Make: Electrónica

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Aprenda electrónica de forma práctica y divertida. Explore los componentes y los principios esenciales a través de fantásticos experimentos.


Publicado el : viernes, 02 de enero de 2015
Lectura(s) : 138
EAN13 : 9788494426704
Número de páginas: 352
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¡Queme componentes, desmonte aparatos... —así es como se aprende!
Make: Aprender
experimentando
Electrónica
UN MANUAL
Charles Platt PRÁCTICO PARA
LOS NUEVOS
ENTUSIASTAS DE
LA ELECTRÓNICAMake: Electrónica
.Make: Electrónica
Aprender experimentando
Charles Platt
con fotografías e ilustraciones realizadas por el autor
Editorial EstriborMake: Electrónica
Charles Platt
Authorized Spanish translation of the English edition of Make: Electronics, First Edition (ISBN:
978-0-59615374-8) © 2009 Copyright Holder published by Maker Media Inc. Tis translation is published and sold by
permission of O’Reilly Media, Inc., which owns and controls all rights to sell the same.
DERECHOS RESERVADOS © 2015, respecto a la edición en español por:
EDITORIAL ESTRIBOR, S.L.
C/ Alba, 6B - 28043 Madrid - ESPAÑA
ISBN: 978-84-940030-7-3
Depósito legal: M-446-2015
Printed in Spain
Imprenta y encuadernación
Ulzama Digital
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La información ha sido obtenida por la Editorial de fuentes que se creen que son fables. No obstante, debido a la posibilidad de error humano o mecánico por parte de las fuentes
de información utilizadas en la elaboración del libro, Editorial Estribor no garantiza la exactitud, adecuación o integridad de la información y no se hace responsable de los errores u
omisiones o los resultados obtenidos con el uso de dicha información. El libro se proporciona “tal cual”. A mi querido EricoTabla de contenido
Prefacio xiii
1. Experimentar la electricidad 1
Lista de la compra: Experimentos 1 a 5 1
Experimento 1: ¡Pruebe la electricidad! 5
Experimento 2: ¡Maltratemos una pila! 9
Experimento 3: Su primer circuito 13
Experimento 4: Variación de la tensión 18
Experimento 5: Construyamos una pila 32
2. Conceptos de conmutación y más 39
Lista de la compra: Experimentos 6 a 11 39
Experimento 6: Conmutación muy sencilla 43
Experimento 7: LEDs controlados mediante relés 55
Experimento 8: Un relé oscilador 60
Experimento 9: Tiempo y condensadores 68
Experimento 10: Conmutación del transistor 73
Experimento 11: Un proyecto modular 82
3. Entrando en más materia 95
Lista de la compra: Experimentos 12 a 15 95
Experimento 12: Soldar dos cables 104
Experimento 13: Asar un LED 114
Experimento 14: Un resplandor a impulsos 117
Experimento 15: Revisión de la Alarma de intrusión 127
ix4. ¡Chips a la vista! 147
Lista de la compra: Experimentos 16 a 24 147
Experimento 16: Emisión de un pulso 153
Experimento 17: Afine el tono 162
Experimento 18: Temporizador de reacción 170
Experimento 19: Aprender Lógica 181
Experimento 20: Una potente combinación 197
Experimento 21: Carrera para marcar 204
Experimento 22: Saltos y rebotes 211
Experimento 23: Unos buenos dados 214
Experimento 24: Finalización de la alarma de intrusión 223
5. ¿Y ahora qué? 227
Lista de la compra: Experimentos 16 a 36 228
Personalización del área de trabajo 228
Referencias bibliográficas 233
Experimento 25: Magnetismo 236
Experimento 26: Generación de energía de sobremesa 239
Experimento 27: Destrucción de un altavoz 242
Experimento 28: Hacer reaccionar a una bobina 246
Experimento 29: Filtrar frecuencias 249
Experimento 30: Fuzz 257
Experimento 31: Una Radio, sin soldadura, sin electricidad 262
Experimento 32: Un pequeño coche robot 268
Experimento 33: Avanzar paso a paso 284
Experimento 34: Hardware conoce a software 293
Experimento 35: Un vistazo al mundo real 306
Experimento 36: La cerradura, revisada 311
Para cerrar 317
6. Apéndice. Proveedores y fabricantes online 319
7. Índice 325
x Tabla de contenidoPrefacio
Cómo pasarlo bien con este libro
Todo el mundo utiliza dispositivos electrónicos, pero la mayoría de nosotros
no sabemos realmente qué pasa dentro de ellos.
Por supuesto, puede que piense que tampoco tiene por qué saberlo. Si puede
conducir un coche sin entender el funcionamiento de los motores de
combustión interna, es de suponer que se puede utilizar un iPod sin saber nada
de circuitos integrados. Sin embargo, comprender algunos conceptos básicos
sobre electricidad y sobre electrónica puede resultarle útil por tres razones:
• Al aprender cómo funciona la tecnología, estará mejor preparado para
controlar su propio mundo, en lugar de ser éste quién le controle. Cuando
se encuentra en problemas, podrá resolverlos en lugar de sentirse
frustrado por ellos.
• Aprender electrónica puede ser divertido —siempre que el proceso se
enfoque de la forma correcta. Las herramientas son relativamente baratas,
casi todo el trabajo se puede hacer sobre una mesa, y no consume
demasiado tiempo (a menos que así lo desee).
• Sus conocimientos de electrónica podrían mejorar su valor como
empleado e, incluso, abrirle las puertas a toda una nueva carrera.
Aprender experimentando
La mayoría de las guías introductorias comienzan con definiciones y datos, y
gradualmente se llega al punto en el que uno puede seguir las instrucciones
por sí mismo para construir un circuito simple.
Este libro funciona al revés. Me gustaría que empecemos a unir componentes
de inmediato. Después de ver lo que sucede, puede averiguar qué es lo
que está pasando. Creo que este proceso de aprender experimentando crea
una experiencia más potente y duradera.
xi¿Qué dificultad tiene?
Aprender experimentando es lo que se produce en investigaciones serias,
cuando los científicos observan algún fenómeno inusual que no puede ser
explicado por la teoría, y comienzan a investigarlo para intentar explicarlo.
¡No se salga de los Esto puede conducir a un mejor entendimiento del mundo.
límites! Nosotros vamos a intentar algo parecido, aunque, obviamente, de un nivel
Aunque creo que todo lo que he su- mucho menos ambicioso.
gerido en este libro es seguro,
quereEn el camino, cometerá algunos errores. Eso está bien. Los errores son el mejor mos enfatizar que es importante que
de todos los procesos de aprendizaje. Le propongo que queme componentes se mantenga dentro de los límites
sugeridos. Por favor, siga siempre las y que destripe aparatos y dispositivos, porque esa es la forma de aprender a
instrucciones y preste atención a las conocer los límites de los componentes y de los materiales. Dado que vamos a
advertencias, que se indican con el utilizar voltajes bajos, no habrá posibilidad de electrocución, y siempre y
cuanicono que puede ver aquí. Ir más allá do limite el flujo de corriente de la forma que yo le indique, no habrá riesgo de
de los límites es exponerse a riesgos
quemarse los dedos o de que se produzca un incendio. innecesarios.
Figura P-1. Aprender experimentando permite comenzar a construir circuitos simples, con
unos cuantos componentes baratos, unas cuantas pilas y algunas pinzas de cocodrilo.
¿Qué dificultad tiene?
He partido del supuesto de que está empezando y de que no tiene ningún
conocimiento previo de electrónica. Por lo tanto, los primeros experimentos
serán ultra-simples, e incluso no tendrá que utilizar ni soldaduras ni placas
prototipos para construir los circuitos. Los cables los uniremos mediante
pinzas de cocodrilo.
No obstante, en muy poco tiempo, estará experimentando con transistores y,
al final del Capítulo 2, ya habrá construido un circuito que funciona y que tiene
aplicaciones útiles.
