de los mejores
conductores eléctricos. Existen otros
metales que ofrecen menor resistencia,
tal como el oro y la plata, pero su alto
costo hace que se empleen solamente
en aplicaciones especiales. En los cir-
cuitos electrónicos se utiliza muy a
menudo un dispositivo llamado resis-
tor, el cual se puede conseguir con va-
lores definidos de resistencia eléctrica,
con su magnitud especificada en el
cuerpo por medio de bandas de color,
o con caracteres siguiendo un código
internacional. La unidad de resistencia
eléctrica se llama Ohmio, y se expresa
con el símbolo W.
Un Ohmio es la resistencia que tie-
ne un conductor, cuando, al aplicar
una tensión eléctrica de un Voltio en-
tre sus extremos, se produce una co-
rriente de un Amperio.
VOLTAJE
Para ocasionar el flujo de agua a tra-
vés de una cañería se necesita una de-
terminada presión, ya sea la suminis-
trada por una bomba, o por la diferen-
cia de niveles entre la superficie del
agua y el orificio de salida.
Como se puede ver en la figura 7, la
presión que ejerce el líquido sobre la
válvula de salida depende de la carga
hidrostática (es decir, la altura de la
columna de agua), y se la expresa ge-
neralmente en "metros de agua". De
manera similar, se requiere una deter-
minada presión eléctrica para enviar
una corriente de electricidad a través
de un conductor. Esta presión eléctri-
ca se denomina Fuerza Electromotriz
(fem) o voltaje. La unidad correspon-
diente se llama Voltio en honor del fí-
sico italiano Alejandro Volta (1745-
1827), inventor de la pila eléctrica que
lleva su nombre.
21 Electrónica Fácil 1
Un Voltio es la presión requerida
para causar una corriente de un culom-
bio por segundo (un Amperio) a través
de un conductor que ofrece una resis-
tencia de un Ohmio.
Según el ejemplo de la figura 6, de-
bido a que el canal presenta resistencia
al flujo, el agua demora un poco en ha-
cer el recorrido entre la salida del grifo
y la boca del tubo de succión, presen-
tando, en consecuencia, diferencias de
nivel entre dos puntos cualquiera, sien-
do mayor la diferencia de alturas en el
sitio de colocación de la bomba.
A mayor diferencia entre los niveles
superior e inferior, mayor será la pre-
sión que empuja el agua a través del
canal, aumentando así el volumen de
galones por minuto. Si ponemos más
canales en serie, se aumenta la resisten-
cia y disminuye el nivel del agua en el
punto de succión. En la práctica, des-
de el punto de vista eléctrico, se intro-
ducen ciertas resistencias a un circuito
con el f in de disminuir ("tumbar") el
voltaje en un punto específico.
En términos eléctricos, el bombeo
de electrones de un extremo a otro de
22
un circuito se puede hacer de diversas
maneras, ya sea utilizando una batería
o un generador de corriente, acciona-
do por una caída de agua o por un
molino de viento, etc. La diferencia de
altura entre los niveles del líquido del
ejemplo anterior equivale a la diferen-
cia de potencial (voltaje) entre dos
puntos cualquiera de un circuito o
conductor eléctrico. El voltaje será
máximo entre los dos extremos, don-
de se tiene conectada la fuente de ten-
sión eléctrica (presión).
LA LEY DE OHM
Se conoce como Ley de Ohm a la
relación existente entre el voltaje (E),
la resistencia (R) y la corriente (I) en
un circuito eléctrico, y debe su nombre
al físico alemán Georg Simón Ohm
(1789-1854), quien fue el primero en
establecer que la corriente en un cir-
cuito es directamente proporcional al
voltaje aplicado, e inversamente pro-
porcional a la resistencia. Ello puede
ser expresado en la siguiente fórmula,
donde E corresponde a la inicial de
"Electromotriz", para referirse al volta-
je o fuerza que hace mover los electro-
nes a través de un conductor o circui-
to:
Energía,
Trabajo
y Potencia
Aurelio Mejía M.
Fuerzaelectromotriz
Amperios de (Voltios)
corriente = ——————————
Resistencia en Ohmios
Matemáticamente se puede deducir
que E = IR (para conocer el voltaje,
basta con multiplicar la corriente en
amperios por la resistencia en ohmios).
La resistencia, a su vez, se puede obte-
ner dividiendo el voltaje por el valor
de la corriente en amperios, aplicando
la fórmula siguiente: R = E/I.
La ley de Ohm afirma que, dados
dos circuitos sometidos a igual voltaje,
la corriente será proporcionalmente
mayor en aquel circuito que ofrezca
menor resistencia. Dicha ley también
establece que, en circuitos de resisten-
cias iguales, la corriente que por ellos
fluye será directamente proporcional
al voltaje aplicado. En otras palabras,
una elevada resistencia o un reducido
voltaje determinan una corriente redu-
cida. Por simple deducción de la figura
6, al ampliar el canal, o al elevar más el
nivel del agua en el lado del tanque,
se aumenta el caudal del agua. Desde
el punto de vista eléctrico, equivale a
decir que la corriente (I) aumenta
cuando se disminuye la resistencia (R),
o cuando se aumenta la diferencia de
potencial eléctrico (E, V).
Estos tres nuevos términos se en-
cuentran muy ligados, tanto como lo
están corriente, voltaje y resistencia en
los circuitos eléctricos que hemos es-
tudiado. Pues bien, la verdad es que
todo circuito eléctrico se diseña para
llevar a cabo un trabajo. Para que di-
cho circuito pueda efectuar su trabajo
necesita energía, ya que de lo contra-
rio no funciona.
Electrónica Fácil 1 23
La energía se manifiesta de muchas
formas en la naturaleza. Hay energía
eléctrica, mecánica, luminosa, calóri-
ca, química, atómica, etc. Tener ener-
gía es tener capacidad para desempe-
ñar un trabajo útil. Todo trabajo al
efectuarse consume energía, pero está
comprobado que ésta no se pierde si-
no que se transforma en otra energía
de forma distinta. Una de las leyes
fundamentales de la física nos dice
que "la energía no se crea ni se destru-
ye; sólo se transforma" (ley de la con-
servación de la energía). Los motores
eléctricos, por ejemplo, hacen su traba-
jo a base de convertir energía eléctrica
en mecánica; las bombillas al trabajar
transforman electricidad en energía lu-
minosa; cuando el obrero golpea con
su herramienta el duro suelo, efectúa
su trabajo gracias a que la energía quí-
mica de su cuerpo se transforma en
energía mecánica.
Así como una misma persona puede
saber varios idiomas, así también un
mismo objeto físico tiene en un mo-
mento dado varias formas de energía,
distintas en su naturaleza pero traduci-
bles a una muy común: Calor. Una
simple rama de un árbol, por ejemplo,
tiene energía potencial por el sólo he-
cho de estar suspendida en el aire. Si
la rama se cae, dicha energía potencial
se transforma primero en energía ciné-
tica (energía mecánica, de movimien-
to) y luego en calórica, ya que al res-
balar contra el piso se presenta el fe-
nómeno de la fricción, el cual trans-
forma la energía cinética en calor. Ade-
más, este trozo de madera se puede
usar después para alimentar una calde-
ra, con lo cual continúa el proceso de
transformación o de trabajo con la
energía almacenada, la cual probable-
mente tuvo su origen en la energía so-
lar recibida por el árbol. Ya sabemos
que la energía calórica y luminosa del
sol es transformada en energía quími-
ca por los vegetales, la cual se aprove-
cha luego para la producción de oxí-
geno, etc., etc. Cada sección de la físi-
ca tiene sus propias unidades de medi-
da para la energía que le compete, ya
sea luminosa, cinética, potencial, caló-
rica, radiante, atómica, sonora, eléctri-
ca, etc., por lo que se necesitaría un
estudio amplio para comprenderlas.
ENERGÍA = CAPACIDAD PARA
EFECTUAR UN TRABAJO
TRABAJO = TRANSFORMACIÓN
ÚTIL DE UNA FORMA DE ENERGÍA
A OTRA DISTINTA (aprovechamien-
to de la energía).
POTENCIA = TRABAJO
REALIZADO EN LA UNIDAD DE
TIEMPO.
Energía y trabajo son generalmente
designados con una misma unidad de
medida. En un sistema mecánico, la
energía necesaria para mover un obje-
to es el producto de la fuerza aplicada
por la distancia recorrida. Si una caja
que pesa 10 libras es levantada a una
altura de 4 pies, el trabajo ejecutado y
la energía requerida para este trabajo
es igual a 10 x 4 = 40 pies - libra. La
unidad más empleada para medir el
trabajo mecánico es el joule (julio, en
español), que equivale a un poco me-
nos de un pie-libra (1 joule = 0.738 de
pie-libra), la cual recibió su nombre en
honor a James Prescott Joule (1818 -
1889), físico inglés, quien fué el prime-
ro en estudiar la dependencia entre la
cantidad de calor producida y la mag-
nitud del trabajo mecánico que generó
dicho calor. En otras palabras, Joule
halló el valor correcto del equivalente
mecánico del calor mediante el trabajo
realizado durante la expansión de una
masa gaseosa.
24
El trabajo que hace la corriente en
los circuitos eléctricos aparece en for-
ma de energía química en la electróli-
sis, o en forma de energía cinética en
los motores. Pero si el circuito está
formado únicamente por resistencias
óhmicas, ese trabajo aparece íntegra-
mente en forma de calor. Pues bien, el
señor Joule encontró que la cantidad
de calor producida es directamente
proporcional al cuadrado de la intensi-
dad, a la resistencia del circuito, y al
tiempo que dure el fenómeno eléctri-
co.
Pequeñas calorías (cal) = 0.24 I2 Rt
En todo circuito eléctrico se hace
un trabajo siempre que los electrones
sean forzados a circular a través de
una resistencia. La cantidad del traba-
jo hecho depende de la cantidad de
electrones movidos y del potencial
(voltaje) necesitado para hacerlos pa-
sar por la resistencia. La cantidad o
carga de electrones es el total de elec-
trones que pasan por un punto en un
cierto lapso de tiempo, valor que está
dado por la siguiente relación.
Carga Q = Intensidad x tiempo
La energía o trabajó en un circuito
eléctrico es igual al producto del volta-
je por la cantidad de electrones movi-
dos. Se usa la letra W para designar
trabajo y energía.
W = VQ W = VIt
El trabajo es igual al producto del
voltaje en voltios (en algunas fórmulas
matemáticas se acostumbra utilizar la
letra E para indicar voltaje), corriente
en amperios, y tiempo en segundos. Se
necesita un joule de energía para hacer
fluir 1 amperio de corriente a través
de una resistencia cuando se tiene apli-
cada una tensión de 1 voltio durante 1
segundo.
La potencia eléctrica, como la po-
tencia mecánica, es directamente pro-
porcional al trabajo e inversamente
proporcional al tiempo durante el cual
se realiza ese trabajo.
Potencia = Trabajo/tiempo
P=VQ/ t
P = Voltaje x Intensidad
La unidad práctica de potencia es el
joule/segundo, pero en los circuitos
eléctricos se acostumbra el watt (vatio,
en español), en honor a James Watt,
ingeniero escocés (1736 - 1819), quien
diseñó la máquina de vapor de doble
efecto. Cuando este señor comenzó a
vender sus motores, que más tarde da-
rían origen a la locomotora de vapor,
tuvo que especificar su potencia com-
parándolos con los caballos que iban a
reemplazar. Encontró que un caballo
promedio, que trabajara en propor-
ción constante, podía hacer 550 pies-
libras de trabajo por segundo. Este va-
lor recibió el nombre de caballo de
fuerza, o un HP, de las palabras Horse
(caballo) y Power (potencia, fuerza).
1 joule/segundo = 1 vatio
La potencia eléctrica aumenta con
el voltaje y con la corriente, siendo en
consecuencia proporcional al produc-
to de ambos. Un vatio es igual a una
corriente de un amperio fluyendo a la
presión de un voltio, y su fórmula co-
rrespondiente es:
W (vatios) = E (voltios) x l (amperios)
Cuando un voltaje de 20 voltios ge-
nera una corriente de 2 amperios a tra-
vés de un resistor de 10 ohmios, la po-
tencia del circuito es:
Electrónica Fácil 1 25
P = VI = 20 x 2 = 40 vatios
Nosotros podemos decir que la ener-
gía está siendo convertida deeléctrica
a energía calórica a una rata de 40 va-
tios por segundo. Generalmente se usa
el término "disipación" para describir
la conversión de energía eléctrica en
calor. En este ejemplo, el resistor está
disipando 40 vatios de potencia.
Se puede relacionar una corriente
eléctrica con el agua corriente de un
río: ... puede ser torrentosa, con mu-
cho o poco caudal... puede ser una co-
rriente serena, que invita al baño, o un
hilo de agua que cae libremente desde
una gran altura.
En electrónica también tenemos co-
rrientes eléctricas con variados niveles
de tensión y de corriente, dependien-
do del objetivo del circuito. Su capaci-
dad para efectuar un trabajo (mover
un motor, encender una bombilla, ca-
lentar una resistencia de fogón, etc.)
dependerá de la combinación adecua-
da de la tensión y la corriente, así co-
Condensado de un capítulo del Libro
"Understanding Solid-State Electro-
nics".
Editado por Texas Instruments Lear-
ning Center.
Una de las aplicaciones prácticas de
la electricidad, es que puede llevar
energía, o potencia, de un lugar a otro.
mo el poder de los ríos se mide tam-
bién por el efecto combinado de su
torrente y caudal. Es lógico que la can-
tidad de agua que sale de la ducha de
nuestro baño no es suficiente para ha-
cernos daño ni aunque esté cayéndo-
nos desde 30 metros de altura, pero no
podríamos decir lo mismo si se tratase
de la tubería que alimenta a todo nues-
tro barrio; en este caso el impacto del
agua nos tumbaría y ocasionaría da-
ños en nuestro cuerpo.
En el ejemplo del río, su corriente
puede tener un gran caudal pero su le-
cho corre por un llano de muy poca
pendiente; en este caso no tendríamos
potencia suficiente para mover una
rueda Pelton, para accionar un genera-
dor eléctrico o un molino, ya que, ade-
más de una buena corriente, se necesi-
ta que tenga una adecuada velocidad.
El ejemplo opuesto se nos presentaría
en una zona montañosa, en la que una
mínima corriente corre presurosa en-
tre las altas peñas: si el caudal no es
suficiente, tampoco se logra hacer gi-
rar la turbina.
Volviendo a la analogía con el agua, y
tal como lo muestra la figura 8, la ener-
gía desarrollada por el hombrecito de
la bomba es usada por su compañero
para accionar la sierra que está cortan-
do el tronco de madera. Desde el pun-
to de vista eléctrico, el generador pone
energía en el circuito cuando "bom-
bea" electricidad desde un nivel de
Cómo hacer
que la electricidad
lleve potencia
26
voltaje bajo hasta un nivel de voltaje
alto. Dicha energía se puede recuperar
haciendo el trabajo inverso, es decir,
haciendo que la tensión eléctrica caiga
de un voltaje alto a un voltaje bajo.
Así como el hombrecito de la figura
8 puede poner más potencia a la tur-
bina que impulsa la sierra, incremen-
tando la altura en la caída del agua,
o aumentando el flujo del agua, así
también nosotros podemos hacer que
el generador (GEN) eléctrico aumente
la potencia hacia el motor (MOT), ya
sea poniendo otro que aporte una ma-
yor diferencia de potencial (voltaje), o
haciendo crecer la intensidad de la co-
rriente.
Aunque en nuestro ejemplo hemos
utilizado la bomba para representar a
un generador, que es un dispositivo
que convierte energía mecánica en
energía eléctrica, en la práctica tam-
bién se puede referir a un micrófono,
elemento encargado de convertir la
energía sonora en energía eléctrica. La
rueda de paletas representa cualquier
dispositivo que reconvierta la energía
eléctrica a la forma original. Por ejem-
plo, puede ser un motor que produzca
energía mecánica, o un parlante que
entregue energía sonora.
LA RESISTENCIA DE UN
CIRCUITO DISIPA ENERGÍA EN
FORMA DE CALOR
Veamos ahora que sucede cuando
retiramos el motor y dejamos que el
agua caiga libremente, tal como se
muestra en la figura 9. El salto de agua
es ahora simplemente el equivalente
de un resistor (dibujado con línea en
zig-zag en el circuito eléctrico). Pero,
qué está sucediendo a la energía el
27 Electrónica Fácil 1
trabajo- que está poniendo el hombre-
cito en el agua con su bomba?. Esta
energía se está gastando solamente en
vencer la fricción, o resistencia, en las
paredes del canal y la caída del agua.
Puesto que la fricción genera calor,
se presentan diferencias en la tempera-
tura del agua que sale del grifo de la
bomba y la que hay en el canal infe-
rior. En resumen, en un circuito eléc-
trico se utilizan los resistores para "ha-
cer caer" el potencial entre dos pun-
tos, pero la diferencia de energía (el
producto de voltios por amperios) es
convertida en calor. Es por este fenó-
meno que se produce el calentamiento
de las resistencias de la estufa, y la in-
candescencia del filamento de las bom-
billas eléctricas.
Aunque dos resistores para uso elec-
trónico pueden tener un mismo valor
de resistencia ohmica, es posible que
estén hechos para soportar la disipa-
ción de potencias diferentes. En otras
palabras, para una misma resistencia se
producen resistores que pueden "gas-
tar" 1/4, 1/2, 2, 5, etc., vatios de po-
tencia sin sufrir deterioro por el au-
mento de su temperatura.
CORRIENTE DIRECTA,
PULSANTE Y CONTINUA
En los circuitos anteriores hemos
28
visto que el agua siempre fluye en una
dirección, formando lo que se deno-
mina corriente directa, o simplemente
"dc". Cuando el generador funciona
como la bomba de mano de la figura
9, que solamente expulsa agua cuando
el hombrecito baja la palanca, se dice
que la corriente es directa pulsante, y
a la duración de cada chorro se le lla-
ma ciclo de trabajo (duty cycle). A la
cantidad de chorros por segundo (ci-
clos de operación subida-bajada de la
palanca) se le denomina frecuencia de
pulsos. Otro caso se presenta cuando
la bomba utilizada como dispositivo
generador de la corriente es del tipo
turbina, la cual funciona en forma
continua y entrega un chorro unifor-
me. Cuando esto sucede decimos que
la corriente es directa continua, o
simplemente "cc" (corriente conti-
nua).
CORRIENTE ALTERNA
Cuando la corriente invierte alterna-
damente su sentido dentro del circuito
recibe el nombre de corriente ac. Un
circuito para corriente alterna trabaja
de manera similar a uno para corriente
directa, excepto que se requiere un ge-
nerador especial para bombear la co-
rriente primero en una dirección a tra-
vés del circuito y el motor, y luego
en la otra dirección. Para recobrar la
energía de la corriente en cualquiera
de sus sentidos se utiliza un motor es-
pecial.
