Curso de Electrónica Básica

Curso de Electrónica Básica

"Aprende haciendo" es la clave, y para esto solo es necesario saber leer y escribir, nada de conocimientos previos o avanzados, ni el manejo de las matemáticas.

Saber electrónica en nuestros días no es un privilegio de unos pocos, se ha convertido en una necesidad debido a que esta tecnología ha avanzado tan rápidamente que se encuentra en casi todas nuestras actividades y ha cambiado definitivamente nuestra forma de vivir.

El Curso fácil de electrónica básica esta escrito en un lenguaje claro y fácil de entender, con una gran cantidad de ejemplo, experimentos e ilustraciones, pensado siempre en nuestros alumnos. El curso está dividido en cuatro secciones, cada una de ellas especializadas en diferentes temas y actividades que combinan armónicamente la teoría con la practica, metodología que ha distinguido los curso de CEKIT, cuyos resultados didácticos han sido ampliamente comprobados.

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Contenido

• Teoría
• Componentes
• Electrónica práctica
• Proyectos

 

Indice Teoría. Introducción general al curso.

Lección I.Teoría atómica y electricidad. Introducción. La materia. Composición de la materia. Estructura atómica. Carga eléctrica del átomo. Número atómico. Niveles de energía y distribución de los electrones en el átomo. Electrones de valencia. Electrones libres. Electricidad estática y dinámica. ¿Qué es la electricidad estática?. Cómo crear electricidad estática. ¿Podemos emplear la electricidad estática?. Experimento N°l. Manos a la obra. Electricidad dinámica. Campo eléctrico. Diferencia de potencial. Formas de producir energía eléctrica en pequeñas cantidades. Por frotamiento o fricción. Por reacciones químicas. Por presión o vibración. Por el calor y por la luz. Formas de producir grandes cantidades de energía eléctrica. Por medios magnéticos. Centrales eléctricas. Centrales hidroeléctricas. Centrales termoeléctricas. Centrales nucleares. Centrales solares.

Lección 2. Conceptos básicos acerca de los circuitos eléctricos y electrónicos. ¿Qué es un circuito eléctrico!. La fuente de voltaje. El voltaje. Unidad de medida. Conversión de unidades. ¿Con qué se mide?. La carga o receptor de energía. Los conductores. Conductores más usados. ¿Con qué se prueban?. Resistencia. Unidad de medida. Conversión de unidades. ¿Con qué se miden?. Circuito abierto (open circuit). Corto circuito (Short circuit). Qué puede suceder si se ocasiona un cortocircuito?. La corriente eléctrica. Intensidad de la corriente. Conversión de unidades. Cómo se mide la corriente. Experimento N° 2. Circuito eléctrico simple.

Lección 3. El magnetismo y el electromagnetismo. El magnetismo. Breve historia. Cómo se produce el amgnetismo. Naturaleza del magnetismo. Características de las fuerzas magnéticas. ¿Qué es un campo?. ¿Qué es el campo magnético?. lineas de fuerza. Permeabilidad magnética. Reluctancia magnética. El circuito magnético. Clasificación de los imanes. Procesos de imantación. Como desmagnetizar un imán. Experimento N°3. Campo magnético. El electromagnetismo. Historia. Importancia del magnetismo y el electromagnetismo. Las bobinas. Tipos de bobinas. Polos de un electroimán. Experimento N°4. El electromagnetismo.

Lección 4. Leyes básicas de los circuitos eléctricos. La ley de Ohm. Enunciado de la ley de Ohm. Otras formas de representar la ley de Ohm. El triángulo de la ley de Ohm. Análisis de un circuito eléctrico mediante la ley de Ohm. Problemas de aplicación de la ley de Ohm. Experimento N°5. La ley de Ohm. Concepto de potencia eléctrica. Concepto de fuerza. Concepto de trabajo. Concepto de energía. Energía potencial. Energía cinética. Energía calórica. Energía radiante. Energía química. Energía eléctrica. Concepto de potencia. La ley de Watt. Ejemplos de aplicaciones de la ley de Watt. Triángulo de la ley de Watt. Combinación de las leyes de Ohm y Watt. Problemas de aplicación de la ley de Watt.

