Física Eléctrica: Fuerza Electromotriz

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Questions and Answers

¿Cuál es la relación entre la caída de potencial y la intensidad en un conductor?

La caída de potencial es directamente proporcional a la intensidad. (correct)

La caída de potencial es independiente de la intensidad.

La caída de potencial no tiene relación con la intensidad.

La caída de potencial es inversamente proporcional a la intensidad.

¿Cuál es la fórmula para hallar la resistencia equivalente de varias resistencias en serie?

Req = 1/(1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn)

Req = R1 × R2 × ... × Rn

Req = R1 - R2 - ... - Rn

Req = R1 + R2 + ... + Rn (correct)

¿Cuál es la relación entre el voltaje y la intensidad en resistencias en paralelo?

El voltaje es inversamente proporcional a las intensidades.

El voltaje es directamente proporcional a las intensidades.

El voltaje es el mismo y las intensidades son diferentes. (correct)

El voltaje es distinto y las intensidades son iguales.

¿Cuál es la fórmula para hallar la resistencia equivalente de varias resistencias en paralelo?

Req = 1/(1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn) Signup and view all the answers

¿Cuál es la ley que relaciona la potencia disipada por una resistencia con la caída de potencial y la intensidad?

La Ley de Joule Signup and view all the answers

¿Cuál es el tipo de enlace que se produce cuando un átomo pierde un electrón y se convierte en un ion positivo?

Enlace iónico Signup and view all the answers

¿Qué tipo de enlace se produce entre moléculas que actúan como dipolos eléctricos?

Puente de hidrógeno Signup and view all the answers

¿Cuál es el tipo de enlace que se produce entre átomos que comparten uno o más electrones?

Enlace covalente Signup and view all the answers

¿Qué tipo de semiconductor es aquel que lo es por su propia naturaleza?

Semiconductor intrínseco Signup and view all the answers

¿Cuál es el tipo de semiconductor que se dopa con impurezas donadoras?

Semiconductor extrínseco tipo N Signup and view all the answers

¿Cuál es la ley que se aplica cuando se analiza la suma de las corrientes entrantes y salientes en un nudo?

Ley de Kirchhoff Signup and view all the answers

¿Qué tipo de enlace se produce entre átomos que comparten un gran número de electrones?

Enlace metálico Signup and view all the answers

¿Cuál es el tipo de enlace que se produce entre moléculas que no son polares?

Fuerza de van der Waals Signup and view all the answers

¿Qué tipo de semiconductor se dopa con impurezas aceptadoras?

Semiconductor extrínseco tipo P Signup and view all the answers

¿Cuál es el tipo de enlace que se produce entre átomos que no comparten electrones?

Enlace iónico Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de la polarización directa en un diodo?

La barrera de potencial en la zona de transición disminuye. Signup and view all the answers

¿Cuál es el propósito principal de un diodo Zener?

Regular la tensión en una carga. Signup and view all the answers

¿Cómo se comporta un diodo cuando se monta en polarización inversa?

Apenas conduce la corriente eléctrica. Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con las corrientes de difusión en un diodo cuando se polariza directamente?

Aumentan. Signup and view all the answers

¿Qué característica define la función de un diodo Zener?

Mantiene una tensión constante entre sus terminales. Signup and view all the answers

¿Qué es el ancho de banda en una señal?

El intervalo de frecuencias que puede tomar una señal sin sufrir una distorsión importante Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de la distorsión en la trasmisión de señales?

Las señales de distinta frecuencia viajan a distinta velocidad Signup and view all the answers

¿Qué es la atenuación en la trasmisión de señales?

La disminución de energía en la trasmisión Signup and view all the answers

¿Cuál es el comportamiento del fotodiodo?

Su resistencia disminuye con el aumento de luz de manera lineal Signup and view all the answers

¿Cuál es el tipo de transistor que tiene una unión de base que es un fotodiodo?

Fototransistor Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica principal de los dispositivos combinacionales?

Tienen m entradas y n salidas, siempre m>n Signup and view all the answers

¿Qué es un codificador?

Un circuito lógico combinacional que realiza la función inversa del decodificador Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de un multiplexor?

Permitir la selección de datos procedentes de distintas fuentes Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica del biestable J-K?