Mi percepción es que la electrónica de aficionados no tiene que ser difícil de
entender. Por supuesto, si desea estudiar electrónica más formalmente y
realizar sus propios diseños de circuitos, entonces estaríamos hablando de otra
cosa. Pero en este libro, las herramientas y los componentes no son caros, los
objetivos están claramente definidos, y las únicas matemáticas que va a
necesitar son sumar, restar, multiplicar y dividir, y la capacidad de mover puntos
decimales de una posición a otra.
PrefacioxiiConceptos básicos
Un vistazo al contenido del libro
Básicamente, existen dos formas de presentar la información en un libro de
este tipo: en forma de tutorial o como documentos de referencia. Voy a utilizar
ambos métodos. Encontrará los tutoriales en las secciones con los siguientes
encabezados :
• Lista de la compra
• Utilización de herramientas
• Experimentos
Encontrará secciones de referencia en los siguientes apartados:
• Conceptos básicos
• Teoría
• Antecedentes
La forma de utilizar las secciones lo dejamos a su elección. Puede omitir
muchas de las secciones de referencia y volver a ellas más tarde. Pero si decide
saltarse muchos de los tutoriales, este libro tampoco le resultará de mucha
uti-lidad. Aprender experimentando significa que no tendrá más remedio
que hacer cosas prácticas y ello, a su vez, significa que que comprar
al-gunos componentes básicos y practicar con ellos. Sinceramente, se gana
muy poco simplemente imaginando que uno está haciendo algo.
Los componentes necesarios no son caros y son sencillos de comprar. Hoy en
día, en casi cualquier zona urbana o suburbana donde pueda vivir, lo más
probable es que tenga cerca alguna tienda que venda componentes electrónicos
y algunas herramientas básicas para trabajar con ellos. En el caso de EE.UU.,
por ejemplo, hay franquicias de RadioShack por todas partes. Algunas de estas
tiendas puede que tengan más componentes que otras, pero probablemente
todas tengan los componentes básicos que va a necesitar para empezar.
Si dispone de ellas, también puede visitar tiendas de repuestos de vehículos
(AutoZone, Pep Boys, etc.) para comprar cosas como cable de conexión,
fusibles e interruptores, mientras que en cualquier ferretería podrá comprar las
herramientas.
Si prefiere comprar por correo, en la red podrá encontrar sin duda cualquier
cosa que necesite. En cada sección del libro incluiré las direcciones URL de los
proveedores más conocidos, y en el Apéndice encontrará una lista completa
de las URL.
Conceptos básicos
Pedidos de componentes y herramientas por correo
Estos son los principales proveedores de correo que yo uso online:
Prefacio xiiiConceptos básicos
http://www.radioshack.com
RadioShack, alias el Shack. Para herramientas y componentes. No siempre
el más barato, pero la página web es sencilla y cómoda, y algunas de las
herramientas son exactamente lo que necesita.
http://www.mouser.com
Mouser Electronics.
http://www.digikey.com
Digi-Key Corporation.
http://www.newark.com
Newark.
Si prefiere comprar en EE.UU., Mouser, Digi-Key , Newark y son buenas fuentes
de componentes, y generalmente no requieren cantidades mínimas.
http://www.allelectronics.com
All Electronics Corporation. Con menor número de componentes, pero
destinadas específicamente a los aficionados, y con posibilidad de
adquirir kits de piezas.
http://www.ebay.com
Aquí puede encontrar piezas sobrantes y gangas, pero es posible que
tenga que probar varios almacenes eBay hasta obtener lo que busca. Los
basados en Hong Kong suelen ser muy baratos, y en general son de fiar.
http://www.mcmaster.com
McMaster-Carr. Especialmente útil para las herramientas de alta calidad.
Lowe's y Home Depot también permiten realizar compras online.
Figura P-2. Sin duda, online no hay escasez de piezas, herramientas, kits o dispositivos.
PrefacioxivSafari® Books Online
Kits de acompañamiento
Maker Shed ofrece una serie de kits de
acompañamiento de los libros Make: Electrónica,
tanto de herramientas como en forma de
paquetes con los diferentes componentes que
se utilizan en los experimentos del libro. Esta es una forma rápida, sencilla y
rentable de obtener todas las herramientas y materiales necesarios para
completar los proyectos del libro.
Comentarios y preguntas
Por favor, envíe a la editorial sus comentarios y preguntas sobre este libro:
O'Reilly Media, Inc.
1005 Gravenstein Highway North
Sebastopol, CA 95472
800-998-9938 (en Estados Unidos o Canadá)
707-829-0515 (local o internacional)
707-829-0104 (fax)
Tenemos una página web para este libro, en el que se indican las erratas,
ejemplos, versiones de mayor tamaño de las figuras del libro, y cualquier
información adicional. Puede acceder a esta página en:
http://shop.oreilly.com/product/9780596153755.do
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de Recursos, y la O'Reilly Network, consulte nuestro sitio web en:
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Prefacio xvExperimentar la electricidad 1
En nuestro primer experimento, me gustaría que probara a qué sabe la electrici- EN ESTE CAPÍTULO
dad, ¡literalmente!. Este primer capítulo del libro le mostrará:
Lista de la compra: Experimentos 1 a 5
• Cómo comprender y medir la electricidad y la resistencia
Experimento 1: ¡Pruebe la electricidad!!
• Cómo manejar y conectar los componentes sin que se sobrecarguen, se da-o 2: ¡Maltratemos una pila!!
ñen o se destruyan
Experimento 3: Su primer circuito
Incluso si tiene algunos conocimientos previos de electrónica, le invitamos a que o 4: Variar la tensión
lleve a cabo estos experimentos antes de aventurarse en el resto del libro.
Experimento 5: Construyamos una batería
Lista de la compra: Experimentos 1 a 5
Maker Shed (www.makershed.Si desea limitar el número de veces que sale a comprar o el de las compras
onlicom) ha reunido una serie de kits ne a realizar, eche un vistazo en el resto del libro y busque las listas de la compra
de componentes para los libros de los proyectos; luego puede combinarlas y realizar una compra al por mayor.
Make: Electrónica para realizar los
proyectos del libro. Estos incluyen En este primer capítulo le proporcionamos el número de referencia y los
proveetodas las herramientas y componen-dores de cada herramienta y componente que vamos a utilizar. Posteriormente
tes utilizados en los experimentos no será necesario que le proporcionemos este tipo de información tan detallada,
del libro. Esta es una forma rápida, puesto que ya dispondrá de la experiencia para realizar sus propias búsquedas.
sencilla y rentable de obtener todo
lo que necesita para completar los
proyectos en este libro.Herramientas
Alicates pequeños
Mini alicates de punta fina de 4,5 pulgadas de RadioShack, ref. 64-2953, o
mini alicates de punta fina, modelo L4G, de 4 pulgadas de Xcelite.
O similar. Vea las Figuras 1-1 a 1-3. Estas herramientas se pueden encontrar
en cualquier ferretería y en los proveedores enumerados en el prefacio. La
marca no es importante. Tras utilizarlos durante un tiempo, desarrollará sus
propias preferencias. En particular, tendrá que decidir si prefiere o no los
que tienen muelle en el asa. Si decide que no, necesitará un segundo par de
alicates para quitarle el muelle a los primeros.
1Lista de la compra: Experimentos 1 a 5
Cortacables
Mini alicates de punta fina de 4,5 pulgadas de RadioShack, ref. 64-2951, o
mini alicates de punta fina, modelo L4G, de 7 pulgadas de Xcelite.
O similar. Utilícelos para cortar los cables de cobre, no para metales más
duros (Figura 1-4).