Lección 5. Circuitos en serie, paralelo y mixtos. Introducción. Circuitos en serie con resistencias. Corriente en un circuito en serie. Voltajes en un circuito en serie. Resistencia total o equivalente de un circuito en serie. Circuitos en paralelo con resistencias. Resistencia total o equivalente de un circuito en paralelo. Circuitos mixtos con resitencias. Resistencia total o equivalente en circuitos mixtos. Voltajes y corrientes en un circuito mixto. Potencia en circuitos en serie, en paralelo y mixtos. Experimento 5.1. Análisis de circuitos con resistencias en serie, en paralelo y en configuraciones mixtas. Conexión de pilas en serie y en paralelo. Conexión de condensadores en serie y en paralelo. Conexión de bobinas en serie y en paralelo.

Lección 6. Conceptos básicos de corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). Introducción. Corriente alterna. Concepto de ciclo. Valores angulares. Concepto de periodo. Concepto de frecuencia. Relación entre frecuencia y período. Valores de una onda seno. Concepto de valor instantáneo. Concepto de valor pico y de valor pico a pico. Concepto de valor promedio. Concepto de valor efectivo o rms. Denfinición de factor de forma. Concepto de ángulo de fase. Relaciones de tiempo de ondas senoidal. Generadores de corriente alterna. Segunda parte. Corriente continua. Formas de producir una CC.

Lección 7. Las fuentes de alimentación. Introducción. Estructura de una fuente de alimentación. Tipos de fuentes de alimentación. Fuentes de alimentación no reguladas. El circuito de entrada. El transformador. El circuito rectificador. Tipos de rectificadores. El rectificador de media onda. Experimento 7.1. Rectificador de media onda. El rectificador de onda completa con transformador de toma intermedia. Experimento 7.2. Rectificador de onda completa con transformador de toma intermedia. Rectificador de onda completa tipo puente. Puentes rectificadores integrados. Filtros para rectificadores. Rectificador de onda completa con filtro. Experimento 7.3. Rectificador de onda completa tipo puente con filtro de condensador. Otros tipos de filtros. Fuentes de alimentación reguladas. Reguladores de voltaje con diodo Zener. Reguladores de voltaje con diodo Zener y transistor. Fuentes de alimentación con reguladores de tres terminales. Fuentes reguladas fijas. Fuentes de alimentación reguladas variables. Experimento 7.4. Experimentando con reguladores de voltaje (voltage regulators) de tres terminales.

