Apuntes TEC 1 examen 🎃

Tema 1. Magnitudes eléctricas

Potencia

Generada vs consumida

Magnitudes de interés

Ah y Wh

Vatio.hora → Julios Amperio.hora → Culombios

Formas de onda

• Se le llama a la dependencia funcional de las variables de un circuito con el tiempo
• Valor de cresta: máximo valor que adquiere la función periódica en un tiempo
• Valor de valle: mínimo valor que adquiere la función periódica en un tiempo
• Valor de cresta a valle: diferencia entre los valores de cresta y valle en un periodo

• Valor medio o componente de continua: es la media aritmética de los valores instantáneos de la función durante un periodo.
• Valor eficaz: es la raíz cuadrada de la media aritmética de los cuadrados de los valores instantáneos de la función durante un periodo. No puede ser nunca negativo y siempre es mayor o igual que el valor medio

Circuito eléctrico

Esquema eléctrico

Definiciones de un esquema eléctrico

• Nudo: punto de conexión de 3 o más elementos eléctricos
• Rama: tramo compartido entre dos nudos
• Lazo: cualquier camino cerrado en un circuito
• Malla: lazo que no contiene ningún nodo en su interior

Tipos de circuitos eléctricos

• De corriente continua: todas las fuentes tienen un valor constante
• De corriente alterna (senoidal): todas las fuentes son senoidales de la misma frecuencia
• Régimen permanente: las entradas de un circuito son periódicas o constantes, la salida acaba siendo periódica o constante al mismo tiempo
• Régimen transitorio: el periodo que transcurre desde que en un circuito se cambia alguna característica hasta que se alcanza el régimen permanente. Se produce por la presencia de elementos almacenadores de energía como bobinas y condensadores

Serie vs Paralelo

• Serie: tienen la misma corriente X elementos
• Paralelo: tienen el mismo voltage X elementos

Análisis de circuitos

LTK

• Ley de Tensiones de Kirchoff

LCK

• Ley de corrientes de Kirchoff

Ejercicios Tema 1

Ejercicio 1

Ejercicio 2

Ejercicio 3

Ejercicio 4

Ejercicio 5

Ejercicio 6

Ejercicio 7

Ejercicio 8

Tema 2. Componentes pasivos

Resistencia

Representación V-I

Cortocircuito

• Representa un cable
• No tiene voltage V = 0
• No tiene resistencia R = 0
• Pasa corriente

Representación V-I

Circuito abierto

• Tiene voltage (a determinar por el circuito)
• La corriente es nula I = 0
• La resistencia es infinita

Representación V-I

Tipos de resistencias

Condensador

Fases

Serie vs paralelo

• Impedancia: concepto relacionado con el comportamiento de un dispositivo en régimen permanente ante excitaciones de señales alternas senoidales. Expresa la oposición del elemento al paso de la corriente

Aplicaciones del condensador

• Acoplamiento: bloquea la continua y deja pasar la corriente de alterna
• Desacoplo: absorbe los cambios bruscos de energía manteniendo estable la tensión
• Filtrado: reducen componentes de alterna no deseados o el ruido provocado por la conmutación de circuitos

Bobina

• Dispositivo que implementa la inductancia eléctrica como elemento de un circuito
• Se opone a cambios bruscos de la corriente (la corriente no puede sufrir discontinuidades)
• En continua a frecuencia cero la impedancia es 0
• Su unidad es el Henrio H

Serie vs paralelo

Fuente de tensión ideal

• Tiene una corriente (que depende del circuito)
• Tiene una tensión fija

Característica V-I

Fuente de corriente ideal

• Tiene una tensión (que depende del circuito)
• Tiene una corriente fija

Característica V-I

Preguntas Repaso Tema 2

Tema 3. Diodos

Diodo

• Conduce en un solo sentido

Característica V-I

¿Cómo resolverlos?

• Proponer una hipótesis:
  • Funciona como circuito abierto (I = 0, V = ?)
    • Comprobar que V del diodo < 0
  • Funciona como cortocircuito (cable, I = ?, V = 0)
    • Comprovar que el I del diodo sea > 0

Diodo Zener

• Puede funcionar como una fuente de tensión

Característica V-I

¿Cómo los resolvemos?

• Proponer una hipótesis:
  • Funciona como circuito abierto (I = 0, V = ?)
    • Comprobar que -Vz < Vd < 0
  • Funciona como cortocircuito (cable, I = ?, V = 0)
    • Comprovar que el I del diodo sea > 0
  • Funciona como fuente de tensión (I = ?, V = Vz)
    • Comprobar que Iz sea > 0

Ejercicios Tema 3

Ejercicio 1

Ejercicio 2

Preguntas de repaso

Tema 4. Materiales semiconductores

Clasificación

• Conductores: grafeno, plata cobre
• Semiconductores: silicio, germanio
• Aislantes: vidrio, mica

Semiconductores

Tipo N

• Los electrones se denominan portadores mayoritarios
• Los huecos se denominan portadores minoritarios
• Las impurezas introducidas se denominan impurezas donadoras o pentavalentes
• A temperatura ambiente todas las impurezas se ionizan
• El material es eléctricamente neutro
• La corriente eléctrica se realiza básicamente por electrones, aunque también hay huecos generados térmicamente como parejas e-h

Tipo P

• Los huecos se denominan portadores mayoritarios
• Los electrones se denominan portadores minoritarios
• Las impurezas introducidas se denominan impurezas aceptoras
• A temperatura ambiente todas las impurezas se consideran ionizadas
• El material es eléctricamente neutro
• La corriente eléctrica se realiza básicamente por huecos, aunque también hay electrones libres generados térmicamente como parejas e-h

Diodo de unión PN

Directa

Inversa

Fotodiodos

• Se polarizan en inversa

Diodos LED

• Se polarizan en directa

Aplicaciones de Diodos LED y Fotodiodos

Fototransistor

• Transistor sensible a la luz
• La luz incide sobre la región base y genera portadores en ella
• Se comporta como un interruptor entre los terminales C y E

Optoacoplador

• Combina un diodo led y un fototransistor
• Funciona como un interruptor activado mediante la luz emitida por el diodo led
• Si el led emite lud (satura) cortocircuita el fototransistor
• Se usa para aislar eléctricamente dos circuitos
• Se encapsula como un circuito DIP (Dual Inline Package)

Preguntas de repaso

Tema 5. Transistor MOSFET

• MOSFET: Metal Oxid Semiconductor Field Effect Transistor

Estructura del MOSFET

Canal N

Canal P

Física del MOSFET

• No existe corriente de puerta al estar aislada del canal: Ig = 0
• Sólo existe una corriente: Id = Is
• La mínima tensión Vgs para que exista el canal es Vt
• Es necesario aplicar una tensión Vds positiva (canal N) para que se produzca la corriente Id
• En los transistores de canal P todas las corrientes y tensiones son de signo contrario

Característica V-I

Canal N Condiciones

Ejemplo 1

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