Este es el primer artículo publicado en el número 0 de Retrowiki Magazine
Electrónica para andar por casa por javu61. Conceptos básicos
Todos los que usamos una máquina la enchufamos de una u otra forma a una fuente eléctrica, la electricidad es la base de funcionamiento de nuestros aparatos, pero ¿qué es la electricidad? La electricidad es un flujo o corriente de electrones que recorre un circuito.
No voy a entrar en física ni usar ecuaciones con integrales, solo voy a dar una explicación para andar por casa, y por tanto, para los que no tienen conocimientos sobre el tema. La electricidad en cierta medida se parece al agua, y la mejor forma de hablar de ella es comparar los circuitos eléctricos sencillos con circuitos hidráulicos sencillos, de esta manera creo que se entenderá mejor.
Podemos pensar en el flujo de agua por una tubería. Para que el agua fluya por un tubo, es necesario que exista una diferencia de altura entre los extremos del mismo, si lo inclinamos el agua irá de la parte más alta hacia la más baja, estableciéndose una pequeña corriente de agua que recorre la tubería. De igual manera, si en un circuito hay puntos con mayor potencial eléctrico y puntos con menor potencia, la electricidad recorre el cable, moviendo los electrones desde el punto de mayor potencial al de menor potencial[i].
La diferencia de altura entre los extremos del tubo se mide en centímetros, y es independiente de la altura sobre el suelo, así si ambos extremos están a un metro del suelo, no hay flujo de agua, si uno está a un 25 centímetros sobre el suelo y el otro está a 15 centímetros, la diferencia de altura entre ambos extremos es de 10 centímetros, que es lo que impulsa el flujo de agua. Si subimos el tubo un metro, la diferencia seguirá siendo de 10 cm entre ambos extremos, y el flujo de agua será el mismo.
De igual manera, el potencial eléctrico se mide en voltios, si dos puntos del circuito están al mismo voltaje no hay flujo eléctrico, estén ambos a cero voltios o ambos a 100 voltios, no hay electricidad. Pero si elevamos o bajamos el potencial de un punto, “inclinamos” la tubería, y es la diferencia de potencial la que genera el movimiento de los electrones. Así si un extremo está a 50 Voltios, y el otro está a 0 Voltios, hay una diferencia de potencial de 50 V entre ambos puntos y hay corriente eléctrica, y si un punto está a 100 V y el otro a 50 V, hay la misma diferencia de 50 V y el mismo flujo de corriente entre ambos puntos.
En la tubería, si inclinamos más o menos un extremo respecto al otro modificamos el flujo de agua, y contra mas diferencia de altura, más rápido se mueve el agua. De igual manera, contra mayor sea la diferencia de potencial mayor la velocidad de la corriente, y esa velocidad se mide en voltios (símbolo V).
Primer dato a recordar, no hay que pensar en el voltaje en un punto, sino en la diferencia de voltaje entre dos puntos. En casi todos los circuitos, hay una línea que se dice de masa o de tierra, se asume que está a cero voltios, aunque realmente se refiere al punto de menor voltaje del circuito, que generalmente será cero voltios. Así, una fuente de un disco duro tiene 4 hilos, dos negros que son de masa (cuando hay dos cables del mismo color siempre son iguales e indiferentes, van todos conectados al mismo punto de salida del circuito), el rojo que es de 5V y el amarillo que son 12V. Si medimos voltajes en esa fuente, entre el cable rojo y el negro hay 5V, entre el amarillo y el negro hay 12V, y entre el rojo y el negro[ii] amarillo hay 7V.
El agua de la tubería fluye hasta que toda el agua ha bajado por la tubería, igualmente la electricidad fluye hasta igualar la diferencia de potencial. Pero si en lugar de una tubería montamos un circuito para una fuente, el agua que cae debe volver a subir para que pueda fluir el agua de manera continua. De igual manera, existen bombas que mantienen los flujos eléctricos, una pila es una pequeña bomba, que bombea electrones por el extremo positivo y los recoge por el negativo[ii].
