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ELECTRÍII{ICA

EI,ECTROTII€A

El3CfnoiltcA

@Zarnori

o by Editorial delvalle de México, S.A. de C.V.y Zamora Editores Ltda.

lmpreso en ColombiaPrinted in Colombia

MI PRIMERA ENCICLOPEDIA CIENTIFICA

ISBN:

ISBN

Obra Completa9085-87-3

Tomo lll9085-90-3

DirecciónMario Martíne z López-Bago

CoordinaciónGustavo Arce Delsordo

ColaboradoresProf.José F. García DávilaLuis Manuel Concheso Cobos

llustracionesCalixto Sánchez Ramirez

GorrecciónJosefina Anaya

TipografíaEdicalidad, S.A. de C.V.

ProducciónArturo Montes de Oca GonzálezConrrado López ZuckermannYolanda Reyes Hinojosa

Todos los derechos reservados. Prohibida la reproduc-ción total o parcial de esta obra por cualquier procedi-miento (ya sea gráfico, electrónico, óptico, químico,mecánico, fotocopia, etc.) y el almacenamiento o trans-misión de sus contenidos en soportes magnéticos,sonoros, visuales, o de cualquier otro tipo sin permisoprevio y por escrito de los titulares del Copyright.

Acerca de esta Enciclopedia:

Estudiar y comprender el mundo que nos rodea debería ser una de lasactividades más apremiantes y satisfactorias.

Lamentablemente, se suele huir de la ciencia por su fama de abur:rida yy lúgubre, fama a la que contribuyen no poco los métodos docentes y loslibros científicos.

Por eso hemos preparado una colección donde puedas encontrar todo,o casi todo, lo que de las ciencias te gustaría saber. claro que noagotamos los temas, pero con lo que vas a ver en estos libros,comprenderás lo esencial de cada una de las disciplinas científicas.

La principal característica de Mi Primera Enciclopedia Científica es elaprendizaje a través de juegos y experimentos, unido a una sólida baseteórica. cada volumen de la Enciclopediare presenta los diferentescampos de la ciencia en forma amena y clara. Los múltiples diagramas eilustraciones a todo color te ayudarán a entender y a recordar lo esencialde cada disiplina, y los esquemas te simplificarán las largasexplicaciones. En la parte final de cada volumen encontrarás el listadode un programa para tu computadora que te ayudará a entender cómolos estudiosos se sirven de esta útil herramienta cibernética paradesarrollar su quehacer científico.

cada uno de los volúmenes que comprende esta colección,muestra los principios fundamentales que intervienen en la Biología,la Física. la Química, las Matemáticas, etc.

Y hay algo más que puedes descubrir por ti mismo: lo fácil que espreparar tus tareas escolares con Mi Primera Enciclopedia Científica.

¿Gué es Em eEee€rsmEca?

La electrónica es uno de los nuevos capÍtulos de laciencia, descubierta en la mitad del siglo pasado. En laactualidad no podemos imaginarnos un mundo sin

aparatos electrónicos tales como radios, televisores,computadoras, etc.La tecnologia electrónica nos permite hacer cualquiercosa desde volar rápido y seguro hasta comunicarnoscon el lado opuesto de la Tierra.

Los satélitescomo el que apareceen la parte superior captany transmiten señales electrónicasdesde la Tierra.Puedes ver en la televisión programas transmitidos endirecto via satélite desde el otro lado del mundo.

Pocas ramas de la ciencia han tenido un duro impaclo ennuestras vidas como la electrónica. Haciendo pasar unapequeña cantidad de corriente eléctrica a través de uncircuito eléctrico, pueden ser operados complicadossistemas electrónicos automáticamente. Gracias a losrecientes avances en eléctronica, ahora es posibleconstruir computadoras muy potentes y sofisticadascontroladas por minúsculos aparatos, y la electrónicapuede ser usada para incrementar el número de tareasa realizar, desde manejar y enfocar una cámarafotográfica hasta gobernar una linea aérea.

Los origenes de la electrónica datan de la segunda ,:,

mitad del siglo XlX, cuando los hombres de ciencia :fueron los primeros en comprender la naturaleza de ,i.

las radiaciones electromagnéticas.

Válvula diodo

Podemos decir que la electrónica esla rama de la ciencia y tecnologÍa queestudia la conducción de laelectricidad en elvacío, en los gasesy en los semiconductores,así como sus aplicaciones práctícas.

En ese tiempo, el fisico germano Heinrich Hertz(1857-1894) estuvo observando los efectos de lasgrandes chispas (relámpagos) en el aire. En 1888,Hertz construyó un circuito con el que creó chispas dealto voltaje a través del vacÍo entre dos bolas metálicas.

En 1897 el inglés J.J. Thomson pudodemostrar que la corriente eléctrica estáconstituida por electrones, que éstos puedenmoverse en el vacio y que su traslación puedemodificarse por medio de un campo electrónico.Esto condujo al descubrimiento de la válvulaelectrónica.

¿Qué es una corriente eléctrica?La corriente eléctrica es un fluio de partículasmicroscópicas llamadas electrones a través de unasustancia. Todas las sustancias contienen electrones.Son parte de los átomos de los que se componentodas las cosas.

Electrones

Fuente de energía

Los átomos de algunas sustancias tienen electrones alos que se conoce como libres, porque pueden saltar de i:,. ,

;:,ÍT[ffi1":?ffi::,":::"ff#,:',"j13:i"T"""ff;',i,X1 na -o cta los electrones libres de los átomos que están en el " (, A,extremo del alambre al que se encuentra conectado. +\.,/+ - nCuando un átomo pierde un electrón, queda cargado " ó ú .(lpositivamente y por ello atrae un electrón de su úecino. V\" (')Este proceso se repite de manera continua a lo largo delalambre, con lo que se produce un flujo de electronesdesde el polo negativo al polo positivo. Esto es una + ion (ion positivo)

corriente eléctrica. 6 protones 5 electrones

Hacer que la corriente fluya

Los electrones que se muevenpor el cable hacen que el focose encienda.

electrónsaliente

electrónentrante

\

rfo:{; ü";\ ij

- ion (ion negativo)6 protones 7 electrones

aG,w':

Electrón

Algunas sustancias permiten que los electrones semuevan con mayor facilidad que otros. Las sustanciasen las que los electrones se mueven con facilidad sedenom inan conductores.En general, los buenos conductores de la electricidad sonaquellos que tienen muchos electrones libres, como losmetales. Los materiales como el hule y los plásticosno tienen electrones libres y por ello, sonno-conductores, o aislantes.

Aislantes

La estructura del átomo determinala capacidad de conduccióneléctrica de una sustancia. E&ña¡slante (porcelana, vidrio, etc.) loselectrones corticales de susátomos son estables. Tiene pocoselectrones libres o ninguno, y poreso no puede pasar la corriente.

cadena deaislantes

ConductoresEn los conductores, por ejemplolos metales, una parte de loselectrones se mueve libremente.Pasan con facilidad de un átomo aotro y al aplicar una diferencia depotencial se produce la corriente. Elcobre es el conductor más usado,pero en las lÍneas de alta tensión seemplean también cables de aluminiocon armadura de acero.

6'@-Gggtt electrones libres

transportadores de energÍa

' l'lilllllJli'r'iiillrl'irrrr',"

"

Gémo producir electr¡cidad

La forma más antigua de producir electricidad,además del generador mecánico, es el métodoelectroquímico, en el que la energÍa quÍmicase transforma en energÍa eléctrica. Existen dostipos principales de generadores: los que, unavez descargados, no pueden volver a usarse(elemento galvánico), por ejemplo, pilas delinternas; y los que se pueden cargar de nuevo(acumuladores), por ejemplo, las baterias deautomóvil.

La primera pilaEn 1800 Alessandro Volta fabrica la primerapila con dos metales diferentes y un ácido. Fuela primera persona en demostrarnos quepodemos hacer fluir la electricidad ycontrolarla. La palabra voltaje se usa enmemoria de este cientifico italiano.

Capuchónde latón

La pila secaUna pila seca consta normalmente de un cilindro dezinc relleno de una masa sólida empapada con unasolución amoniacal. En ésta hay una barra de carbón.Entre la barra (+) y el cilindro (-) surge una tensióneléctrica.

La plaquita de zinc esel electrodo negativo.

El tubito de cobre esel electrodo positivo.

Pasta qulmica

Haciendo una bateríaUna bateria transforma la energia quÍmica en energÍaeléctrica. En esta simple baterÍa, dos electrodos (uno decobre y otro de zinc) son conectados por medio dealambres y sumergidos en un ácido (electrolito). Unareacción quimica en el ácido deja un exceso de electronesen la plaquita de zinc, creando una pequeña corriente quefluye a través del alambre al cobre. En las pilas secas losdos electrodos son el cilindro de zinc y la barra de carbón.El electrolito es la pasta.