Lección 8. Amplificadores y otros circuitos con transistores. ¿Qué son los transistores?. Tipos de transistores. Transistores bipolares. Cómo funciona un transistor bipolar.. Polarización (polarization). Curvas características de un transistor. Experimento 8.1. Obtención de las curvas características de un transistor. Concepto de recta de carga. Concepto de punto de trabajo. Esquemas mejorados de polarización. Polarización de emisor. Polarización por divisor de tensión. Otros tipos de polarización. Amplificadores de señales. Tipos de amplificadores. Características de los amplificadores. Ganancias de voltaje, corriente y potencia. Resistencias o impedancias de entrada y de salida. Ancho de banda y respuesta de frecuencia. Distorsión. Polarización. Amplificadores de baja señal con transistores. Amplificador de baja señal en emisor común. Acción de los condensadores de acople y desacople. Análisis sistemático. Análisis para corriente continua. Análisis para señal. Impedancia de entrada (Zi). Funcionamiento con señal pequeña. Ganancia de voltaje (Av). Impedancia de salida (Zo). Ganancia de corriente. Ganancia de potencia. Ancho de banda. Experimento 8.1.Análisis de un amplificador de baja señal en emisor común. Amplificadores de baja señal en base común. Amplificadores de baja señal en colector común. Seguidores de emisor. Circuitos prácticos con transistores (I). Amplificadores de baja señal con transitores de efecto de campo. Características de entrada y salida de los FET de unión. Características de polarización de los JFET. Polarización compuerta. Polarización mediante divisor de tensión. Polarización mediante dos fuentes de alimentación. Autopolarización. Polarización de compuerta con referencia (offset). Polarización mediante fuente de corriente constante. Circuito equivalente de baja señal de un amplificador con JFET. Configuraciones básicas de amplificadores con JFET. Análisis de amplificadores de baja señal con JFET. Circuitos prácticos de amplificadores de baja señal con JFET. Amplificadores multietapa. Análisis de un amplificador de dos etapas. Amplificadores de potencia con transistores. Características y especificaciones de los amplificadores de potencia. Operación de amplificadores de potencia en clase A. Operación de amplificadores de potencia en clase B. Circuitos en contrafase o pushpull. Amplificadores de simetría complementaria con polarización por diodos. Amplificadores de simetría complementaria con estabilización térmica. Amplificadores de simetría complementaria con transistores Darlington. Amplificadores de simetría complementaria con bootstrapping. Cálculo de disipadores de calor para amplificadores de potencia. Concepto de resistencia térmica. Circuitos prácticos con transistores (II). Amplificadores de potencia.

Lección 9. Amplificadores operacionales. ¿Qué es un amplificador operacional?. Estructura interna. Circuito equivalente. Características generales. Presentaciones usuales. Relaciones de fase en un amplificador operacional. Operación en lazo abierto. Comparadores. Operación en lazo cerrado. Concepto de realimentación. Amplificadores inversores. Concepto de tierra virtual. Amplificadores no inversores. Seguidores de voltaje. Técnicas de anulación de offset. Alimentación mediante fuente sencilla. Amplificadores sumadores o mezcladores. Amplificadores diferenciales o resudores. Integradores. Diferenciadores. Parámetros de los amplificadores operacionales reales.

Lección 10. Introducción a los circuitos digitales. ¿Qué son los circuitos digitales?. Conceptos básicos de lógica digital y álgebra Booleana. El transistor como interruptor. Operaciones lógicas con transistores y diodos. Familias lógicas de circuitos integrados digitales. Compuertas lógicas y flipflops. Circuitos de pulsos.

Indice Componentes.

Lección I. Los componentes electrónicos. Los sistemas electrónicos. Clasificación de los componentes electrónicos.

Lección 2. Símbolos y diagramas electrónicos.. ¿Qué símbolo le corresponde a cada componente?. Los diagramas pictóricos. Los diagramas esquemáticos. Los diagramas de bloques.

Lección 3. Los componentes electromecánicos. Los conductores eléctricos. Clasificación de los conductores eléctricos. Alambre. Cable. Cómo se identifican los conductores. Los interruptores. ¿Qué es un interruptor?. Simbología. Clasificación. ¿Cómo se prueban los interruptores?. ¿Qué debemos tener en cuenta cuando. seleccionamos y utilizamos un interruptor?. Los conectores. Estructura. Clasificación. ¿Qué debemos tener en cuenta al elegir un conector?. Los circuitos impresos. ¿Qué es un circuito impreso?. Tipos de circuitos impresos. Estructura básica de un circuito impreso. Fabricación de los circuitos impresos. Breve historia. Los fusibles. ¿Qué son los fusibles?. ¿Cómo elegir un fusible?. Tipos de fusibles. ¿Cuándo se queman los fusibles?. ¿Qué debo y qué no debo hacer cuando se quema un fusible?. ¿Cómo puedo saber si un fusible está bueno o malo?.

Lección 4. Las lámparas. Las lámparas incandescentes. Estructura. Tipos de lámparas incandescentes. Lámparas de descarga de gas. Lámparas fluorescentes. Lámparas de xenón (estroboscópicas).