Figura 1-1. Los alicates genéri- Figura 1-2. Alicates de puntas más Figura 1-3. Los alicates de punta Figura 1-4. Los cortables,
llamacos de punta fina son su mejor largas: estos son útiles para traba- más fina están diseñados para la dos también alicates de corte
lateherramienta para sujetar, doblar jar en espacios muy pequeños. fabricación de joyas, pero también ral o pelacables, son esenciales.
y recoger cosas que se le hayan son útiles para sujetar pequeños
caído. componentes.
Multímetro
Extech, modelo EX410, ó BK Precision, modelo 2704-B, ó Amprobe, modelo
5XP-A.
O similar. Dado que la electricidad es invisible, necesitamos una herramienta
para visualizar la presión y el flujo, y lo único que nos lo puede indicar es un
medidor. Para sus experimentos iniciales un medidor barato será suficiente.
Si decide comprar en línea, intente revisar los comentarios de los clientes,
ya que la fiabilidad puede ser un problema en el caso de los multímetros o
polímetros baratos. Eche un vistazo alrededor y busque los proveedores que
ofrecen el mejor precio. No se olvide de buscar en eBay.
El medidor debe ser digital —no adquiera uno de los analógicos antiguos
con una aguja que se mueve a lo largo de un conjunto de escalas. Este libro
asume que estará mirando una pantalla digital.
Mi sugerencia es que no compre un medidor de escala automática. Lo de
"automático" parece útil —por ejemplo, cuando desea comprobar una batería
de 9 voltios, el medidor decide por sí mismo que no está intentando medir
cientos de voltios, ni fracciones de voltio. El problema es que esto puede
llevar a cometer errores. ¿Qué ocurre si la batería está casi vacía? Entonces
podría estar midiendo una fracción de voltio sin ser consciente de ello. La
única indicación será una (fácil de pasar por alto) "m" —de "mv"— al lado de
los grandes números de la pantalla del medidor.
2 Capítulo 1Lista de la compra: Experimentos 1 a 5
En un medidor manual, uno selecciona el rango, y si la fuente que está
midiendo queda fuera de ese rango, el medidor le indicará que hay un error. Yo
prefiero estos. En mi caso también me desespero con el tiempo que requiere
la función automática para decidir el rango adecuado cada vez que hago
una medición. Pero es una cuestión de preferencia personal. Consulte las
Figuras 1-5 a 1-7, en las que se muestran algunos ejemplos de multímetros.
Figura 1-5. Se puede ver por el desgaste que Figura 1-6. Polímetro de precio medio de Figura 1-7. Este medidor de autorrango de
este es mi multímetro favorito. Dispone de RadioShack, con las características básicas; Extech ofrece funciones básicas, además de
todas las características básicas y también sin embargo, el doble objetivo de cada posi- una sonda de temperatura, lo cual puede ser
puede medir la capacitancia (sección F, de ción del dial, que se selecciona con el botón útil para comprobar si algún componente,
Faradios). También puede comprobar los SELECT, puede crear confusión. Esto es un como el suministro de energía eléctrica, está
transistores. Los rangos se eligen manual- medidor de escala automática. funcionando demasiado caliente.
mente.
Suministros
Pilas o baterías
Pila de 9 voltios. Cantidad: 1.
Pilas AA, de 1,5 V cada una. Cantidad: 6.
Las pilas deben ser alcalinas desechables, las más baratas que encuentre,
Figura 1-8. Conector para una batería de 9 ya que algunas de ellas podrían llegar a destruirse. En los Experimentos 1 y
voltios.2 no utilice de ninguna manera baterías recargables.
Portapilas y conectores
El conector de batería de 9 voltios, con los cables conectados (Figura 1-8).
Cantidad: 1. RadioShack, ref. 270-325 o similar. Cualquier conector que
tenga los cables conectados servirá.
Portapila para una sola pila AA, con los cables conectados (Figura 1-9).
Cantidad: 1. RadioShack, ref. 270-401, o Mouser.com, número de catálogo
12BH311A-GR, o similar; cualquier soporte de pila que disponga de los
cables conectados servirá. Figura 1-9. Soporte de pila de una sola pila
de tamaño AA con cables.
Experimentar la electricidad 3Lista de la compra: Experimentos 1 a 5
Portapilas para cuatro pilas AA, con los cables conectados (Figura 1-10).
Cantidad: 1. All Electronics, número de catálogo BH-342 ó RadioShack, ref.
270-391 o similar. También, un soporte de la batería para mantener dos
pilas AA, de las mismas fuentes.
Pinzas de cocodrilo
Aislamiento de vinilo. Cantidad: al menos 6. All Electronics, número de
catálogo ALG-28 ó RadioShack, ref. 270-1545 o similar (Figura 1-11).
Componentes
Puede que no sepa qué son o para qué sirven algunos de estos elementos. Basta Figura 1-10. Portapilas de cuatro pilas AA,
con mirar los números de referencia y las descripciones, y asociarlos con las para ser instaladas en serie, de 6 voltios.
fotografías que se muestran aquí. Ya verá cómo muy rápidamente, en el
proceso de aprender experimentando, todo será revelado.
Fusibles
De tipo automoción, tipo mini-hoja, 3 amperios. Cantidad: 3. RadioShack,
ref. 270-1089, o Bussmann, ref. ATM-3, disponible en proveedores de piezas
de automóviles, como AutoZone (Figura 1-12).
O similar. Los fusibles de tipo hoja son más fáciles de sujetar con pinzas de
cocodrilo que los fusibles de cartucho redondo.
Figura 1-11. Pinzas de cocodrilo en el interior
Potenciómetrosde fundas de vinilo, que reducen las
posibiliMontaje en panel, de un giro, 2 K lineal, 0,1 vatios como mínimo. Cantidad: dades de cortocircuitos accidentales.
2. Alpha, ref. RV170F-10-15R1-B23 o BI Technologies, ref
P160KNPD-2QC25B2K, de Mouser.com u otros proveedores de componentes (Figura 1-13).
O similar. El valor "w" indica la potencia que este componente puede
manejar. No necesitamos más de 0,5 vatios.
Resistencias
Surtido 1/4 de watt mínimo, con diferentes valores, aunque no deben faltar
las de 470 ohmios, 1 K y 2 K o 2.2 K. Cantidad: al menos 100. RadioShack,
ref. 271-312.
O busque en eBay "resistencias variadas".
Figura 1-12. Un fusible de 3 amperios
destinado principalmente para ser utilizado en los Diodos emisores de luz (LED)
automóviles, que aquí se muestra de mayor Cualquier tamaño o color (Figuras 1-14 y 1-15). Cantidad: 10. RadioShack,
tamaño que el real.
ref. 276-1622 o All Spectrum Electronics, ref. K/LED1 de Mouser.com.
O similar. Para estos primeros experimentos, cualquier LED servirá.
Figura 1-13. Los potenciómetros los hay de
Figura 1-15. Los LED de tamaño gigante Figura 1-14. Diodo emisor de luz (LED) muchas formas y tamaños, con diferentes
(1 cm de diámetro) no son necesaria-longitudes de ejes destinados para distintos típico de 5 mm de diámetro.
mente más brillantes o más caros. Para tipos de mandos giratorios. En nuestro caso,
la mayoría de los experimentos de este cualquier estilo sirve, aunque son más
fácilibro, puede comprar los LEDs que más le les de manejar los de tamaño mayor.
gusten.
4 Capítulo 1Experimento 1: ¡Pruebe la electricidad!
Experimento 1: ¡Pruebe la electricidad!
No más de 9 voltios ¿Se puede probar la electricidad? Quizá no, aunque la sensación es como si se
hiciera. Una pila o batería de 9 voltios no le
hará daño. Pero no realice este expe-Necesitará:
rimento con ninguna pila o batería
de mayor tensión o con ninguna ba-• Una pila de 9 voltios.
tería de mayor capacidad que pueda
• Conector para los bornes de la pila proporcionar más corriente. Además,
si lleva aparato metálico (brackets)
• Multímetro
en los dientes, tenga mucho cuidado
de que no se toque con la pila.
