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?

    <p>Req = 1/(1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn)</p> 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?

    <p>La Ley de Joule</p> 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?

    <p>Enlace iónico</p> Signup and view all the answers

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

    <p>Puente de hidrógeno</p> Signup and view all the answers

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

    <p>Enlace covalente</p> Signup and view all the answers

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

    <p>Semiconductor intrínseco</p> Signup and view all the answers

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

    <p>Semiconductor extrínseco tipo N</p> 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?

    <p>Ley de Kirchhoff</p> Signup and view all the answers

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

    <p>Enlace metálico</p> Signup and view all the answers

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

    <p>Fuerza de van der Waals</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de semiconductor se dopa con impurezas aceptadoras?

    <p>Semiconductor extrínseco tipo P</p> Signup and view all the answers

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

    <p>Enlace iónico</p> Signup and view all the answers

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

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

    ¿Cuál es el propósito principal de un diodo Zener?

    <p>Regular la tensión en una carga.</p> Signup and view all the answers

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

    <p>Apenas conduce la corriente eléctrica.</p> Signup and view all the answers

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

    <p>Aumentan.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué característica define la función de un diodo Zener?

    <p>Mantiene una tensión constante entre sus terminales.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es el ancho de banda en una señal?

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

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

    <p>Las señales de distinta frecuencia viajan a distinta velocidad</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es la atenuación en la trasmisión de señales?

    <p>La disminución de energía en la trasmisión</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el comportamiento del fotodiodo?

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

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

    <p>Fototransistor</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica principal de los dispositivos combinacionales?

    <p>Tienen m entradas y n salidas, siempre m&gt;n</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es un codificador?

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

    ¿Cuál es la función principal de un multiplexor?

    <p>Permitir la selección de datos procedentes de distintas fuentes</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica del biestable J-K?

    <p>No tiene configuración prohibida</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es un biestable de basculación?

    <p>Un tipo de biestable que cambia de estado según la entrada T</p> 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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    Aprende sobre la fuerza electromotriz, su unidad de medida y su relación con el potencial electroestático y la caída de potencial en circuitos eléctricos.

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