Lección 5. Las pilas y las baterías. Pila o celda básica. Símbolos. Clasificación. Pilas y baterías primarias. Pilas y baterías secundarias o recargables.

Lección 6. Las resistencias. Las resitencias fijas. Clasificación. ¿Qué debemos tener en cuenta cuando seleccionamos una resistencia?. Valores normalizados. Resistencias variables. ¿Cómo se prueban?. Clasificación. ¿Qué debemos tener en cuenta cuando seleccionamos un potenciómetro?. Aplicaciones. Prueba de los potenciómetros.

Lección 7. Los condensadores. Clasificación. Los condensadores fijos. Condensadores cerámicos. Condensadores de película plástica. Condensadores de papel. Condensadores de micaLos condensadores variables. ¿Qué debemos tener en cuenta cuando seleccionamos un condensador?. Formas de identificación. ¿Qué significan las letras y números impresos sobre el condensador?. ¿Cómo saber si un condensador está en buen o mal estado?. Funcionamiento del condensador en corriente continua. Funcionamiento del condensador en corriente alterna.

Lección 8. Las bobinas. Teoría de funcionamiento (inductancia). Clasificación. Formas de identificación. Principales aplicaciones de las bobinas. Los transformadores. Funcionamiento básico de un transformador. Clasificación. Estructura básica de los transformadores. Relación de transformación. Relación de potencia. Leyes básicas de los transformadores. Pérdidas de los transformadores. Pruebas básicas de los transformadores.

Lección 9. Los semiconductores y el diodo. Los semiconductores intrínsecos y extrínsecos. El diodo (diode). Breve historia. Tipos de diodos. Funcionamiento básico de los diodos. La juntura PN. Polarización inversa. Polarización directaTipos de diodos. Identificación de los diodos. Diodos rectificadores (rectifier diodes). Diodos Zener (Zener diodes). Diodos LED o diodos emisores de luz. (light Emitting Diodes). Displays o indicadores con diodos LED. Otros tipos de diodos. Otras clasificaciones de los diodos. Prueba de los diodos. Circuitos con diodos.

Lección 10. El transistor (transistor). Breve historia. Tipos de transistores. Los transistores bipolares. Polarización y funcionamiento. Características eléctricas y físicas de los. transistores bipolares. Encapsulados. Identificación de los transitores. Prueba de los transistores bipolares con un multímetro análogo. Prueba de los transistores bipolares con un multímetro digital. Los transitores de efecto de campo o FET (Field Effect Transistors). Breve historia. Estructura básica. Transistores tipo JFET. Polarización y funcionamiento de los JFET. Transistores tipo MOSFET. Estructura básica y funcionamiento de los MOSFET. Identificación y especificaciones. Otros tipos de transistores. Transistores UJT (Unijunction Transistor). Los transitores IGBT (Isoiated Gate Bipolar Transistor).

Lección 11. Los tiristores. Breve historia. Tipos de tiristores. Los rectificadores controlados de silicio (SCR). Funcionamiento del SCR. Curvas características de un SCR. Identificación y especificaciones eléctricas. Los triac. Polarización y funcionamiento. Especificaciones eléctricas e identificación. Prueba de los triac. Otros tipos de tiristores. Aplicaciones de los tiristores.

Lección 12. Los disipadores o radiadores de calor. Métodos de transferencia de calor. Características generales de los disipadores.

Lección 13. Los circuitos integrados (Integrated circuits, IC). Introducción. Breve historia. Tipos de circuitos integrados (en general). Encapsulados, terminales e identificación. Los circuitos integrados lineales. Los circuitos integrados digitales (digital integrated circuit). Tipos de circuitos integrados digitales. Perspectivas de los circuitos integrados. Lección 14. Los componentes optoelectrónicos. Las pantallas de cristal líquido (Liquid cristal display o LCD). Los optoacopladores. Tipos de optoacopladores. Los transductores. Los micrófonos. Los parlantes.

