Todos vivimos con la electrónica todos los días; ¡Desde computadoras portátiles y teléfonos inteligentes hasta cámaras y videojuegos, hacen nuestra vida más fácil y nos mantienen entretenidos más que nunca! Estas increíbles tecnologías pueden parecer mágicas y las usamos todos los días sin siquiera pensar en cómo funcionan, pero son Electrónicas y los ingenieros electrónicos quienes inventan, descubren y crean las nuevas tecnologías, son ellos quienes nos empujan hacia adelante y hacen de nuestro mundo un lugar mejor.
¿Qué es la Electrónica?
La electrónica es la rama de la ciencia que se ocupa del estudio del flujo y control de electrones (electricidad) y del estudio de su comportamiento y efectos en gases, semiconductores y al vació, y con dispositivos que utilizan dichos electrones. Este control de los electrones se realiza mediante dispositivos que resisten, transportan, seleccionan, dirigen, conmutan, almacenan, manipulan y aprovechan el electrón.
Ramas de la Electrónica
¿Para que sirve la electrónica?
La electrónica sirve para realizar diferentes aplicaciones en el mundo contemporáneo. Prácticamente todos los dispositivos electrónicos que usamos a diario, como computadoras, calculadoras, celulares, relojes digitales, circuitos eléctricos, controles remotos, televisores, radios, etc, tienen su origen en el desarrollo de la electrónica y el mejoramiento en sus mecanismos de conducción y en sus materiales. Gracias a la electrónica hemos revolucionado nuestra capacidad tecnológica.
Importancia de la Electrónica
- En la actualidad la electrónica está en un estándar de modernidad que se dirige al diseño y aplicación de dispositivos o circuitos que permiten la transmisión, recepción y almacenamiento de información a través de canales como las computadoras, celulares, etc. Permitiendo interacción entre personas desde cualquier lugar.
- Estos avances electrónicos se centran en mejorar la tecnología volviéndolos aún más rápidos para vendernos así productos asombrosos, convirtiéndolos en una necesidad absoluta y generar así una gran demanda en estos.
- La electrónica ha originado una nueva era, y esta nueva era es la digital, y cuando decimos que existe una nueva era, es cuando se empieza a cambiar las formas de pensar, de interactuar, y así cambiando las costumbres.
- La electrónica se ha desarrollado de manera impresionante y es utilizada para todos los casos, tanto que ha alcanzado una gran importancia debido a que es el núcleo de los sistemas micro-programados y sistemas automatizados que permiten el ahorro del trabajo humano, aunque no es otra cosa más que el futuro y el presente.
- Así como la electrónica es un asunto tan importante para la sociedad en tiempo actual, también se debe pensar que estos avances electrónicos no perjudiquen nuestra generación ni la futura, evitando experiencias crueles e irreparables (catástrofes sanitarias, alimentarias, ambientales, etc.) afectando, contaminando y destruyendo hábitats.
- Esto conlleva a pensar que no importa la demanda por la cual este pasando la electrónica y la tecnología en la sociedad, no se debe pensar solo en el presente sino también en el futuro, así implantando medidas que puedan complacer la demanda que se tiene en la actualidad y que a la vez se cuide el hábitat para generaciones futuras.
¿Cuál es la diferencia entre Electrónica y Electricidad?
Si ha leído nuestro artículo sobre la electricidad, sabrá que es un tipo de energía, un tipo de energía muy versátil que podemos producir de muchas maneras y usar en muchas más. La electricidad se trata de hacer que la energía electromagnética fluya alrededor de un circuito para que conduzca algo así como un motor eléctrico o un elemento calefactor, alimentando electrodomésticos como automóviles eléctricos, calderas, tostadoras y lámparas. En general, los aparatos eléctricos necesitan una gran cantidad de energía para que funcionen, por lo que utilizan corrientes eléctricas bastante grandes (y a menudo bastante peligrosas). El elemento calefactor de 2500 vatios dentro de un hervidor eléctrico funciona con una corriente de aproximadamente 10 amperios. Por el contrario, los componentes electrónicos utilizan corrientes que probablemente se midan en fracciones de miliamperios (que son milésimas de amperios). En otras palabras, es probable que un electrodoméstico típico use corrientes en decenas, cientos o hasta miles de veces más grandes que un electrónico típico.
La electrónica es un tipo de electricidad mucho más sutil en el que pequeñas corrientes eléctricas (y, en teoría, electrones individuales) se dirigen cuidadosamente alrededor de circuitos mucho más complejos para procesar señales (como las que transportan programas de radio y televisión) o almacenar y procesar información. Piense en algo como un horno de microondas y es fácil de ver la diferencia entre la electricidad ordinaria y la electrónica. En un microondas, la electricidad proporciona la energía que genera ondas de alta energía que cocinan sus alimentos; La electrónica controla el circuito eléctrico que cocina.
Electrónica Analógica y Digital
Hay dos formas muy diferentes de almacenar información: conocidas como analógicas y digitales. Parece una idea bastante abstracta, pero en realidad es muy simple. Suponga que toma una fotografía pasada de moda de alguien con una cámara de cine. La cámara captura la luz que fluye a través del obturador en la parte delantera como un patrón de áreas claras y oscuras en plástico tratado químicamente. La escena que está fotografiando se convierte en una especie de pintura química instantánea, una «analogía» de lo que está viendo. Es por eso que decimos que esta es una forma analógica de almacenar información. Pero si toma una fotografía de exactamente la misma escena con una cámara digital, la cámara almacena un registro muy diferente. En lugar de guardar un patrón reconocible de luz y oscuridad, convierte las áreas claras y oscuras en números y las almacena en su lugar. Almacenar una versión numérica y codificada de algo se conoce como digital.