Para construir la baterÍa necesitas: un recipiente de vidrio,una plaquita de zinc, un tubito de cobre, un LED, dosalambres y vinagre.

1. Llena el recipiente de vidrio con el vinagre. El vinagrecontiene ácido acético y forma el electrol¡to para la bateria. ffiw

2. Une uno de los extremos de los alambres al cobre y alzinc. El otro extremo de los alambres únelo a cada terminaldel LED (pequeño bulbo luminoso).

3. Mete los electrodos en el vinagre. El LED comenzará abrillar cuando la reacción quÍmica comience. Al retirar loselectrodos el LED dejará de brillar.

4. Conecta el alambre que viene del zinc condel lado liso del LED.

e *mstraxyemd* sc re u EÉcs

Un circuito es un camino por el que fluye lacorriente eléctrica. Los circuitos pueden serconectados de varias maneras, pero todos ellosestán constituidos por tres elementos. Hay unconductor a través del cual fluye la corrienteeléclrica; una carga, que provee la potencia; y unafuente de energía, como por eiemplo una pila.

Los circuitos necesitan energia para que lacorriente se mueva, y esta energía es básicamentela diferencia entre el número de electrones de laterminal negativa y la positiva de la batería.

Los circuitos eléctricos deben formar un anillocompleto, pero ellos pueden serconectados dedos maneras básicas. Si todos los componentesdel circuito están formando un solo anillo, se diceque el circuito está conectado en serie. Si elcircuito está dividido en más de un simple anillo,se dice que está conectado en paralelo.

Circuitoen serie

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Las luces del árbolde Navidad son circuitosconectados en serie.

Para realizar los experimentos que te proponemos,necesitarás: dos pilas de 1.5 volts, cable, switchs,foquitos y conectores construidos por ti.

Circuito en paraleloPara hacer un circuito en paralelo, usa losconectores que fabricaste y divide el circuito endos o más caminos, con un foquito conectado acada uno. En el circuito en paralelo ilustrado,cada camino toma exactamente la mitad de lacorriente eléctrica que fluye.

Circuito en ser¡ePara hacer un circuito en serie, conecta todoslos componentes (pila, switch, foquitos) en unsolo anillo. ta corriente deberá fluir en el mismosentido en el circuito.

ffiffiffi&t

Conductores y aislantesLa electricidad viaja a lravés de algunosmateriales con más facilidad (conductores), yen algunos otros con mucha dificultad(aislantes). A diferencia de los aislantes, losconductores tienen muchos electrones libres.

Un conductor eléctrico es algo quepermite que la electricidad pase a travésde él fácilmente. Un buen conductor tieneun electrón libre orbitando en el exteriorde los demás. Éste puede separarse de suátomo.

latuerza de la corriente eléctrica que fluye en unalambre depende del número de electrones libresque pasan a lo largo del mismo. Muchos electroneslibres significa una corriente fuerte; pocos quieredecir que la corriente es débil.

La corriente fluye

Cuando se conecta un alambre de metal a una bateria,los electrones libres del alambre comienzan a marchara la deriva de un extremo al otro, pasando de átomo aátomo. A este movimiento de electrones se te llamacorriente o fluido eléctrico.

La corriente no fluye

?A'¿Fó-bf+ Electrones Cable de cobre

%ó6$óro9

Prueba para detectar conductores oaislantesÉste es otro experimento que puedes hacer. Toma untrozo de cable y cualquier otro objeto que encuentres.Conecta cada objeto al foquito y a la pila -tal comose muestra en el dibujo-, y anota en qué ocasiones seenciende el foquito. Si el foquito se enciende el objetoes un conductor de la electricidad. La corriente puedefluir a través de los conductores por lo que el circuitoqueda completo. Si no se enciende el foquito, el objetoconectado es un aislante que no permite que lacorriente fluya.

Cinta adhesiva

Conecta estos dos cablesal objeto con que

Cepillo de dientes

Bombón

quieresprobar. \\----"/

El cable está hecho de unconductor (cobre) cubiertode un aislante (plástico).

¿Lo sabías?

Los nervios de tu cuerpo funcionan medianteelectricidad. Las señales eléctricas emitidas porel cerebro hacen que los músculos trabajen y ledevuelvan información desde tus ojos, oÍdos,nariz, lengua y piel.

Cerillo

\\ t I\.ñ.'.2

-!J:

Puedes ir creando una tablasegún pruebes objetos.

Circuitos imPresos

En casi todo equipo electrónico los componentes de

los circuitos están distribuidos sobre un circuito

impreso.

Éste está formado de una sustancia a¡slante que

suele ser fibra de vidrio. La placa posee pistas de

cobre por las que circula la corriente entre los

componentes.

Pistas de cobre Fibra de cristal

La máscara, una vez diseñada, contiene

todas las conexiones correspondientes al

circuito que se va a imPrimir.

Circuito imPreso enun bfrip de silicona

Algunos chiPs (sin funda deplástico) son tan Pequeños que

entrafan por el ojo de una

aguja, pero contienen máscomponentes electrónicos que

una computadora de hace treintaaños, cuyo tamaño era el de una

habitación. En este chiP

aumentado, las lÍneas que ves i, ,.son sus circuitos. Éstos contiene& '

los componentes electrónicos Y "por ellos circula la electricidad-

¿Qué es uncircuitoimpreso?

Un circuito impreso es simplemente una red de pistas decobre colocadas sobre un tablero.

1.- Para hacer un circuito impreso, el plano del circuito se copiapor medio de papel carbón en una placa de cobre pegada a untablero aislante.

2.- Las lineas de carbón marcadas sobre el cobre se pintan conuna sustancia que resista la corrosión de un ácido.

Enseguida, el tablero se introduce en un baño de ácido o desolución corrosiva, con lo que todo el cobre se disuelve,excepto las lineas que fueron pintadas con una sustanciaanticorrosiva.

3.- El circuito impreso se saca del recipiente con ácido y selava; después, se hacen agujeros en varios puntos sobre laspistas de cobre.

4.- Por último, se colocan los componentes electrónicos sobre ellado del tablero que no contiene las pistas de cobre. Losalambres que provienen de cada componente se introducen porlos agujeros hechos en el tablero y se sueldan (uniéndolos) conlas pistas de cobre. Entonces, la corriente puede fluir sobre laspistas a todos y cada uno de los componentes.

Se pinta el plano conalgores¡stentealacorrosión

Solucióncorrosiva

Se inlroducen yse sueldan los

¿Qué es un chip?

Un chip es una pequeña lámina de silicio(cuadrada como de 5 mm por lado) que cont¡enec¡entos y aun miles de componenteselectrónicos. Debido a que el silicio es un buensemiconductor* se usa para hacer transistoresy diodos. Pero a fines de la decada de loscincuenta, se descubrió que era posible formarcircuitos de transistores y otros componenteselectrónicos directamenle sobre la superficie deuna laminilla de silicio. Éstos están conecüadosentre sÍ por pistas que conducen la corriente através del silicio.El nombre correcto del chip seria circuitointegrado, o Cl.

Caja de plásticopara protegerelchip

Pistas impresassobre el silicio

Una computadorapersonalcontiene másde un tipo de chip.

Chip de memoria

Estos tres chips funcionanjuntos en el interior de unacomputadora.

Microprocesador

\

Todos los chips trabajan ¡untospara controlar todo el aparato.

Debido a que los chips son tan pequeños, es posible,en la actualidad, construir máquinas extremadamentecomplicadas de tamaño pequeño. Elmicrocomputador, por ejemplo, no se creó hasta quese inventaron los chips. Una sola plaquita de silicioen su cubierta de plástico puede controlar lasprincipales funciones de un computador pequeño.Además, cuando varios chips se conectan al tablero de ,r,un circuito impreso, pueden realizar el mismo trabajo /que un cuarto lleno de componentes ordinarios

IMonitor

Tipos de chips O,tX¿rir" /

microprocesador

CPU chip

Hay una multitud de diferentes chips y cada uno constade distintos circuitos especialmente diseñados parauna determinada función. Hay chips especÍficos para launidad central de procesamiento de una computadora ypara la memoria, y otros para hacer el trabajo en launidad aritmética. Algunos chips tienen circuitos quepueden hacer el trabajo de todas las diferentes partesde una computadora. Se denominanmicroprocesadores.

t Semiconductor: una sustancia que no es ni buen conductor ni buenaislante, y que sólo conducirá la corriente bajo ciertas condiciones.

Voltaie, intensidad Y resistencia

La electrónica estudia básicamente' comocontrolar el fluído eléctrico y como utilizarlopara determinados fines. Esto se hace mediante

circuitos creados cón componentes electrónicos'Una pila posee un voltaje que genera una

corriente eléctrica que cada componentecontrola de una forma particular. El

funcionamiento de cualquier aparato electrónico

depende de la forma como estén conectados los

componentes.