Indice Electrónica práctica.  

Lección I.Las herramientas en electrónica. El destornillador. Cuidados con los destornilladores. Las pinzas. Cuidados con las pinzas. Las llaves. Cuidados con el uso de las llaves. Sierra de arco o segueta. Cuidados con la sierra de arco. Brocas o mechas. Cuidados con las brocas. El taladro manual. Cuidados con los taladros. Limas. Cuidados con las limas. Calibrador. El soldador eléctrico o cautín.

Lección 2. Los instrumentos básicos para mediciones eléctricas. Introducción. El instrumento básico para medir. Clasificación de los aparatos para medida. El amperímetro. Partes de un amperímetro con indicador de aguja. Medición de intensidad. ¿Qué significa conectar el amperímetro en serie?. Precauciones y medidas de seguridad con el amperímetro. Instrumentos para medir corriente alterna. El voltímetro. El voltímetro de corriente continuaEl voltímetro de escalas múltiples. Medida de un voltaje. El voltímetro de corriente alterna. El óhmetro. Midiendo resistencias. Midiendo continuidad. Midiendo fugas de aislamiento o contacto a tierra.

Lección 3. El multimetro. Introducción. El multimetro análogo. Cuidados con el multimetro. Funcionamiento del multimetro análogo. Funcionamiento como óhmetro. Medida de continuidad. Medida de resistencia. Funcionamiento como voltímetro para corriente continua (CC). Funcionamiento como voltímetro para corriente alterna (CA). Funcionamiento como amperímetro para medida de intensidad en CC. El multímetro digital. Precauciones con los multímetros digitales. Funcionamiento y operación del multímetro digital. Funcionamiento como óhmetro. Medida de continuidad. Funcionamiento como voltímetro para corriente continua (DCV). Funcionamiento como voltímetro para corriente alterna (ACV). Funcionamiento como amperímetro para corriente continua (DCA). Otras funciones.

Lección 4. El Tablero para prototipos. (protoboard). Estructura del protoboard. Recomendaciones para armar circuitos en un protoboard. Ensamblaje de circuitos en un protoboard.

Lección 5. Diseño y fabricación de circuitos impresos. ¿Qué es diseñar un circuito impreso?. Pasos para la elaboración de un circuito impreso. Técnicas para el diseño de circuitos impresos. Diseño manual. Diseño manual con dibujo por computadora. Diseño por computadora o CAD. Diseño manual de circuitos impresos. Diseño del circuito impreso. Los puntos de soldadura. Conocimiento de los componentes electrónicos. Medidas de los componentes. Trazado de las lineas. Primeros pasos para el diseño. Componentes externos. Cómo empezar. Ejemplo del diseño manual de un circuito impreso.  Fabricación de circuitos impresos. Método con un marcador de tinta especial.

Lección 6. Montaje y soldadura de los componentes electrónicos. La soldadura para componentes electrónicos. El cautín para soldar. Estañado del cautín. Montaje de los componentes. Orden en el montaje. Cómo hacer buenas soldaduras.

Lección 7. Los circuitos impresos universales. Montaje de componentes en el circuito. impreso universal. Ejemplo práctico.

Lección 8. El bastidor o chasis para aparatos electrónicos. ¿Qué es un chasis en electrónica?. Tipos de chasis. Formas básicas de los chasis. Fabricación del chasis. Pasos que se deben seguir para la fabricación. Consideraciones generales para el diseño de un chasis.

Lección 9. Ensamblaje de aparatos electrónicos. Pruebas de las tarjetas y del circuito en general. Otros componentes para el montaje final. Montaje de los elementos externos. Montaje de las tarjetas en el chasis. Cableado del aparato. Revisión final. Correcciones. Documentación. Cómo organizar el área de trabajo. Qué se requiere. El banco de trabajo. La instalación eléctrica. Las gavetas u organizadores para componentes.