Los equipos electrónicos generalmente trabajan con información en formato analógico o digital. En una radio de transistores anticuada, las señales de transmisión ingresan a los circuitos de la radio a través de la antena que sobresale de la carcasa. Estas son señales analógicas: son ondas de radio, que viajan a través del aire desde un transmisor de radio distante, que vibran hacia arriba y hacia abajo en un patrón que corresponde exactamente a las palabras y la música que transportan. Entonces, la música rock significa señales más grandes que la música clásica tranquila. La radio mantiene las señales en forma analógica a medida que las recibe, las potencia y las convierte nuevamente en sonidos que puede escuchar.
Pero en una radio digital moderna, las cosas suceden de una manera diferente. Primero, las señales viajan en formato digital, como números codificados. Cuando llegan a su radio, los números se convierten nuevamente en señales de sonido. Es una forma muy diferente de procesar información y tiene ventajas y desventajas. En general, la mayoría de las formas modernas de equipos electrónicos (incluidas computadoras, teléfonos celulares, cámaras digitales, radios digitales, audífonos y televisores) utilizan dispositivos electrónicos digitales.
¿Cuales son los componentes básicos de la Electrónica?
Si alguna vez has mirado hacia una ciudad desde una ventana de rascacielos, te habrás maravillado de todos los pequeños edificios debajo de ti y de las calles que los unen en todo tipo de formas intrincadas. Cada edificio tiene una función y las calles, que permiten a las personas viajar de una parte de la ciudad a otra o visitar diferentes edificios, hacen que todos los edificios funcionen juntos. El conjunto de edificios, la forma en que están organizados y las muchas conexiones entre ellos es lo que hace que una ciudad vibrante sea mucho más que la suma de sus partes individuales.
Los circuitos dentro de equipos electrónicos también se parecen a las ciudades: están repletos de componentes (similares a los edificios) que realizan diferentes trabajos y los componentes están unidos entre sí mediante cables o conexiones de metal impresas (similares a las calles). A diferencia de una ciudad, donde prácticamente todos los edificios son únicos e incluso dos casas o bloques de oficinas supuestamente idénticos pueden ser sutilmente diferentes, los circuitos electrónicos se construyen a partir de una pequeña cantidad de componentes estándar. Pero, al igual que LEGO®, puede juntar estos componentes en un número infinito de lugares diferentes para que hagan un número infinito de trabajos diferentes.
Estos son algunos de los componentes más importantes que encontrará:
Resistencias
Estos son los componentes más simples en cualquier circuito. Su trabajo es restringir el flujo de electrones y reducir el flujo de corriente o voltaje al convertir la energía eléctrica en calor. Las resistencias vienen en muchas formas y tamaños diferentes. Las resistencias variables (también conocidas como potenciómetros) tienen un control de dial sobre ellas para que cambien la cantidad de resistencia cuando las gira. Los controles de volumen en equipos de audio usan resistencias variables como estas.
Diodos
El equivalente electrónico de calles de un solo sentido, los diodos permiten que una corriente eléctrica fluya a través de ellos en una sola dirección. También se conocen como rectificadores. Los diodos se pueden usar para cambiar las corrientes alternas (las que fluyen de un circuito a otro, intercambiando constantemente la dirección) en corrientes continuas (las que siempre fluyen en la misma dirección).
Condensadores
Estos componentes relativamente simples consisten en dos piezas de material conductor (como metal) separadas por un material no conductor (aislante) llamado dieléctrico. A menudo se usan como dispositivos de temporización, pero también pueden transformar las corrientes eléctricas de otras maneras. En una radio, uno de los trabajos más importantes, sintonizar la estación que desea escuchar, lo realiza un condensador.
Transistores
Fácilmente los componentes más importantes en las computadoras, los transistores pueden encender y apagar pequeñas corrientes eléctricas o amplificarlas (transformar pequeñas corrientes eléctricas en mucho más grandes). Los transistores que funcionan como interruptores actúan como recuerdos en las computadoras, mientras que los transistores que funcionan como amplificadores aumentan el volumen de los sonidos en los audífonos. Cuando los transistores están conectados entre sí, crean dispositivos llamados puertas lógicas que pueden llevar a cabo formas muy básicas de toma de decisiones. (Los tiristores son un poco como los transistores, pero funcionan de manera diferente).
Componentes optoelectrónicos
Hay varios componentes que pueden convertir la luz en electricidad o viceversa. Las fotocélulas (también conocidas como células fotoeléctricas) generan pequeñas corrientes eléctricas cuando la luz cae sobre ellas y se utilizan como haces de «ojo mágico» en varios tipos de equipos de detección, incluidos algunos tipos de detectores de humo. Los diodos emisores de luz (LED) funcionan de manera opuesta, convirtiendo pequeñas corrientes eléctricas en luz. Los LED se usan típicamente en los paneles de instrumentos de equipos estéreo. Las pantallas de cristal líquido (LCD), como las que se utilizan en televisores LCD de pantalla plana y computadoras portátiles, son ejemplos más sofisticados de optoelectrónica.
Los componentes electrónicos tienen algo muy importante en común. Independientemente del trabajo que hagan, funcionan controlando el flujo de electrones a través de su estructura de una manera muy precisa. La mayoría de estos componentes están hechos de piezas sólidas de materiales parcialmente conductores y parcialmente aislantes llamados semiconductores (descritos con más detalle en nuestro artículo sobre transistores). Debido a que la electrónica implica comprender los mecanismos precisos de cómo los sólidos dejan que los electrones pasen a través de ellos, a veces se la conoce como física de estado sólido. Es por eso que a menudo verá piezas de equipos electrónicos descritos como «estado sólido».