Procedimiento
Humedézcase la lengua y toque con la punta de la misma en los terminales
metálicos de una batería de 9 voltios. El repentino y brusco hormigueo que se siente es
causado por la electricidad al fluir desde un terminal de la batería (Figura 1-16),
a través de la humedad de la lengua, hasta el otro terminal. Dado que la piel de
la lengua es muy delgada (en realidad, se trata de una membrana mucosa) y los
nervios están cerca de la superficie, puede sentir la electricidad muy fácilmente.
Ahora, saque la lengua, seque la punta de la misma a fondo con el pañuelo, y
repita el experimento sin permitir que la lengua se humedezca de nuevo. Debería
sentir únicamente un ligero escalofrío.
¿Qué es lo que pasa aquí? Para averiguarlo, vamos a necesitar un multímetro.
Herramientas
Configuración del multímetro
Verifique las instrucciones que vienen con el medidor para saber si tiene que
instalar una batería en el mismo, o si la batería ya viene preinstalada.
La mayoría de los multímetros traen cables desmontables, conocidos como
bornes (o bornas). La mayoría también tienen tres clavijas en la parte frontal, de las Figura 1-16. Paso 1 en el proceso de
aprender experimentando: prueba de 9 V en la que la izquierda se suele reservar para medir corrientes eléctricas altas (flujos de
lengua.
electricidad). Podemos olvidarnos de ella por ahora.
Las bornas serán probablemente negra y roja. El cable negro se conecta a un
conector denominado "COM" o "común". Conecte el rojo en la clavija con la etiqueta
"V" o "voltios". Vea las Figuras 1-17 a 1-20.
El otro extremo de los cables termina en puntas metálicas conocidas como
sondas, que serán las que entren en contacto con los componentes cuando se
quieran realizar mediciones eléctricas. Las sondas detectan electricidad; no emiten
en cantidades importantes. Por lo tanto, no pueden hacerle daño a menos que
se pinche con sus extremos afilados.
Si su multímetro o polímetro no es de los de autorrango, cada posición en el dial
tendrá un número al lado. Este número significa "no superior a". Por ejemplo, si
desea comprobar una batería de 6V, y una posición en la sección de tensión
marFigura 1-17. El cable negro se conecta a ca 2 y la siguiente posición marca 20, la posición 2 indica "no superior a 2
volla clavija Común (COM), y el cable rojo se tios". Tendrá que ir a la siguiente posición, que indica "no superior a 20 voltios".
conecta en la clavija roja, que casi
siempre está ubicada en la parte derecha del
multímetro.
Experimentar la electricidad 5Experimento 1: ¡Pruebe la electricidad!
Si se comete un error y trata de medir algo inapropiado, el medidor mostrará un
mensaje de error como "E" o "L". Gire el dial y vuelva a intentarlo.
Figura 1-18 Figura 1-19 Figura 1-20. Para medir la resistencia y la
tensión, conecte el cable negro en la clavija
Común y el cable rojo en la clavija Voltios.
Casi todos los multímetros traen una clavija
aparte en la que conectar el cable rojo para
medir grandes corrientes en amperios,
aunque nos ocuparemos de este tema más
adelante.
CONCEPTOS BÁSICOS
Ohmios
Las distancias se suelen medir en kilómetros o millas, la masa Un material que tenga una resistencia muy alta a la
electricien kilogramos o en libras, las temperaturas en grados centí- dad se conoce como un aislante. La mayoría de los plásticos,
grados o Fahrenheit —y la resistencia eléctrica en ohmios. El incluyendo las fundas de colores alrededor de los cables, son
ohmio es una unidad internacional. aislantes.
Para indicar los ohmios se utiliza la letra griega omega (Ω), Un material con una resistencia muy baja es un conductor.
como se muestra en las Figuras 1-21 y 1-22. La letra K (o, Algunos metales como el cobre, aluminio, oro y plata son
exalternativamente, K Ω) significa un kilohmio, que son 1.000 celentes conductores.
ohmios. La letra M (o MΩ) indica un megaohmio, que son
1.000.000 ohmios.
Número de Generalmente Abreviado como
ohmios expresado como
1.000 Ohmios 1 Kilohmio 1 KΩ o 1 K
10.000 Ohmios 10 Kilohmios 10 KΩ o 10 K
100.000 Ohmios 100 Kilohmios 100 KΩ o 100 K
Figura 1-21. Para indicar 1.000.000 Ohmios 1 Megohmio 1 MΩ o 1 M
resistencia en ohmios, se Figura 1-22. Se lo encontrará
10.000.000 Ohmios 10 Megohmios 10 MΩ o 10 M utiliza internacionalmen- impreso o escrito en una gran
te el símbolo omega. variedad de estilos.
6 Capítulo 1Experimento 1: ¡Pruebe la electricidad!
Procedimiento
Vamos a utilizar el multímetro o polímetro para descubrir la resistencia eléctrica
de la lengua. En primer lugar, ajuste el medidor para medir la resistencia. Si es de
escala automática, mire si indica una K, lo que significa kilohmios o M, indicando
megaohmios. Si tiene que configurar la escala manualmente, comience con no
menos de 100.000 ohmios (100 K). Vea las Figuras 1-23 a 1-25.
Toque su lengua con las sondas, separadas unos 2-3 cm. Observe la lectura,
que debe ser de unos 50 K. Ahora deje a un lado las sondas, saque la lengua, y
utilice un pañuelo o klinex para secarse la lengua a fondo. Sin dejar que la lengua
se vuelva a humedecer, repita la prueba, y la lectura debe ser mayor. Por último,
presione las sondas contra la piel de la mano o del brazo: puede que no haya
Figura 1-23ninguna lectura, hasta que se humedezca la piel.
Cuando la piel está húmeda (por ejemplo, si suda), su resistencia eléctrica disminuye.
Este principio se utiliza en los detectores de mentiras, porque una persona que, en
condiciones de estrés, dice una mentira a sabiendas, puede tender a transpirar.
Una batería de 9 voltios contiene sustancias químicas que liberan electrones
(partículas de electricidad), que quieren fluir de un terminal al otro como
resultado de una reacción química que se produce en su interior. Piense en las células
de la batería como dos tanques de agua —uno de ellos lleno, el otro vacío. Si se
conectan con un tubo, el agua fluye entre ellos hasta que sus niveles son iguales.
La Figura 1-26 puede ayudar a visualizar esto. De igual forma, cuando se abre un
trayecto eléctrico entre las dos partes de una batería, los electrones fluyen entre
Figura 1-24ellos, incluso si el trayecto se limita únicamente a la humedad de su lengua.
Los electrones fluyen más fácilmente a través de algunas sustancias (como la
lengua húmeda) que de otras (como la lengua seca).
Figura 1-25. Para medir los ohmios, gire el
dial al símbolo de los ohmios (omega). En
un medidor de escala automática, puede
presionar el botón Rango varias veces para
ver las distintas gamas de resistencia, o
simplemente tocar con las sondas una
resistencia y esperar a que el multímetro elija un
rango automáticamente. Un medidor manual
requiere que se seleccione el rango con el Figura 1-26. Piense en las células de la batería como si fueran dos cilindros —uno lleno de
dial (para medir resistencia de la piel debe agua, el otro vacío. Abra una conexión entre los cilindros y el agua fluirá hasta que el nivel sea
establecerlo a 100 K o superior). Si la lectura el mismo en ambos lados. Cuanta menor sea la resistencia de la unión, más rápido será el
que obtiene no tiene mucho sentido, pruebe flujo.
con un rango diferente.
Experimentar la electricidad 7Experimento 1: ¡Pruebe la electricidad!