La figura 10 muestra un circuito de
corriente alterna en términos hidráu-
licos. El pistón o compuerta conecta-
da a la palanca que el hombrecito mue-
ve hacia uno y otro lado, empuja pri-
mero el agua en una dirección, y luego
en sentido contrario. El dispositivo
que cumple tal función con la electri-
cidad recibe el nombre de generador
ac.
29 Electrónica Fácil 1
Qué es frecuencia
eléctrica
Aurelio M e j í a .
La frecuencia de la corriente alterna
es justamente la medida de cuan a me-
nudo ella cambia de dirección. Esto
es, si llamamos ciclo a cada recorrido
completo de ¡da y vuelta de los elec-
trones a través del conductor, o una
porción de éste, entonces frecuencia
es la cantidad de ciclos por cada se-
gundo.
Se da el nombre de "hertz" a una
frecuencia de un ciclo por segundo, en
honor al físico alemán Heinrich Ru-
dolph Hertz (1857-1894), quien de-
mostró la existencia de ondas electro-
magnéticas y que estudió varias de sus
propiedades (longitud, velocidad, re-
fracción, reflexión, polarización). Abrió
el camino de la telegrafía inalámbrica
y fue el primero en observar el efecto
fotoeléctrico.
En los circuitos eléctricos reales se
utilizan frecuencias mayores que las
que serían posibles con nuestro mode-
lo hidráulico. Por ejemplo, escucha-
remos kilohertz, que equivale a miles
de ciclos por segundo, megahertz, que
significa millones, y gigahertz, que in-
dica billones.
La corriente alterna se obtiene a par-
tir de generadoresque aprovechan el
electromagnetismo, fenómeno por el
cual un campo magnético de intensi-
dad variable puede alterar las trayecto-
rias de los electrones en los átomos de
un conductor cercano. Dicho de otra
manera, las líneas de fuerza del campo
magnético actúan como cuerdas de ar-
co lanzando electrones cual si fuesen
flechas. Para que las "cuerdas" se ten-
sionen y cumplan su cometido es in-
dispensable que éstas se muevan, es
decir, que el imán se aleje o se acerque
al conductor.
30
A la distancia total que el electrón
logre avanzar en un vaivén completo
(un ciclo), se llama longitud de onda.
Imagina el movimiento acompasado de
un péndulo de reloj, o recuerda el
ejemplo hidráulico de la figura 10, y
observa que, debido a la inercia del
agua, resulta imposible iniciar a plena
velocidad el movimiento de la
compuerta que empuja el hombrecito.
Si llamamos "media longitud de
onda" al segmento recto del canal por el
cual se desplaza la compuerta en una
dirección, resulta evidente que la
máxima velocidad se alcanza cuando la
compuerta llegue al centro de la "media
longitud de onda", punto en el cual el
hombrecito debe comenzar a frenar,
hasta llegar a velocidad cero, o punto
del retorno. Pues bien, los electrones
también experimentan esos mismos
cambios de presión en una corriente
alterna, llamándose amplitud máxima
o voltaje pico a la diferencia de
potencial existente en el centro de cada
"media longitud de onda". Miremos la
figura 12.
Existen también generadores de co-
rriente continua basados en el electro-
magnetismo, pero requieren ciertos ar-
tificios, tales como rectificadores de
corriente o sistemas mecánicos para
inversión de los polos. De esto se en-
cargan unas escobillas de carbón pues-
tas en contacto con unas laminillas de
cobre (delgas) localizadas en el rotor
del generador.
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE
UNA CORRIENTE ALTERNA
Para un principiante es confuso que
las ondas de corriente alterna se dibu-
jen como crestas y valles de olas acuá-
ticas, cuando sabemos que los electro-
nes se mueven a lo largo del conductor.
Se ha utilizado esta representación
gráfica con el fin de poder visualizar
mejor las características de sentido
(polaridad), voltaje (amplitud) y
frecuencia (hertz).
Si unimos un lápiz al extremo de un
péndulo de reloj, y colocamos debajo de
éste una hoja de papel, veremos que el
lápiz traza siempre una línea recta. Sin
embargo, cuando movemos lentamente
la hoja hacia un lado, mientras el
péndulo funciona, los trazos del lápiz
dejan de coincidir uno sobre el otro, y
ante nuestros ojos aparece una onda
como la mostrada en la figura 12.
Electrónica Fácil 1 31
Condensado de un capítulo del libro
Understanding Solid-State Electronics,
editado por Texas Instruments Learning
Center.
Traducción y adaptación: Aurelio Mejia M.
32
Ya conocemos las características
del flujo de una corriente, y sabemos
que puede llevar potencia de uno a
otro sitio. Pues bien, dicha potencia
puede ser controlada para hacer que
el sistema se comporte como lo nece-
sitamos.
Existen dos maneras de controlar
la potencia. La primera consiste en re-
gular la cantidad de potencia que el
generador pone en el circuito. En el
ejemplo hidráulico que hemos utiliza-
do en la figura 8, la potencia que lle-
ga a la sierra circular depende de la
potencia aplicada a la bomba. Si el
hombrecillo bombea vigorosamente,
sube más el nivel del agua y aumenta
la presión sobre la turbina que mueve
a la sierra. En la práctica, sin embar-
go, la potencia disponible en los siste-
mas eléctricos no tiene control en su
fuente.
La segunda, y la forma más común
de controlar la potencia, consiste en
regular la tensión eléctrica, o la co-
rriente, en algún punto intermedio del
circuito. La figura 13 nos ilustra como
ejercer este control -observe la repre-
sa que forma el hombrecillo con la
compuerta deslizante.
Suponiendo que la bomba de agua
está trabajando a un ritmo constante,
se puede variar la potencia de corte de
la sierra circular solamente deslizando
la compuerta hacia adentro o hacia
afuera del canal. Puesto que
el hombrecillo puede interrumpir el
flujo, limitar su caudal, o abrir del to-
do la compuerta, se tiene en conse-
cuencia un control sobre la potencia
aplicada a la turbina. Se puede hacer
que la sierra se detenga, corte lento, o
más rápido.
El hombrecillo de la compuerta es
representativo de todo aquello que
tenga incidencia sobre el flujo eléctri-
co dentro de un circuito, entre la
fuente de alimentación de potencia y
el punto de su utilización.
Resumiendo: Nosotros sólo pode-
mos hacer dos cosas a la electricidad
entre la fuente de potencia y el pun-
to de utilización: Interrumpirla , lo
que equivale a la función "encendido-
apagado", o regularla, lo cual pode-
mos hacer variando el valor de una re-
sistencia intercalada en el circuito.
El diagrama esquemático de la figu-
ra 13 nos ilustra en términos eléctricos
lo que hemos dicho. Como se puede
apreciar, entre el generador (bomba) y
el motor (turbina de agua) se encuen-
tra un resistor variable, usualmente lla-
mado "potenciómetro", el cual tam-
bién puede actuar como un interrup-
tor para encendido-apagado.
Electrónica Fácil 1 33
EL CONDENSADOR, UN
ELEMENTO PARA ALMACENAR
ELECTRICIDAD
Al igual que los resistores, los con-
densadores se utilizan ampliamente en
el diseño de circuitos electrónicos. Bá-
sicamente, un condensador consiste en
dos placas metálicas paralelas (electro-
dos) separadas por un espacio de aire.
Cuando se suministra una tensión de
corriente continua a través de los elec-
trodos, se almacena entre ellas una
carga eléctrica proporcional a dicha
tensión.
La polaridad de la carga depende de
la dirección de la corriente suministra-
da. Cuanto mayor sea el área (superfi-
cie) de los electrodos enfrentados, y
menor la distancia entre ellos, mayor
será la carga eléctrica almacenada (ca-
pacitancia). La figura 15 nos muestra
la forma elemental de un condensar-
dor.
34
¿Podemos almacenar
la energía eléctrica?
Aurelio Mejía M.
Así como podemos contener pintu-
ra a presión dentro de un envase tipo
aerosol, o podemos almacenar ener-
gía mecánica comprimiendo un resor-
te, así también podemos ejercer pre-
sión sobre un flujo de electrones y
obligarlos a que se acomoden "apretu-
jados" dentro de una placa o lámina
de material conductor. Al aumentar la
tensión eléctrica (voltaje) haremos que
un mayor número de átomos reciban
más electrones libres en sus respecti-
vas capas de valencia, cual si estuviése-
mos inflando un globo de caucho.
Para liberar la energía en cada caso,
bastará con abrir la válvula del envase,
o soltar el resorte, o poner la placa en
contacto con otro conductor que reci-
ba fácilmente a esos electrones exce-
dentes. Cuando eso suceda, se producirá
momentáneamente un flujo que tien-
de a establecer el equilibrio de las car-
gas positivas y negativas.
Ahora bien, si en lugar de una sola
placa ponemos dos bien juntas, sin
que se toquen, obtendremos mejores
resultados, ya que se les puede llenar
con cargas de signos opuestos. Al unir
por medio de un circuito externo
dichas placas, los electrones almace-
nados en la negativa fluirán hacia la
positiva, y podremos utilizar dicha
corriente eléctrica para ejecutar los
trabajos previstos. A este dispositivo
formado por las dos placas se le
denomina condensador (o capacitor).
Si se coloca un material aislante
entre los electrodos, tal como se ilus-
tra en la figura 16, la capacitancia
se vuelve aún más alta. El material
que da un valor particularmente alto
de capacitancia se llama dieléctrico.
Los dieléctricos más empleados son el
papel, la mica, la cerámica, óxidos de
aluminio, el tantalio, el poliéster y el
polipropileno.
La unidad básica de capacitancia es
el Faradio (unidad F). Un condensa-
dor tiene una capacitancia de 1 Fa-
radio cuando es capaz de almacenar
una carga equivalente a 1 Culombio(unos 6,3 billones de billones de elec-
trones) al aplicar una tensión de 1
Voltio entre sus placas.
La unidad de capacitancia recibió
su nombre en honor al químico y físi-
co británico Michael Faraday (1791 -
1867), quien descubrió la manera de
producir corriente eléctrica por medio
del magnetismo (o inducción electro-
magnética), haciendo girar un disco de
cobre entre los polos de un imán
(28 de octubre de 1831). Además de
la teoría de la influencia electrostáti-
ca, se le debe la formulación de las le-
yes de la electrólisis (leyes de Faraday).
También, licuó varios gases: produjo
nuevas clases de vidrio óptico y efec-
tuó la vaporización del mercurio.
Como el faradio es una unidad de-
masiado grande para aplicaciones prác-
ticas, se utilizan unidades de capaci-
tancia más pequeñas, como el microfa-
radio (mF =millonésima parte de un fa-
radio), el nanofaradio (nF = milésima
parte de un microfaradio) y el picofa-
radio (pF = milésima parte de un nano-
faradio). Por ejemplo: 0,001mF = 1nF =
1000 pF
Puesto en paralelo con la fuente de
tensión de un circuito, el condensador
hace las veces del tanque de almacena-
miento de agua en nuestras casas: cuan-
do falte el suministro principal, enton-
ces la energía almacenada en el con-
densador trata de mantener uniforme
la corriente. En este caso se dice que
el condensador está conectado como
filtro de la fuente, o eliminador del riza-
do en las fluctuaciones del flujo.
35 Electrónica Fácil 1
Conectado en serie con los otros
elementos del circuito, se comporta
como si dejase pasar corriente sólo
momentáneamente, mientras se cargan
o descargan las placas. Despreciando
este flujo transitorio, podemos afirmar
que el condensador no permite el paso
de corrientes directas.
Otra cosa sucede con las corrientes
alternas, pues aunque no haya paso fí-
sico de electrones a través del espacio
entre las placas del condensador, sí
puede haber flujo eléctrico en el resto
del circuito externo, producido por la
carga y descarga sucesiva de las placas
cada vez que la corriente eléctrica in-
vierte su dirección. El grado de con-
ducción para las corrientes alternas de-
pende esencialmente de su frecuencia
y de la capacitancia del condensador.
Si no existen fugas de corriente a
través del dieléctrico, la energía alma-
cenada en las placas del condensador
se conserva indefinidamente, aunque
desconectemos la fuente de tensión.
En la práctica siempre existen fugas,
debido principalmente al tipo y cali-
dad del material. Cuando las fugas son
motivadas por arco eléctrico entre las
placas, debido a una sobretensión, se
produce el rompimiento del dieléctri-
co y queda inservible el condensador.
Para evitar esto, nunca se debe conec-
tar un condensador a una tensión ma-
yor que la estipulada nominalmente
en su cuerpo.
TIPOS DE CONDENSADORES
Según la aplicación y las condicio-
nes del circuito, existen diversos tipos
de condensadores, tales como los de
capacitancia variable y los de valor f i -
jo. Los condensadores variables son ge-
neralmente de muy baja capacitancia,
tienen placas móviles y se utilizan para
ajuste de resonancia en circuitos osci-
ladores y de sintonía de frecuencias.
Los hay para ajuste esporádico, me-
diante destornillador, y para ajuste fre-
cuente, tal como el que tienen los ra-
dios para la sintonía de las emisoras.
Símbolos y formas de algunos
tipos de condensador
Figura 17
Los condensadores fijos tienen gran
variedad de formas, tamaños y dieléc-
tricos. Los hay a manera de discos, ci-
líndricos, ovalados, y con forma de
pastilla cerámica rectangular ("chip"),
etc., según se requieran ciertas caracte-
rísticas de estabilidad a la temperatura
y fluctuacionesen la tensión y frecuen-
cia de las corrientes que han de mane-
jar. Se consiguen unidades de muy ba-
ja capacitancia, tal como los conden-
sadores de disco (hechos con dos pe-
lículas de plata separadas por un die-
36
léctrico cerámico a base de titanato de
bario) y también los hay de muy alta
capacidad de carga, tales como los de
tantalio y los electrolíticos de alumi-
nio.
CONDENSADORES
ELECTROLÍTICOS
Si extendemos sobre la mesa una
hoja de papel que previamente hemos
arrugado bastante con nuestras manos,
observaremos que su tamaño (largo x
ancho) se ha reducido, con relación a
la hoja lisa original. Sin embargo, la
superficie real, aquella que tendría que
recorrer un insecto en el caso de tener
que ir de una esquina a la otra del lado
opuesto, sigue siendo la misma.
Pues bien, para un condensador de
capacitancia mayor que 1 microfara-
dio, no resulta práctico emplear dos
placas lisas para el electrodo negativo
(cátodo) y el positivo (ánodo), ya que
resultaría de un tamaño tal que sería
imposible su aplicación en los nuevos
aparatos miniatura. En este caso se so-
mete una de las placas de aluminio a
un proceso de corrosión y oxidación
química (anodizado), de tal forma que
se formen en su cara infinidad de mi-
núsculas "arrugas", "canales", "labe-
rintos", etc. Como se puede apreciar
en la figura 18, todas estas porosida-
des se encuentran cubiertas por una
delgada capa de óxido de aluminio, el
cual es aislante eléctrico y hace las ve-
ces de dieléctrico en el condensador.
El electrólito que impregna el papel
electrolítico tiene por misión servir de
conductor eléctrico intermediario en-
tre los electrodos ánodo y cátodo, ya
que puede llenar cada cavidad e irregu-
laridad del material de las placas. Di-
cho de otra manera, el electrolito es
una continuación del cátodo.
Electrónica Fácil 1 37
Así como las gradas permiten que
un mayor número de personas puedan
ver el partido en el estadio, así también
las irregularidades y porosidades de las
placas facilitan la acomodación de un
mayor número de electrones.
Los condensadores electrolíticos
normales no se pueden utilizar para el
paso de corrientes alternas, pues la
capa aislante de óxido de aluminio "se
disuelve" cuando las cargas eléctricas
circulan en sentido contrario al previs-
to, ocasionando fugas y cortocircuitos
entre los electrodos. A estos conden-
sadores se les utiliza más comúnmente
para filtrar el rizado en fuentes de ali-
mentación, o para el paso de señales
cuando corresponden simplemente a
variaciones de tensión en una corrien-
te directa. Por esta razón, a los elec-
trolíticos también se los llama conden-
sadores polarizados.
Cuando se requiere un condensador
no-polarizado de alta capacitancia, se
puede implementar colocando en serie
dos condensadores electrolíticos, uni-
dos por electrodos de igual signo. Pre-
feriblemente deben ser ¡guales, y con
capacitancia equivalente al doble de la
requerida, pues el valor resultante de
dos condensadores iguales en serie es
igual a la mitad del valor de uno de
ellos.
38
Qué es un circuito
eléctrico
Se denomina circuito eléctrico a la
trayectoria que sigue una corriente
eléctrica para ir del polo negativo al
polo positivo del elemento generador
de la fuerza electromotriz (voltaje).
Aunque se dan casos como el de las se-
ñales de radio, que viajan por el espacio
en todas las direcciones, y el de los ra-
yos y chispas que saltan entre dos pun-
tos a través del aire, usualmente se toma
como circuito solamente a la configu-
ración de conductores y dispositivos
puestos por el hombre para llevar a
cabo una determinada función con di-
cha corriente.
El circuito más corto podría ser
simplemente un alambre comunicando
los dos polos opuestos de la fuente de
corriente (algo así como unir median-
te un tubo la entrada con la salida de
la bomba accionada por el hombrecito
de un tema anterior), pero tal corto-
circuito no tendría sentido práctico.
Puesto que no hay ningún dispositivo
que regule la magnitud de la corriente
eléctrica, se puede sobrecargar y reca-
lentar el alambre que hace las veces
de puente.
CARACTERÍSTICAS
DE UN CIRCUITO CON
RESISTORES EN SERIE
Ejemplos de circuitos en serie son
los vagones de un tren, las personasque hacen fila en línea a la entrada de
un teatro, el contador de consumo de
energía y los aparatos eléctricos de
nuestra casa, etc.
Electrónica Fácil 1 39
Para comprender más fácilmente
como se afectan la corriente y el vol-
taje de un flujo eléctrico al pasar por
los diferentes elementos de un circui-
to en serie, imaginemos un edificio
que, por ser muy alto, requiere el uso
de varios ascensores, puestos uno a
continuación del otro, para poder mo-
vilizar las personas del piso 40 al 35,
del 35 al 18; del 18 al 6, y de allí al
primer piso.
Podemos ver claramente que el flu-
jo de personas (corriente) se interrum-
pe cuando uno de los ascensores se
daña (se abre el circuito), ya que los
pasajeros del ascensor que viene a em-
patar con éste tienen que esperar a
que lo reparen para poder continuar
bajando. Dicho de otra manera, el
ascensor más estrecho (con mayor re-
sistencia) limita el número de pasaje-
ros por todo el sistema.