Resistgncias

Los componentes del interior de un radio portátil

están soldados a un circuito impreso' Sus

componentes princiPales son:resistencias, transistores, condensádores ydiodos. En las páginas siguientes encontrarás'más información sobre cada uno de estos

componerites.

Transistores

Condensadores

Placa de circuito

l-a res¡stencia se mideen ohmios cuYosímbolo es la letragriega Q, que sellamaomega.

Resistencia

Voltaje e intensidad

La cantidad de corriente generada por la piladepende del voltaje de la misma. Los voltajesmás frecuentes son: 1.5 V, 6 V y 9 V. Siempreaparecen escritos en la pila. Cuanto mayor esel voltaje mayor es la corriente que se genera.

Para entender mejor esto, diremos que el

voltaje se define también como la diferenciade potencial. Por ejemplo en una pila de 1.5 V,

existe una diferencia de potencial entre susterminales de 1.5 V . Esta diferencia se refiere '

a la desigualdad existente en la presión eléctrica:en la terminal positiva, el voltaie es de 1.5 V,

mientras que la negativa es de 0 V.Existe, por tanto, una diferencia de potencial entrelas terminales 1.5 V. Esta diferencia es la que causael voltaje.

La intensidad de corriente es la cantidadde electricidad que fluye por un punto dadode un circuito en eada unidad de tiempo.

Terminal negativa

El voltaje se rnide envoltios, que serepresentan con la letraV.

Terminal positiva

Núcleo de átomo

ResistenciaLa resistencia es, además del voltaje y laintensidad, el tercero de los aspectosimportantes de un circuito. La resistencia esla forma en que cada sustancia se opone alflujo de electrones reduciendo la fuerza dela corriente. Ésta es otra forma de controlar lacorriente en un circuito.

La función de las resistencias es reducir lacantidad de electricidad que fluye por uncircuito. Se usan para controlar la intensidad yel voltaje de otro componente o para prevenirque un componente delicado sufra alteracionesen su funcionamiento por recibir demasiadacorriente. La mayorÍa de las resistenciascontienen carbón, el cual es un elemento que

no es buen conductor de la electricidad.

Aislamiento

¿Cómo se miden el voltaie, la ¡ntens¡dad y laresistencia?

Existen unos aparatos especiales de mediciónque se usan para comprobar los circuitos y los

componentes, asÍ como los problemas que puedan

existir en ellos.

Amperímetro:para medirla intensidad.

Voltímetro: Óhmetro:para medir Para medirel voltaje. la resistencia'

I,g\tlr, Fluiode

'd',- electrones

OoO@xÓYa

El voltaje, la intensidad y la resistencia estánrelacionados entre sí y dependen unos de otros.La intensidad de la corriente que fluye porun circuito depende del voltaje de la pila yde la resistencia que ofrezca el circuito.

¿Guc* s*ffi Eas r*sEs€ecrcEas?

Las resistencias, como su nombre lo expresa,se usan para disminuir el flujo de corrienteeléctrica en los circuitos. Todos los materialesresisten el flujo de la corriente en cierto grado y

la cantidad en que un trozo del material lo hace,se llama su resistencia y se mide en ohmios (O)

Según el circuito, puede variar de unos pocosohmios a millones. Un trozo de cobre oponeuna resistencia muy baja al flujo de I electricidady por ello es un buen conductor. Por el

contrario, un trozo de plástico opone unaresistencia extremadamente alta.Por lo general las resistgncias están formadas por

un núcleo de carbón, que es un conductorpobre, dentro de una capa aislante.

lmagínate a alguien Pisando unamanguera por la que Pasa agua.La presión del agua es muy fuerte,pero muy poca conseguirá salirdado que el flujo de agua sufre unafuerte resistencia. Con la corrienteeléctrica sucede lo mismo.

'.::;:::::iialt

lij

Puedes conocer el valor de la resistencia a travésde tres franjas de color que se pintan cerca de uno

de sus extremos, de acuerdo con un código.,Elcódigo de los colores se tiene en la tablaindicada. La primera franja corresponde al primer

dígito, la segunda franla al segundo dígito. La

tercera franja indica el número de ceros que

siguen a los dos primeros números. Las franjas en

el ejemplo indicado son: café (1), negro (0) y rojo(2 ceros), lo que indic_a que el valor de la resistencia

es de 1000 ohmios. Estas se llaman resistenciasfijas. También hay resistencias variables, cuyovalor puede alterarse moviendo un botón.

ColorNúmero onúmero de

cer.lc

Negro 0

Café 1

Rojo 2

Naranja 3

Amarillo 4

Verde 5

Azul 6

Violeta 7

Gris 8

Blanco 9

Estudiando el comportamiento de lasresistencias en los-circuitos

Para realizar el experimento necesitas: una pilade 6 V, un foquito de 3.5 V/60 mA, un sóquet(sujetafoco), lres trozos de cable y dosresistencias de 100 O.

Para empezar conecla el foquito a la pila.

A continuación añade una resistencia al circuito.Observarás que el foquito se enciende pero deuna forma más débil ya que la resistenciaimpide en cierto grado el paso de la corriente.

Ahora conecta las dos resistencias en seriecomo te indica el dibujo. ¿Qué observas?El foquito brilla igual o menos que cuandoconectaste un resistencia únicamente.El foquito se encenderá de forma más débilya que ambas resistencias están luchandocontra la corriente.

Conecta ahora las res¡stencias en paralelocomo en el dibujo. Observarás que en estaocasión el foquito no brilla tan débil como en laexperiencia anterior, debido a que existen doscaminos para la corriente y en cada uno existesólo una resistencia.

Une el cablecon la patilla

Resistencia - voltaieIntensidad

tntensidad - - voltaieResistencia

Foco másiluminado

Tipos de electricidad

La electricidad estática

La corriente eléctrica puede fluir. Pero existeotro tipo, llamada electricidad estát¡ca, quepermanece inmóvil.

A veces podemos sentir la electricidad ennuestro propio cuerpo. Si acariciamos un gato,nos peinamos en un día frÍo y seco o nosquitamos prendas de fibras artificiales, esprobable que escuchemos una especie decrujido. Tiene su origen en la electricidadestática. Puedes ver y sentir la electricidadestática frotando los zapatos contra unaalfombra y extendiendo después un dedohacia el picaporte metálico de una puerta,dentro de una habitación a oscuras. Justoantes de tocar el picaporte, saltará una diminutachispa del dedo al metal y sentirás un latigazo.

En todas partes

Al frotar tus zapatos sob¡e una alfombrade nylon, se produce electricidadestática sobre ti. Si tocas algo metálico,sentirás una pequeña descarga si saltauna chispa de tu cuerpo al metal.

\

Los rayosson eléctr¡cos

El rayo es otro fenómeno debidoa la electricidad estática.

1,,]'i,

Frota un globo con un suéter de lana y colócalocontra una pared. Se quedará pegado a ella.Ahora frota dos globos con el suéter y ponlos unoal lado del otro. Se separarán uno del otro sin quelos toques. Esto se debe a que, al frotar los globos,se les proporciona electricidad estática.

Cuando frotas el globo, éste toma algunoselectrones de la lana, cargándose de electricidad.

La carga negativa adquirida es atraÍda por la cargapositiva de la pared, por ello el globo se pega aella. Los dos globos se separan uno del otroporque los dos tienen cargas negativassobrantes. AsÍ se cumple el principio que dice:

cargas eléctricas del mismo signo se repeten;cargas eléctricas de distinto signo se alraen.

Globos mágicos Globos enemistados

F

Corrlente continua y alterrua

Es divertido jugar con la electricidad estática,pero, como permanece en un mismo sitio y nose transm¡te por cables, no es capaz deaccionar máquinas ni de proporcionar luz anuestras casas. Para esto necesitamos lacorriente eléctrica: continua o alterna.

Corriente continuaLa corriente eléctrica de las pilas oacumuladores fluye por los circuitos en unasola dirección. Esto se llama corriente continua.

generador

corriente alterna

'--+- @-)()

corriente continua

Corriente alternaLa electricidad producida en las centrales deenergÍa eléctrica se llama corriente alterna.Se llama asi porque los electrones se muevende un lado a otro del cable en lugar de ir enuna misma dirección.

En las centrales de energÍa eléctrica la corrientealterna se produce al girar cada bobina entredos imanes. La cantidad de corriente varía altiempo que gira la bobina.

En el dibujo de abajo se muestra cómo varÍa lacantidad de corriente cuando la bobina gira. Enla parte superior del dibujo se muestra el exlremosuperior de la bobina girando. Se puede ver quecuando la bobina está vertical no se producecorriente en absoluto. Al girar, el flujo de lacorriente empieza a aumentar, pero pronto vuelvehacerse más pequeño otra vez. Después de quela bobina ha girado media vuelta, la corrienteempieza a fluir en el otro sentido. Las centralesde energÍa eléctrica producen 60 ciclos de dosdirecciones cada segundo.