ANTECEDENTES
El hombre que descubrió la resistencia
Georg Simon Ohm, mostrado en la
Figura 1-27, nació en Baviera en 1787 y
trabajó en la oscuridad la mayor parte
de su vida, estudiando las
características de la electricidad mediante cables
de metal que construía él mismo (a
comienzos de los 1800s no se podía
coger el coche e ir a Leroy Merlin y
adquirir una bobina de cable de conexión).
A pesar de sus limitados recursos y
de su insuficiente capacidad
matemática, Ohm fue capaz de demostrar en
1827 que la resistencia eléctrica de
un conductor como el cobre varía en
proporción inversa al área de su
sección transversal, y que la corriente que
fluye a través de ella es proporcional
a la tensión aplicada, siempre que la
temperatura se mantenga constante. Figura 1-27. Georg Simon Ohm, después
Catorce años más tarde, la Royal So- de ser honrado por su labor de
investigaFigura 1-28. Modifique la prueba de la lengua ción, la mayoría de la cual realizó en la ciety de Londres, reconoció finalmente
para demostrar que una distancia menor, sombra.la importancia de su contribución y le
con menos resistencia, permite un mayor
fluotorgó la Medalla Copley. En la
actuajo de electricidad, y una mayor conducción.
lidad, su descubrimiento se conoce
como la Ley de Ohm.
Investigación adicional
Coloque el clip de terminal (mostrado anteriormente en la Figura 1-8) en la pila
de 9 voltios. Tome los dos cables que salen del clip y sostenga los extremos de
forma que queden separados sólo unos cuantos milímetros. Toque su lengua con
ellos. Ahora separe los extremos de los cables unos 4-5 cm y vuelva a tocarse con
ellos la lengua. (Consulte la Figura 1-28.) ¿Nota alguna diferencia?
Utilice el polímetro para medir la resistencia eléctrica de la lengua, esta vez
variando la distancia entre las dos sondas. Cuando la electricidad viaja a través de
una distancia más corta, encuentra menos resistencia total. Como resultado, la
corriente (el flujo de electricidad por segundo) aumenta. Puede probar a realizar
un experimento similar en el brazo, como se muestra en la Figura 1-29.
Utilice el multímetro para comprobar la resistencia eléctrica del agua. Disuelva
un poco de sal en el agua, y vuelva a probar. Ahora, intente medir la resistencia
Figura 1-29. Humedezca la piel antes de
de agua destilada (en un vaso limpio).tratar de medir su resistencia. Debería
detectar que la resistencia va subiendo según
El mundo que le rodea está lleno de materiales que conducen la electricidad con vaya separando las sondas del polímetro. La
valores de resistencia variables.resistencia es proporcional a la distancia.
8 Capítulo 1Experimento 2: ¡Maltratemos una pila!
Limpieza y reciclado
Su pila no debería haberse dañado o descargado significativamente con este
experimento. Sin duda podrá volver a utilizarla.
Recuerde apagar el multímetro antes de guardarlo.
Experimento 2: ¡Maltratemos una pila!
Para obtener una mejor sensación de la energía eléctrica, vamos a hacer lo que
la mayoría de los libros dicen que no debe hacerse. Vamos a cortocircuitar una
batería. Un cortocircuito es una conexión directa entre los dos lados de una
fuente de alimentación.
Cortocircuitos
Figura 1-30. Cualquier persona a la que se le
Los cortocircuitos pueden ser peligrosos. No provoque ningún cortocircuito en una haya caído una llave inglesa entre los bornes
toma de corriente de su casa: se producirá un estallido, un destello brillante, y el desnudos de los terminales de una batería
cable o herramienta que esté utilizando probablemente se funda parcialmente, de coche le dirá que un cortocircuito puede
al tiempo que las partículas de metal fundido pueden provocarle quemaduras o llegar a ser dramático incluso para lo que
son "'apenas' 12 V si la batería es lo suficien-dejarle ciego.
temente grande.
Si provoca un cortocircuito en una batería de coche, el flujo de corriente es tan
enorme que la batería podría incluso explotar, empapándole en ácido (Figura 1-30).
Las baterías de litio son peligrosas también. No provoque nunca un cortocircuito en
una batería de litio: puede arder y producirle quemaduras (Figura 1-31).
En este experimento utilice únicamente una pila alcalina, y sólo una pila AA (Figura
1-32). También debe usar gafas de seguridad por si se diera el caso de que la batería
estuviera defectuosa.
Figura 1-31. La baja resistencia interna de las
baterías de litio (que son las que suelen
utiliNecesitará: zarse en los ordenadores portátiles) permite
que fluyan altas corrientes, con resultados • Una pila AA de 1,5 voltios
inesperados. ¡No trastee demasiado con las
baterías de litio!• Un soporte de batería individual
• Un fusible de 3 A
• Gafas de protección (unas gafas normales o de sol también servirán)
• Pinza de cocodrilo (pequeñas o grandes)
Procedimiento
Utilice una pila alcalina. No utilice ningún tipo de batería recargable.
Coloque la pila en un soporte de pila (portapilas) diseñado para una única batería
y que tenga dos cables finos que salgan del mismo, como se muestra en la Figura
Figura 1-32. Provocar un cortocircuito en
1-32. No utilice ningún otro tipo de soporte de pila. una pila alcalina puede resultar seguro si se
siguen las instrucciones con precisión. Aun
Utilice una pinza de cocodrilo para conectar los extremos pelados de los cables,
así, la batería puede llegar a calentarse
decomo se muestra en la Figura 1-32. Dado que sólo se están utilizando 1,5 voltios, masiado como para tocarla cómodamente.
no se producirá ninguna chispa. Espere un minuto, y detectará que los cables No intente hacerlo con ningún tipo de batería
recargable.comienzan a calentarse. Espere otro minuto, y la pila, también, comenzará a
calentarse.
Experimentar la electricidad 9Experimento 2: ¡Maltratemos una pila!
El calor es producido por la electricidad al fluir por los hilos y a través del
electrolito (el líquido conductor) del interior de la batería. Si alguna vez ha utilizado
una bomba de mano para llenar los neumáticos de una bicicleta, se habrá dado
cuenta de que la bomba se calienta. La electricidad se comporta de una forma
muy parecida. Imagínese que la electricidad se compone de partículas
(electrones) que hacen que el cable se caliente según van atravesando el cable. Quizá
la analogía no es perfecta, pero digamos que puede servir para nuestros fines.
Nivel de agua
Las reacciones químicas dentro de la batería producen presión eléctrica. El
nombre correcto de esta presión es voltaje, que se mide en voltios y lleva el nombre
de Alessandro Volta, un pionero en el campo de la electricidad.
Tensión Volviendo a la analogía del agua: la altura del agua en un tanque es proporcional
(presión) Amperaje
a la presión del agua, y comparable a la tensión. La Figura 1-33 puede ayudarle (flujo)
a visualizar esto.
Aunque los voltios son sólo la mitad de la historia. Cuando los electrones fluyen
a través de un cable, al flujo se le denomina amperaje (intensidad), que debe su
Resistencia
nombre a otro pionero eléctrico, André-Marie Ampère. El flujo se conoce
geneFigura 1-33. Imagine que la tensión es la ralmente como corriente. Es la corriente —el amperaje— la que genera el calor.
presión y que los amperios son el flujo.
ANTECEDENTES
¿Por qué la lengua no se calienta?
Cuando tocó la pila de 9 voltios con la lengua, sintió una especie de escalofrío,
pero no un calor perceptible. Cuando realizó el cortocircuito de la batería, se
generó una cantidad considerable de calor, a pesar de que se utilizó un voltaje más
bajo. ¿Cómo podemos explicar esto?