Además, aunque un ascensor sea es-
pacioso (con poca resistencia) limita
en algo el flujo, ya que las personas
pierden velocidad (voltaje) cada vez
que tienen que hacer el transbordo. La
pérdida de velocidad (caída del volta-
je) depende directamente de la falta
de cupo suficiente en el ascensor (gra-
do de resistencia).
La resistencia total es igual a la
suma de las resistencias individuales
de cada resistor conectado en la serie,
ya que la corriente tiene que vencer
la oposición de éste Y y de ése Y de
aquél, puesto que tiene que pasar a
través de todos ellos. En otras pala-
bras:
R total en serie = R1 + R2 + R3 + . . .
La corriente que pasa a través de
dos o más resistores en serie, es la mis-
40
ma para todos ellos, y su valor se pue-
de deducir aplicando la ley de Ohm
(I = V/R) para los dos extremos del
circuito, o para los extremos de uno
cualquiera de los resistores involucra-
dos en la serie. La máxima corriente
a través de un circuito en serie está
limitada por la cantidad de electrones
que puedan pasar por la parte de ma-
yor resistencia del recorrido (en la
práctica esto equivale a un conductor
de calibre reducido o de mucha lon-
gitud).
I total en serie = Voltaje en extremos
de serie + R total
I total = I en R1 = I en R2 = I en R3
I (amp.) = Voltaje en extremos del
resistor 2 dividido por R2
( i 2 = V 2 / R 2 )
La suma de las diferencias de poten-
cial en cada uno de los resistores de un
circuito en serie es igual al valor del
voltaje aplicado entre sus extremos.
Si tenemos agua en un tanque que esté
a cierta altura del piso, digamos a 10
metros, entonces la diferencia de altu-
ra entre el piso (nivel 0) y el tope del
líquido (nivel 10) equivalen a la pre-
Tanque alto
con agua
Presión
total
Cuando en un circuito
intercalamos impedancias en serie
se va disminuyendo (dividiendo) la tensión
para las etapas que quedan a continuación. Figura 23
P total = P 1 + P 2
Presión 2
Electrónica Fácil 1 41
sión disponible para ejecutar un tra-
bajo, el cual puede consistir en mover
una turbina con el chorro de descarga.
Nosotros podemos canalizar el agua
del tanque con dos o más tuberías
puestas en forma escalonada, para ob-
tener chorros de agua con presión me-
nor que la que se obtendría con una
sola tubería puesta desde el tanque
hasta el piso. Es evidente que la altura
máxima equivale a sumar la altura de
cada uno de los canalones o tuberías
necesarias para bajar el agua hasta el
suelo.
Pues bien, de manera análoga con el
ejemplo anterior, los resistores puestos
en serie con una corriente eléctrica
"tumban" cada uno una cierta por-
ción de la fuerza electromotriz o dife-
rencia de potencial aplicada en los ex-
tremos de la serie. Estas caídas parcia-
les de tensión son. proporcionales al
valor de cada resistor, ya que la inten-
sidad de la corriente es la misma para
todos ellos, como tuvimos oportuni-
dad de apreciarlo en el ejemplo de los
ascensores en cadena en un edificio
muy alto.
CARACTERÍSTICAS
DE UN CIRCUITO
CON RESISTORES EN PARALELO
Cuando los elementos componen-
tes de un circuito están colocados a
manera de ramales por los que la co-
rriente proveniente de la fuente de
energía tiene la opción de dividirse,
y de volverse a reunir más adelante, se
tiene lo que se denomina una co-
nexión en paralelo o en "shunt".
A manera de ejemplo, si imagina-
mos un gran edificio muy ancho,
que necesita tener varios ascensores
funcionando desde un mismo piso has-
ta el primer nivel, para poder movili-
zar la gran cantidad de personas que
llegan a sus oficinas, podemos decir
entonces que tales ascensores están
funcionando en paralelo.
Si todos los ascensores viajan a la
misma velocidad (es decir, tienen el
mismo "voltaje"), resulta evidente que
la mayor circulación de personas ("co-
rriente") se hace por el ascensor más
amplio (el de menor "resistencia").
Además, el flujo total de personas que
salen por la puerta principal del edi-
ficio (corriente proveniente de la fuen-
te de energía) es igual a la suma de las
personas movilizadas por cada ascen-
sor, tanto por los amplios como por
los estrechos.
En este sistema con ascensores en
paralelo hay la opción de escoger éste,
O ése, O aquél, para poder bajar del
piso alto a la calle. Pues bien, en elec-
trónica digital también se presenta es-
te mismo caso con las señales binarias,
y se le denomina función lógica OR.
Para que el dispositivo mencionado
tenga señal de salida (corriente o vol-
taje) es suficiente con que una cual-
quiera de las patillas de entrada tenga
aplicada una señal del mismo tipo.
Poniendo otro ejemplo, si imagina-
mos una ciudad que solamente tiene
una autopista para la entrada de veh ícu-
los, y otra para su salida, podemos
pensar en que las muchas calles que la
cruzan paralelamente dentro de su pe-
rímetro presentan diferentes opciones
a los conductores: Por la más rápida
se deciden la mayoría (la de menor re-
sistencia), mientras que por la más lar-
ga o la más angosta optan solamente
unos pocos automovilistas (siguiendo
la comparación con un circuito eléc-
trico, digamos que esta es la vía de
mayor resistencia).
42
Así como los extremos del recorri-
do de los ascensores en paralelo de
nuestro ejemplo están todos a la mis-
ma altura del suelo, es decir, parten
del mismo nivel, así también los extre-
mos de dos o más resistores, condensa-
dores, etc., puestos en paralelo tienen
la misma diferencia de potencial (vol-
taje) para cada uno de ellos. Así pues,
para averiguar el valor de la intensidad
de la corriente por cualquiera de las
ramificaciones basta con dividir el va-
lor del voltaje por el valor de la res-
pectiva resistencia cuya corriente que-
remos conocer (Ley de Ohm).
PARA CUANDO NO HAYA
MAS REMEDIO
Las siguientes fórmulas son para
aplicar en aquellos casos en que no
tengamos a la mano el diagrama esque-
mático con las características que ne-
cesitamos. Se debe trabajar con vol-
tios, amperios y ohmios.
Resistencia total del circuito: Pues-
to que la corriente se puede dividir
por varios caminos, es evidente que
la resistencia total debe tener un valor
más bajo que el valor de cualquiera de
los resistores individuales.
Cuando se conocen los valores de
cada uno de los resistores se puede
averiguar la resistencia resultante, me-
diante "el recíproco de la suma de los
recíprocos", o sea con la siguiente fór-
mula:
1
Rtotal =
1/R, +1 /R 2 + 1/R3
Cuando solamente se quiere cono-
cer el valor de resistencia resultante de
conectar en paralelo dos resistores, R1
y R2, es más práctico utilizar esta fór-
mula:
R1 x R2
Rt =
R1 + R2
Cuando se trata de conocer el valor
resultante de la conexión en paralelo
de resistores iguales, simplemente bas-
ta con dividir el valor de la resistencia
de un resistor (en ohmios) por la can-
tidad N de resistores:
Rt = R/N
Si conocemos la intensidad de la co-
rriente, digamos que 0.035A (35 mili-
amperios), y el circuito tiene aplicada
una fuerza electromotriz de 10vol-
tios, podemos utilizar otra fórmula
más fácil:
43 Electrónica Fácil 1
unen en paralelo se suman sus capaci-
dades. Así como dos tanques con
agua se pueden unir en paralelo con
una tubería que los comunique (lla-
mada "vaso comunicante"), con el fin
de poder almacenar más cantidad de
galones o de litros del líquido, así
también podemos conectar en paralelo
dos ó más condensadores para sumar
la superficie de sus placas, y obtener
así una capacitancia equivalente para
dicha área:
Ct = C1 + C2 + C3 + etc
Para condensadores en paralelo, el
voltaje máximo aplicable queda limita-
do por el valor del condensador que
lo tenga nominalmente más bajo. Di-
cho de otra manera, si tenemos varios
tanques conectados en paralelo, unos
de mayor altura que otros, entonces el
nivel máximo que puede alcanzar el
agua en el sistema queda limitado al
nivel máximo del tanque más bajo, ya
que por éste se empieza a derramar
cualquier cantidad de agua que siga-
mos virtiendo a partir de tal altura.
CIRCUITOS CON
CONDENSADORES EN SERIE
Cuando dos ó más condensadores se Cuando dos ó más condensadores se
44
Rt = V / I t = 10V/0,035A
Rt = 285ohms
intensidad total a través de resisto-
res en paralelo: Evidentemente, tal
como lo apreciamos en el ejemplo de
los ascensores, el flujo total es la suma
de las corrientes parciales a través de
cada una de las posibles derivaciones:
It = I1 + l2 + l 3
Si conocemos la diferencia de po-
tencial (voltaje) entre los extremos de
un determinado resistor (valor igual
para todos los resistores en paralelo),
podemos averiguar cada intensidad
parcial de corriente (por cada resistor)
aplicando la ley de Ohm:
I1 = V/R1 ; l2 = V/R2
Para la derivación formada por R2
en la figura anterior, la intensidad re-
sultante es igual 0.002 amperios (se
puede leer tomo "2 miliamperios").
CIRCUITOS
CON CONDENSADORES
EN PARALELO
unen en serie, su capacidad resultante
es menor que la del condensador de
menor capacitancia. Esto equivale a
incrementar la separación entre las dos
placas de los extremos en los que se
aplica la tensión. Al disminuir la atrac-
ción entre las cargas positivas y nega-
tivas, en razón de la mayor separación,
se hace más difícil acomodar los elec-
trones que llegan a la placa que los es-
tá recibiendo. Recordemos que la pla-
ca positiva, cuando está bien cerca,
ayuda a "jalar".
La capacidad resultante se puede
calcular con las mismas fórmulas da-
das para el caso de resistores en para-
lelo (observe que los unos y los otros
se comportan de manera contraria, y
por consiguiente debemos utilizar en
forma trocada sus fórmulas).
Por ejemplo, para el caso en que so-
lamente haya dos condensadores en
serie:
C1 x C2
Ct =
C1 + C2
Para condensadores en serie, la máxi-
ma tensión aplicable entre los dos ex-
tremos (sin que se presente ruptura
del dieléctrico o chispa entre las pla-
cas) equivale a la suma de las tensiones
máximas nominales dadas por el fabri-
cante para cada uno de los condensa-
dores.
Electrónica Fácil 1 45
CIRCUITO CERRADO Y
CIRCUITO ABIERTO
Se dice que un circuito está cerrado
cuando la corriente puede circular de
uno a otro polo de la fuente que sumi-
nistra la diferencia de tensión eléc-
trica. En consecuencia, se denomina
circuito abierto al que no tiene con-
tinuidad en los conductores. En la
práctica, la función de los interrupto-
res es abrir el circuito para evitar que
siga pasando la corriente.
CARGA Y LOAD, SIGNIFICAN
LO MISMO
En un circuito eléctrico se llama
"carga" a la porción dedicada a la
utilización práctica de la potencia de
la fuente de energía (Power Suppiy).
Por ejemplo, si el circuito ha sido di-
señado para producir calor con la
energía eléctrica, entonces la "carga"
es aquella resistencia que habrá de ca-
lentarse al paso de la corriente. Si se
trata de un ventilador, entonces la
carga será el motor eléctrico encar-
gado de mover la hélice.
Si lo miramos desde el punto de vis-
ta del consumo de corriente para la
fuente de energía (a menudo llamada
también fuente de poder), entonces
"carga" será todo aquello que esté
conectando a los polos de tensión
eléctrica. En los diagramas encontra-
remos a menudo la expresión Load,
que significa carga en español.
Cortocircuito eléctrico. Es de supo-
ner que la carga debe ofrecer cierta
resistencia al flujo de la corriente, de
forma tal que se limite su intensidad a
márgenes que puedan ser adecuada-
mente suministrados por la fuente de
energía. Cuando la carga es simple-
mente un conductor, de impedancia
muy cercana a los cero ohmios, se
dice que hay un cortocircuito.
Divisor de tensión. En un circuito
eléctrico se insertan resistores con el
fin de limitar la intensidad de la co-
rriente, o con el propósito de producir
escalas de voltajes entre dos puntos
determinados. Cuando hay dos o más
resistores puestos en serie (en línea), y
de sus uniones se toman las respectivas
diferencias de potencial eléctrico con
el fin de alimentar a otros circuitos
secundarios, se dice que ellos están
conformando un divisor de tensión.
46
Resistencia,
Reactancia, Impedancia
En un resistor común, hecho de ma-
terial mal conductor de la electricidad
(puede ser un compuesto a base de car-
bón, o una aleación de hierro y níquel),
que no tenga arrollamientos ni placas
conductoras enfrentadas, la medida de
la oposición al flujo eléctrico es la
misma tanto para una corriente alterna
como para una continua, y se le llama
simplemente resistencia. Se identifica
con la letra R, y su unidad de medida
es el ohmio (Ω).
A diferencia de los resistores, en los
condensadores (también llamados ca-
pacitores) y las bobinas (denominadas
también inductores) se producen cam-
bios en su resistencia cuando circula
por ellos una corriente alterna. La
medida en ohmios de esta resistencia
depende de la frecuencia de la co-
rriente, y se le denomina Reactancia
para distinguirla de la resistencia propia
del material de un resistor. El símbolo
para expresar reactancia es la letra X.
Se llama reactancia capacitiva (Xc) a
la oposición presentada por los con-
densadores, y reactancia inductiva(XL)
47 Electrónica Fácil 1
a la que presentan las bobinas. La
magnitud de la oposición, medida en
ohmios, está relacionada con la fre-
cuencia de la corriente alterna. Por
ejemplo, la reactancia de un conden-
sador disminuye cuando sube la fre-
cuencia, mientras que la reactancia de
una inductancia aumenta.
Cuando en un circuito eléctrico se
encuentran apropiadamente dispuestas
las reactancias capacitivas y las in-
ductivas, sus efectos se cancelan mu-
tuamente, logrando con ello circuitos
resonantes a ciertas frecuencias, o
consiguiendo lo que en la industria se
conoce con el nombre de corrección
del factor de potencia. En números
posteriores de Electrónica Fácil am-
pliaremos estos temas.
Cuando nos referimos a la oposición
total que encuentra una corriente
alterna en un circuito que tiene resis-
tencia y reactancias, debemos buscar
un término que exprese el valor re-
sultante de su suma. Este término es
Impedancia, y su símbolo es la letra Z.
Es bueno recordar que el valor de
impedancia de un circuito dado no es
un valor constante, como la resistencia,
sino que depende de la frecuencia de
las corrientes que ha de manejar.
Cómo influye la frecuencia
de la corriente alterna
en la reactancia capacitiva
Antes de entrar en explicaciones
puramente eléctricas, relacionemos el
condensador con un acordeón, que sólo
suena cuando el ejecutante mueve
acompasadamente los brazos en
ambos sentidos: Separándolos para
cargar el fuelle con aire, y acercándolos
para cerrar el fuelle y botar el aire.
Aunque la música parece brotar
ininterrumpidamente, realmente se
suspende cada vez que se alcanza la
máxima elongación del fuelle (punto de
saturación de carga, o aire al máximo), y
cada vez que se llega al punto de
máxima descarga, o aire al mínimo.
48
Si al acordeónle ejercemos presión
en un solo sentido, solamente emite
sonido por un lapso de tiempo muy
breve. Si lo operamos en ambos sen-
tidos, será más fuerte la intensidad so-
nora entre mayor sea la frecuencia del
movimiento.
Asumiendo que un condensador
está conectado a una fuente de corrien-
te alterna, cuando los electrones cir-
culan en un sentido se carga negativa-
mente una de sus placas, digamos que
la B, mientras la otra adquiere carga
positiva (pierde electrones). Resulta
evidente que la corriente de carga su-
ministrada por la fuente de alimenta-
ción solamente fluye durante el lapso
de tiempo que tarden en salir los elec-
trones libres de la placa A, y en aco-
modarse los electrones de exceso en la
placa B (las dos acciones se llevan a
cabo simultáneamente, por lo cual po-
demos suponer que los electrones de
una placa están pasando a la otra).
Mientras dure el proceso de carga
de las placas hay circulación de elec-
trones con relativa facilidad a través
del circuito, lo cual nos lleva a concluir
que la corriente encuentra poca resis-
tencia a su paso por las placas del con-
densador. Sin embargo, cuando cesa
el proceso de carga se suspende la co-
rriente, lo cual equivale a decir que el
condensador ha llegado al punto de
alta resistencia, puesto que el voltaje
aplicado ya no puede sacar más elec-
trones de la placa A, ni logra que los
átomos del material de la placa B le
reciban más electrones provisionales.
Cuando los electrones invierten su
sentido de circulación, entonces a la
placa A le toca recibir electrones, cosa
que hace con mucha facilidad puesto
49 Electrónica Fácil 1
que en el semiciclo anterior había que-
dado con déficit de ellos. Simultánea-
mente, a la placa B le corresponde en-
tregar electrones, y también lo hace
con poca resistencia, puesto que los
tenía en exceso. Esta corriente, o in-
tercambio aparente de electrones en-
tre las dos placas, dura hasta que las
superficies enfrentadas lleguen al pun-
to de máxima carga, lo cual equivale al
inicio de otro estado de elevada resis-
tencia.
Puesto que la reactancia capacitiva
corresponde al promedio de la resis-
tencia que presenta el condensador
durante cada ciclo de la corriente, re-
sulta evidente que la reactancia es me-
nor entre más alta sea la frecuencia de
la corriente alterna. Si la frecuencia es
muy baja, el condensador permanece-
rá un lapso relativamente largo en su
punto de alta resistencia. En el ejem-
plo del acordeón, una frecuencia
de operación muy baja no permite
que el acordeón suene con bastante in-
tensidad. Incluso, hasta puede apagar-
se por completo. En conclusión, los
condensadores no permiten el flujo
continuo de una corriente directa. Pa-
ra que haya "paso" de energía es nece-
sario que la corriente invierta sucesiva-
mente su dirección.
La inducción
electromagnética
Desde el punto de vista mecánico,
aunque el hombre hubiese tenido mu-
cha fuerza física, pocas hubieran sido
sus obras monumentales si no se hubie-
se descubierto el poder multiplicador
de fuerza de las palancas. Pues bien, en
el campo eléctrico también fue descu-
bierto un fenómeno, el de la induc-
ción electromagnética, gracias al cual
fue posible el desarrollo de los genera-
dores eléctricos de alta potencia, y
la fabricación de los transformadores,
verdaderas palancas para utilización en
el campo eléctrico.