BobinaPrimaria

Núcleo de hierro

BobinaSecundaria

AltaTensión

Núcleo de hierro

BobinaSecundaria

La corriente alterna es útil porque se puedecambiar su voltaje utilizando un transformador,que son dos bobinas de cable aisladoenrollados a un núcleo de hierro, aunque nohay conexión eléctrica entre las dos bobinas,cualquier voltaje o tensión de la primera bobinaestablece una tensión en la segunda. A esteefecto se le llama inducción. Variando elnúmero de vueltas de las dos bobinas podemosestablecer voltajes mayores o menores, segúnlas necesidades.

qBaiaTensión

BobinaPrimaria

*,,{

\,.Sin corriente

uYx.tort-*& t"\¿-ryeBobina que giravista desde arriba

{ s"¡"Tensión

Más sobre los componentes electrónicos

Los diodosLos diodos son como un cable de una soladirección, la corriente eléctrica sólo puedepasar por ellos en una dirección y no en laotra.Debes tener cuidado para conectarloscorrectamente; hay siempre una franja parasaber cómo conectarlos. La corriente fluye através del diodo en dirección hacia la franja.

¿Cómo funcionanloS diodos?

Experimentoscon diodos

¿Cómo funcionan los diodos?

P ara realizar los siguientes experimentosnecesitarás una pila de 6 voltios, un foquito de6 voltios, un sóquet o sujetafoco, alambre y undiodo tipo 1N4002.

Primero construye un circuito como el de laderecha, con la pata del extremo del diodo,donde está la banda, conectada a la terminalnegativa de la pila. ¿Se enciende el foquito?

Enseguida cambia el diodo, de manera que lapata donde está la banda esté conectada a laterminal positiva. Esta vez el foquito no seenciende. La corriente sólo puede fluir por eldiodo cuando la pata donde está la banda en elextremo esté conectada a la terminal negativa.

Diodos de emisión de luz (LED)

LED son las iniciales de Light Emitting Diode(diodo emisor de luz). El LED es un diodoespecial que se ilumina cuando pasa laelectricidad y, por lo tanto, sirve para sabercuándo hay fluido eléctrico.

Un LED tiene casi siempre una patilla más cortaque la otra. La más corta suele ser la patillanegativa (-) y la más larga la positiva (+).

La patilla negativa tiene, en ocasiones, plano ellado de la capucha de plástico que está junto aella para facilitar su identificación. Es muyimportante no confundir las patillas alconectarlas en un circuito.

¿Cómo funcionan los LED?

Para realizar el siguiente experimento necesitarás unapila de 1.5 voltios, alambre y un LED.

Conecta el LED a la pila como se indica en eldibujo. Elcable de la pata negativa debe estar conectado a laterminal negativa. ¿Se enciende el LED?

¿Cómo encontrarsu pata negativa?

Luego conecta el cable de lapata negativa a la terminalpositiva de la pila. Ahora el LEDno se encenderá. La corrienteeléctrica no puede pasar por élcuando está conectado de estamanera.

Diodos de emisión de luz

mnegativa

Polonegativo

¿Cómo funciona el LED?

lmagina una fila de elefantes andando unidostrompa con cola. Si un elefante mirara endirección opuesta, la fila completa se pararia.El LED tiene el mismo efecto sobre la corriente.

Si conectas la patilla negativa alcamino positivode la pila, el LED posee una resistencia tan altaque impide que fluya la corriente.

¿Qué 6ün lss csndensadares?

Los condensadores son componenteselectrónicos que se cargan con electricidad alser conectados a una fuente de energía y laalmacenan durante algún tiempo. Una vezcargados, el voltaje de los condensadoresequivale al de la pila o fuente energética.Los condensadores se usan en las televisionespara obtener y almacenar los altos voltajesnecesarios para su funcionamiento. Ésta es unade las razones por la que resulta peligroso tocarel interior de los aparatos eléctricos que

funcionan con corriente eléctrica de la red

urbana. Los condensadores mantienen sucarga incluso después de que los aparatoshan sido desconectados.

Tipos de condensadores

Los condensadores juntocon otros componentes seutilizan en los televisorespara crear voltajes de25 000 voltios.

Modelos de condensadores

Los condensadores existen en todos los tamañosy formas. Algunos condensadores llamados

condensadores electrolíticos tienen un signo +en un extremo y sólo pueden ser conectados en

esa dirección.

La capacidad de un condensador se mide en

faradios, que es una unidad muy grande. Losmicrofaradios son más frecuentes. Se simbolizanpor pF.

No todos los condensadores son electrolÍticos;normalmente los de poca capacidad (menos de1 pF) pueden conectarse de cualquier forma enel circuito.

Sintonización del radioLos condensadores variables seusan en los radios parasintonizar diferentes emisoras.También se usan para filtrar lasseñales eléctricas molestas.

No te preocupes si tuscondensadores no tieneneste aspecto, siempre que

sus valores sean correctos.

¿Cómo funciona un condensador?

Prepárate para realizar el siguiente experimento que

te servirá para comprobar cómo almacena cargaeléctrica un condensador.

Necesitarás un condensador electrolitico de 100

microfaradios (100 pF), una resistencia de220W,ztrozos de cable, un LED, un tablero deexperimentos (de madera balsa) y equipo para

soldar.

i. Coloo los postes (clavos) en el tablero demadera balsa de acuerdo con el diseño. Haz las

conexiones en la forma y sentido indicado.Asegúrate de que las conexiones estén bienunidas.

o-2. Cuando conectes la pila (asegúrate de que seaen la forma correcta) el LED deberá encendersedurante un breve tiempo, que es lo que se tardael condensador en cargarse, para a continuación

3. Ahora desconecta los cables de la pila y únelosentre si para que el circuito siga estando completo.Desconecta el condensador, dale vuelta y vuelvea conectarlo a los clavos. (Al desconectar elcondensador y darle vuelta procura que sus dospatillas no se toquen entre sÍ.)

Patillas negativas

4. El LED debe encenderse un instante ya queusa la energia almacenada en el condensador. Lediste la vuelta al condensador para permitir que lacorriente fluyera en la dirección correcta a travésdel LED unidireccional.

apagarse.

Une los dos cables

¿Gu# €s aÉae SrsmsFeÉ*r?

El transistor es un pequeño dispositivoelectrónico fabricado con materialessemiconductores, generalmente germanio osilicio, capaz de realizar gran parte de lasfunciones propias de las válvulas electrónicas.lnventado en 1948 por tres científicos de loslaboratorios Bell-W. Shockley, W. Brattain yJ. Bardeen-, ha adquirido una amplia difusiónpor las ventajas que se derivan de su duración yreducido tamaño.

En un circuito, el transistor se puede usar para

controlar lalueza de la corriente y también puede

actuar como un interruptor, cortando y dejandopasar la corrienle. Con ellos se pueden construiraparatos electrónicos de tamaño muy reducido,por ejemplo, aparatos de radio, televisiones,computadoras, etc.

Un semiconductor es un material cuya capacidadde conducción está entre la de los conductores ylos aislantes y cuyas propiedades eléctricas esposible modificar considerablemente medianteel dopado, consistente en el añadido depequeñisimas cantidades de otros elementos. El

transistor se encuentra formado por una pequeña

capa delgada de un semiconductor interpuestoentre dos plaquitas más gruesas. Los materialessemiconductores que se usan en los lransistores,son del t¡po -n o del tipo -p.

El material tipo -n contiene como impurezas átomosque proporcionan un electrón extra. El materialtipo -p cont¡ene como impurezas átomos que tienenun electrón libre menos.

Base

Emisor Coleclor

Base

Colector

lndioos

.@"Germanio

q.....o. ir'a'rm 5

ripo -n | ,,oo -n ripo -p I t,oo -o

-_T- -T-r--

o Aceptor de electronesArsénico

&t&:qo oÓ

,Utr: e :oS) q o

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oo

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qo

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:& I

3@:@:Dador de electrones

Las patas de un transistor se llaman: colector,emisor y base. La pata central suele ser la base. Losfabricantes tienen dislintos sistemas para señalar laspalas restantes del transistor. Algunas se muestranarriba. El emisor suele estar señalado con un puntoo una saliente en la funda o ésta tiene una formaespecial.

Funcionamiento de un transistor

Se puede apagar o encender un transistor aplicandouna pequeña corriente en la patilla base. Al fluir unacorriente de baja intensidad en la base hace que eltransistor conduzca la corriente desde el colector alemisor, siendo muy alta la intensidad de esta corrienteque atraviesa el transistor. Los componenteselectrónicos del circuito pueden usar esta corriente.

AI

CFrc¡*itos de transistores

El trans¡sior, como casi todos los componenteselectrónicos, no es muy útil por si solo aunque sea unapieza vital en casi todos los circuitos.

Con el experimento que a continuación te proponemos,podrás construir un circuito utilizando un transistor comointerruptor (switch) para el Lro.