La resistencia eléctrica de la lengua es muy alta, lo que reduce el flujo de
electrones. La resistencia de los cables es muy baja, por lo que, si colocamos un cable
para conectar los dos terminales de la batería, a través del mismo pasará más
corriente, creando más calor. Si todos los restantes factores permanecen
constantes:
FLUJO
PRESIÓN • Una menor resistencia permite que pase más corriente (Figura 1-34).REDUCIDO
• El calor generado por la electricidad es proporcional a la cantidad de
electricidad (la corriente) que fluye.
He aquí algunos conceptos básicos adicionales:
• El flujo de electricidad por segundo se mide en amperios.
• La presión de la electricidad, que se mide en voltios, produce el flujo.
RESISTENCIA
• La resistencia al flujo se mide en ohmios.
Figura 1-34. Una resistencia mayor produce • Una mayor resistencia limita la corriente.
menor flujo —pero si se aumenta la presión,
• Una tensión más alta permite vencer la resistencia y aumenta la corriente.
puede llegar a superar la resistencia y
aumentar el flujo.
Si se está preguntando, exactamente cuál es la intensidad de la corriente entre
los terminales de la batería cuando se corta, tenemos que decir que ésa es una
pregunta difícil de responder. Si intenta utilizar el multímetro para medirla,
probablemente funda el fusible del medidor. Aún así, puede utilizar su propio fusible de
3 amperios, el cual podemos sacrificar, ya que no cuesta demasiado.
10 Capítulo 1Experimento 2: ¡Maltratemos una pila!
En primer lugar debe revisar el fusible cuidadosamente, con ayuda de una lupa si
tiene una. Debería poder distinguir una pequeña forma en S en el cristal
transparente del centro del fusible. Esa S es una sección delgada de metal que se funde
con facilidad.
Retire la pila que en la que ha provocado un cortocircuito. Ya no podrá volver a
utilizarse, por lo que debe reciclarse si es posible. Coloque una pila nueva en
el soporte de la batería, conecte el fusible como se muestra en la Figura 1-35,
y eche otro vistazo. Debe ver una rotura en el centro de la forma de S, donde el
metal se derritió casi al instante. La Figura 1-36 muestra el fusible antes de que
lo conectara, y la Figura 1-37 muestra un fusible fundido. Así es como funcionan
Figura 1-35. Al conectar los dos cables al
los fusibles: se derriten para proteger el resto del circuito. Esa pequeña rotura fusible, el pequeño elemento en forma de S
dentro del fusible hace que no pueda pasar más corriente. del interior se fundirá casi al instante.
CONCEPTOS BÁSICOS
Conceptos básicos de Voltios
La presión eléctrica se mide en voltios. El voltio es una unidad internacional. Un
milivoltio es 1/1.000 de voltio.
Número de voltios Generalmente expresa- Abreviado como
do como
0,001 Voltios 1 milivoltio 1 mV
0,01 voltios 10 milivoltios 10 mV
0,1 voltios 100 milivoltios 100 mV
Figura 1-36. Un fusible de 3 amperios, antes
1 voltio 1.000 milivoltios 1V de su elemento fuera fundido por una única
pila de 1,5 V.
Conceptos básicos de amperios
El flujo de corriente eléctrica se mide en amperios o amperios. El amperio es una
unidad internacional, cuyo símbolo es A. Un miliamperio es igual a 1/1.000 de un
amperio.
Número de amperios Generalmente expresa- Abreviado como
do como
0,001 amperios 1 miliamperio 1 mA
0,01 amperios 10 miliamperios 10 mA
0,1 amperios 100 miliamperios 100 mA
Figura 1-37. El mismo fusible tras ser fundido 1 amperio 1.000 miliamperios 1A
mediante corriente eléctrica.
Experimentar la electricidad 11Experimento 2: ¡Maltratemos una pila!
ANTECEDENTES CONCEPTOS BÁSICOS
Inventor de la batería Corriente continua y alterna
Alessandro Volta (Figura 1-38) na- El flujo de corriente que se obtiene de una pila o batería se conoce como corriente
ció en Italia en 1745, mucho antes continua, o CC. Al igual que el flujo de agua de un grifo, es un flujo constante, en
de que la ciencia se dividiera en es- una sola dirección.
pecialidades. Tras estudiar química
El flujo de corriente que se obtiene del cable "positivo" de una toma de corriente
(descubrió el metano en 1776), se
de su casa es muy diferente. Este cambia de positivo a negativo 50 veces por se-convirtió en profesor de física y se
gundo (en Estados Unidos y otras naciones, 60 veces por segundo). Esto es lo que
interesó por la denominada
resse conoce como corriente alterna o CA, que es más parecido al flujo pulsátil que puesta galvánica, en virtud de la
se obtiene de un lavadora eléctrica.
cual las patas de una rana se
contorsionan en respuesta a una sacu- La corriente alterna es esencial para algunos fines, como puede ser activar la
dida de electricidad estática. tensión para que la electricidad pueda ser distribuida a grandes distancias. La
CA también es útil en los motores y en los aparatos domésticos. En la Figura 1-39
Utilizando una copa de vino llena de
se muestran las distintas partes de una toma de corriente de Estados Unidos. agua salada, Volta demostró que la
Algunos otros países, como Japón, utilizan también tomas de corriente de estilo
reacción química entre dos
electroamericano.dos, uno de cobre, y el otro de zinc,
generará una corriente eléctrica En la mayor parte de este libro estaremos hablando de CC, por dos razones: en
priconstante. En 1800 perfeccionó su mer lugar, la mayoría de los circuitos electrónicos simples se alimentan mediante
aparato apilando placas de cobre y CC, y en segundo lugar, su forma de comportarse es mucho más fácil de entender.
zinc, separadas por cartón
empaPor tanto, no nos molestaremos en mencionar continuamente que estamos tra-pado en sal y agua. Esta "pila
voltaitando con CC. Simplemente, asuma que todo es CC a menos que se indique lo ca" fue la primera batería eléctrica.
contrario.
B
Figura 1-38. Alessandro Volta
descubrió que determinadas reacciones
químicas pueden crear electricidad.
A
C
Figura 1-39. Este tipo de toma de corriente se encuentra en América del Norte, América
del Sur, Japón y algunos otros países. Las tomas de corriente europeas son diferentes,
pero el principio sigue siendo el mismo. La clavija A es la toma “'viva” de la toma de
corriente, la que suministra tensión que va alternando entre positivo y negativo, en
relación a la clavija B, a la que se llama el lado “neutro”. Si un aparato sufriera una avería
interna, como un cable suelto, debería protegerle desviando la tensión a través de la
clavija C, masa o tierra.
12 Capítulo 1Experimento 3: Su primer circuito
Limpieza y reciclado
ANTECEDENTES
La primera pila AA que cortocircuitó probablemente haya quedado dañada para
siempre, sin posibilidad de reparación. Debe deshacerse de ella de la forma
coPadre del rrecta. Tirar las pilas a la basura no es una gran idea, porque contienen
metaelectromagnetismoles pesados que deben mantenerse fuera del ecosistema. Su ciudad o localidad
seguramente disponga de un plan de reciclaje local para las pilas. (California Nacido en 1775 en Francia,
Anrequiere que casi todas las baterías deben reciclarse.) Tendrá que comprobar la dré-Marie Ampère (Figura 1-40)
normativa local para obtener más detalles. fue un prodigio matemático que se
convirtió en profesor de ciencias,
El fusible fundido ha dejado de servir, por lo que lo puede tirar a la basura.
a pesar de ser en gran medida
autodidacta gracias a la biblioteca La segunda pila, la que estaba protegida por el fusible, debería estar correcta. El
paterna. Su obra más conocida fue soporte de la batería también lo volveremos a utilizar más adelante.
derivar una teoría del
electromagnetismo en 1820, que describía la
forma en la que una corriente eléc-Experimento 3: Su primer circuito
trica genera un campo magnético.