No tiene configuración prohibida Signup and view all the answers

¿Qué es un biestable de basculación?

Un tipo de biestable que cambia de estado según la entrada T Signup and view all the answers

Study Notes

Fuerza Electromotriz

La fuerza electromotriz (fem) es la fuente de energía que mantiene a las cargas en movimiento.
Sus unidades son Julios por Voltios.

Potencial Electroestático

Se refiere al potencial en un punto del espacio.

Caida de Potencial

Es una diferencia de potencial negativa entre dos puntos de un circuito eléctrico.

Fuente de Tensión Ideal

Es un dispositivo que aporta una fem constante a un circuito.
Entre bornes positivos y negativos de la fuente hay una diferencia de potencial constante y positiva.

Fuentes en Serie

Dos fuentes en serie equivalen a una única fuente cuya fem se obtiene sumando o restando las fem de ambas fuentes según su polaridad.
Polaridad directa: el borne positivo se conecta con el borne negativo de la otra, lo que incrementa la tensión de salida.
Polaridad inversa: el borne positivo se conecta con el borne positivo de la otra, se utiliza para recargar pilas.

Fuentes en Paralelo

Dos fuentes pueden asociarse en paralelo conectando los bornes positivos entre sí y los bornes negativos entre sí.
Si la fem de las fuentes no es la misma, se produce una situación similar a un cortocircuito.
Aumenta la potencia de salida y reduce la resistencia interna.

Corriente Alterna y Continua

Corriente alterna: la intensidad de corriente fluctúa según su función senoidal, entre un valor máximo en un sentido y ese mismo valor en el sentido opuesto.
Corriente continua: la intensidad de corriente es constante en el tiempo.

Ley de Ohm

La caída de potencial a lo largo del conductor es proporcional a la intensidad que circula por él.
Hay materiales, como los semiconductores, que no cumplen esta ley.

Resistencias en Serie

Dos resistencias están asociadas en serie cuando el terminal negativo de la primera está conectado con el terminal positivo de la segunda.
La intensidad que recorre cada resistencia es la misma y el voltaje es distinto.
Para hallar la resistencia equivalente: Req=R1+R2+…+Rn

Resistencias en Paralelo

Dos resistencias están asociadas en paralelo cuando el terminal positivo de la primera está conectado al terminal positivo de la segunda y el terminal negativo de la primera está conectado al terminal negativo de la segunda.
El voltaje es el mismo pero las intensidades son diferentes.
Para hallar la resistencia equivalente: Req= 1/(1/R1) …

Ley de Joule

La potencia disipada por una resistencia es igual al producto de la caída de potencial por la intensidad de corriente.

Tipos de Enlace

El enlace covalente se forma cuando dos átomos comparten una pareja o más de sus electrones más externos, lo que da lugar a la formación de moléculas que componen los líquidos y los gases.
El enlace iónico se forma cuando un ion pierde un electrón y se convierte en un ion positivo (cation) o gana un electrón y se convierte en un ion negativo (anion), lo que permite la formación de una red cristalina debido a la atracción electroestática de Coulomb.
El enlace metálico es similar al enlace covalente, pero involucra un gran número de átomos.
El enlace de puente de hidrógeno se forma entre moléculas que actúan como dipolos eléctricos, en lo que el polo positivo se debe a un átomo de hidrógeno.
El enlace de Van der Waals es una fuerza atractiva universal entre cualquier pareja de átomos o de moléculas, pero es débil y solo permite formar sólidos a temperaturas muy bajas.

Semiconductores

Los semiconductores intrínsecos son aquellos que lo son por su propia naturaleza, sin que aparezcan ningún elemento extraño en su estructura cristalina.
Los semiconductores extrínsecos son aquellos que incorporan átomos extraños a su red cristalina, y se dividen en dos tipos: N y P.
Los semiconductores extrínsecos tipo N son dopados con impurezas donadoras, lo que hace que predominen los electrones.
Los semiconductores extrínsecos tipo P son dopados con impurezas aceptadoras, lo que hace que predominen los huecos.

Ley de Nudos

La suma de las corrientes entrantes en un nudo es igual a la suma de las corrientes salientes de ese nudo, según la ley de nudos.