50
Además, el fenómeno de la induc-
ción electromagnética explica la pro-
pagación de las señales de radio y te-
levisión por el espacio, las cuales no
son otra cosa que corrientes eléctricas
y campos magnéticos asociados, pro-
duciéndose y anulándose mutuamente
en una reacción en cadena, cual si
fuesen dos piedras unidas por un
cordel y lanzadas al aire: En un ins-
tante la una está adelante arrastrando
a la compañera, y en la vuelta siguien-
te invierten sus papeles.
El primer indicio de que los fenó-
menos eléctricos y magnéticos se rela-
cionaban de algún modo, lo tuvo en
1819 el profesor danés de física Hans
Oersted (1777-1851), cuando observó
que un alambre que había conectado
a una batería afectaba a la aguja mag-
nética de una brújula, hecho que sola-
mente podía deberse a la formación
de un campo magnético alrededor del
conductor eléctrico.
Cuando circula una corriente eléc-
trica por un medio conductor, ya sea
el aire o un alambre, se produce a su
alrededor un campo magnético que la
envuelve. Este campo tiene las mis-
mas propiedades del campo de un
imán, y su intensidad es directamente
proporcional a la intensidad de la co-
rriente que lo genera, independiente-
mente de cuál sea el voltaje que la im-
pulsa.
Cuando el conductor se envuelve
haciendo que las vueltas queden una
sobre otra, entonces los campos mag-
néticos de cada vuelta se unen y for-
man un solo campo de intensidad pro-
porcionalmente mayor. Por ello, la
intensidad del campo magnético de
una bobina o solenoide se define co-
mo el producto Amperios x Vueltas.
Debieron pasar todavía unos 11
años para descubrir que el fenómeno
descubierto por Oersted también se
daba en sentido contrario, es decir,
que se podía producir corriente eléc-
trica por medio del magnetismo.
Fué a principios de la década de
1830 cuando Michael Faraday en Lon-
dres y Joseph Henry en New York ob-
51 Electrónica Fácil 1
servaron que ai mover un campo mag-
nético en las proximidades de un con-
ductor, y especialmente una bobina
de alambre, se producía en éste una
FEM (fuerza electromotriz) suficiente
para motivar corriente eléctrica a tra-
vés de dicho conductor cuando forma-
ba un circuito cerrado.
La dirección de la corriente induci-
da depende del sentido que lleven las
líneas del campo magnético cuando
crucen al conductor. Por ejemplo,
cuando alejamos y acercamos sucesi-
vamente un imán a una bobina, se
induce en ésta una corriente eléctrica
alterna.
En una bobina cualquiera se puede
inducir el mismo voltaje de dos modos
diferentes: a) empleando un imán po-
tente (de muchas líneas de fuerza por
unidad de área) y una bobina de pocas
espiras de alambre, o b) utilizando un
imán débil y una bobina de muchas es-
piras.
Cuando las líneas de fuerza magné-
tica pasan a través del conductor
"empujan" a los electrones libres de
éste en una cierta dirección. El dese-
quilibrio que se produce en la reparti-
ción de las cargas negativas a lo largo
del conductor constituye la diferen-
cia de potencial capaz de producir una
corriente eléctrica a través de un cir-
cuito.
La intensidad de la corriente indu-
cida es proporcional al número de lí-
neas de fuerza cruzadas en la unidad
de tiempo. Cuando se trata de una
bobina, los voltajes inducidos en cada
espira se suman.
Por consiguiente, el voltaje entre los
extremos de la bobina depende del nú-
mero de líneas de fuerza del campo
magnético, de la cantidad de espiras
(vueltas de alambre) y de la rapidez
del movimiento relativo entre el cam-
po magnético y el conductor eléctrico.
Una línea de fuerza que cruce a través
de veinte alambres (ó 20 espiras de
un mismo alambre) produce el mismo
efecto que veinte líneas de fuerza
cuando cruzan un solo alambre con-
ductor. En ambos casos el producto
es el mismo: 20 x 1.
Se produce una fuerza electromo-
triz de 1 voltio entre los extremos de
un conductor cuando éste es cruzado
por cien millones de líneas de fuerza
52
en 1 segundo. El campo magnético
puede ser el de un imán que se aleja o
acerca, o el generado por una corrien-
te eléctrica de intensidad variable en
un conductor adyacente. La induc-
ción electromagnética también se pre-
senta en el mismo conductor cada vez
que hay variaciones en el campo mag-
nético que lo envuelve, ya sea por con
mutación o por cambios en la intensi-
dad de la corriente original.
Por ejemplo, en el instante en que
se inicie el paso de una corriente eléc-
trica por un conductor, al expandirse
por el espacio su campo magnético
autoinduce en el mismo conductor
una fuerza contraelectromotriz (de
sentido contrario)que se opone a la
fuerza electromotriz aplicada en la co-
rriente original. A esta autoinducción
se le denomina inductancia, y su uni-
dad de medida se llama Henrio, en
honor del físico norteamericano Joseph
Henry (1797-1878), su descubridor.
El símbolo genérico para designar
inductancia en las fórmulas eléctricas
53 Electrónica Fácil 1
es la letra L, y a su magnitud se le es-
pecifica con H (inicial de Henrio). A
manera de ejemplo, la L sería algo así
como la P cuando queremos indicar el
peso de algo, y la H equivaldría a la K
indicativa de los kilos. En otras pala-
bras, la inductancia L de una bobina
cualquiera puede tener cierto número
de Henrios.
Se dice que la inductancia de un cir-
cuito es de 1 henrio cuando una co-
rriente cambiando a la rata de 1 ampe-
rio por segundo induce un voltaje de 1
voltio. En la práctica se utilizan uni-
dades menores, tal como el milihenrio
(mH) y el microhenrio (mH).
Puesto que la inductancia es una ac-
ción que se opone a las variaciones de
la corriente que da origen al campo
magnético, se comporta como una re-
sistencia en el circuito eléctrico, y por
dicha razón se le llama Reactancia In-
ductiva.
Todos los factores que afecten de
una u otra manera la fuerza del campo
magnético, tienden a afectar también
la inductancia de un circuito. Por
ejemplo, un núcleo de hierro o de fe-
rrita insertado en el centro de una bo-
bina hace aumentar su inductancia,
porque ofrece a las líneas de fuerza
magnética un camino de menor resis-
tencia que el aire, lo cual permite
que haya una mayor densidad de flu-
jo magnético en movimiento (en con-
tracción o dilatación) cuando se pre-
sente una variación en la intensidad
de la corriente por el circuito. El efec-
to contrario se obtiene con un núcleo
de cobre, pues este metal presenta a
las líneas de fuerza magnética una ma-
yor resistencia que el aire, reduciendo
así la inductancia de la bobina.
Resumiendo, la inductancia de una
bobina depende del número de espi-
ras, el tipo de núcleo (aire, ferrita,
etc.), el espacio dejado entre las espi-
ras adyacentes, el calibre del alambre,
la forma de la bobina, el diámetro y
el número de capas del arrollamiento.
Por ejemplo, entre mayor sea el diá-
metro mayor podrá ser también la
inductancia, dado que se pueden aco-
modar un mayor número de líneas de
fuerza magnética.
Si bien es cierto que el calibre del
alambre en sí mismo no afecta directa-
mente la inductancia, en la práctica lo
hace indirectamente, ya que determi-
na la máxima cantidad de espiras
que puede tener la bobina en un vo-
lumen determinado.
Puesto que al desconectar la corrien-
te que circula por un conductor se
54
produce súbitamente el desvaneci-
miento del campo magnético que lo
rodea, se autoinduce en éste una fuer-
za contra-electromotriz que puede su-
perar en mucho el voltaje de la corrien-
te original. Si bien esta propiedad se
aprovecha en el transformador "f ly-
back" para la generación de la alta
tensión que necesita una pantalla de
televisor, la verdad es que puede resul-
tar dañina en ciertos circuitos que uti-
lizan relevadores electromecánicos.
Para eliminar las corrientes autoin-
ducidas durante la conmutación de la
corriente a través de las bobinas de los
relevadores (relevos) electromagnéti-
cos, se conecta un diodo en paralelo
con dicha bobina, tal como veremos
en algunos de los experimentos de esta
colección de revistas Electrónica Fácil.
55 Electrónica Fácil 1
Puesto que las líneas de fuerza mag-
nética son un ente físico, su máximo
número por unidad de área (densidad
de flujo) está limitado a la cantidad
que permita el medio por el cual se
desplazan. En el caso del campo gene-
rado por una corriente eléctrica en
una bobina, el factor limitante del nú-
mero de líneas de fuerza es el núcleo o
espacio común por el cual deben pasar
todas ellas. Podemos comparar el nú-
cleo con un recipiente cualquiera: Si
intentamos llenarlo más allá de su to-
pe se satura, deja de recibir.
Cuando a una bobina (reactor, choke,
inductor, o como se le quiera llamar)
se le aplica una corriente eléctrica de
intensidad ascendente, ha de llegar el
momento en el cual la densidad de lí-
neas magnéticas satura la capacidad
conductora del núcleo, hecho que im-
pide el crecimiento del campo a partir
de dicho instante.
Puesto que la reactancia inductiva
no depende de la densidad del flujo,
sino de la rata del cambio en su inten-
sidad, debemos concluir que al satu-
rarse magnéticamente el núcleo de una
bobina desaparece su reactancia induc-
tiva, quedando en el circuito solamen-
te la resistencia propia del material
conductor, usual mente muy baja. En
la práctica, si el circuito no fué dise-
ñado para soportar el incremento de
corriente por causa de ia disminución
de la reactancia inductiva, se puede
producir recalentamiento de la bobina
y deterioro de otros componentes,
tales como transistores, diodos, fuente
de poder, etc.
Sabemos que la corriente alterna es
un flujo de electrones viajando alter-
nadamente en las dos direcciones
opuestas a lo largo de un conductor o
circuito. También sabemos que al ha-
ber contracción o crecimiento del
campo magnético inherente a toda co-
rriente eléctrica se genera a su vez en
el conductor una fuerza contraelectro-
motriz de sentido contrario al de la
corriente original. Dicho de otra
manera, si la corriente original aumen-
ta, la inductancia trata de rebajarla. Si
la corriente original disminuye o desa-
parece, el campo magnético en extin-
ción trata de mantenerla.
Pues bien, entre mayor sea la fre-
cuencia de una corriente alterna, más
veces por segundo tendrá que crecer,
invertir de sentido y extinguirse el
campo magnético asociado. Esto
equivale a decir que un mayor número
de líneas de fuerza habrán de atrave-
sar al conductor en la unidad de tiem-
po, lo cual induce una fuerza contra-
electromotriz tal que puede llegar casi
que a anular la corriente original. Y
puesto que al aumentar la frecuencia
disminuye la corriente original por
causa de la inductancia, podemos con-
cluir que ha habido también un au-
mento en la reactancia inductiva. Al
disminuir la frecuencia disminuye
también la reactancia inductiva.
Solamente como una conclusión
práctica para recordar, digamos lo si-
guiente: Si conectamos un transfor-
mador diseñado para corrientes de 60
ciclos a una fuente de solamente 10
ciclos, se corre el riesgo de quemar su
devanado primario en virtud de que
hay un aumento en la corriente (al ser
menor la frecuencia disminuye la resis-
tencia debida a la reactancia inducti-
va). Un transformador para este caso
debe tener un mayor número de espi-
ras en la bobina del devanado prima-
rio.
Si el transformador es conectado a
una fuente de corriente continua se
presenta la inductancia solamente en
los instantes de la conexión y desco-
nexión. Una vez que la corriente con-
tinua se estabiliza en su valor, cesan
los cambios en el campo magnético y
desaparece la inductancia, quedando
en el circuito solamente la resistencia
ohmica del cobre (la debida al mate-
rial de la bobina).
56
Qué es un transformador
El transformador es básicamente un
dispositivo formado por dos ó más bo-
binas dispuestas sobre un mismo nú-
cleo, de forma tal que el campo mag-
nético producido por la corriente cir-
culante por una de ellas afecte también
las espiras de las bobinas restantes.
Cuando por cualquiera de las bobi-
nas se hacer circular una corriente al-
terna (o pulsos de corriente continua)
se genera en torno a ella un campo
magnético también alternante en sus
sentidos. Dicho campo se extiende
desde el centro de la bobina hacia el
exterior cuando la corriente circulante
aumenta en intensidad, y se contrae
cuando disminuye o se interrumpe el
flujo eléctrico.
Las expansiones y contracciones del
campo magnético, además de auto-
inducir en su propia bobina la fuerza
contraelectromotriz que se opone a los
cambios de la corriente primaria,
tambiéninducen fuerzas electromotri-
ces (voltaje, FEM) en cada una de las
otras bobinas. La bobina por la que se
hace pasar la corriente que da origen al
campo magnético alterno se denomina
devanado primario. La otra u otras
bobinas se llaman devanado se-
cundario. La acción de generar voltajes
en bobinas que no tienen conexión
eléctrica con el circuito primario se
denomina inducción mutua. La
energía eléctrica se transmite de la
bobina primaria a la secundaria me-
diante el campo magnético variable que
comparten a través de su núcleo
común.
Suponiendo que todas las líneas de
fuerza magnética del devanado primario
atraviesan todas las espiras del se-
cundario, la tensión inducida en cada
bobina del secundario depende de la
relación entre el número de las espiras
de éste y las del primario. Por ejemplo,
si la bobina del secundario tiene 100
vueltas y la del primario 5, entonces la
tensión inducida en el secundario será
20 veces la tensión en el primario:
100 * 5 = 20. A este tipo de trans-
57 Electrónica Fácil 1
formador se le llama transformador
elevador de tensión.
La fórmula general que relaciona
los valores de tensión y número de
vueltas es:
Vueltas (sec) x Voltios (prim)
Voltios (secundario) = ---------------------------------------------------------------
Vueltas (primario)
Cuando se presenta el caso contra-
rio, esto es cuando la bobina del se-
cundario tiene menos espiras que el
primario, entonces la tensión inducida
es proporcionalmente menor. En este
caso se dice que el transformador está
trabajando como transformador re-
ductor.
UN TRANSFORMADOR
NO PUEDE AUMENTAR
LA POTENCIA
Aunque a simple vista puede pare-
cer que con un transformador pode-
mos sacar, mediante muchas bobinas
secundarias, más energía que la apli-
cada en la bobina del circuito prima-
Cómo interpretar
los diagramas
Desde el punto de vista del princi-
piante es más fácil armar un proyecto
del que se tiene el dibujo con las for-
mas reales de los componentes y sus
maneras de interconectarlos, pero en
la práctica esto es difícil de conseguir
cuando se trata de un diseño complejo.
Así como el hombre tuvo que adop-
tar las letras para simbolizar y expre-
sar sus ¡deas de una manera tal que
otros las pudiesen entender posterior-
mente, así también los científicos tu-
vieron que establecer símbolos gráfi-
cos para simplificar la escritura de los
esquemas técnicos. Veamos a continua-
ción los más usuales, mostrados en las
siguientes figuras, las cuales contienen
los símbolos esquemáticos más usuales.
58
rio, la verdad es que tal cosa no es
posible. Descartando las pérdidas de
energía en forma de calor, y las causa-
das por mal acoplamiento magné-
tico (ligeras separaciones entre espiras
o bobinas), podemos decir que la can-
tidad de energía que se tome del se-
cundario es igual a la cantidad de ener-
gía aplicada en el primario. Dicho de
otra manera, los vatios de consumo en
el secundario nunca pueden sobrepa-
sar los vatios de la energía aplicada en
el devanado primario.
Voltios x Amperios (primario)
Es aproximadamente igual a
Voltios x Amperios (secundario)
Podemos fabricar un transformador
que entregue en el secundario una co-
rriente más intensa (con más amperios),
o podemos inducir allí una tensión
(voltaje) mayor que la existente en el
devanado primario. Todo depende de
la relación de espiras entre el devana-
do primario y el secundario, así como
de los calibres de los alambres utili-
zados para las bobinas.
1. Funciones lógicas. Estos símbolos
aparecen suficientemente explica-
dos en Electrón. Fácil 11, junto con
los de los flip-flop y demás circui-
tos digitales, pero dada su impor-
tancia y común empleo, vale la
pena explicar un poco más lo rela-
cionado con los indicadores de po-
laridad (pequeños triángulos rec-
tos) y los indicadores de negación
(círculos pequeños).
El triángulo de polaridad invierte
únicamente el nivel de voltaje,
pero no invierte el estado lógico.
El círculo de negación invierte el
estado lógico, conservando el mis-
mo nivel de voltaje. Cuando el
triángulo de polaridad es colocado
en una línea, dicha línea es aso-
ciada con un 1 lógico cuando el
voltaje es bajo.
Si el diagrama lógico hace uso de
indicadores de polaridad, no hay
necesidad de establecer la lógica
positiva o lógica negativa en la
cual está basado el diseño. Sin
embargo, cuando se emplean los
círculos de negación, el diseño de-
be tener indicado la clase de ló-
gica que está utilizando.
2. Pila, batería (un solo elemento o
celda electroquimica).
3. Pila, batería (conjunto de elemen-
tos en serie, multicelda.
4. El punto negro señala el comien-
zo del bobinado, dato de bastante
utilidad cuando se trata de fasar
o coordinar los voltajes inducidos
en devanados independientes.
5. Inductor con núcleo de ferroxcu-
be (ferrita). También, se le acos-
tumbra llamar "choke" (bobina
de reactancia inductiva) y se le
emplea para amortiguar el paso de
ciertas frecuencias resonantes.
6. Transformador con núcleo de pol-
vo magnético compactado al calor
y presión, más conocido como
"núcleo ferroxcube" ó núcleo de
ferrita.
7. Transformador blindado, general-
mente usado en circuitos de alta
frecuencia. En los receptores de
radio se les encuentra en las etapas
amplificadoras intermedias, desem-
peñando una función filtrante.
8. Autotransformador. Caso especial
en el cual un mismo devanado con
derivaciones hace las veces de pri-
mario y secundario. Se usa en
aplicaciones industriales, pero no
se recomienda en aparatos domés-
ticos por no haber un aislamiento
eléctrico entre los circuitos prima-
rio y secundario.
9. Transformador con núcleo magné-
tico y blindaje contra ruidos (cam-
pos magnéticos parásitos).
10. Transformador con inductancia
ajustable en su devanado primario.
La flecha hacia arriba indica que,
el núcleo móvil se halla en el ex-
tremo libre de la bobina, en la par-
te superior.
11. Cada devanado del transformador
tiene su propio ajustador de induc-
tancia. La flecha hacia abajo seña-
la que la bobina debe ser ajustada
en el extremo usado como base.
En el caso tal de haber tenido una
sola flecha con dos puntas, seña-
lando en ambos sentidos simultá-
neamente, tendría por significado
que la inductancia de la bobina se
65 Electrónica Fácil 1
Electrónica Fácil 1 59
60
Electrónica Fácil 1 61
62
63 Electrónica Fácil 1
64
puede ajustar en cualquiera de sus
dos terminales.