Lección 10. Planeación y desarrollo de proyectos. Consideraciones iniciales. Elección del proyecto. Consecución de los componentes. Kits electrónicos.

Lección 11. Reemplazo de componentes electrónicos». Reemplazo de componentes pasivos. Reemplazo de resistencias. Reemplazo de condensadores. Reemplazo de bobinas. Reemplazo de componentes activos (semiconductores). Reemplazo de transistores. Semiconductores genéricos o de reemplazo.

Lección 12. Reparación de circuitos y aparatos electrónicos. ¿Qué es reparar?. ¿Qué es un aparato electrónico?. ¿Por qué fallan los aparatos?. Aspectos generales de la metodología para las reparaciones. Recomendaciones generales. Estructura de los aparatos electrónicos. Metodología para las reparaciones. Diagnóstico de fallas. Localización de la falla. Aislamiento del problema. Aspectos prácticos de las reparaciones en aparatos electrónicos. Herramientas para las reparaciones. La lámpara o tomacorriente en serie. Procedimientos básicos de prueba. Trabajo práctico de reparación. Cómo desoldar componentes electrónicos. Usando el desoldador mecánico. Cinta de cobre trenzada para desoldar (soWer wick). Desoldando circuitos integrados. Reparación de un amplificador de audio. Aplicación de señales de prueba.

Lección 13. Información sobre electrónica en la internet. Qué podemos encontrar en la internet. Búsqueda en la internet. Cómo guardar la información obtenida por la internet.

Indice Proyectos.

Introducción a los proyectos. Elección del proyectos. Los kits. Diseño de proyectos electrónicos.

Proyecto I. Interruptor crepuscular. Proyecto 2. Medidor de nivel de líquidos. Teoría de funcionamiento. Ensámblale Instalación del medidor de nivel de líquidos.

Proyecto 3. Luz de giro para bicicleta. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje.

Proyecto 4. Alarma con retardo de entrada y de salida. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje.

Proyecto 5. Temporlzador de tres rangos con relé. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje.

Proyecto 6. Trique (Tateti). Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Proyecto 7. Probador de diodos. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje.

Proyecto 8. Probador de continuidad. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Prueba final.

Proyecto 9. Interruptor activado por tacto. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Prueba final.

Proyecto 10. Fuente triple regulada. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Prueba final.

Proyecto 11. Probador de transistores. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje..

Proyecto 12. Intervalómetro. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensámblaje. Proyecto 13. Dado electrónico. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje.

Proyecto 14. Miniórgano electrónico. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje.

Proyecto 15. Bocina de potencia para bicicleta. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Proyecto 16. Secuenciador de luces. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje.

Proyecto 17. Amplificador de 2W con transistores. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Proyecto 18. Intercomunicador. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje.

Proyecto 19.Voltimetro luminoso. Teoría de funcionamiento. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje.

Proyecto 20. Mezclador para micrófonos. Ensambla|ePasos para el ensamblaje. Prueba del circuito.

Proyecto 21. Amplificador de 8W. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Instalación y prueba del circuito.

Proyecto 22. Amplificador estéreo de 20W con circuito integrado. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Prueba final del circuito.

Proyecto 23. Atenuador para CC. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje.

Proyecto 24. Transmisor de FM en miniatura. Construcción de la bobina. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Prueba y calibración del circuito.

Proyecto 25. Control de aparatos con la voz. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Prueba y calibración del circuito. Proyecto 26. Medidor de temperatura con indicador visual. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Prueba del circuito.

Proyecto 27. Probador de reacción. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Utilización y prueba del circuito.

Proyecto 28. Contador de eventos. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Utilización y prueba del circuito.

Proyecto 29. Entrenador para compuertas lógicas. Ensamblaje. Pasos para el ensamblaje. Prueba del circuito. Ejemplos de la utilización.