Curva Característica de un Transistor

La curva característica de un transistor tiene 3 modos de trabajo y 3 estados: saturación, activa y corte
En saturación, el transistor funciona como interruptor y permite el paso de corriente entre emisor y colector sin pérdidas significativas
En activa, el transistor funciona como amplificador de corriente con buena ganancia y poca distorsión
En corte, el transistor funciona como un interruptor con un comportamiento similar al de un cortocircuito entre emisor y colector

Transistor de Efecto Campo (FET)

El FET puede actuar como interruptor o como amplificador
En funcionamiento digital, el FET es más ventajoso que el BJT
La conmutación entre los estados ON y OFF del FET se determina por una diferencia de potencial y no por una corriente, lo que supone un ahorro de energía y menos disipado
La fuente y el drenaje comparten el mismo semiconductor y entre ellos circula la corriente de salida

Modos de Operación del FET

Canal cerrado: actúa como interruptor abierto
Canal parcialmente abierto: actúa como una resistencia variable cuyo valor depende de la tensión en la puerta
Canal abierto: actúa como transistor cerrado

JFET y MOSFET

JFET (Transistor de unión de efecto campo): canal del mismo tipo que el dopado del semiconductor entre fuente y drenaje
MOSFET (Transistor de efecto campo metal-oxido-semiconductor): canal del tipo contrario que el dopado del semiconductor entre fuente y drenaje
JFET: fuente y drenaje comparten semiconductor dopado n, la puerta situada entre S y D conecta una zona de dopado p
MOSFET: fuente y drenaje comparten semiconductor dopado p, pero altamente dopado n en los puntos de contacto, la puerta está aislada mediante una capa de óxido de silicio

Ventajas y Desventajas del FET

Ventajas: menos consumo que BJT, menos ruido que MOSFET
Desventajas: mayor tamaño que MOSFET, puede sufrir rotura dieléctrica

Unión PN

Consiste en poner en contacto dos semiconductores extrínsecos con la misma base cristalina, uno tipo n y otro tipo p
La región de contacto se vacía de portadores libres y se denomina zona de transición

Diodo PN

Un diodo es un componente electrónico consistente en una unión de semiconductores pn
La unión pn es la representación más básica entre los dispositivos semiconductores de estado sólido
Cuando un diodo se establece diferencia de potencial v entre los extremos del diodo, la barrera de potencial entre las zonas p y n se ve afectada

Polarización del Diodo

Polarización directa: el extremo p se mantiene a un potencial mayor que el extremo n, la barrera de potencial disminuye y las corrientes de difusión aumentan
Polarización inversa: el extremo p se mantiene a un potencial menor que el extremo n, la barrera de potencial aumenta y las corrientes de difusión disminuyen

Uso del Diodo como Rectificador

Un diodo montado en polarización inversa apenas conduce la corriente eléctrica

Diodo Zener

Es una unión de tipo pn diseñada para funcionar en la región inversa del diodo
En esa región, el diodo está configurado para mantener un voltaje constante entre sus terminales, llamado voltaje Zener
Se utiliza como regulador de tensión o voltaje para cargas ya que es capaz de mantener siempre la misma tensión de manera bastante exacta

Variables Lógicas

Son variables que pueden tomar dos valores: 1 y 0, o verdadero y falso.
Estos valores son mutuamente excluyentes, no pueden ser ambos a la vez.
Las variables lógicas se utilizan en funciones lógicas o funciones booleanas.

Funciones Lógicas

Función lógica EQUAL o IGUAL: la salida es 1 si el sensor de luz es 1, y 0 si es 0.
Función lógica NOT o NEGADA: la salida es 0 si el sensor de luz es 1, y 1 si es 0.
Función lógica OR: la salida es 1 si a=1 y b=1.
Función lógica AND: la salida es 1 si a=1 y b=1.

Ondas Electromagnéticas en Medios Materiales

La dispersión hace que el índice de refracción dependa de la frecuencia.
La atenuación hace que el medio absorba energía de la onda, disminuyendo la potencia total con la distancia.

Reflexión y Refracción

La reflexión ocurre cuando parte de la energía de la onda incide se refleja dentro del primer medio.
La refracción ocurre cuando otra parte de la energía de la onda incide se transmite al segundo medio.
La ley de Snell se aplica en la refracción.