12. Condensador de capacitancia fija,
no polarizado. Vale la pena re-
cordar que la capacidad máxima
para almacenamiento de carga
eléctrica (coulomb) no se puede
especificar en un condensador, ya
que éste se comporta como un ba-
lón de caucho que está llenado
con agua: Cuando tiene poca pre-
sión (voltaje) sólo alcanza a entrar
muy poco líquido. Sin embargo,
al aumentar la presión, el balón se
hincha y permite mayor volumen
de agua en su interior. Es evidente
que el límite máximo de la capaci-
dad lo determina la elasticidad y
resistencia física del material del
cual está fabricado, superada la
cual se llegará inevitablemente a
la ruptura.
Pues bien, la capacidad máxima o
cantidad de coulombs guardados
en un condensador dependerá del
voltaje aplicado a la corriente de
carga. El voltaje máximo permiti-
do viene especificado en el encap-
sulado por el fabricante del dispo-
sitivo. Si no respetamos este lí-
mite, se corre el riesgo de perfo-
rar el dieléctrico aislante de las
placas. La expresión faradio es
solamente un indicativo de la pro-
porción de carga eléctrica por cada
voltio de tensión en la corriente
eléctrica conectada a las placas del
condensador. Así, cuando el dis-
positivo viene marcado 1000 mi-
crofaradios, significa que almace-
nará 1000 microcoulombs por ca-
da voltio real en el circuito del
condensador (no importa que ven-
ga marcado por el fabricante a un
voltaje mucho mayor). 1 coulomb
es igual a 628 x 1016 electrones.
Esto es 628 seguido por16 ceros.
13. Condensador variable. Se usa para
sintonizar circuitos osciladores a
una frecuencia deseada.
14. Condensador ajustable. Es similar
a un variable, pero su capacitancia
se ajusta con destornillador. Reci-
be también el nombre de " t r im-
mer".
15. Condensador electrolítico. Es de
capacitancia fija y se debe conec-
tar al circuito respetando la pola-
ridad señalada por el fabricante.
16. Condensador electrolítico doble,
en un solo encapsulado negativo
común.
17. Condensador pasante ("pasamu-
ro"), Muy usado en sintoniza-
dores de TV.
18. Diodo semiconductor. El nombre
diodo simplemente significa
que tiene dos electrodos, o sea
un encapsulado con dos termina-
les o alambres. Hay diversidad de
diodos, pero en general se les cla-
sifica como diodos a los de re-
ducido tamaño, y como rectifica-
dores a los mayores, a los de más
capacidad de corriente y disipa-
ción de potencia. Los diodos ma-
nejan menos potencia que los rec-
tificadores, pero responden bien a
señales de frecuencia mayor.
El diodo se utiliza para convertir
la corriente alterna en corriente di-
recta, por ser un dispositivo que
sólo conduce la corriente eléctrica
en un sentido. Mejor dicho: tiene
una resistencia que varía según la
dirección del flujo de corriente, o
sea que depende de la polaridad
66
del voltaje aplicado. Para corrien-
te en la dirección de avance tiene
una resistencia de unos cuantos
ohms; en la dirección inversa, su
resistencia se puede aproximar a
los 100,000 ó más ohmios. Los
diodos rectificadores de señales
débiles son usualmente de Germa-
nio. Los rectificadores de mayor
potencia emplean el Silicio como
elemento semiconductor.
19. Diodo Zener. Es un dispositivo
de dos capas de material semicon-
ductor, diseñado de tal forma que,
por encima de un cierto voltaje en
sentido inverso (conocido como
valor zener), presenta un súbito
incremento en la corriente de paso.
Si está directamente polarizado
(forward-biased), el diodo zener
se comporta como un diodo rec-
tificador común. Se utiliza como
regulador de voltaje, protector de
sobrevoltaje, referencia de voltaje,
etc.
20. Dos símbolos para el diodo túnel.
Se le emplea como generador de
pulsos (interruptor) y como oscila-
dor. Su resistencia eléctrica varía
con el voltaje aplicado entre sus
electrodos, de la siguiente manera:
Inicialmente, a medida que se in-
crementa el voltaje se aumenta
también el paso de corriente (baja
resistencia). Cuando el voltaje lle-
ga a cierto nivel, la corriente co-
mienza a disminuir con gran rapi-
dez (alta resistencia) a medida que
el voltaje aumenta, hasta que se al-
canza un valle o punto en el cual
la corriente ya no disminuye más,
sino que empieza a subir en su in-
tensidad. A partir del valle, la co-
rriente aumenta a la par con el vol-
taje aplicado, tal como si se tratase
de un diodo rectificador conven-
cional. El área en que opera el
diodo después de que la corriente
de túnel llega a su pico, recibe el
nombre de región de resistencia
negativa, porque en ella la corrien-
te disminuye al elevarse el voltaje.
Intencionalmente, a estos diodos
se les hace trabajar entre la co-
rriente de pico y la de valle.
21. Este símbolo corresponde a dos
diodos empleados para generar m¡-
croondas, el Gun (revólver) y el
Impact (impacto). El diodo Gunn
está hecho a base de Arseniuro de
Galio tipo-n, no tiene juntura-pn y
no puede ser usado para rectifica-
ción. Cuando se aplican unos po-
cos voltios de al ánodo para hacer-
lo positivo con respecto al cátodo,
la corriente que fluye es de (co-
rriente directa) con pulsos sobre-
puestos, con una frecuencia de
oscilación que puede llegar a los
4GHz (GigaHertz, 4 millones de
megaciclos).
22. Diodo de barrera Schottky. Es un
diodo cuya juntura está formada
por el material semiconductor y
un contacto metálico, en lugar de
la clásica juntura de dos obleas de
semiconductor tipo pn de los dio-
dos comunes.
23. Tres símbolos para el diodo de
efecto capacitivo o Varicap, tam-
bién conocido como diodo Varac-
tor, Condensador Silicon, Conden-
sador controlado por Voltaje ("vol-
taje-controlled capacitor"), y con-
densador de capacitancia variable
por voltaje. Mientras que en un
diodo semiconductor normal se
hacen esfuerzos para disminuir la
capacitancia inherente (recorde-
mos que las solas superficies de las
puntas de los dos electrodos em-
Electrónica Fácil 1 67
pleados como terminales confor-
man por el solo hecho de su cerca-
nía un condensador eléctrico), en
el Varicap se aprovecha esta capa-
citancia. Debido a que la capaci-
tancia varía con el voltaje aplica-
do, es posible amplificar, multipli-
car y conmutar con este disposi-
tivo.
24. Diodo bidireccional. Se comporta
de manera análoga a dos diodos
zener en contraparalelo y se le usa
para supresión de picos transito-
rios de tensión muy alta (recorta-
dor de picos), para la protección
de equipos electrónicos.
25. Voltímetro. Aparato usado para
medir el voltaje o "velocidad" de
una corriente eléctrica. Se conecta
en paralelo con la fuente o re-
sistencia a la que se desea medir la
caída de voltaje o POTENCIAL
presente en sus extremos. Presen-
ta alta resistencia.
26. Tubo de rayos catódicos (TRC).
Lo que hay dentro del cuadro a
trazos corresponde solamente a un
TRC con deflexión electrostática
(osciloscopio).
27. Interruptor ( s w i t c h ) . Funda-
mentalmente se emplea el mismo
símbolo para contactos de relevo.
Normalmente se dibujan de acuer-
do con la posición que tendrían
los contactos en el caso de no ha-
ber ninguna fuerza operativa apli-
cada. Este símbolo corresponde a
un solo polo y un solo tiro (SPST).
28. Interruptor de un solo polo y do-
ble tiro, conocido también como
interruptor escala. Algunos lo
llaman conmutador, por el he-
cho de conectar un circuito cuan-
do interrumpe otro.
29. Contactos de relevo o de contac-
tor industrial, normalmente abier-
tos (se cierran cuando la bobina es
energizada).
30. Contactos para transferencia de
circuitos, operados por una bobina
de relevo.
31 . Bobina de relevo (relé). El relevo
es un dispositivo electromagnético
diseñado para accionar uno o más
interruptores de corriente median-
te la excitación eléctrica en la bo-
bina. Algunas veces, los contactos
se relacionan con su bobina de
comando mediante una línea a tra-
zos. Otros, se codifican con unas
mismas letras y números.
32. Interruptor operado por un campo
magnético, ya sea de un imán per-
manente o de un electroimán. Se
le conoce como "Reed Switch".
Consta de un pequeño tubo o
caña de vidrio con un par de la-
minillas en su interior.
33. Contactos de relevo, normal-cerra-
dos (se separan cuando la bobina
recibe corriente).
34. Resistor de valor fijo. Por norma
general, cuando no se especifica
a un lado la máxima potencia que
puede disipar, se trata de un resis-
tor para medio vatio.
35. Resistor variable de contacto mó-
vil, conocido como potencióme-
t r o . Su cursor tiene perilla exter-
na, para ajustes continuos de volu-
men, tono, contraste, etc. por el
usuario del equipo.
68
36. Resistor TDR (Resistencia Depen-
diente de la Temperatura). Pue-
de ser NTC o PTC, dependiendo
del signo que acompañe a la letra
T. Se le conoce como termistor.
37. Resistor NTC (Coeficiente Nega-
tivo de Temperatura). Su resis-
tencia disminuye cuando la tempe-
ratura aumenta.
38. Resistor PTC (Coeficiente Positi-
vo de Temperatura). Su resisten-
cia aumenta cuando la tempera-
tura se incrementa.
39. Resistor VDR (Resistencia Depen-
diente del vol taje). También se
acostumbra colocar la letra U
en reemplazo de la V.
40. Resistor LDR (Resistencia Depen-
diente de la Luz), más conocido
por fotorresistor. Su resistencia
cambia de acuerdo con la intensi-
dad luminosa incidente y puede
tener coeficiente positivo o coefi-
ciente negativo.
41. Impedancia. Es la resistencia pre-
sentada por toda bobina ai paso de
una corriente alterna, diferente a
la resistenciaen ohmios cuando
circula una corriente directa.
42. SCR. Se comporta igual que un
diodo de silicio rectificador de me-
dia onda, pero su momento de
conducción puede ser controlado
mediante una pequeña corriente
de cebado en el electrodo com-
puerta ( g a t e ) . Tiene múltiples
aplicaciones en la industria para el
control de potencia, y en los tele-
visores a color se le usa en el cir-
cuito de deflexión horizontal. Ex-
plicaciones más detalladas se en-
cuentran en la revista No. 3.
43. Silicon controlled switch, abrevia-
damente SCS. Es un dispositivo
semiconductor pnpn de cuatro ter-
minales, el cual puede ser gatillado
a conducción mediante la aplica-
ción de un pulso cualquiera, ya sea
positivo o negativo.
44. Diac. Es un dispositivo equivalen-
te a dos diodos zener puestos en
serie y con sentidos contrarios, de
tal forma que solamente las co-
rrientes que estén por encima de
un determinado voltaje pueden
circular en una u otra dirección.
Es un dispositivo semiconductor
usado para gatillar otros tiristo-
res con electrodo compuerta de
control. Es equivalente a dos dio-
dos zener puestos en serie con sen-
tidos contrarios.
45. Triac. Es un dispositivo interrup-
tor de potencia, equivalente a dos
SCR puestos en contraparalelo.
Mediante una pequeña corriente
de cebado en el electrodo com-
puerta ( g a t e ) se puede controlar
el inicio de conducción entre los
otros dos terminales principales.
Debido a que puede conducir co-
rrientes en ambos sentidos, se le
emplea para la regulación de velo-
cidad en motores de corriente al-
terna, en la fabricación de atenua-
dores de iluminación, interrupto-
res de estado sólido, etc.
46. Silicon unilateral switch, abrevia-
damente SUS. Es un dispositivo
similar al silicon controlled switch
(SCS), excepto que una juntura
zener es agregada a la compuerta
del ánodo de tal forma que el SUS
sea gatillado a conducción aproxi-
madamente a los 8 voltios. El SUS
también puede ser gatillado me-
69 Electrónica Fácil 1
diante la aplicación de un pulso
negativo en el gate (electrodo
compuerta).
47. Silicon bilateral switch (SBS). Es un
dispositivo que tiene características
similares a las del SUS, pero las
presenta en ambos sentidos.
48. Línea de retardo. Circuito empleado
en los receptores de televisión en
color para retardar la señal de
luminancia y dar tiempo a que lle-
gue la señal de color, para actuar
en forma sincronizada sobre la pan-
talla. También se usa en las graba-
doras de video para la corrección
del entrecruce de pistas de video en
la porción de la crominancia y
para la compensación de drop-out
(pérdida momentánea de la señal).
Puede ser un dispositivo pie-
zoeléctrico o un conjunto bobina-
condensador.
49. Motor. Si el círculo tuviese la letra
G, sería entonces el símbolo de un
generador eléctrico.
50.Punto de prueba. Algunos aparatos
disponen de terminales eléctricos
para ser usados por el técnico du-
rante una verificación del funcio-
namiento del circuito. El número
acompañante corresponde a su lo-
calización en el diagrama electró-
nico.
El libro más didáctico, completo y actualizado,
usado como texto de estudio en colegios e
institutos de capacitación en informática. “Ya
comprendo lo que el profesor explica”, “Toda
esta información no está en ningún otro libro”.
“Lo entiende cualquiera”.
Con ejemplos e ilustraciones, enseña cómo
funcionan las partes de un computador, qué
hacer para que trabaje más rápido y cómo
resolver problemas que se presentan por virus
y otras causas. Algunos temas: Historia de la
informática, Principio de funcionamiento, El
sistema binario, El teclado, El mouse, El
monitor, Memoria y almacenamiento, La
placa madre, Windows hasta XP, Multimedia,
Redes, Internet, Correo electrónico, Cómo
navegar por los sitios y encontrar lo que se
desea, Cómo bajar programas de todo tipo,
Cómo protegerse del correo basura y los
virus, Impresión, Cómo recargar los cartuchos
de tinta, Cables, Comandos básicos del DOS,
Guía para el técnico, La instalación eléctrica,
Glosario, Tabla de caracteres.
70
A r m e un indicador
de corriente
con una brújula
Según su bobina, ensaye colocando
la brújula encima o dentro de ella. El
circuito con pocas vueltas le sirve
como indicador de paso de corriente
en instalaciones eléctricas de auto-
móviles, conectado en serie con el
conductor a verificar.
Figura 39
Con la ayuda de una brújula, unos
pocos metros de alambre aislado bien
delgado (especial para bobinas y prefe-
riblemente de calibre 28 AWG en ade-
lante) y un poco de paciencia, pode-
mos construir un sencillo galvanóme-
tro para detectar los campos magnéti-
cos generados por toda corriente eléc-
trica que circula por la bobina del ins-
trumento.
Para hacer el galvanómetro sólo es
necesario arrollar el alambre conductor
alrededor de la brújula, siguiendo la
dirección de uno cualquiera de sus diá-
metros. Para facilitar el bobinado, se
puede utilizar una carreta plástica, o
un tubo de cartón, tal como aparece
en el dibujo.
71 Electrónica Fácil 1
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Como vimos anteriormente, cuando
circula una corriente eléctrica por un
conductor se genera alrededor suyo un
campo magnético, el cual tiene las
mismas propiedades de un imán. La
intensidad de dicho campo magnético
es independiente del voltaje o presión
que lleven los electrones, dependiendo
sólo de la cantidad o amperaje de la
corriente que por allí circule.
Si la intensidad del campo magné-
tico de un conductor depende de los
AMPERIOS o intensidad de la corrien-
te, es fácil darse cuenta que la intensi-
dad de un campo magnético en una
bobina depende de los AMPERIOS
por cada VUELTA de alambre. Los
entendidos utilizan menos palabras
para la explicación, y dicen solamen-
te: "La intensidad del campo magné-
tico de una bobina depende de sus
AMPERIOS VUELTA".
Para aumentar la intensidad del
campo magnético de una bobina hay
dos métodos:
a) Aumentar el calibre del alambre
En 1799 un profesor italiano, lla-
mado Alexandro Volta, fabricó la pri-
mera pila eléctrica. Utilizó para ello
discos de cobre y discos de zinc pues-
tos uno encima de otro, en forma in-
tercalada y formando una "p i la" o
arrume. Dichos discos estaban sepa-
rados entre sí por paños impregnados
con agua acidulada, según el dibujo;
para que circule una corriente mayor,
y el resultado de multiplicar los ampe-
rios por el número de vueltas sea ma-
yor.
b) Aumentar el número de vueltas.
Si quieres tu indicador como ampe-
rímetro, debes usar la forma a, por
presentar menor resistencia. La op-
ción b la puedes usar como voltíme-
tro, ya que por tener un mayor nú-
mero de vueltas de alambre delgado
presenta una mayor resistencia.
A no ser que coincida la aguja de la
brújula con los polos terrestres, ésta
se deberá mover cada que tú conectes
la bobina a una pila o fuente de co-
rriente.
Cuando se desee medir corriente al-
terna es necesario rectificarla primero
con un diodo en serie con la bobina.
Lo puedes usar para experimentar
con pilas o transformadores de bajo
voltaje. Corres peligro de quemarte si
lo enchufas a los tomacorrientes de la
casa.
en honor a Volta, a esta pila se le co-
noce como Pila Voltaica.
El voltaje de esta pila es bajo, pero
puede ser aumentado colocando en se-
rie varias unidades: el positivo de una
con el negativo de la siguiente. Se
pueden unir mediante alambres exte-
riores, o colocándolos según el dibujo.
72
Toma un limón y dos pedazos de
metal diferentes, preferiblemente co-
bre y zinc, (metal que forma el tarro o
envoltura de una pila de linterna); o
también una moneda en cobre, de 5
centavos, y otra de las blancas. El co-
bre será el polo positivo y el zinc será
el negativo. Para determinar la presen-
cia de corriente eléctrica puedes utili-
zar el medidor anterior, que conecta-
rás cerrando circuito entre el cobre y
el zinc, según el dibujo.
En lugar del limón, puedes usar
también como separadorde las mone-
das un poco de papel higiénico moja-
do con saliva, o jugo de limón.
Si lo tienes, puedes utilizar tu multí-
metro en la escala de menor intensi-
dad de corriente (60 microamperios).
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Hasta ahora hemos dicho que exis-
ten en la naturaleza un poco más de
105 elementos diferentes, formado
cada uno por átomos iguales entre sí,
pero diferentes a los átomos de los ele-
mentos restantes.
Pues bien, también existen en la
naturaleza infinidad de compuestos o
unión de dos ó más elementos diferen-
tes. Según el tipo de unión o inter-
73 Electrónica Fácil 1
acción entre uno y otro, se da al con-
junto diversos nombres, tales como
aleación, ácido, hidróxido, etc.
