RENFE-PRINCIPIOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA

Resumen:

Se puede decir que la Electrónica es una extensión de la electricidad, aparecida como consecuencia de los avances en la evolución de la ciencia eléctrica. En electrónica se trabaja también con todos los principios eléctricos, ya que todo sistema electrónico, por simple o complicado que sea, se alimenta con energía eléctrica (pilas, red eléctrica, etc.) y, por
tanto, ya existe un proceso eléctrico. Asimismo, se puede decir que todos los componentes electrónicos operan en base a la circulación de las partículas del átomo denominadas electrones, o sea; bajo los principios de la electricidad. Y, por ello, en la técnica electrónica se emplean también las magnitudes fundamentales de la electricidad: amperios, voltios, ohmios, vatios, etc. Por ello, todo aquel interesado en introducirse en la electrónica debe empezar estudiando los principios de la electricidad, lo cual será la base que le permitirá el estudio de los sistemas electrónicos.

Indice:
1. Principios fundamentales de la electricidad
1.1 Introducción
1.2 Principios fundamentales de la electricidad
1.2.1 Moléculas, átomos y electrones
1.3 Estructura del átomo
1.3.1 Configuración electrónica: número atómico
1.4 Cargas eléctricas. Ley de Coulomb
1.4.1 Carga eléctrica
1.4.2 Ley de Coulomb
1.5 Corriente eléctrica
1.5.1 Conductores y aislantes
1.6 Fuerza electromotriz (f.e.m.)
1.7 Intensidad eléctrica
1.8 Tensión eléctrica
1.9 El circuito eléctrico – Sentido de circulación
de la corriente
1.9.1 Sentido electrónico real
1.9.2 Sentido convencional
1.9.3 Corriente continua (c.c.) y corriente alterna (c.a.)

2. El circuito eléctrico – Efectos y medidas de la corriente
2.1 Introducción
2.2 Elementos fundamentales de un circuito
2.2.1 Generador de electricidad
2.2.2 Líneas conductoras
2.2.3 Dispositivo de control
2.2.4 Receptor
2.3 Efectos y aplicaciones de la corriente eléctrica
2.3.1 Efecto térmico
2.3.2 Efecto magnético
2.3.3 Efecto químico
2.4 Medida de la corriente y la tensión
2.4.1 Amperímetro
2.4.2 Voltímetro

3. Resistencia eléctrica
3.1 Introducción
3.2 Resistividad de los conductores
3.3 Densidad de corriente
3.3.1 Fusibles
3.4 Conductancia
3.5 Variación de la resistencia con la temperatura
3.5.1 Coeficiente de temperatura
3.6 La resistencia como componente eléctrico-electrónico – Resistores
3.6.1 Tipos de resistencias
3.6.2 Potenciómetros
3.7 Montaje de resistencias en serie y paralelo
3.7.1 Circuito serie
3.7.2 Circuito paralelo
3.8 Medida de la resistencia (óhmetro)
3.9 El polímetro

4. Introducción al cálculo de circuitos: Ley de Ohm
4.1 Introducción
4.2 Ley de Ohm
4.3 Conceptos y ejercicios sobre caída de tensión y diferencia de potencial
4.3.1 Caída de tensión
4.3.2 Diferencia de potencial (d.d.p.)
4.4 Aplicaciones de la ley de ohm – Cálculo básico de circuitos
4.4.1 El circuito serie
4.4.2 El circuito paralelo
4.4.3 Circuitos serie - paralelo (mixtos)

5. Métodos de análisis y cálculo de circuitos
5.1 Introducción
5.2 Leyes de Kirchhoff
5.2.1 Ley de los nudos
5.2.2 Ley de las mallas
5.2.3 Ejemplos de circuitos

6. Energía y potencia eléctrica
6.1 Introducción
6.2 Trabajo y potencia
6.2.1 Trabajo y potencia eléctrica
6.2.2 El vatio (W)
6.3 Fórmulas prácticas sobre potencia y ley de Ohm
6.4 Efectos caloríficos de la electricidad – Ley de Joule
6.4.1 Energía calorífica
6.4.2 Ley de Joule
6.5 Trabajo eléctrico – Unidad de consumo de energía eléctrica
6.6 Rendimiento

7. Resistencia interna de los generadores
7.1 Introducción
7.2 Tipos de generadores
7.2.1 Generadores mecánicos
7.2.2 Generadores químicos
7.3 Fuerza electromotriz (f.e.m.)
7.4 Resistencia interna