Ancho de Banda, Atenuación y Distorsión

El ancho de banda es el intervalo de frecuencias que puede tomar una señal sin sufrir una distorsión importante.
Un mayor ancho de banda se traduce en una mayor fidelidad en la señal transmitida en señales analógicas.
El ancho de banda determina la cantidad de bits que pueden transmitirse por unidad de tiempo en señales digitales.
La distorsión ocurre cuando las señales de distinta frecuencia viajan a distinta velocidad por la línea de trasmisión.
La atenuación se expresa en decibelios y se acentúa para señales de alta frecuencia.

Componentes que Utilizan la Luz

El fotorresistor es un componente cuya resistencia disminuye con el aumento de luz de manera lineal.
El fotodiodo se basa en la unión P-N modificada como un semiconductor intrínseco y debe ser operado en polarización inversa.
El fototransistor es una modificación de un transistor NPN, donde la unión de base es un fotodiodo, por lo que la corriente de base es la fotocorriente.

Sistemas Secuenciales

Los sistemas secuenciales tienen memoria y sus salidas dependen de sus entradas actuales y anteriores.
Se dividen en sistemas secuenciales sincronos y asincrónos.

Sistemas Secuenciales Sincronos

Existen una o más señales de reloj que sincronizan el funcionamiento global del circuito.
Los sistemas secuenciales sincronos se dividen en:
- Por nivel: biestable de tipo lanch, la lectura de datos se lee solo en el tramo de reloj predefinido.
- Por flanco: conocidos como flip-flop, se leen en el momento de la subida o bajada de la señal.

Sistemas Secuenciales Asincrónos

No hay señal de reloj y los circuitos responden automáticamente a los cambios en las entradas que pueden suceder en cualquier momento.

Biestables

Biestable R-S disipado por nivel:
- La entrada R activa realiza un reset del lanch.
- La entrada S activa realiza un set del lanch.
- Si las entradas están desactivadas, la salida del lanch no cambia.
- Si las entradas están activadas, el circuito no funciona.
Biestable D con entrada de habilitación:
- La entrada D es la única entrada del biestable.
- La salida depende totalmente de la entrada D.
- Cuando la entrada D está en nivel alto, el estado Q del lanch se pone a nivel alto o SET.
- Cuando la entrada D está en nivel bajo, el estado Q del lanch se pone a nivel bajo o RESET.
Flip-flops disparado por flanco:
- La entrada de disparo es conocida como una señal de flanco o reloj.
Biestable J-K disparado por flanco:
- La diferencia con RS- es que la denominación J o K no tiene ningún significado.
- No hay configuración prohibida o no válida, como en el R-S.
- Cuando J=1 y K=1, el dispositivo cambia al estado opuesto al que se encontraba (MODO DE BASCULACIÓN).
Biestable T con disparo por flanco:
- El biestable T es conocido como biestable de basculación.
- Es una simplificación del J-K en sus estados J=0, K=0 y J=1, K=1.
- Si la entrada T está a nivel bajo, la salida se mantiene como estaba en un inicio.
- Si la entrada T está a nivel alto, se genera la basculación y se realiza un cambio de estado en las salidas.

Dispositivos Combinacionales

No tienen memoria.
Son dispositivos que tienen m entradas y n salidas, siempre m>n.
A cada entrada le corresponde una palabra en las n líneas de salida, relacionadas a través de una función booleana.

Sistemas de Control

Puertas AND, OR, NOT.
Codificadores:
- Son circuitos lógicos combinacionales que realizan la función inversa del decodificador.
- Permiten que se introduzca en una de sus entradas un valor lógico y lo convierte en una salida codificada.
Decodificadores:
- Detectan una determinada combinación de bits en sus entradas relajadas en una codificación y este código se descodifica en la salida.
Multiplexores:
- Son dispositivos que permiten dirigir los datos digitales procedentes de distintas fuentes a una única línea de salida, para ser transmitidos a un destino común.
- Se los conoce como selectores de datos.

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Description

Aprende sobre la fuerza electromotriz, su unidad de medida y su relación con el potencial electroestático y la caída de potencial en circuitos eléctricos.