Cuando dos o más átomos de ele-
mentos diferentes se unen para for-
mar un compuesto de propiedades
químicas y físicas definidas se tiene
una molécula. .
En la pila vista anteriormente, el
ácido de la saliva o el limón forma con
los átomos del zinc unas moléculas en
las cuales sobran electrones, al mismo
Tome un pedazo de hierro, puede
ser un clavo de carpintería, y envuel-
va a su alrededor unos cuantos metros
de alambre aislado bien delgado, pre-
feriblemente de cobre y aislado en
barniz, del usado para bobinar.
Raspe o limpie de aislante los dos
extremos libres o puntas de la bobina
fabricada y conéctelos a una pila de
linterna, sin importar su posición.
Así como está, debe atraer limadu-
ras de hierro o pequeñas puntillas, cual
si se tratase de un imán.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
De igual manera que el agua busca
los ríos, o la corriente eléctrica se mo-
tiempo que forma con el cobre molé-
culas en las cuales faltan.
Debido a que los dos metales se en-
cuentran separados por el papel o el
cuerpo del limón, los electrones que
sobran en un lado sólo pueden pasar a
través del circuito externo a compen-
sar los que faltan en el lado del cobre.
Este movimiento de electrones por el
conductor es la corriente eléctrica que
hemos utilizado para mover la aguja
del instrumento indicador de flujo
eléctrico.
viliza por los conductores, así las LI-
NEAS DE FUERZA producidas en
una bobina, cuando se encuentra cir-
culando una corriente eléctrica tien-
den a buscar un camino fácil o de
poca resistencia.
Aunque nadie sabe hasta este mo-
mento en qué consisten esas misterio-
sas fuerzas a las que se ha llamado lí-
neas de fuerza magnética, se puede
trabajar con ellas y conocer sus pro-
piedades. Sabemos que el hierro y al-
gunos de sus minerales presentan poca
resistencia a su paso, motivo por el
cual, cuando se le utiliza como núcleo
de una bobina, tiende a facilitar la
intensidad magnética del campo. El
aire y el cobre presentan alta resisten-
cia a la conducción de las líneas de
fuerza.
74
Electrizador
para bromas
con los amigos
Todos nosotros hemos tenido en
nuestras manos pilas eléctricas, ya
sean para linterna o para el radio por-
tátil. Lo cierto del caso es que nunca
hemos sentido molestias musculares al
tocar sus bornes, debido a que la ten-
sión allí presente es muy baja (1,5 vol-
tios), además de ser corriente directa
continua. Sin embargo, con la ayuda
de un transformador elevador de ten-
sión y un interruptor pulsador de los
usados para los timbres, podremos fa-
bricar un aparato para hacer bromas a
los amigos.
Para este experimento se necesita
un transformador cualquiera que ten-
ga alta relación de espiras entre los de-
vanados secundarios y el primario,
sin importar su tamaño, ya que los tra-
bajaremos con corriente de muy poca
intensidad. Puede ser uno de los util i-
zados para salida de audio en los am-
plificadores a válvula, o el de un adap-
tador de corriente AC para calculado-
ras.
Al devanado de mayor número de
espiras, secundario, se conectan dos
alambres de uno o dos metros de lar-
go; en sus dos extremos libres se colo-
can un par de tubos metálicos, no ma-
yores de 10 centímetros, y que pue-
dan ser fácilmente agarrados por el
amigo.
Conecta un extremo del devanado
menor, primario, a un borne cualquiera
de una pila de linterna. Con el extre-
mo restante del primario toca y suelta
sucesivamente el otro borne o polo,
de tal forma que al transformador só-
lo llegue corriente pulsante. Cada que
desconectes o elimines la corriente, tu
amigo pegará un grito, moverá todo su
cuerpo, y lo más seguro es que se ter-
mine la sociedad.
Electrónica Fácil 1 75
Cuando el núcleo alcanza el punto
de saturación magnética, o máximo
magnetismo, se produce un aumento
en la corriente o intensidad circulante
por el primario y la pila tiende a des-
cargarse con mayor rapidez, motivo
por el cual no debes dejar cerrado el
contacto o conectada la pila por inter-
valos largos.
Todas las bobinas o devanados adi-
cionales arrollados alrededor del mis-
mo núcleo de la bobina primaria son
cortadas por el campo magnético
en expansión, que aumenta en intensi-
dad, y se induce en ellas una corriente
eléctrica de voltaje proporcional a su
cantidad de vueltas. Cuando se alcan-
za la saturación, cesa la corriente in-
ducida en el secundario.
Cuando se interrumpe el paso de la
corriente eléctrica por el primario, el
magnetismo del núcleo tiende a desa-
parecer bruscamente, como un balón
cuando se desinfla, y se induce nueva-
mente una corriente eléctrica en el
secundario. Dicha corriente inducida
es de sentido, o polaridad, contrario
al de la corriente producida cuando el
campo magnético estaba en crecimien-
to , su voltaje también es bastante ma-
yor, por ser mayor la velocidad con
que decrece o disminuye el campo
cuando es interrumpida la corriente
eléctrica del primario. Es por este mo-
tivo que tu paciente o amigo es sa-
cudido con mayor fuerza en el mo-
mento de interrumpir la corriente.
76
Este trabajo es para comprobar las
notas anteriores. Se da el nombre de
CHOKE de filtro a un núcleo de hie-
rro, o aire, con un solo devanado, y se
utiliza como resistencia a corrientes al-
ternas o pulsantes. Un inductor pues-
to en serie dentro de un circuito tien-
de a suprimir solamente las variaciones
que se presentan en la intensidad de la
corriente, por lo cual actúa como un
amortiguador. Cuando el núcleo
tiene más de un devanado recibe el
nombre de transformador.
En este experimento puedes utilizar
un choke con núcleo de hierro o un
transformador con un primario para
77 Electrónica Fácil 1
115 voltios corriente alterna (115
VCA), previamente desbaratado su
núcleo.
Coloca en serie con el primario, o de-
vanado de mayor resistencia, una
bombilla casera de unos 25 a 60 va-
tios. Conecta el conjunto a los 115
voltios de tu casa y observa como
cambia la intensidad de la luz a medi-
da que le quites y pones el núcleo
a la bobina. Se debe colocar una bom-
billa de pocos vatios (alta resistencia
en su filamento) para evitar un excesi-
vo calentamiento de la bobina cuando
esté sin el núcleo de hierro.
Arme un generador
de corriente alterna
Este trabajo es maravilloso para
repasar todo lo visto hasta ahora en
materia de electromagnetismo. Bastan-
te bueno para tarea de ciencias en el
colegio.
Se necesita un transformador o
choke cualquiera, con núcleo de hie-
rro preferiblemente en forma de letra
E.
Desbarata su núcleo y vuélvelo a ar-
mar de tal forma que todas sus placas
en forma de E queden hacia un mismo
lado; las placas rectas sobran.
Conecta un voltímetro para corrien-
te alterna entre las dos líneas o termi-
nales de un mismo devanado y observa
cómo se mueve la aguja cada que tú
mueves un imán en las cercanías de la
parte abierta del núcleo. Puedes uti-
lizar también un amperímetro peque-
ño o el indicador de corriente hecho
anteriormente con una brújula.
Si el imán es potente, y es hecho gi-
rar rápido al frente del núcleo, puedes
hasta encender una pequeña bombilla
de linterna.
Si eres laborioso, puedes hacerlo
para mover con la rueda de una bici-
cleta, a manera de dinamo, o para ser
accionado con el viento, con la ayuda
de una héliceo molinete.
78
Es cierto que esto no tiene nada de
electrónico, pero es algo que la mayo-
ría de nosotros, los que estamos en
el gremio de enredalambres, siem-
pre hicimos con mucho agrado cuando
nos iniciamos en este ramo de la cien-
cia.
Podemos utilizar el mismo transfor-
mador desbaratado del trabajo ante-
rior. Pongamos una lata o pedazo de
hierro un poco cerca de la parte abier-
ta del núcleo y conectemos la bobina
a ios 115 VCA. La lata comienza a
vibrar cada que la acercamos o aleja-
mos. Peguemos a una tabla el conjun-
to, regulando la lata de tal forma que
quede sonando al gusto.
El diodo, un rectificador
de estado sólido
Tomemos una pastilla de material
semiconductor tipo N y juntárnosla con
otra de tipo P; hemos formado lo que
en electrónica se conoce con el nom-
bre de unión o juntura.
Cuando una unión P—N es conec-
tada a una batería o corriente, presen-
ta una característica muy importante
y fácilmente comprensible si miramos
los dibujos.
Electrónica Fácil 1 79
Cuando la capa tipo N es conectada
al borne positivo (P) de la batería y la
capa tipo P al borne negativo (N) se
dice que la conexión quedó inversa,
y ocurre lo siguiente con la corriente
a través de la juntura:
Los electrones que salen del borne
negativo de la batería corren a llenar
los huecos o lagunas de la capa P,
completando todos los átomos de esta
pastilla los 8 electrones (compartidos
con el visitante); a partir de este mo-
mento no reciben más corriente, pre-
sentan alta resistencia.
Con la capa N, conectada al borne
positivo, ocurre algo parecido: todos
los electrones libres que se encontra-
ban en la capa corren a "casarse" con
los huecos del borne positivo de la ba-
tería, dejando a los átomos de la pasti-
lla compartiendo sus 8 electrones,
punto en el cual se vuelven aislantes y
no permiten el paso de corrientes eléc-
tricas.
RESUMIENDO, una juntura conec-
tada en forma inversa presenta alta
resistencia al paso de una corriente
eléctrica.
Veamos lo que ocurre con la co-
nexión directa:
El borne negativo de la batería in-
troduce más electrones libres a la pla-
ca N, lo cual hace que muchos pasen a
través de la UNION de las dos pastillas
y llenen los huecos de la capa P. Este
flujo será permanente debido a que el
borne positivo de la batería continua-
mente saca electrones de allí, dejando
huecos para llenar por los electrones
que pasen por la unión.
EN RESUMEN, una juntura conec-
tada en forma directa presenta baja re-
sistencia al paso de una corriente.
En electrónica se habla es de POLA-
RIZACIÓN DIRECTA y POLARIZA-
CIÓN INVERSA, y a una juntura de
tal naturaleza se le conoce como DIO-
DO y se le utiliza para rectificación de
la corriente alterna.
Los diodos de germanio se usan pa-
ra corrientes pequeñas y de bajo vol-
taje. Los de silicio soportan mayores
temperaturas, corrientes más intensas y
a un voltaje más alto. Para que la co-
rriente pueda pasar a través de un dio-
80
do de germanio necesita tener como
mínimo una diferencia de potencial de
0,2 voltios (2 décimas de voltio) entre los
dos terminales del diodo. Si es de silicio
necesita un poco más de tensión
(aproximadamente 0,7 voltios).
PRECAUCIONES
QUE SE DEBEN TENER
CON LOS SEMICONDUCTORES
Se da el nombre de "voltaje de pico
inverso" al máximo voltaje que puede
soportar la juntura cuando la fuente o
corriente está conectada en "polariza-
ción inversa" o de alta resistencia; se-
gún el tipo de diodo se estipula 100,
400, 1000 voltios, etc.
Tampoco se puede sobrepasar el va-
lor nominal de corriente máxima espe-
cificada por el fabricante, porque al
hacerlo se produce una disipación
excesiva de potencia en la unión y la
temperatura se eleva, pudiendo alcan-
zar la temperatura de fusión de las
pastillas del semiconductor, lo que las
daña sin remedio.
Cuando el diodo está conectado en
forma inversa circula sólo una peque-
ña corriente a través de la unión, debi-
do a su alta resistencia. Esa corriente
minoritaria se ve grandemente afecta-
da por los incrementos de temperatu-
ra, y puede llegarse ai caso en el cual
el diodo entre en "avalancha", o sea la
conducción de corriente en ambos
sentidos. La mayoría de las veces esto
produce daño irreversible en el semi-
conductor.
81 Electrónica Fácil 1
Hagamos un reductor de intensidad
de luz, para ser usado en la habitación,
sala de música o alcoba de un enfermo.
Es necesario cambiar el interruptor
sencillo de la habitación por uno doble;
se consigue en cualquier almacén de
artículos eléctricos y su precio es bajo.
Consigamos un diodo de silicio,
más popularmente conocido como
"silicón", a unos 200 voltios, como
mínimo, y de uno o más amperios.
El amperaje del silicón se debe esco-
ger de acuerdo a la cantidad de vatios
que consuma la bombilla; para 100
vatios se debe escoger siquiera de un
amperio. Ojalá sea de encapsulado
La fuente o entrada de corriente
pueden ser los 115 VCA y 60 ciclos
por segundo de la empresa de energía,
y la bombilla a utilizar debe ser de
Neón, tipo pequeño, de las usadas en
los aparatos como luz piloto para
señalar que está encendido.
Se necesita también un condensa-
dor electrolítico de 40 o más micro-
faradios y a un voltaje no menor a
200 VCD; una resistencia fija de unos
20.000 ohmios a medio vatio y una
resistencia variable, potenciómetro, de
100.000 ohmios.
La resistencia de valor fijo se utili-
za como limitadora de corriente, para
evitar un posible daño del potenció-
metro.
Al ser conectada la corriente el pilo-
to de neón comienza a encender y
plástico para evitar cortos dentro de
la caja metálica del interruptor.
Con uno de los dos interruptores se
enciende y apaga la bombilla, y con
el otro se obtiene luz plena o luz me-
dia.
Cuando el interruptor número 2 está
abierto sólo pueden circular hacia el
filamento de la bombilla los electro-
nes que pasen por el diodo, o sea sólo
la mitad de cada ciclo de la corriente
alterna. Es fácilmente comprensible
que en estas condiciones la bombilla
sólo puede dar aproximadamente la
mitad de su luz normal.
apagar alternativamente, a un ritmo
controlable por el potenciómetro.
Aunque la aplicación práctica de es-
te diseño es muy poca, el conoci-
miento que nos aporta para entender
otros circuitos más complejos es alta-
mente valioso.
TEORÍA DEL CIRCUITO. El dio-
do, de un amperio a 200 V, se pone en
serie con una cualquiera de las dos lí-
neas de corriente, de tal forma que só-
lo pasen los electrones en el sentido
permitido por la polaridad del conden-
sador; además,evita que éste se descar-
gue cuando la corriente invierta su sen-
tido.
La resistencia se coloca para contro-
lar el paso de electrones y hacer que
el condensador se cargue lentamente.
Luz intermitente
con un neón
82
El tiempo en segundos que un con-
densador demora en alcanzar las
dos terceras partes (2/3) del voltaje
de la fuente que lo carga es aproxi-
madamente igual al producto de la
resistencia puesta en serie multi-
plicada por la capacidad en faradios
del condensador.
T (en segundos) = Ohmios x Faradios
O también, para mayor facilidad, se
hace toda la operación con Microfara-
dios y luego se divide por un millón:
T (en segundos) = Ohmios x Micro-
faradios dividido por 1.000.000.
La bombilla de neón, por ejemplo,
tiene la propiedad de encender sólo
cuando entre sus extremos haya 60
voltios, o más.
Si aplicamos la fórmula anterior pa-
ra una resistencia de 100.000 ohmios
y un condensador de 50 microfara-
dios, veremos que encenderá cuando
hayan pasado unos 5 segundos des-
pués de haber cerrado el circuito.
Los electrones comienzan a pasar
lentamente por la resistencia fija y
el potenciómetro, y van cargando el
condensador.
A medida que los electrones entran
a una de las dos placas del condensa-
dor, y salen de la otra, va en aumento
la diferencia de voltaje entre ambas:
0 . . . 8 . . . 19 . . . 35 . . . 53 . . .
56. . 59. 60 voltios. En este momentose enciende el neón y comienza a
dejar circular corriente a través de él.
Como no todos los electrones que
están entrando por la resistencia le
bastan para permanecer encendido,
tiene que "echar mano" de los que se
encuentran en el condensador, hasta
que llega a un punto tal que lo descarga
a un voltaje que no le permite continuar
encendido, y se apaga. Comienza enton-
ces a cargarse nuevamente el condensa-
dor, y se repite el proceso anterior.
Si graduamos el potenciómetro de
tal forma que quede con menos re-
sistencia, el condensador se cargará
más rápido y el neón encenderá y apa-
gará con mayor frecuencia.
También se obtiene lo anterior co-
locando un condensador de menor
capacidad.
A esta forma de cargar y descar-
gar sucesivamente un condensador
se le conoce como "oscilador
por relajación", y como ele-
mentos sensibles a determinado vol-
taje se pueden utilizar varios ele-
mentos semiconductores, que vere-
mos luego.
Electrónica Fácil 1 83
Los radios y grabadoras portátiles
son muy prácticos, pero cuando se
usan de continuo en la casa se hace ne-
cesario el uso de un adaptador a la
corriente alterna de la empresa de
energía para evitar un gasto excesivo
en pilas. El siguiente diseño es un
adaptador que emplea un silicón para
rectificación de media onda. No es el
mejor, ya que produce en el parlante
del aparato un zumbido o ruido de
cucarrón, llamado HUM entre los en-
tendidos. Funciona aceptablemente, y
nos permite comprender una mejor
versión: adaptador con rectificación
de onda completa.
Necesitamos un transformador para
rebajar los 115 VCA al voltaje necesi-
tado por el aparato (4, 5, 6, 9 etc.), y
84
el de más fácil consecución en el co-
mercio es el LASER referencia 506.
También, un rectificador de silicio a
un amperio y 50 o más voltios; un
condensador electrolítico (filtro) de
1.000 o más microfaradios a 16 voltios
y un alambre dúplex calibre 22, de dos
metros de largo, con enchufe.
TEORÍA DEL CIRCUITO. Hagamos
de cuenta que el aparato es de 4 pilas
en serie, lo que nos da un total de 6V.
(1,5 x 4 = 6).
El transformador rebaja los 115 VCA.
El silicón en serie con una de las dos
líneas de salida del transformador deja
pasar sólo corriente en un sentido y el
filtro se carga hasta que alcanza el
voltaje de pico de la onda (máxima ve-
locidad), siempre mayor que el voltaje
eficaz o de capacidad de trabajo.
85 Electrónica Fácil 1
En el momento en que el aparato es
encendido circula corriente y el
condensador se descarga hasta el vol-
taje de trabajo.
Al voltaje alto, medido cuando el
aparato está desconectado o apagado,
se le conoce como voltaje en vacío, y
es típico en los adaptadores no regu-
lados, que veremos luego.
La función del filtro es suministrar
corriente eléctrica en los momentos co-
rrespondientes al sentido de no-con-
ducción del diodo y, por consiguiente,
reducir el zumbido (hum) en el aparato.
El filtro hace que la corriente directa
pulsante que sale del diodo llegue al
radio a manera de una corriente directa
casi continua.