Para realizar el experimento vas a necesitar: un lransistorn-p-n (BC108), un teo, dos resistencias de 220 y10 000 ohm, un tablero de madera balsa, clavitos,pedazos de cable, equipo para soldar y pila de 6 voltios.

q F n Í FtrT1 F( P

{{

ffi@ffig

Manera de realizar el experimento

1. Clava los clavitos en el tablero de madera deacuerdo con el dibujo.

2. Conecta los componentes del circuito segúnel dibujo, enroscando los conectores de cadacomponente y los cables alrededor de losclavitos, soldándolos en su sitio.

Colector 10000 ohm 220 ohm

3. Toca con el extremo libre del cable que vienede la patilla base del transistor y de la res¡stenciade 10 000 ohm el lado positivo que viene de lapila, y enseguida verás que el LED se enciende.

4. Ahora con el extemo libre loca el ladonegativo que viene de la pila, y el LED no seencenderá-

ffies€s€***Ées *s#**€*€*s

Existen tres t¡pos de resistencias, aunque realmentetodas ellas funcionan como resistencias normalescuya diferencia estriba en que unas varÍan suresistencia con la luz, otras con el calor y otras deforma manual.

1. Resistencia ajustable

Una resistencia ajustable sirve para controlar elvoltaje de un circuito de forma que, por ejemplo, untransistor esté encendido o apagado con unavariación mínima. Los controles de volumen de lastelevisiones y de los radios son resistencias ajustables.A este tipo de resistencias se les conoce comopotenciómetros.

2. LDR

LDR es una resistencia sensible a la luz. Suvalor varÍa según la cantidad de luz que reciba. LasLDR se usan en medidores de luz de las cámarasfotográficas, para regular la cantidad de luz a la horade tomar una fotografÍa.

3. Termorres¡stenc¡a

Una resistencia térmica depende del calor.Normalmente tiene una alta resistenciacuando está caliente. Suelen usarse enalarmas de fuego y en termostatos de lacalefacción central de los edificios.

Gira estopara ajustarla resistencia.

Funcionamiento de la resistencia ajustable

En el siguiente experimento usaremos una resistenciaajustable para controlar el voltaje en la base de un transistor.

Necesitas: una resistencia ajustable de 1 megaohmio,dos resistencias de 10 000 ohmios, una resistencia de220 ohmios, un LED, un transistor BC 108, cable, un tablerode madera balsa, clavitos y una pila de 6 voltios.

Resistenciaajustable

Resistencia10000 c¿

3. Al hacer variaciones en la resistencia ajustableestarás cambiando el voltaje entre la base y el emisordel transistor. Cuando el voltaje alcanza 0.6 V seencienden el transistor y el LED. Gonforme aumenta elvoltaje, el LED va iluminándose más hasta que eltransistor queda saturado.

Funcionamiento de la roR

Para comprobar el funcionamiento de la LDR, sustituyeen el experimento anterior la resistencia ajustable por unaLDR. Coloca tu mano sobre la LDR y verás cómo el LEDse va apagando progresivamente.Esto se debe a que con la oscuridad aumenta laresistencia de la LDR.

Funcionamiento de la termorresistencia

Ahora sustituye la LDR por una resistencia térmica. Paracalentarla acerca a ella la llama de un cerillo. El LED se ¡ráapagando dado que la resislencia aumenta con el calor.

Resistencia220 0

Una resistencia térmica puede usarse en una alarmaantifuego, para hacer sonar un timbre o conectar unrociador cuando se alcanza determinada temperatura.

2. Suelda un trozo de cable conla terminal intermedia de laresistencia ajustable y otro concualquiera de las otras dosterminales. Observa el dibujoantes de hacer las conexiones.

,tm/ E/

9L

=*=*gfl* *=*s #* *$ r**s s€**

El diagrama de un circuito es un dibujo que muestra cómoestán conectados los componentes de dicho circuito. Cadacomponenle se representa por un símbolo. El diagrama escomo un mapa en el que se basará la construcción del circuito.

Los simbolos están relacionados con la apariencia de loscomponentes o con su función.

Diagramas de circuitos que has experimentadoLos circuitos que has usado hasta ahora están representadosen eslos diagramas. Utiliza la tabla de sÍmbolos para saber loque significa cada uno.

Circuito LED

Circuito resistencia ajustable

Circuito condensador

Circuito transistor / interruptor para un LED

TabBa d* eím.rb*E*s de eES#E"E*s c*$Etp*rtenÉeseEee€rsmEe os

ffiD- -9Cable I

Cable -lPcruzado I

Cable fconectado

-L___IResistencia

LED

/)-

Condensadorr_lr

+f]ll

-__ ++UtJ-

Condensadorelectrolítico

Circuitocondensador

Resistenciaajustable

'fermorresistencia

o

ffiBec€r*m*ca as?*F*gÉca g SEgSÉa€

En la electrónica existen dos grandes divisiones: electrónicaanalógica y electrónica digital. Los circuitos digitalesfuncionan mediante pulsaciones eléctricas mientras que los

circuitos analógicos utilizan flujos de electricidad que provocan

minimas variaciones de voltaje.

La rana que nadasuavemenle por elagua es como lacorriente en uncircuito analógico.

En un circuito todos los componentes están mandan{o,recibivndo y controlando pequeñas corrientes eléctricas-Estas pequeñas corrientes se denominan señales y pueden

ser analógicas o digitales, dependiendo del diseño del

circuito; estas señales pueden usarse para encender oapagar partes de un circuito o para representar la información

en forma codificada.

La rana saltandode roca en rocase asemeja a laspulsaciones en uncircuito digital.

alta

Una señal analógica es una corrienteo voltaje que varía muy suavemente.

Una señal digital es una corriente ovoltaje que es alta o baia.

Gircuitos interruptores

Los circuitos interruptores formados por transistoressirven para obtener las señales digitales.Un sistema digital complicado, como el de lacomputadora personal, contiene miles de circuitos¡nterruptores.

Los circuitos interruptores sencillos suelendenominarse ftip-flops. Estos flip-flops de la memoriade la computadora se llaman también interruptoresbiestables.

Biestable significa que el circuito funciona comointerruptor: o está apagado o está encendido.

Encendido Apagado

Bit y byte

La palabra bit deriva del inglés binary digit(dígito binario) y designa a las dos cifras (0 y 1) que

se utilizan en el sistema binario. Un bit es, también,la porción más pequeña de informaciónrepresentable mediante un número, e indica si unacosa es verdadera o falsal En las computadoras, losbits están representados por impulsos eléctricos debaja y alta tensión, por interruptores cerrados oabiertos, etc.Un byte está formado por una secuencia de bits.

Normalmente se piensa en Iaelectrónica digital como en una cienciamoderna, pero el código Morse

-inventado en 1836- usa pulsacionesde corriente para transmitir informacióncodificada por un cable.

Un byte es, generalmente, una secuencia de ochobits. Los ocho bits (0 y 1) que conforman un bytepueden ser ordenados de 256 maneras diferentesy cada una de las secuencias resultantes codificaun número decimal comprendido entre 0 y 255, ouna letra del alfabeto o casi cualquier información.

Goravertir sor?ldo en eleetrleidad

Un micrófono conv¡erte las ondas sonoras en

corr¡ente alterna con un voltaie variable. Contiene un

disco plano que vibra cuando es golpeado por la onda

sonora. La vibración pasa a una bobina de alambre, la

bobina se mueve aproximándose a un imán y entonces

se produce una corriente alterna.

Esta señal de entrada o input es aumentada por el

amplificador y, a continuación, sale por el altavoz' El

altavoz contiene también una bobina y un imán'

resistencia condensadores o caPacitores

transistor

En un circuito amplificador los contponentes

electrónicos se agrupan en torno al transistor.

Circuito amPlificador

Diagrama del circuito amplificador

Amplificadores

Un amplificador es un circuito que aumenta las señales eléctricas. Los aparatos electrónicosque producen sonido necesitan un circuito amplificador para funcionar. Los transistores son loscomponentes más importantes de un circuito amplificador cuya función es ampliar la intensidad yel voltaje.

El amplificador tiene como función reproducir de forma aumentadala señal de entrada o input. Esta señal ampliada por el circuitoamplificador recibe el nombre de salida o output.

En un circuito amplificador el transistor ha de ser regulado en una posición intermedia capazde captar la mayor gama posible de inputs. Para regular un transistor debe conocerse elvalor necesario de la resistencia de la base.

¿téme funeiona un radic?

Estás completamente rodeado de ondas de radio, pero no puedes verlas ni oÍrlas' Son

captadaS por los radios que las translorman en ondas sonoras. Los sonidos que oyes

en la radio recorren miles de kilómetros hasta llegar a ti. Las ondas de radio viajan a

la velocidad de la luz, por eso personas que viven en sitios muy distantes entre sí

pueden oÍr un mismo programa al mismo tiempo.

