Sistemas eléctricos y electrónicos: corriente continua, electromagnetismo, componentes y lógica digital
El bloque eléctrico-electrónico combina el análisis de circuitos de corriente continua con las leyes del electromagnetismo, los componentes electrónicos básicos y la lógica digital. Los ejercicios suelen ser mixtos: calcular tensiones o corrientes y después interpretar el resultado.
Circuitos de corriente continua
- Ley de Ohm: V = I·R; potencia P = V·I = I²·R = V²/R; energía E = P·t.
- Serie: R_eq = ΣR, misma intensidad. Paralelo: 1/R_eq = Σ1/R, misma tensión.
- Kirchhoff: nudos (ΣI entrantes = ΣI salientes) y mallas (ΣV = 0 con signos según el sentido de recorrido).
- Divisor de tensión: V₂ = V·R₂/(R₁+R₂), válido solo si no hay carga.
- Modelo de Thévenin: VTh en circuito abierto y RTh con las fuentes pasivadas; permite analizar el efecto de la carga.
Electromagnetismo y electrónica
- Fuerza sobre un conductor: F = B·I·L·senθ.
- Inducción: ε = −dΦ/dt con Φ = B·S·cosθ; el signo negativo expresa la oposición de Lenz al cambio de flujo.
- Diodo: conduce en polarización directa (≈0,7 V en silicio); el transistor BJT trabaja como interruptor en corte y saturación.
- Lógica digital: puertas AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR; tabla de verdad y simplificación booleana.
- Corriente alterna: P = V·I·cosφ; en trifásica P = √3·V_L·I_L·cosφ.
Ejemplo resuelto
Fuente de 12 V con R₁ = 2 kΩ en serie y R₂ = 4 kΩ a masa; se mide la tensión en R₂.
- Sin carga: V₂ = 12·4/(2+4) = 8 V.
- Se conecta RL = 4 kΩ en paralelo con R₂: R₂' = (4·4)/(4+4) = 2 kΩ.
- V₂' = 12·2/(2+2) = 6 V.
- El divisor cae un 25 % al cargarlo; equivale a un Thévenin de VTh = 8 V y RTh = 2∥4 = 1,33 kΩ. Por eso se intercala un seguidor de tensión.
Errores que restan puntos
- Olvidar el signo de Lenz o calcular el flujo sin el coseno del ángulo.
- Mezclar mA con A y kΩ con Ω en la ley de Ohm.
- Aplicar el divisor de tensión con la carga conectada.
- Suponer que un diodo polarizado en inversa conduce.
- Confundir potencia activa (W) con aparente (VA).