¡Bueno! Ha llegado el momento de que hagamos que la electricidad haga algo También construyó el primer
instrumento para medir el flujo de electri-ligeramente útil. Para este fin, utilizaremos componentes conocidos como
resiscidad (que ahora se conoce como tencias y un diodo emisor de luz o LED.
un galvanómetro), y descubrió el
Necesitará: elemento flúor.
• Pilas AA de 1,5 voltios. Cantidad: 4.
• Soporte (portapilas) de cuatro pilas. Cantidad: 1.
• Resistencias: 470 Ω, 1 K y o bien 2 K ó 2,2 K (las de valor 2,2 K suelen más
comunes que las 2 K, pero para este experimento servirán ambas).
Cantidad: 1 resistencia de cada tipo.
• Un LED, cualquier tipo. Cantidad: 1.
• Pinzas de cocodrilo. Cantidad: 3.
Configuración
Es hora de conocer el componente más importante que vamos a usar en
circuitos electrónicos: la humilde resistencia. Como su nombre indica, su función es
resistir el flujo de electricidad. Como es de esperar, el valor se mide en ohmios. Figura 1-40. André-Marie Ampère
descubrió que una corriente eléctrica
Si ha comprado un paquete barato de surtido de resistencias, puede que no que pasa a través de un cable crea un
encuentre la más mínima información sobre sus valores. ¡No importa! Eso tiene campo magnético alrededor del
mismás o menos arreglo. De hecho, incluso si están marcados con claridad, me mo. Este principio lo utilizó para
realizar las primeras mediciones fiables gustaría que fuera usted quién los revisara. Esto se puede hacer de dos maneras:
de lo que llegó a ser conocido como
• Utilizando el multímetro. Esta es una buena práctica para aprender a inter- intensidad de corriente (amperaje).
pretar los números que muestra.
• Aprender los códigos de colores que aparecen marcados en la mayoría de
las resistencias. Consulte la siguiente sección, "Conceptos básicos:
Decodificación de resistencias" para obtener instrucciones.
Una vez que las haya comprobado, puede resultar una buena idea ordenarlas en
compartimientos etiquetados en una pequeña caja de plástico para
componentes. Personalmente, a mi me gustan las que venden en la ferretería de mi barrio
(Michaels), pero sin duda podrá encontrarlas en numerosas tiendas.
Experimentar la electricidad 13Experimento 3: Su primer circuito
CONCEPTOS BÁSICOS
Decodificación de resistencias
Algunas resistencias tienen su valor claramente impreso de forma microscópica,
valor que se puede leer con una lupa. Sin embargo, la mayoría vienen codificadas
mediante colores, con rayas. El código funciona de la siguiente manera: en primer
lugar, pase por alto el color del cuerpo de la resistencia. En segundo lugar, busque
una franja de color dorado o plateado. Si la encuentra, coloque la resistencia de
forma que la banda quede a la derecha. El color plateado indica que el valor de la
resistencia tiene una precisión del 10%, mientras que el color dorado indica que
el valor tiene una precisión del 5%. Si no encuentra un franja dorada o plateada,
gire la resistencia para que las bandas queden agrupadas en el extremo izquierdo.
Ahora debería estar viendo tres franjas de colores a la izquierda. Algunas
resistencias tienen más bandas, pero de esas nos ocuparemos enseguida. Vea las Figuras
1-23 a 1-42.
Figura 1-42. Desde la parte superior a Figura 1-41. Algunas resistencias
moderla inferior, los valores de estas resisten-nas tienen sus valores impresos en ellas,
cia son 56.000 ohmios (56 K), 5.600 aunque puede que necesite una lupa para
ohmios (5,6 K) y 560 ohmios. El tamaño leerlos. Esta resistencia 15 K mide poco
indica la potencia que puede manejar la más de 1 cm.
resistencia; no tiene nada que ver con la
resistencia. Los componentes más
pequeños tienen una capacidad nominal de
1/4 vatio, el más grande del centro puede
manejar 1 vatio de potencia.
Empezando por la izquierda, la primera La tercera banda tiene un significado
y la segunda franjas se han codificado diferente: Indica cuántos ceros se
deconforme a la siguiente tabla: ben añadir, como se indica a
continuación:
Negro 0
Negro - Ningún cero
Marrón 1
Marrón 0 1 Cero
Rojo 2
Rojo 00 2 CerosNaranja 3
Naranja 000 3 CerosAmarillo 4
Amarillo 0000 4 Ceros
Verde 5
Verde 00000 5 Ceros
Azul 6
Azul 000000 6 CerosVioleta 7
Violeta 0000000 7 CerosGris 8
Gris 00000000 8 Ceros
Blanco 9
Blanco 000000000 9 Ceros
14 Capítulo 1Experimento 3: Su primer circuito
CONCEPTOS BÁSICOS
Decodificación de resistencias (continuación)
Observe que la codificación mediante colores es coherente, de forma que, por
ejemplo, verde indica o un valor de 5 (para las dos primeras bandas) o 5 ceros (en
el caso de la tercera banda). Además, la secuencia de colores es la misma que la
de un arco iris.
Así, una resistencia de color marrón-rojo-verde tendrá un valor de 1-2 y cinco
ceros, lo que hace 1.200.000 ohmios, ó 1,2 MΩ. Una resistencia de color
naranja-naranja-naranja tendrá un valor de 3-3 y tres ceros, lo que hace 33.000 ohmios,
ó 33 KΩ. Una resistencia de color marrón-negro-rojo tendrá un valor de 1-0 y dos
ceros adicionales, o 1 KΩ. La Figura 1-43 1 muestra algunos otros ejemplos.
Mayor hueco entre bandas
Banda dorada o
plateada
Figura 1-43. Para leer el valor de una resistencia, primero colóquela de forma que la
banda dorada o plateada quede a la derecha, o de forma que el resto de las bandas
queden agrupadas a la izquierda. De arriba a abajo: La primera resistencia tiene un
valor de 1-2 y cinco ceros, o 1.200.000, o lo que es lo mismo, 1,2 MΩ. La segunda es
de 5-6 y un cero, o 560 Ω. La tercera es 4-7 y dos ceros, o 4.700 , lo que son 4,7 KΩ. La
tercera es 6-5-1 y dos ceros, o 65.100 , lo que son 65,1 KΩ.
Si se encuentra una resistencia con cuatro rayas en lugar de tres, las tres primeras
bandas son dígitos y la cuarta banda es el número de ceros. La tercera banda
numérica permite que la resistencia sea calibrada con una tolerancia más afinada.
¿Confuso? Absolutamente. Esa es la razón por lo que lo más sencillo es utilizar el
multímetro para comprobar los valores. Simplemente tenga en cuenta que la
lectura del medidor puede ser ligeramente diferente del valor de la resistencia. Esto
puede deberse a que su multímetro no sea absolutamente exacto, a que la
resistencia no sea absolutamente exacta, o a ambos. Siempre que se encuentre dentro
del 5% del valor declarado, no tiene mayor importancia para nuestros propósitos.
Experimentar la electricidad 15Experimento 3: Su primer circuito
Lucir un LED
Ahora, echemos un vistazo a uno de los LED. Las antiguas bombillas
desperdiciaban una gran cantidad de potencia al convertirla en calor. Los LEDs son mucho
más inteligentes: convierten casi toda su potencia en luz, y duran casi para
siempre—siempre y cuando se les trate bien.
Los LED son bastante quisquillosos con la cantidad de energía que reciben, y con
la forma en la que la reciben. Siga siempre estas reglas:
• La pata más larga de las que salen del LED debe recibir mayor tensión
positiva que la pata más corta.
• La diferencia de tensión entre la pata larga y la pata corta no debe exceder
el límite indicado por el fabricante.
• La corriente que atraviese el LED no debe superar el límite indicado por el
fabricante.
¿Qué sucede si no se cumplen estas reglas? ¡Bueno, vamos a averiguarlo!