Un transmisor conviertelas señales eléctricas en

ondas de radio

En una estación deradio, los micrófonosrecogen el sonido Y lo

transforman en señaleseléctricas.

It,

Las ondas de radioson ondaselectromagnéticas. Noson lo mismo que lasondas sonoras.

I¡I

II

II,

I\Las ondas de radio sonemitidas al aire Por unaantena. Una antena esun aparato que emite orecibe ondas de radio.

Un altavoztransforma lasseñaleseléctricas enondas sonoras.

El sol y otras estrellas emiten ondas de'radio a travésdel espacio. Se captan gracias a los radiotelescoplos;los astrónomos las utilizan para explorar las galaxias

lejanas.

El aire está lleno deseñales de radioprocedentes de lostrans¡slores.

Una antena de radio caPtaseñales de radio Y lastransforma en señaleseléctricas.

Buscando en elcuadrante, puedessinlonizar cualquiera delas estaciones de radioque la antena capta.

\t

t

Hay diferentes tipos de ondas de radio. Las ondas largas, medias y cortas pueden

recorrer grandes distancias. Ocurre asi porque rebotan en la ionosfera.

Capas de la ionosferaOnda corta

(sw)

Frecuencia ultralarga(uHr)

Frecuencia rnuy alta(vnr) Onda larga

(Lw)

Las ondas vHF y UHF que transmiten las señales detelevisión recorren distancias cortas, porque no puedenrebotar en la ionosfera.

Onda media(¡rtw)

Los pilotos de aviación, los taxistas, la policÍa, etc., utilizan aparatosemisores y receptores para emitir y recibir señales de radio; asimismo,los teléfonos móviles utilizan ondas de radio en lugar de cables.

¿**ae* €urec€*ffi# urc É*EewEs*r?

Las ondas de radio transportan el sonido y las imágenes

"lá" t"t"ui"iones. El televisor transforma' pues' las

ondas de radio en ondas luminosas y sonoras'

Lascámarasdetetevisióncaptanlaluzquehayenelestudio'dividen la luz en colores primarios (rojo, verde y azul) y

después la transforman en señales eléctricas' Las señales se

"onui"rt"n en ondas de radio y se emiten por un transmisor'

La imagen se construye mediante haces

de elec-trones que rastrean la pantalla'

moviéndose linea Por linea'

La antena caPta las

ondas y lastransforma enseñales eléctricas.

Cañones deelectrones

lmán paradirigir los hacesde electrones

LÍneas debarrido (semuestransólo algunas)

fosfÓricos

La parte principal de un televisor se llama

tubo de iayos catódicos' Es la pantalla

que ven.

Televisión por cable

DLuz

Caja de lalente dela cámara

Señales haciael codificadorde colores, E>mezclador y transmi5or

Cuando se dirige una cámara hacia una escenadeterminada, las ondas luminosas que provienende dicha escena son captadas por las lentes dela cámara y pasan a través de una serie deespejos eoloreados. Los espejos descomponenlas ondas luminosas en tres colores: verde, rojoy azul.Hay un haz de electrones por cada color primario.En la pantalla hay pequeños puntos fosforescentesque emiten luz roja, verde o azul al recibirelectrones. Televisión por satél¡te

Algunos canales detelevisión se emitenpor medio de señaleseléctricas que setransportan a lo largode un cable especial.Es la televisión porcable.

Si tienes una antena parabólica puedes verprogramas de televisión de todo el mundo. Losprogramas se emiten, mediante microondas, a unsatélite en órbita. A su vez, el satélite las enviaa los hogares de la gente en otros paÍses.

tffit#t

E#r*t**F*ge* #* $* **FGGF*€*#*r*

En algunos paises en lugar de computadora (del inglés computer' máquina de

"ornp'ut", o babular) la llaman ordenador (del francés ordinnateur, poner en orden

bs datos); en otros lugares la llaman también calculadora'

¿ór¿ "" ün" computJdora? Es una máquina y, como lodas ellas, ha sido pensada y

diseñada Por el hombre.

Las computadoras pueden hacer muchas cosas, pero Son algo ignorantes; El hombre

debe enieñarles hasta las cbsas más elementales. A las computadoras siempre

náv qr" decirles qué hacer; además, una computadora sólo sabe hacer lo que

le han enseñado.Las computadoras pueden almacenar enormes cantidades de información y en sólo

unos sejunOos es posible encontrar cualquier dato almacenado en ellas.

Las computadoras se utilizan para mecanografiar

cartas, mandar cohetes al espacio' jugar'

predecir el tiempo, componer música, etc-

En resumen, es un instrumento que ayuda en el

trabajo, en la producción de ideas y multiplica la

capacidad creativa de los que las utilizan.

Cualquier programa o dato que esté en lamemoria se pierde cuando la compuladora seapaga. Si quieres conservar dicha informacióndebes grabarla en un caset o disco flexible.

En esta caja se hallala unidad central deprocesamiento, cPU.

Las computadoras no pueden pensar por simismas. Es indispensable darles una seriede instrucciones, es decir, dolarlas de unprograma. Los programas se escriben enlenguajes especiales como BAStc o Loco.

Lees la informaciónen la pantalla.

Eltecladoalfanumérico sirvepara introducir lainformación y elprograma.

La impresora imprimela información.

Unidad de Disco.

á@Los programas y losdatos son grabados oleÍdos en una unidadde disco.

Juganda s*n el código llstrarse

En 1838, el fisico norteamericano Samuel Morseinventó una manera de enviar mensajes por

medio de señales eléctricas. Trabajó en un

código cuyos elementos eran puntos y rayas'o bien destellos de luz que representaban todas

las letras del alfabeto. El código fue llamadocódigo Morse en honor de su creador.

Tú puedes enviar mensajes de una habitación a

otra consiruyendo un simple transm¡sor decódigo Morse.

Necesitarás:

- Dos tramos largos de cable eléctrico (suficiente

para cubrir la distancia enlre dos habitaciones)

- Dos focos de 3.5 v

- Dos sóquets

- Dos baterias de 9 v

- Clips

- Chinches o tachuelas

- Dos piezas de madera de 10x5 cm

Forma de hacerlo:1.- Para construir los dos interruptores, toma las dos piezas de madera

y coloca dos tachuelas y un clip en cada una de ellas como indica

eldibujo.

2.- Conecta las baterÍas, los sóquets y los extremos de los cables

largos del mismo modo que en el diagrama.

Un operadorenvía unmensaje desdeuna oficina detelégrafos.

3.- Cuando tocas la tachuela con el extremo libre delclip, completas el circuito y los focos se encienden.

Esto significa que puedes ver el mensaje queestás enviando y comprobar que el otro lo estárecibiendo.

4.- Para enviar tus mensajes usa el código Morse oinventa tu propio código secreto.

Código Morse

3orb -...Crara6l :oog.

for-ogr r.ho¡¡oioojorrrk¡ orlo-oolTlr rflroOIII

porr c

Q rr¡lf ar a

Sa.a

lrUaa-Voo orWa:rX!aaryrarrZJ-aa1¡¡ rn s2oor ¡ ¡3o¡o-¡4¡¡¡¡rsocaa a

6¡ o ¡ o ¡7--, o t8rr: a a

9sn-r o

Or¡n rn

Habitación 2

interruptor \Y batería

- Un pedazo de cartón de

30x20 cm

- Cartulina

- Pinturas o Plumones

- Tijeras

- Sujetadores de PaPel

- Cable eléctrico

- Bateria de 9 v

- Foco de 3.5 v

- Sóquet

- Cinta aislante

- Pegamento o cintatransparente

Forma de hacerlo;

1.- En una de las caras del cartón pega concinta transparente algunas tarjetas decartulina; coloca las preguntas a laizquierda y las respuestas a la derecha.Procura que cada pregunta tenga enfrente

una respuesta equivocada.

4.- Con otro trozo de cable conecta una terminalde la batería a cualquier terminal del sóquet.

2.- Coloca suietadores de papel ¿ 66¡li¡uaFiÓnde cada tarjeta de preguntas y antes de latarjeta de réspuesta ( cbmo sé observa en eldibujo).

3.- Al reverso del cartÓn conecta cada pregunta 'a su resouesta correcta por medio de untramo dd cable eléctrico (como indica el

dibuio).

Gw*g* *EesÉr*crcB**

Necesitarás:

5.- Corta otros dos trozos de cable, un pocomás larqos oue el anterior, y únelos a lasterminalés libies de la bateriá y el sÓquet;ambos cables quedarán sueltos como seaprecia en la figura.

de **FG**trs*

ConstruYe estejuego y pruébalocon tus amlgos.

tr;.fe'[Lt-]ls,.t-lo"tFt 4,.4 l* d[t-l[-F,.Els slro-l

[o,.o_lo @[tsl

16

frente

Cómo divertirte con este juego:

Pidele a un amigo que coloque el exlremo delcable de la baterÍa sobre el sujetapapeles dealguna pregunta; luego, deberá tomar el otro cabley colocarlo sobre el sujetapapeles de la que él

considere que es la respuesta correcta.