En la rectificación de media onda,
vimos que basta con colocar en serie
con el conductor un diodo que deje
pasar libremente la corriente en un
sentido, y en sentido contrario la de-
tenga. Este sistema, aunque funcional,
no es el mejor, porque no aprovecha
toda la energía disponible en los dos
sentidos de una corriente alterna.
Para aprovechar la onda completa
es necesario "enderezar", cambiar de
sentido a los electrones que se devuel-
ven, de tal forma que siempre se mue-
van en un mismo sentido.
Para entender lo anterior, y encon-
trar la manera de lograrlo a base de
diodos, propongo que inventemos un
problema de tránsito en una ciudad
cualquiera:
Imaginemos que el alcalde resolvió
cierto día que todos los vehículos que
transitasen por la autopista principal de
dos vías deberían ser marcados con
una estampilla en la ventanilla derecha.
Si el jefe del tránsito tuviese
personal suficiente para hacer esa
labor a lado y lado de la vía, bastaría
Rectificación
de onda completa
con colocar un hombre a cada lado de
la autopista, y marcar así los carros que
vayan en uno y otro sentido. Pero esto
no era posible, pues sólo contaba con
un solo hombre para ese trabajo. —“Si
logro que todos los carros pasen en un
mismo sentido, me basta un solo
guarda para colocar la estampilla” —,
decía.
Al fin, encontró la siguiente solución:
Mandó construir una glorieta o tramo en
círculo dividido por la mitad, y puso
cuatro avisos con flechas indicadoras a
su alrededor, en medio de un tramo
cualquiera de la autopista.
En el tramo recto interior de la
glorieta, colocó al guarda, y por este
trabajo el alcalde lo condecoró con la
Medalla al mérito.
Coloquemos en un alambre conduc-
tor de corriente alterna la misma glorieta
de la ciudad y reemplacemos por
diodos las cuatro flechas de señal:
hemos formado un rectificador de on-
da completa, y la parte recta del cen-
86
tro corresponde al tramo de corriente
directa o en un solo sentido. En la
práctica, en electrónica, no se dibuja
redondo el perímetro y la parte o tramo
de corriente directa se prolonga fuera
de allí, de tal forma que su corriente
pueda ser utilizada por los aparatos que
la necesiten:
El rectificador de onda completa que
acabamos de ver se conoce como
RECTIFICADOR EN PUENTE, y utiliza
4 diodos.
Aunque no tan eficiente como el
anterior, existe otro diseño para rec-
tificar una onda completa; utiliza sólo 2
diodos y necesita un transformador que
tenga dos devanados secundarios
¡guales y unidos por dos de sus
extremos (generalmente se le conoce
como "transformador con centro".
A los adaptadores de corriente se les
conoce también como fuentes de
poder, convertidores de corriente y AC
Adapter.
El proyecto que ahora proponemos
es útil para juguetes, grabadoras y
radios. El zumbido (hum) es mínimo,
pero puede ser disminuído agregando
en serie con uno cualquiera de los dos
conductores de corriente directa una
resistencia de unos 5 ohmios a medio
vatio (pueden ser dos de 10 en
paralelo), de tal forma que el filtro se
descargue lento.
En un sentido de la corriente induci-
da trabaja el devanado superior, y su
diodo permite que pase la corriente en
el sentido adecuado.
Al invertir el sentido la corriente in-
ducida, deja de trabajar el devanado
anterior y comienza a hacerlo el inferior,
que tiene el diodo conectado en el
mismo sentido. Como consecuencia de
lo anterior, por la "carga" solo circulará
corriente en un sentido (se da en
electrónica el nombre de "carga" a todo
elemento que utilice corriente para
efectuar un trabajo, así sea un radio,
una resistencia o un motor).
El terminal o alambre del centro que
une los dos devanados secundarios
sirve de entrada o salida de electrones,
según estén los diodos colocados para
un sentido o para el otro.
Si se desea reducirlo más, coloque
otro filtro después de la resistencia
entre los dos conductores, teniendo en
cuenta su polaridad.
Para la identificación de los termi-
nales del transformador, y obtener el
voltaje de salida deseado, regrese a un
diagrama anterior. Al medir el voltaje de
corriente directa de la salida, recuerde
que en el vacío marca un poco más alto
que al hacer la medición con algo de
carga (algo conectado y consumiendo
potencia).
Adaptador de corriente
para onda completa
87 Electrónica Fácil 1
Con corrientes de bajo voltaje se
comporta como cualquier diodo co-
mún, pero cuando estas pasan de deter-
minado nivel entra en avalancha y
deja pasar corriente en ambos senti-
dos.
Al valor de voltaje por encima del
cual el diodo zener entra en avalancha
se le conoce como voltaje de ruptura
o voltaje zener, y es diferente para dis-
tintas referencias de dichos diodos.
Se consiguen diodos zener a 3, 4, 5,
9, 18, 100, etc., voltios, y se les utili-
za para diseñar osciladores por relaja-
ción y fuentes de poder reguladas.
Como ocurrecon todo dispositivo
conductor que presente algo de resis-
tencia al paso de una corriente, el
diodo zener también disipa potencia
en forma de calor, medida en vatios, y
debe ser tenido en cuenta como fac-
tor importante al diseñar con tales
elementos.
La potencia disipada cuando un dio-
do zener entra en avalancha (conduc-
ción de corriente en el sentido inver-
so) depende de las resistencias exterio-
res del circuito que se encuentren en
serie con el diodo, ya que son éstas
las que determinan la máxima corrien-
te de paso por el zener en un momen-
to dado.
A estas resistencias generalmente
se les llama "limitadoras". Más ade-
lante, cuando lleguemos a los transís-
88
tores, veremos que también se las co-
noce como RESISTENCIAS DE PO-
LARIZACIÓN.
En el comercio se consiguen dio-
dos zener a varios rangos de capacidad
de disipación de potencia, y para saber
cual es el que necesitamos para nues-
tro circuito basta con aplicar la si-
guiente fórmula:
WATTS = V x I = R x I x I
donde I es la intensidad, y resulta de
restar el voltaje zener del máximo vol-
taje de la fuente y dividir por el valor
en ohmios de la resistencia limitadora.
Tomemos un diodo zener a 9 vol-
tios y conectémoslo en paralelo, con
un aparato que funcione con dicho
voltaje, a una fuente de poder o con-
vertidor del cual salga un voltaje un
poco mayor.
Conectemos en serie con cualquiera
de las dos líneas de corriente del con-
vertidor una resistencia limitadora, de
tal forma que al circular por ella la
corriente necesaria para el aparato, o
radio, no tumbe o rebaje el voltaje
más allá de los 9 voltios (voltios de
caída = intensidad x resistencia).
FUNCIONAMIENTO. El fi ltro se
va cargando hasta llegar a 9 voltios,
momento en el cual conduce corrien-
te el zener y lo descarga un poco, por
debajo del voltaje de zener. En este
instante el diodo deja el estado de ava-
lancha que tenía y presenta alta resis-
89 Electrónica Fácil 1
tencia al paso de la corriente, lo cual
hace que el filtro se cargue nuevamen-
te y se repita indefinidamente el ciclo
anterior.
El aparato, por estar conectado en
paralelo con el diodo zener, no recibi-
rá nunca más de 9 voltios, lo que es
igualmente válido estando apagado o
encendido. Esto es una rudimentaria
fuente de voltaje regulado.
COMO VERIFICAR EL VOLTAJE
DE ZENER
Para verificar el voltaje zener de al-
gunas unidades que tengan borradas
sus características puedes usar el
siguiente circuito, que es una aplica-
ción de la teoría anterior:
Por usar el transformador 506, que
no da más de 18 voltios en el secun-
dario, sólo podremos verificar diodos
zener a voltajes menores a este rango.
Los voltios que marque el voltímetro
(o multímetro) corresponden al volta-
je zener.
Un led es una juntura PN diseña-
da para emitir luz cuando es polariza-
da directamente. Su luz puede ser
roja, amarilla o verde, aunque
también se puede dar el caso de
que sea infrarroja o no visible.
A diferencia de las bombillas de fi-
lamento o los pilotos de Neón, el led
necesita muy poca corriente para tra-
bajar (unos 20 miliamperios, cuando
un radio portátil necesita de 30 a 60,
y le duran las pilas hasta un mes). No
disipa casi potencia, pudiéndose afir-
mar, con poco error, que toda la ener-
gía se convierte en luz, alcanzando
eficiencias cercanas al 100% .
Poniéndole en serie una resistencia
limitadora adecuada, se le puede co-
nectar a cualquier voltaje, lo cual
permite su uso en alarmas, luz piloto
de radios y equipos de sonido, siste-
mas de comunicación, formación de
los números en calculadoras y algunos
modelos de reloj electrónico, etc.
90
RESISTENCIA LIMITADORA = Vol-
tios dividido por 0,02 amperios (Ley
de Ohm).
Por ejemplo, si ha de ser conectado
a 115 voltios, la resistencia será igual
a 115 dividido por 0,02 o sea 5.750
ohmios.
En la practica, se puede colocar cual-
quier resistencia cercana a este valor.
Cuando se ha de conectar a los con-
ductores de corriente alterna, se debe
usar, además de la resistencia, un dio-
do convencional en serie, para limitar
o detener las corrientes en el sentido
inverso provocadas por los voltajes de
pico inverso.
91 Electrónica Fácil 1
Coloca tu multímetro (que sirve
para medir varias cosas; se conoce
también como "tester") en la posi-
ción de medida de resistencias, y co-
necta el diodo a verificar como mues-
tra el dibujo.
El transistor,
un amplificador
de estado sólido
En 1948 tres investigadores de los
Laboratorios Bell, de Estados Unidos,
no contentos o satisfechos con los
buenos resultados obtenidos con la
unión de dos pastillas P y N de mate-
rial semiconductor, juntaron tres blo-
quecitos de este tipo y los colocaron
uno encima del otro a manera de
"sandwich" o emparedado.
Se podía hacer de dos maneras: dos
pastillas de semiconductor tipo N en
los extremos, y al centro una de tipo
P, o sea un conjunto N - P - N. Tam-
bién, de igual manera, se lograba un
conjunto P - N - P.
El aparatico hecho de esta manera
presentó una característica que impre-
sionó a estos tres hombres de ciencia,
y que sirvió para revolucionar el mun-
do.
Cuando los dos extremos (material
del mismo tipo) eran colocados en se-
rie con una corriente grande de elec-
trones se podía controlar su flujo o in-
tensidad dejando pasar, o no, una pe-
queñísima corriente por la pastilla del
centro. Observaron que el conjunto se
comportaba como una resistencia
de valor variable y regulable
electrónicamente con el electrodo cen-
tral. Inicialmente para ellos eso fue
como transferir una resistencia
de un circuito a otro, y bautizaron
TRANSISTOR a su descubrimiento.
Para su nombre se escogió las cuatro
primeras letras de la palabra TRANS-
FERENCIA, o paso, y las cinco últi-
mas de RESISTOR, que en inglés
significa resistencia: TRAN—SISTOR.
Anteriormente se lograba controlar
el paso de una corriente con válvulas
o tubos al vacío, semejantes a una
bombilla de alumbrado, sistema que
adolecía de los siguientes defectos:
Se necesita una corriente a un vol-
taje bajo para calentar un filamento
interior, lo cual de por sí implicaba
el desperdicio de energía en forma
de calor y la necesidad de disponer
de grandes espacios para ventilación.
Era necesario disponer en su inte-
rior varios elementos diferentes, ta-
les como tubos metálicos de mate-
92
En caso de que marque igual o pa-
recido en ambos sentidos, es porque el
probador está en una escala muy
alta (muy sensible), el diodo está en
cortocircuito o abierto. Utilizar la
escala R x 1.
rial especial, rejillas de alambre, ais-
lantes de vidrio, etc., lo cual traía
consigo la necesidad de fabricar de
buen tamaño la ampolleta de vidrio.
Bastante frágil a los golpes y dete-
rioro con la vibración.
La corriente a controlar debía estar
a un voltaje muy alto, de 110 vol-
tios en adelante, lo cual era difícil
de conseguir con pilas de linterna.
Ahora sí puedes imaginarte la ale-
gría de aquellos tres hombres cuando
lograron controlar corrientes de volta-
je bajo, con un dispositivo sólido (no
hueco), liviano, pequeño (los primeros
modelos eran tan grandes como el bo-
rrador de un lápiz), frío en su funcio-
namiento, insensible a las vibraciones
exteriores, de larga vida limitada sola-
mente por la fatiga del material cau-
sada por los ciclos térmicos.
Se comporta de manera parecida a
una resistencia de valor variable, reos-
tato o potenciómetro.
A las pastillas de los extremos se las
llamó EMISOR y COLECTOR (entra-
da y salida de la corriente a controlar)
y a la del centro, o electrodo de con-
trol, se le denominó BASE.
La función de los tres terminales,
en la conexión o circuito más usado,
se podría resumir en el diagrama de la
figura 61 .
Como ya te has dado cuenta, un
transistor tiene dos uniones o juntu-
ras, comportándose cada una de ellas
como un diodo común.
CHARLEMOS UN POCO SOBRE
SU FUNCIONAMIENTO: Conecte-
mos, en el sentido directo, la juntura
de la izquierdaa una batería de bajo
voltaje; presenta baja resistencia y
circula con relativa facilidad una pe-
queña corriente entre Emisor y Base,
y que llamaremos CORRIENTE DE
BASE, o intensidad de base (Ib):
La corriente de la base es de poca
intensidad debido a lo delgada que se
93 Electrónica Fácil 1
hace su capa central y a la tan peque-
ña cantidad de material dopante mez-
clado con el semiconductor. Si la ca-
pa de la base es del tipo N se dopa po-
co, de tal forma que sólo quede una
pequeñísima cantidad de electrones li-
bres vagando por el material y por en-
de la corriente eléctrica que los utilice
como PORTADORES de energía será
también de poca intensidad.
Cuando la base es P se hace igual-
mente delgada y se procede de igual
manera en el proceso de dopado del
semiconductor, de tal forma que en
la pastilla queden pocos HUECOS o
PORTADORES de electrones en el ca-
so de circulación de una corriente que,
como es lógico suponer, tampoco
puede ser intensa.
La pastilla correspondiente al EMI-
SOR se hace mucho más gruesa que la
del centro y su material semiconduc-
tor (germanio o silicio) se dopa bas-
tante con otro material de tal for-
ma que queden vagando por el blo-
que bastantes PORTADORES de co-
rriente (HUECOS en el tipo P y
ELECTRONES en el tipo N).
94
Regresemos al dibujo anterior. Al
circuito formado por la batería de ba-
jo voltaje, la pastilla de la base, la pas-
tilla del emisor, y cualquier resistencia
exterior colocada en serie con alguno
de ellos, se le da el nombre de circuito
de entrada o INPUT.
El emisor está capacitado por el fa-
bricante para conducir corrientes gran-
des, y la base para corrientes peque-
ñas. Por lo anterior, y el hecho de es-
tar en serie la corriente circulante por
el circuito de entrada o INPUT será
muy pequeña, y la llamaremos co-
rriente de base, por estar allí su limi-
tación.
La corriente de base se forma igual
que si se tratase de un diodo conven-
cional: los PORTADORES del emisor
se combinan en la UNION o juntura
con sus contrarios, los PORTADORES
de la base.
Cuando el voltaje es aplicado entre
el emisor y la base, muchos portado-
res del primero pasan a la segunda a
buscar compañía para casarse. Como
sólo unos pocos lo logran, el resto se
queda "apretujado", "empujando" en
esa delgada capa que es la base.
CIRCUITO DE SALIDA
Conectemos una batería, de voltaje
un poco, o mucho, más alto que la del
circuito de entrada, al diodo formado
por el colector y la base.
Por ser inversa su conexión, y pre-
sentar alta resistencia la juntura, sólo
circulará una corriente muy pequeña.
A pesar de que el colector se hace
bastante grueso, y con buena capaci-
dad de circulación de corriente en sen-
tido inverso, la corriente circulante es
de poca intensidad y está limitada por
lo delgado de la capa de la base y la
alta resistencia que presenta a la co-
rriente en este sentido.
En esta forma, la corriente circu-
lante depende o varía un poco con los
cambios de voltaje que se produzcan
en la batería.
A todo aquello que se conecte en
serie con el colector se le toma como
circuito de salida o OUTPUT.
YA ME IMAGINO LO QUE ESTAS
PENSANDO: "Este Aurelio hace rato
que viene hablando pura paja, este es
el momento en que no he podido en-
95 Electrónica Fácil 1
tender cómo es que realmente funcio-
na un transistor". Y tienes razón, por-
que he dejado para el final la parte
más importante:
RELACIÓN ENTRE CIRCUITOS
DE ENTRADA Y SALIDA EN
UN TRANSISTOR NPN
Cuando están conectados ambos,
el emisor y el colector, la operación
del transistor NPN cambia considera-
blemente. Recuerda que la corriente
directa EMISOR- BASE fue mante-
nida baja debido a que la base no tiene
suficientes PORTADORES (huecos)
para recombinarse con los electrones
libres del emisor.
Igualmente, la corriente inversa
COLECTOR - BASE fue mantenida
baja porque la base no tenía suficien-
tes electrones libres que pasaran a tra-
vés de la juntura a llenar los huecos
dejados por los electrones "chupados"
por el borne positivo de la batería.
Ahora, cuando ambos emisor y co-
lector son POLARIZADOS, conecta-
dos a fuentes de corriente, los electro-
nes libres que cruzan la base y no en-
cuentran huecos para llenar se acu-
mulan acá y quedan disponibles para
llenar huecos del colector.
Por consiguiente, entre más sea la
cantidad de electrones libres que aban-
donen la pastilla del EMISOR y se di-
fundan por la base, mayor será tam-
bién el número de éstos que se aprove-
chen de lo delgado de la capa BASE y
pasen al colector a engrosar o aumen-
tar la corriente inversa.
EN RESUMEN, la corriente inversa
circulante por la capa del COLECTOR
se ve grandemente afectada por la can-
tidad de PORTADORES que abando-
nen al EMISOR.
Por otro lado, la cantidad de porta-
dores que abandonen al EMISOR de-
pende de los cambios en el voltaje del
circuito de entrada, o,lo que es lo mis-
mo, de los cambios de POLARIZA-
CIÓN en la base.
Básicamente el transistor amplifica
las señales eléctricas (pequeños cam-
bios de corriente). Cuando una señal es
alimentada al circuito de entrada pro-
duce una correspondendiente corrien-
te a través de la juntura, y a su vez de-
termina la corriente o flujo a través
del circuito de salida.
Debido a lo anterior, si el circuito
de entrada es de bajo voltaje y el de
salida está conectado a un voltaje alto,
habremos aumentado la velocidad de
los electrones que se lograron "colar"
del emisor al colector y por consi-
guiente se obtuvo una AMPLIFICA-
CIÓN o elevación del voltaje de la
señal conectada a la entrada.