Las bombas que mueven el agua lo pueden hacer con mayor o menor caudal. De igual manera, el flujo de electrones puede tener mayor o menor cantidad de electrones, esto se denomina Intensidad de la corriente, y se mide en Amperios (símbolo A). Contra mayor sea el caudal más agua pasa por la tubería, y de igual forma contra más electrones pasan por el cable más intensidad existe en el circuito.
Para una velocidad de agua y un caudal dados, contra más gruesa sea la tubería más agua sale por ella, y al contrario si la tubería es muy estrecha pasa menos agua, lo que cambia es la presión. Podemos decir que el grosor de la tubería facilita o se opone al paso del agua, aumentando o bajando la presión. De igual manera, la resistencia eléctrica, medida en Ohmios (símbolo Ω), es una medida de la oposición que se ejerce para el paso del flujo de electrones.
Y ahora viene una famosa fórmula, que nos será útil en muchas ocasiones, que relaciona los voltios que pasan por un cable con la cantidad de amperios que pasa y la resistencia que se ejerce a su paso. La famosa “Ley de Ohm”, que se expresa como
V = I x R
Esta sencilla fórmula nos permite hacer ciertas cosas, como convertir amperios en voltios, si necesitamos 5V y solo tenemos 3V disponibles, pero tenemos bastantes amperios, podemos “reducir la intensidad y convertirla en voltaje”, o si hay bastantes voltios, “convertir voltaje en intensidad”, por eso muchas veces aun usando un alimentador pequeño, pero que nos da bastantes voltios, podemos alimentar aparatos que en teoría requieren más amperaje.
Pongamos un ejemplo práctico[iii], supongamos que queremos poner un LED de encendido a nuestra Master System II, que no incluye ninguno. Compramos un LED y nos dicen que funciona a 1’2Voltios, consumiendo 20miliAmperios. La Master funciona a 5V, por tanto hay que transformar esos 5V en 1’2V, y hay que reducir en 3’8V lo que nos da el aparato. Como sabemos que 190Ω * 0’020A = 3’8V, solo hay que poner una resistencia de un valor similar a esos 190 Ohmios entre la línea de alimentación de la Master System y la entrada del LED, para que luzca y no se queme. Como los circuitos debe ser continuos, el otro extremos del LED hay que ponerlo a un punto de masa o tierra, punto del circuito en el que hay cero voltios.
En los siguientes artículos hablaré a este mismo nivel de estar por casa de componentes básicos, conductores, aislantes, resistencias, condensadores, bobinas y semiconductores, que son la base de la electrónica y lo que más usaremos para hacer pequeñas reparaciones y modificaciones en nuestros equipos. Luego iremos a la digital.
Jose Antonio Vaqué Urbaneja, podéis contactar conmigo en javu61@gmail.com o ver más cosas en old8bits.blogspot.com
[i] Realmente la electricidad es una corriente de electrones, y por tanto viaja al contrario, de menor a mayor diferencia de potencial, o de negativo a positivo, pero antes de conocer los electrones se definió el flujo como de positivo a negativo, y como la dirección real es indiferente así ha permanecido. Podemos decir que mientras que el agua baja por el tubo, la electricidad sube por el cable.
[ii] Ver nota anterior, realmente es al contrario.
[iii] Este circuito lo desarrollaré realmente en otro artículo, con fotos de como montarlo.
[iv] Este circuito lo desarrollaré realmente en otro artículo, con fotos de como montarloo fue una errata en el artículo publicado.
Hola Javu, muchas gracias por los artículos de electrónica tan currados que haces. Tengo que leerme todos ya que me interesa muchísimo todo lo relacionado con la electrónica, sobre todo el orientado a las consolas. Será un placer seguir todos tus artículos para aprender y aclarar muchos conceptos, mucho ánimo con los artículos y ojalá que sigas haciendo muchos más, yo seré un asíduo lector de ellos ;)
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