Pide a un adultoque te auxilie

Si la respuesta señalada es en efecto la correcta,se cerrará el circuito eléctrico y el foco se prenderá.

Conecta los cablesa los sujetapapeles.

2x2

3x3

4x4

5x5

6x6

Haz con otras tarjetasde cartulina diferentesjuegos de preguntasy respuestas, ypégalas sobre tutablero de cartón.No olvides hacer enel reverso lasconexiones entre lapregunta y larespuesta correcta.

Ja*ego de Ea És?&mo

Necesitarás:

- Un bloque de maderade 50x60 cm

- Alambrón (o bien, un gancho de ropa)

- Pinzas

- Martillo

- Grapas

- BaterÍa de 9 v

- Foco de 3.5 v

- Sóquet

- Cable eléctrico

- Cinta aislante

f Érsme

Forma de hacerlo:

1.- Corta con las pinzas un tramo pequeño dealambrón y dóblalo en lorma de aro, pero sincerrarlo del todo.

2.- Por medio de un cable conecta el arillo dealambrón a una de las terminales del sóquel

3.- Conecta la otra terminal del sóquet a uno delos bornes de la bateria.

- 4.- Usa el resto de alambrónpara formar la lÍnea ondulada.

<@)EJ

I ATENCION r

5.- Forra con cinta de aislar los extremos delalambrón ondulado.

6.- La otra terminal de la baterÍa debe conectarsea un extremo del alambrón ondulado.

7.- Usando martillo y grapas, fiia en formavertical el alambrón ondulado a los extremosdel bloque de madera.

8.- Usando las pinzas, cierra el arillo dealambrón alrededor del alambrón ondulado.

9.- Decora el bloque de madera con pinturas oplumones a tu gusto.

Cómo divertirte con este juego:

Tú y tus amigos intenlen pasar el anillo a lo largode todo el alambrón ondulado sin que el foquitose encienda.

Si te tiembla la mano, el anillo tocará el alambróny el circuito se cerrará. La electricidad fluye a lolargo del cable y enciende el foco.

Cuantas más curvas hagas al alambrón, másdificil será eljuego.

Pide a un adultoque te auxil¡e

alambrón

*éeE fl€s's=*,* #* *€ fl* *€€*s

El diagrama de un circuito es un dibujo que

muestra cémo deberán ser Gonectados los

componentes de dicho c¡rcuito. En los diagramas

cadacomponente se representa por un simbolo' Los

símbolos de focos, baterias y cables están indicados

Los cables se muestran mediante una linea recta y

un punto indica dónde se unen los cables. Los

focos se señalan como en el dibujo, las lineas

rectas que hay entre ellos muestran los cables.

Cada elemento del circuito se marca con su inicial

y número.

Este es el simbolo de una baterÍa o pila. La linea fina es la terminal

positiva (+) y la más corta y gruesa es la terminal negativa (-). La

potencia de la bateria se escribe al lado del simbolo.

aqul.

F*6 voltios

Éste es el diagrama del circuito que se muestra a su lado. Cuando los

focos se colocan de esta manera, uno a continuación del otro en el

mismo cable, se llama circuito en serie.lntenta hacer este circuito; cuando lo tengas, desenrosca uno de los

focos. Esto produce una ruptura en el circuito y, por tanto, la corriente

eléctrica se corta y el foco se apaga.

Circuitos por construir

Este circuito tiene dos focos de 3.5 v en lÍneasdiferentes. Se le llama circuito en paralelo.

Desenrosca uno de los focos y verás que elolro continúa encendido, pues la corrientesigue fluyendo. Los focos en este circuitobrillan más que los del circuito en serie debidoa que fluye la misma cantidad de corriente porcada lÍnea de cable. En el circuito en serie losdos focos están resistiendo la misma corrienteen el mismo trozo de cable, por lo que ambosreciben menos corriente.

lntenta construir el

circuito mostrado,

siguiendo el diagrama

Para construir este circuilo necesitas usar unabalerÍa de 9 v y un foco de 6 v. El diagrama delcircuito se encuentra a la izquierda.

DiseñG y comprobación de e ire ultos

Un circuito complejo electrónico siempre está basado en la combinación de muchos circuitos que

trabajan juntos.

Los símbolos de los componentes electrónicos se usan para diseñar los diagramas delos circuitos y ver si realmente funcionan antes de construirlos.

3mA

6v100 c¿

9v7mA

200 c)

Al diseñar cualquier circuito debes tener en cuenta las leyes de la electrónica para calcular los

valores de los componentes que necesitas en la construcción de tal circuito. A continuación

citamos algunas leyes que te serán muy útiles en el diseño de tus propios circuitos.

Leyes de la electrón¡ca

Ley de OhmVoltaje (volt¡os) = intensidad (amper¡os) x Resistencias en serie

Ley de la potenciaPotencia (watts = voltaje (voltios) x

q intensidad

vatios) (amPerios)

resistenciaohmios

intensidad de la

canancia del transistor = c!Md9-d9l-SqEgAI-¡ntensidad de lacorriente de la base

Tiempo (segundos) =capacidad (faradios) xresistencia (ohmios)

Res¡stenciatotal = lasumade las resistenciasconectadasen serie

Comprobación de circuitos

Existen en el mercado aparalos que sirven para calcular los valores correctos de loscomponentes que deben utilizarse en la construcción de un circuilo; además, estosaparatos se emplean para comprobar fallas del circuito mismo.

r rt¡-*r.t-l @

¡oo

l0¡

Hay varios tipos de aparatos medidores. El voltÍmetro mide el voltaje, el amperímetrola intensidad de corriente y el óhmetro la resistencia. También se construyenaparatos conocidos como multímetros que miden tanto la resistencia como el voltaje yla intensidad de la corriente.

Dentro de casi todos los aparatos medidores hay una bobina junlo a un potenteimán. Cuando la corriente recorre la bobina (1) se crea un campo magnético (2)que hace girar la aguja (3); ésta indíca el valor de la corriente en la escala (a). Unfino muelle (5) rest¡tuye la aguja a su posición inicial.

;:E::=É+g"==É= 11=",cT :-. :: 'r € -¡-"..;=i-==

Pila de 1.5 v

La fuerza de una batería, es decir, lo que hace mover

los electrones, se llama voltaie y se mide en voltios (v)'

Algunos experimentos de este libro necesitan tres pilas

de 1.5 v y otros necesitarán una de 6 v.

Las baterÍas o pilas se pueden encontrar de muchas

formas y tamaños; asimismo, las pilas presentan var¡os

tipos de terminales. No importa cuál uses mientras

tengan el voltaje correcto.

Necesitarás algunos focos pequeños como los del

dibujo y algunos sóquets también pequeños para

colócar los foquitos.Los focos se hacen de diversas fuerzas para usarloscon baterÍas de diferente voltaje. Siempre usafocos de 6 v para baterías de 9 v y focos de 3.5 vpara baterías de 6 v.

Los cables están formados por un hilo de metal para

transportar la corriente eléctrica, cubiertos por unafunda de plástico.Algunos cables tienen un bloque de metal, otros están

hechos de hilos de cobre. No importa mucho cuálcompres, sin embargo, el cable fino -por ejemplo, el

cable de teléfono o el de siete hilos- es más fácil de

usar. Si usas cable doble, dividelo cortando la fundade plástico que hay entre los dos cables.

terminalespara loscables

cable f cablemacizo -."'\ ¿7 de hilos

voltaje

Gómo descubrir los cables

Debes quitar 1.5 cm. de la cubierta de plástico de cada extremodel cable. Si usas pinzas, colócalas para que corten sólo lafunda de plástico y no el hilo. Coloca las pinzas a 1.5 cm. máso menos del extremo del cable y extrae, firmemente, la fundaque cubre el metal.

Cómo conectar los cables a la batería

Los dibujos te muestran cómo puedesunir los cables a los varios tiposde balerÍas. Si usas cable de hilos decobre, enrosca los hilos entre sí,de esle modo el cable será más fácil demanejar.

Si usas pilas redondas, necesitarásuna caja para sostenerlas.

Puedes comprarla o tomarlade un radio portátil viejo. Usacinta adhesiva para mantenerlas pilas juntas y seguras.

Si tienes cuidado, puedes descubrir loscables con unas tijeras. Mete el cableentre las tijeras y frótalo cdntra éstas paraque las tijeras rayen el plástico. Entoncestira del plástico, arrancándolo.

ajustadorpara eltamañodel cable

**mperisntes eleetrón is$s l!**esariee

Para realizar los exPerimentospropuestos necesitas materialesllamados componentes electrón icos.Son pequeños y generalmente baratos;los puedes comprar en cualquier tienda

de electrónica.