8. El condensador
8.1 Introducción
8.2 Experimentación de la carga-descarga del condensador
8.2.1 Carga
8.2.2 Descarga
8.3 Constitución del condensador
8.3.1 Capacidad
8.4 Características prácticas de los condensadores
8.5 Tipos de condensadores
8.6 Montaje de condensadores en paralelo y serie
8.6.1 Montaje en paralelo
8.6.2 Montaje en serie
8.7 Curvas de carga y descarga – Constante de tiempo
8.7.1 Carga de tensión
8.7.2 Carga de corriente
8.7.3 Descarga de tensión
8.7.4 Descarga de corriente
8.8 Corriente en función de la velocidad de variación de la tensión
8.9 Energía almacenada en un condensador
8.10 Ejemplos de aplicaciones prácticas del condensador

9. Electromagnetismo – Bobinas I
9.1 Introducción
9.2 Magnetismo
9.2.1 Campo magnético
9.2.2 Imanes elementales
9.2.3 Punto de Curie
9.2.4 Unidades magnéticas
9.2.5 Permeabilidad
9.3 Electromagnetismo
9.3.1 La corriente eléctrica produce fuerza magnética
9.3.2 La fuerza magnética puede generar corriente eléctrica
9.4 La bobina
9.5 Electroimán
9.5.1 Núcleo
9.5.2 Fuerza magnetomotriz
9.5.3 Aplicación del electroimán: el contactor
9.6 Intensidad de campo magnético en la bobina
9.7 Corrientes de Foucault
9.8 Histéresis
9.9 Circuito magnético

10. Inducción electromagnética – Bobinas II
10.1 Principios del generador electromagnético
10.1.1 Ejemplos de experiencias electromagnéticas
10.2 Ley de Lenz
10.3 Ley de Faraday de la inducción electromagnética
10.4 Efecto de autoinducción – Inductancia
10.4.1 Impulsos de elevada f.c.e.m. en la desconexión de la bobina
10.5 Tensiones en la conexión-desconexión de la bobina
10.6 Energía magnética almacenada en la bobina

11. Corriente alterna I – Principios y características prácticas
11.1 Principios conceptuales sobre corriente alterna
11.1.1 Forma de onda
11.1.2 Señales pulsatorias
11.2 Corriente alterna de forma de onda senoidal
11.3 La red de suministro de energía eléctrica
11.3.1 El transformador
11.3.2 Transporte de la energía eléctrica
11.4 Generación de corriente alterna – El alternador elemental
11.4.1 Grados y radianes
11.5 Características básicas de las ondas
11.5.1 Ciclo
11.5.2 Periodo
11.5.3 Frecuencia
11.5.4 Tensión instantánea
11.5.5 Tensión de pico
11.6 Tensión media y eficaz de la onda senoidal
11.6.1 Tensión media
11.6.2 Tensión eficaz
11.7 Tensión de la red de corriente alterna

12. Corriente alterna II – Desfases, corriente trifásica, ondas
básicas en electrónica
12.1 Desfase de ondas
12.1.1 Representación fasorial
12.1.2 Desfase producido por bobinas y condensadores
12.2 Suma de ondas senoidales
12.2.1 Suma vectorial
12.3 Corriente alterna trifásica
12.3.1 Principios básicos
12.3.2 Generador de c.a. trifásica (alternador trifásico)
12.4 Formas de onda básicas en electrónica
12.4.1 Onda cuadrada

13. Rectificación de la corriente alterna – Introducción a los
sistemas de alimentación
13.1 Alimentación de los circuitos electrónicos
13.2 Estructura y funcionamiento conceptual de una fuente
de alimentación
13.3 El diodo
13.3.1 Polarización directa e inversa
13.4 Circuito rectificador básico (media onda)
13.4.1 Características básicas
13.5 Rectificación de onda completa
13.5.1 Circuito rectificador bifásico
13.5.2 Circuito rectificador con puente de Graetz
13.6 Filtrado

14. Introducción a la electrónica y sus componentes básicos
14.1 Introducción
14.2 ¿Qué es la electrónica?
14.3 Introducción a los componentes semiconductores
14.3.1 El diodo y el transistor bipolar
14.3.2 Tiristores
14.3.3 Circuitos integrados (CI)
14.4 Conceptos sobre física de los semiconductores
14.4.1 Semiconductor intrínseco
14.4.2 Enlace covalente
14.4.3 Portadores de carga – Electrones y huecos
14.4.4 Semiconductores N y P
14.5 La unión PN – El diodo
14.5.1 Polarización de la unión PN (diodo)

15. Electrónica de potencia
15.1 Comparación entre dispositivos de potencia

Apéndice 1. Resumen de conceptos y fórmulas fundamentales
Apéndice 2. Componentes eléctricos básicos – Simbología y descripción