RESUMAMOS EN POCAS PALA-
BRAS, y de una manera más práctica,
todo ese "enredajo" que vimos en las
páginas anteriores:
El transistor es un dispositivo hecho
con material semiconductor, al cual le
entran corrientes eléctricas débiles por
una "pata" llamada BASE y salen más
fuertes o AMPLIFICADAS por otra
llamada COLECTOR.
De otra manera: el transistor es un
dispositivo sólido que tiene tres alam-
bres o conductores, llamados EMISOR,
BASE y COLECTOR. Normalmente
presenta una alta resistencia entre el
EMISOR y el COLECTOR, pero es
disminuida a voluntad cada que se co-
necta a la BASE una pequeña corrien-
te de igual polaridad a la presente en
96
el COLECTOR. Se comporta de ma-
nera parecida a un grifo o válvula de
agua.
POR EL EMISOR CIRCULA LA
CORRIENTE TOTAL, o sea la co-
rriente de base y la corriente del colec-
tor.
EL FUNCIONAMIENTO DE UN
TRANSISTOR NPN ES IGUAL AL
DE UN TRANSISTOR PNP, variando
sólo en los sentidos de las corrientes.
Los PNP tienen el borne positivo de la
batería conectado (directo o en serie
con resistencias) al EMISOR. Los
transistores NPN tienen su EMISOR
al negativo.
Aunque el funcionamiento interno
del transistor es igual, hay tres formas
de distribuir los elementos externos
para obtener unas determinadas condi-
ciones en el circuito.
CIRCUITO CON BASE COMÚN
Es el que acabamos de estudiar, y
se obtiene con él a la salida, en el co-
lector, una señal con una corriente
200 ó más veces mayor que la corrien-
te de la señal de entrada por emisor; se
dice en este caso que la GANANCIA o
factor de amplificación es igual o su-
perior a 200.
La impedancia o resistencia que
encuentra la señal en el circuito de en-
trada es baja (de 10 a 50 ohmios), y la
impedancia del circuito de salida es al-
ta (de 200 a 10.000 ohmios).
Cuando el voltaje de la señal o co-
rriente de entrada aumenta, también
97 Electrónica Fácil 1
ocurre lo mismo con la de la salida, o
viceversa; se dice en este caso que la
salida está en fase con la entrada.
CIRCUITO CON EMISOR COMÚN
Como puedes ver en el dibujo, el
EMISOR es común para la entrada y
la salida. Es el tipo de circuito usado
más generalmente, y se conoce tam-
bién como circuito de entrada por la
base.
La señal de entrada en este tipo de
circuito es aplicada a la base, y la se-
ñal de salida aparece en los extremos
de la resistencia externa de carga delcolector (R1). La señal de entrada
ayuda o se opone a la polarización
base - Emisor de la batería.
Cuando ella refuerza dicha polariza-
ción, la corriente de la base se ve au-
mentada; esto trae consigo también
un aumento en la corriente de colec-
tor, lo cual hace que aumente el vol-
taje de caída a través de la resistencia
de carga (V = R x I).
Lo contrario sucede cuando la señal
de la entrada disminuye. La forma de
la onda de la corriente en la salida o
colector es igual a la de la señal de en-
trada, pero de mucho mayor ampli-
tud. El que la onda de salida sea ma-
yor un número de veces determinado
con relación a la entrada, está determi-
nado por el factor amplificación dado
por el fabricante, y es por lo general
de 100 en adelante.
De los tres tipos de circuito que
hay, es en éste en el único que la señal
de salida es invertida en fase con rela-
ción a la señal de la entrada; cuando
el voltaje de la señal aumenta, el de la
salida disminuye, y viceversa.
La impedancia de salida oscila de
50 a 50.000 ohmios, y la impedancia
de la entrada es baja (20 a 5.000).
CIRCUITO CON COLECTOR
COMÚN
Se le conoce bastante también co-
mo EMISOR SEGUIDOR, e igual que
en el anterior, la señal de entrada se
aplica también a la base, y la de salida
es tomada de los extremos de la resis-
tencia de carga R1 colocada en serie
con el emisor. No da ganacia en el
voltaje de la señal de salida (más bien
un poco de pérdida) pero la corriente
es mayor (hasta unas 50 veces más).
A diferencia de los dos anteriores, la
impedancia total del circuito de sa-
98
lida es baja (5 a 5.000 ohmios) y la de
la entrada es alta (5.000 a 1.000.000).
La señal de salida se obtiene del emi-
sor.
GANANCIA DE CORRIENTE
La ganancia de corriente se obtiene
de dividir la corriente de la salida por
la corriente de entrada, y es diferente
según el tipo de circuito.
Para diferenciar la ganancia de uno
y otro circuito, se utiliza la letra griega
Alfa para señalar ganancia de corriente
en un circuito de BASE COMÚN, y re-
sulta de dividir la corriente del colec-
tor por la corriente del emisor.
La letra griega Beta corresponde a
la ganancia de corriente en un circuito
de EMISOR COMÚN, y resulta de di-
vidir la corriente del colector por la
corriente de la base.
La ganancia de corriente en un cir-
cuito de COLECTOR COMÚN es igual
a Beta + 1.
99 Electrónica Fácil 1
Ohmetro
(Escala R x 100)
Método para
comprobar la
resistencia de ambas
uniones con
polarización directa
Ohmetro
(Escala R x 10k)
Método para
comprobar la
resistencia a la
polarización inversa
Figura 68
Para verificar de manera aproxima-
da el estado de un transistor, se proce-
de como si éste fuesen dos diodos uni-
dos por dos puntas de una misma po-
laridad.
En general, se fabrican dos modelos
de transistor; los de baja potencia,
utilizados para circuitos de baja co-
rriente, con factor de amplificación
alto (Beta = 200 o más) y tamaño re-
ducido, y los de buena potencia, con
bajo factor de amplificación (no más
de 40), buena capacidad de corriente
en sus terminales, de buen tamaño, y
generalmente provistos de un sistema
de fijación que permite la rápida eva-
cuación del calor generado en la disi-
pación de la potencia.
Para el chequeo de transistores de
potencia baja coloque el OHMETRO
(multímetro) en R x 10 (X x 10) para
que sea pequeña la corriente que sale
y no se dañe el semiconductor. En
transistores de alta potencia lo puede
colocar en R x 1 (X x 1).
TRANSISTOR P N P
Coloque la punta negra (terminal
negativo del chequeador) en la base y
toque con la roja sucesivamente los
dos extremos libres, emisor y colec-
tor, como si estuviese verificando dos
diodos. En esta posición debe el mul-
tímetro marcar alta resistencia (mo-
verse muy poco la aguja).
Invierta luego el chequeo: coloque
en la base la punta roja o positiva y
toque en forma alternada al emisor y
al colector; debe marcar baja resisten-
cia (de 1 a 20 ohmios) en ambas posi-
ciones.
Verifique luego que no haya corto
entre emisor y colector: al medir con
el multímetro entre estos dos termina-
les debe marcar alta resistencia en los
dos sentidos.
TRANSISTOR N P N
Se procede de igual manera que en
el caso anterior, sólo que con este
100
tipo de transistor la aguja muestra alta
resistencia cuando la punta roja, posi-
tiva, se encuentra en la base.
Este chequeo, aunque sirve en la
mayoría de los casos, no es muy exac-
to. No muestra los posibles cambios
de características (alfa, beta, potencia,
etc.) debidos a la fatiga térmica y, oca-
sionados por microscópicas fisuras o
deterioros del semiconductor, o sus
electrodos, cuando es sometido a suce-
sivas contracciones y dilataciones por
efecto de calentamientos y enfria-
mientos. Es por esto que la vida útil
de un dispositivo semiconductor está
determinada por la cantidad de ciclos
térmicos que puede soportar sin su-
frir deterioro apreciable (un calenta-
miento y un enfriamiento conforman
un ciclo térmico).
Encapsulados
típicos
101 Electrónica Fácil 1
Muchos componentes electrónicos
de reducido tamaño y formas irregula-
res, tales como los resistores y algunos
tipos de condensadores, no permiten
ser grabados con los valores correspon-
dientes en letras y números, por lo cual
se hubo de recurrir al empleo de fran-
jas o puntos de color para significar el
equivalente electrónico. Para el efec-
to, se han codificado 10 colores con
los números del 0 al 9.
Dichos colores se colocan en el
cuerpo de los resistores, por ejemplo,
a manera de franjas envolventes, co-
menzando en uno de los extremos y
terminando más o menos al centro
con un anillo de color plata o de color
dorado. Los códigos para los compo-
nentes cerámicos y semiconductores
tipo "chip" (pastilla) se explican en
el número 32 de Electrónica Fácil.
102
La primera franja del extremo hacia
el centro, corresponde al primer dígito
significativo del valor en ohmios, o sea
la cifra de mayor valor. La segunda
franja representa la segunda cifra, y la
tercera indica la cantidad de ceros que
debemos agregar a los dos primeros
números para obtener el valor aproxi-
mado de la resistencia.
La cuarta franja es un indicativo de
la tolerancia o grado de exactitud del
valor obtenido con el código de colo-
res (y del valor real de la resistencia al
ser medida con un instrumento). Pue-
de tener varios colores, pero los más
usuales son el plateado y el dorado.
Si la cuarta franja es plateada, signi-
fica que la tolerancia de la lectura es
más o menos 10% del valor real (esto
significa que realmente el resistor pue-
de tener un 10% más o un 10% me-
nos del valor indicado por las franjas
de color. El dorado señala apenas un
5% de desviación, y el rojo un 2% ).
Caso muy especial son los resistores
con un valor de resistencia menor que
10 ohmios, para los cuales la franja de
tolerancia aparece ocupando el tercer
lugar del extremo hacia el centro. Si
es dorada la franja mencionada, signi-
fica que debemos dividir por 10 la ci-
fra obtenida con las dos primeras fran-
jas.
EQUIVALENCIAS
0 negro 5 verde
1 café 6 azul
2 rojo 7 violeta
3 naranja 8 gris
4 amarillo 9 blanco
Ejemplos
Rojo-Amarillo Naranja 24.000 ohmios
Verde-Negro-Amarillo 500.000 ohmios
Café-Negro-Rojo 1.000 ohmios
Amarillo-Violeta-Negro 47 ohmios
Café-Negro-Verde 1.000.000 ohmios
CÓDIGO PARA
LOS CONDENSADORES
Se leen lo mismo que las resisten-
cias. La cantidad resultante por el có-
digo de colores equivale a micro-micro-
faradios, o sea PICOFARADIOS. En
este caso la cuarta franja de color se-
ñala el máximo voltaje del condensa-
dor; así por ejemplo, en el caso del
ser ROJA, quiere decir 200 voltios.
Electrizador
con un transistor
Es una versión transistorizada del
elevador de voltaje al comienzo de
nuestra charla, correspondiéndole al
transistor la función de "suiche" o con
mutador de la corriente para que lle-
gue en forma pulsante al primario deltransformador. Es bueno que obser-
ves el hecho de que un devanado es
primario en un diseño determinado, y
secundario en otro diferente: todo de-
pende del lugar por el cual entre la co-
rriente de la fuente.
Electrónica Fácil 1 103
Se puede utilizar cualquier transis-
tor PNP de germanio y mediana po-
tencia, tal como el 2SB56 o el AC128.
Con este aparato se ganan la vida
muchas personas, recorriendo con él
las diferentes cantinas de la ciudad y
cobrando a los borrachos por dejar co-
ger los tubos eléctricos para que
apuesten entre sí al que más aguante.
También lo meten en los libros hue-
cos, sin hojas, o tarros vistosos, de tal
forma que la persona curiosa que lo
destape sea "agarrada" y se asuste; es-
to requiere colocar un interruptor que
sea operado por la tapa al abrir, de tal
forma que no se gaste mucho la pila.
FUNCIONAMIENTO
Al conectar inicialmente la corrien-
te, la juntura PN Emisor-Base es pola-
rizada directamente y se establece una
corriente grande entre el emisor y el
colector. Esta alta corriente circula
por el devanado primario del trans-
formador (patas 1 y 2) e induce una
corriente en el secundario, de un vol-
taje cercano a los 100 voltios. A su
vez autoinduce en la sección pequeña
del primario una corriente de sentido
inverso (patas 2 y 3) a la que estaba
circulando inicialmente por la base.
Esto último logra suspender la co-
rriente en sentido directo circulante
por la base y se suspende el flujo in-
tenso Emisor-Colector, quitando la co-
rriente al primario del transformador
y repitiendo nuevamente el ciclo ante-
rior, indefinidamente.
La resistencia de 1.500 ohmios en
serie con la base es para limitar a un
valor adecuado la intensidad de polari-
zación. Para cambiar la frecuencia de
oscilación, y ajustar el "agarre", puede
colocar un condensador en paralelo
con la resistencia de base.
104
Fuente de
corriente continua
y voltaje variable
El transformador para este proyec-
to puede ser cualquiera que nos pro-
porcione entre 12 y 18 voltios de co-
rriente alterna en el secundario, con
capacidad para una corriente de unos
2 amperios. Su primario debe ser para
115 voltios.
Se necesitan dos silicones de 2 am-
perios, como mínimo, y a más de 50
voltios de pico inverso; un filtro de
2.200 microfaradios a 25 voltios, aun-
que sirve cualquiera de valor parecido;
un potenciómetro de 5 mil ohmios (5
K ohmios - La K viene de kilo, que
quiere decir mil); una resistencia a
medio vatio, de unos 150 ohmios, para
utilizar como limitadora de la corrien-
te de base para el transistor, un tran-
sistor de potencia adecuada, de tal
forma que, en caso de ponerse en
corto-circuito los terminales de salida,
sea éste capaz de disipar en forma de
calor toda la potencia generada por el
transformador, así:
Potencia máxima = Voltaje más alto
x máxima corriente.
Para el ejemplo = 20 voltios x 2 ampe-
rios = 40 W.
FUNCIONAMIENTO
Como ya tú sabes, cuando una co-
rriente circula por una resistencia pier-
de voltaje o velocidad; o sea que, si la
resistencia es de muchos ohmios, será
bajo el voltaje a la salida. En nuestro
circuito, el transistor funciona como
una resistencia en serie, de valor ajusta-
ble de acuerdo con el voltaje que se
necesite a la salida.
Con el potenciómetro se regula
hacia más o hacia menos el valor de la
polarización de base, para aumentar o
disminuir la resistencia entre emisor y
colector.
105 Electrónica Fácil 1
Radio equivalente
al de Galena
106
Intercomunicador
con un Transistor
Electrónica Fácil 1 107
Fuente de Alimentación
de 0 a 12 voltios
En reemplazo del transistor, puede colocar el tan
popular 2N3055, de utilización también en otros
proyectos de esta colección Electrónica Fácil. .
108
Este pequeño radio está diseñado para
sintonizar las emisoras comerciales
(ondas medias). Puesto que se ha uti-
lizado al máximo la alta ganancia de
los transistores BC549, no se recomien-
da el empleo de reemplazos con me-
nor factor de amplificación.
El transformador de salida de audio y
el condensador variable para sintonía
son los mismos utilizados en los radios
portátiles. Igualmente, la antena es
del tipo de núcleo de ferrita (90 espi-
ras de alambre calibre 28 ó 30 para-
bobinas. Se puede conseguir donde
reparan motores eléctricos.
Electrónica Fácil 1
Mini-radio
con 3 transistores
109
Avisador temporizado
para hospitales
Cuando se oprime el interruptor
pulsador S1 circula hacia el capacitor
Cx la corriente rectificada por el dio-
do D1 (media onda de la corriente al-
terna). La energía allí almacenada
enciende a la bombilla de neón, y la
mantiene iluminada durante un cierto
lapso de tiempo después de que se
haya soltado S1. La mayor o menor
duración depende del valor en micro-
faradios del capacitor Cx y de la resis-
tencia de R1. El voltaje de trabajo de
Cx debe ser algo mayor que la tensión
alimentación (ensaye con unos 40 mF
a 300 ó 400 voltios).
La fotorresistencia (LDR) capta la
luz del neón y activa el circuito oscila-
dor sonoro, el cual se puede utilizar
en los hospitales, para que las enfer-
medades sepan en la oficina cuál ha
sido el paciente que solicitó sus servi-
cios.
110
111 Electrónica Fácil 1
Otras obras de Aurelio Mejía
Electrónica Fácil. Colección de 40 libros con nociones
básicas de electrónica y el funcionamiento de aparatos mo-
dernos, con gran cantidad de circuitos prácticos fáciles
de hacer. Actualmente sólo se puede bajar gratuitamente
por Internet, utilizando el programa eMule.
Guía Práctica para Manejar y Reparar el Com-
putador. El libro más didáctico, completo y actualiza-
do, usado como texto de estudio en colegios e institutos
de capacitación en informática. “Ya comprendo lo que el
profesor explica”, “Toda esta información no está en nin-
gún otro libro”. “Lo entiende cualquiera”.
Con ejemplos e ilustraciones, enseña cómo funcionan las
partes de un computador, qué hacer para que trabaje más
rápido y cómo resolver problemas que se presentan por
virus y otras causas. Algunos temas: Historia de la infor-
mática, Principio de funcionamiento, El sistema binario,
El teclado, El mouse, El monitor, Memoria y almacena-
miento, La placa madre, Windows hasta XP, Multimedia,
Redes, Internet, Correo electrónico, Cómo navegar por los
sitios y encontrar lo que se desea, Cómo bajar programas,
Cómo protegerse del correo basura y los virus, Impresión,
Cómo recargar cartuchos de tinta, Cables, Comandos bá-
sicos del DOS, Guía para el técnico, La instalación eléc-
trica, Glosario, Tabla de caracteres.
¡Eureka! Diccionario técnico Inglés-Español ilustrado y
actualizado. A diferencia de un diccionario normal, con-
tiene el vocabulario de conversación más usual e infinidad
de siglas explicadas. Ideal para hacer las traducciones y
tareas del colegio y consultar significados de informática,
Internet, física y electrónica. Es un libro muy útil para téc-
nicos en servicio y empresas donde haya computadores.
Es la pareja perfecta para la Guía Práctica para Mane-
jar y Reparar el Computador.
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nosis clínica y hacer terapia de regresiones, para encontrar
fácil las causas de miedos, fobias, complejos, depresión
112
y enfermedades sin razón aparente, con el fin de perdonar
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sanación se puede lograr en cosa de horas, cuando por los
métodos tradicionales de la psicología se requieren muchas
sesiones. ¿Hemos vivido antes, o en otros planetas? ¿Nace-
mos con tendencias? Ideal para quienes laboran en el campo
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satiempos, remedios caseros, pequeñas industrias e ideas
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cesario para usar StarOffice y OpenOffice, un paquete de
software libre que reemplaza compatiblementea Office de
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