Asegúrese de que está usando pilas nuevas. Puede comprobarlo configurando
el multímetro para medir voltios CC, y tocando con las sondas en los bornes de
cada pila. Debe detectar que cada una de ellas genera una presión de al
menos 1,5 voltios. Si la lectura es ligeramente superior a esto, es normal. Las pilas
empiezan por encima de su tensión nominal, y progresivamente van ofreciendo
cada vez menos según se van utilizando. Las pilas también pierden algo de
tensión mientras permanecen guardadas en el cajón sin hacer nada.
Cargue el portapilas (prestando atención a cargar las pilas de la forma correcta,
con el terminal negativo siempre contra el muelle del soporte). Utilice el medidor
para comprobar la tensión en los cables que salen del portapilas. Debería tener
al menos 6 voltios.
Ahora, seleccione una resistencia 2 KΩ. Recuerde, "2 KΩ" significa "2.000
ohmios". Si tiene rayas de colores, deben ser de color rojo-negro-rojo, lo que
significa 2-0 y dos ceros más. Dado que las resistencias 2,2 K son más comunes que
las 2K, puede sustituir alguna de ellas si es necesario. Será de color rojo-rojo-rojo.
Conéctela al circuito como se muestra en las Figuras 1-44 y 1-45, realizando las
conexiones con pinzas de cocodrilo. El LED debería iluminarse con una luz muy
tenue.
16 Capítulo 1CLIP
CLIP
Experimento 3: Su primer circuito
Ahora cambie la resistencia 2 K y sustitúyala por una resistencia 1 K, que tendrá
las bandas marrón-negro-rojo, lo que significa 1-0 y dos ceros más. El LED debe
iluminarse de forma más brillante.
Cambie la resistencia 1 K y sustitúyala ahora por una resistencia 470 Ω, que
tendrá bandas amarilla-violeta-marrón, lo que significa 4-7 y un cero más. El LED
debería lucir aún más.
Esto puede parecer muy elemental, pero sirve para mostrar una cuestión
importante. La resistencia bloquea un porcentaje de la tensión del circuito. Piense en
ello como si fuera un nudo o constricción en una manguera flexible. Una
resistencia de mayor valor bloquea más tensión, dejando menos para el LED.
Figura 1-44. El programa de instalación del
Experimento 3, que muestra resistencias LED
de 470 Ω, 1 KΩ, y 2 KΩ . Aplique las pinzas
de cocodrilo donde se muestra, para que el
contacto sea seguro, y pruebe cada una de
las resistencias, una tras otra, en el mismo
Terminal más largo punto del circuito, al tiempo que vigila el Terminal más corto
LED.
En su
portapilas, este
cable puede ser
CLIPazul o negro.
Portapilas 6v
Figura 1-45. Así es que como se ve en realidad, con un LED de gran tamaño. Si comienza con
una resistencia del valor más alto, el LED brillará muy débilmente cuando cierre el circuito.
La resistencia reduce la mayoría de la tensión, dejando al LED con corriente insuficiente para
mostrarse brillante.
Limpieza y reciclado
En el siguiente experimento volveremos a utilizar las pilas y los LED. Las
resistencias se pueden reutilizar en el futuro.
Experimentar la electricidad 17Experimento 4: Variación de la tensión
Experimento 4: Variación de la tensión
Los potenciómetros son de distintos tamaños y formas, pero todos hacen lo
mismo: permiten variar la tensión y la corriente variando la resistencia. Este
experimento le permitirá aprender más sobre tensión, amperaje, y la relación entre
ellos. También aprenderá cómo leer una hoja de datos técnicos del fabricante.
Necesitará las mismas pilas, soporte de batería, pinzas de cocodrilo, y el LED del
último experimento, además de:
• Potenciómetro de ajuste, 2 KΩ lineal. Cantidad: 2. (Consulte la Figura 1-46.)
Los potenciómetros del tamaño de éste son cada vez menos comunes, ya
que están siendo reemplazados por versiones de menor tamaño. Me
gustaría que utilizara uno grande, porque resulta más sencillo trabajar con ellos.
• Un LED extra.
• Multímetro.
Un vistazo al interior del potenciómetro
Lo primero que quiero que haga es averiguar cómo funciona un potenciómetro.
Esto significa que tendrá que abrirlo, y es por eso que la lista de la compra le
indicaba que comprara dos de ellos, para el caso de que no pueda volver a montarlo
de nuevo.
La mayoría de los potenciómetros van unidos mediante pequeña lengüetas
metálicas. Creo que debe poder agarrar las pestañas con los alicates o con unas
pinzas y doblarlos hacia arriba y hacia fuera. Si lo hace, el potenciómetro debe
abrirse como se muestra en las Figuras 1-47 y 1-48.
Figura 1-46 Figura 1-47 Figura 1-48. Para abrir el potenciómetro,
primero levante las cuatro pequeñas lengüetas
de metal situadas alrededor del borde (se
puede ver una pegada a la izquierda y otra
en la parte derecha de la Figura 1-47). En el
interior hay una bobina de cable enrollada
en torno a una banda plana de plástico y
un par de contactos con muelle (el
deslizador), que conduce la electricidad a o desde
cualquier punto de la bobina cuando se gira
el eje.
Dependiendo de que el potenciómetro sea de los realmente baratos o uno
ligeramente de mejor calidad, puede encontrar una pista circular de plástico conductor
o una espiral de cable enrollado. En cualquier caso, el principio es el mismo. El
18 Capítulo 1CLIP
CLIP
Experimento 4: Variación de la tensión
cable o el plástico posee una cierta resistencia (en este caso, un total de 2 K) y,
al girar el eje del potenciómetro, el deslizador del potenciómetro roza contra la
Ohmiosresistencia, lo que proporciona un acceso directo a cualquier punto del terminal
central.
Puede intentar volver a montarlo de nuevo, pero si no funciona, utilice el
potenciómetro que adquirió por si acaso.
Para comprobar el potenciómetro, ajuste el multímetro para medir resistencias
(ohmios) y toque con las sondas mientras gira el eje del potenciómetro hacia un
lado y otro, como se muestra en la Figura 1-49.
Atenuación del LED
Comience con el potenciómetro girado totalmente hacia la izquierda —de lo
contrario, quemará el LED antes de siquiera empezar. (Existe un número muy
pequeño de potenciómetros que aumentan o disminuyen la resistencia en el sentido
contrario a lo que estamos describiendo aquí, pero en la medida en que su
potenciómetro se parezca al que aparece en la Figura 1-48 después de haberlo
abierto, nuestra descripción debe ser exacta). Figura 1-49. Mida la resistencia entre estos
dos terminales del potenciómetro mientras
Ahora, conecte todo como se muestra en las Figuras 1-50 y 1-51, teniendo cui- gira su eje hacia delante y hacia atrás.
dado de no permitir que las partes metálicas de las pinzas de cocodrilo entren
en contacto entre sí. Ahora, vaya girando el potenciómetro muy lentamente.
Observará que el LED se va volviendo cada vez más brillante, y más brillante y más
brillante —hasta que, ¡¡ups!! se oscurece de golpe. ¿Ve lo fácil que es destruir la
electrónica moderna? Tire el LED. Nunca volverá a encenderse. Coloque un
nuevo LED, y esta vez seremos más cuidadosos.
LED
Terminal más largo Terminal más corto
En su
portapilas, este
cable puede ser
CLIP
azul o negro.
Comience con el potenciómetro
girado completamente hacia la
izquierda, y luego gire el eje en la
dirección de la flecha.
Portapilas 6v
Figura 1-50. El programa de instalación de Experimento 4. Al girar el eje del potenciómetro 2 K
Figura 1-51. El LED de la foto está oscuro por-varía su resistencia de 0 a 2.000 Ω. Esta resistencia protege el LED de los 6 voltios completos
que he girado el potenciómetro ligeramente de la pila.
demasiado.
Experimentar la electricidad 19

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