Los componentes electrónicos controlanla corriente eléctrica de formas muydiversas, por eso debes tener muchocuidado al usarlos y conocer su valor.

condensadores

Para cada experimento necesitarás conectarlos componentes entre sÍ de una maneradeterminada, a esto se le conoce con el

nombre de circuito. El paso de la corriente por

el circuito es lo que hace que éste funcione.Para construir un circuito debes soldar oconectar los componentes sobre un tableroespecial.

ffiresistencias

Herram ientas necesarias

pinzas

Para construir un circuito necesitarásun desarmador pequeño y pinzaschicas. Las pinzas de pelado son útilespara quitar la funda de plástico delcable, pero puedes usar unas tijeras.También necesitarás pinzas ordinariasque tengan en un lado una ranura paracortar cables y un soldador eléctrico(cautin).

desarmadorpequeño

soldador eléctrico (cautÍn)

Cuando estés construyendo tus circuitos electrónicosdebes tener mucho cuidado y ser preciso. Si uncomponente no está en su lugar o no está bien soldadoo conectado, el circuito no funcionará. No te preocupessi no funciona al principio; verifica con cuidado lasconexiones y comprueba los circuitos.

Todos los experimentos propuestos en este libro funcionancon electricidad de una pila o baterÍa. Nunca conectestus equipos a los enchufes de la casa. La corriente esmuy fuerte y quemará todos los componentes del circuito.

Histaria de la eleetrónica

Los orÍgenes de la electrón¡ca se remonlan hacia 1897, cuando el inglés J. J. Thomson demostróque la corriente eléctrica está constituida por eleclrones, que éstos pueden moverse en el vacÍo yque su translación se modifica por medio de un campo electrónico. Esto condujo, en 1904,

1910

válvula electrónica

1920

€o"-;

1930

microscopio electrónico

1940

a la invención de la primera válvula electrónica. Unos 50 años más tarde se realizó unhallazgo revolucionario: se descubrió que no era necesario que los electrones pasaran a travésdel vacÍo para poder actuar sobre ellos; a fin de obtener el mismo efecto se podían utilizarsemiconductores: diodos y transistores.La primera estación de radio inició sus transmisiones en Pittsburgh, en 1920. Después, uno trasotro se han sucedido los inventos revolucionarios.

1950

semiconductor

satélite Telstar (EU)

1960

1970

calculadorasde bolsillo

1980

walk-man

1990

computadora

Prog rama pa ra ordenador

Programa para ordenador: Obtener el valor de

las resistencias introduciendo los colores desus franjas.

Si tienes una computadora personal o micro-ordenador (lBM-PC o compatible con lenguaje BASIC)'

puedes utilizar este progiam. p.rá identificar resistencias electrónicas. Si tienes una resistencia, sólo

introduce los colores a lá computadora cuando te lo pida y te dará el valor real de ésta para elaborar tu

circuito electrónico; o al revés, si necesitas una resistencia de determinado valor y quieres localizarla, sólo

introduce su valor y te dará el código de colores correspondiente a ese valor.

Este programa es muy señcillo, pero es un programa muy útil, que incluso se utiliza dentro de otros

programas más complejos para el diseño de circuitos electrónicos.

1O GOSUB 490

20 GOSUB 470

30 PRINT ''PROGRAMA PARA OBTENER EL VALOR DE LAS RESISTENCIAS SEGUN LOS

COLORES DE SUS FRANJAS'

40 PRINT : PRINT "A) LISTA DE CODIGOS DE COLORES"

50 PRINT "B) CALCULO DE VALORES A COLORES"

60 PRINT "C) CALCULO DE COLORES A VALORES.

65 PRINT "D) FINALIZAR"

70 PRINT : PRINT "INTRODUCE A, B, C O D"

80 l$ = INKEY$: lF l$ = '" THEN 80

90 lF l$ = "A" THEN GOSUB 130

1OO lF l$ = "B" THEN GOSUB 180

110 lF l$ = "C" THEN GOSUB 320

115 lF l$ = "D" THEN GOTO 125

120 GOTO 20

125 END

130 GOSUB 470

140 PRINT "LOS CODIGOS DE COLORES SON:": PRINT

150 FOR l= 1 TO 10

160 PRINT TAB(2); c$(l); TAB(14); I - 1

170 NEXT l: GOSUB 450: RETURN

180 GOSUB 470

190 INPUT "QUE VALOR "; V

2OO PRINT "QUE MULTIPLICADOR ": PRINT "M=MEGAOMHIOS"

210 PRINT "K=KILOHMIOS": PRINT "O=OHMIOS"

220 M$ = INKEY$: lF M$ = "" THEN GOTO 220

230 lF M$ = "M" THEN LET V = V * lOOOOOO!

240 lF M$ = "K" THEN LET V = V * 10001

250 NZ=0

260 lF V>= 1OO THEN V= V/ 10: NZ = NZ + 1: GOTO260

270 V = INTM: PRINT "EL CODIGO DE COLOR ES: "

280 PRINT C$(|NT(V / 10) + 1); " ";

290 PRINT C$((V/ 10 - INT(V/ 10)).10 + 1.1); " ";

300 PRINT C$(NZ + 1): GOSUB 450

310 RETURN

320 GOSUB 470

330FORl=1TO3340 PRINT "INTRODUCE EL COLOR "; l: INPUT l$

350 F=0: FORJ=1TO10

360 lF l$ = C$(J) THEN F = 1: C(l) = J - 1

370 NEXT J: IF F = O THEN PRINT "COMPRUEBA LA ORTOGRAFIA'': GOTO 340

380 NEXT I

390 v = (c(2) + 10 * c(1)). 10 ^ c(3): M$ = " "

4OO lF V >= 1000000! THEN V = V / 1000000!: M$ = "MEG"

410 IFV> 1000! AND M$<> "MEGUTHEN V= V/ 1000!: M$= "KlL"

420 PRINT : PRINT "EL VALOR ES "; V; " "; M$; "OHMIOS'

430 GOSUB 450

440 RETURN

450 PRINT : PRINT "APRIETA RETURN PARA CONTINUAR.

460 X$ = INKEY$: lF X$ = "" THEN GOTO 460: RETURN

470 CLS

480 RETURN

490 REM SUBRUTINA DE LECTURA

500 FOR I = 1 TO 10: READ Cg(l): NEXT I

510 RETURN

520 DATA''NEGRO',"CAFE'"''ROJO'"''NARANJA'"''AMARI LLO',''VERDE'

530 DATA'AZUL",''MORADO',"GRIS','BLANCO'

GlosarioAislante lmpedanciaSustancia a través de la cual no puede Resistencia que varÍa la frecuencia de unacircular la corriente eléctrica. señal.

Amperio lnPutUnidad de medida de la intensidad de La señal que llega a un circuito o a un

corriente. comPonente.

Conductor OutPutSustancia a través de la cual circula la La señal que sale de un circuito o de un

corriente eléctrica. componente.

Corriente SemiconductorFlujo de electrones a través de un Sustancia que no es ni buen conductor ni

conductor. buen aislante y que sólo conducirá lacorriente bajo ciertas condiciones.

ElectrónParticula cargada negativamente que orbita Señalalrecledor deinúcleo óel átomo. El voltaje o corriente que está siendo usada

por un componente o circuito.FrecuenciaMedida de las veces que la corriente alterna Voltajecambia de dirección. La medida de la diferencia de potencial

entre dos puntos del circuito, teniendo enGanancia del transistor cuenla la resistencia.Medida de cuánto es ampliada la corrientepor un transistor. Se encuentra dividiendo la Vatios o Wattscorriente de la base por la corriente del Unidades que miden la potencia de uncolector. circuito. La potencia puede hallarse

multiplicando el voltaje por la corriente.

INDICEPresentación

¿Qué es la electrónica?

¿Qué es una corriente eléctrica?

Cómo producir electricidad .

Construyendo circuitos simPles

Conductores y aislantes

Circuitosimpresos. . ..¿Qué es un chip? . .

Voltaje, intensidad y resistencia . .

¿Qué son las resistencias?

Tipos de electricidad

Corriente c¡ntinua y alterna

Más sobre los componentes electrónicos.

¿Qué son los condensadores?. . . .

¿Qué es un transistor?. .

Circuitos de transistores

Resistencias especiales

Diagramas de circuitos . . .

Electrónica analógica y digital.

Convedir sonido en electricidad . .

¿Cómo funciona un radio?.

¿Cómo funciona una televisión? . . . . . .

Tecnología de la computadora . . .

Jugando con el Código Morse

Juego electrónico de concurso. .

Juego de la mano firme.

Más sobre diagramas de circuito . .

Diseño y comprobación de circuitos

Baterías, cables y focos

Componentes electrónicos necesarios

Historia de la electrónica .

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Programa para ordenador: ldentificación de resistencias ..7073Glosario

Titulos de la colección

Mi Primera Enciclopedia Científica

Biología

Física

Química

Matemáticas

Electrónica

Computación