Electrónica

Calculadoras, relojes digitales, teléfonos móviles, laptops y computadoras son algunos de los dispositivos esenciales que utilizamos en nuestra vida diaria.

Aparte de estos dispositivos, utilizamos electrodomésticos como televisores, neveras, aires acondicionados, micro hornos, batidoras, licuadoras, picadoras, y muchos más. Estos dispositivos o aparatos funcionan con el suministro de electricidad. La electricidad se define como el flujo de electrones. La electricidad es una parte esencial de la vida y es una de las formas de energía más utilizadas.

La rama de la Física que ayuda a estudiar la emisión y el comportamiento de los electrones con los dispositivos electrónicos se conoce como electrónica. En este artículo aprenderemos cómo se define la electrónica y para qué sirve.

¿Qué es la Electrónica?

Lo primero que viene a la mente cuando se menciona la palabra electrónica tiene que ver con pequeños componentes o circuitos de un dispositivo eléctrico. Normalmente, se piensa en piezas de ordenador, radios de transición o dispositivos móviles. Aunque éstos están muy relacionados con ella, la electrónica puede definirse como una rama de la física y la ingeniería que se ocupa del estudio del comportamiento, el flujo y el control de los electrones en diferentes condiciones. Tales condiciones incluyen vacíos, gases o materiales semiconductores en los que se observan electrones.

En el estudio de la electricidad, las partículas diminutas de los átomos, llamadas electrones, fluyen a través de un conductor como un cable porque llevan energía consigo. Este flujo continuo de electrones se denomina corriente eléctrica. Cuando hay corriente, imagina que estos electrones se abren camino para marchar por las partes más pequeñas del dispositivo electrónico. La energía que transportan los electrones se utiliza para alimentar los dispositivos electrónicos. Puede que sean demasiado pequeños para ser vistos a simple vista, pero las cosas que pueden hacer son mucho mayores de lo que uno puede imaginar. Pueden localizar dónde se encuentran las personas, controlar el oxígeno y los latidos del corazón, permitir ver y hablar con otra persona a miles de kilómetros de distancia, ¡y muchas cosas más! Para hacer estas cosas posibles, los dispositivos electrónicos controlan el flujo de electrones y, por lo tanto, son los componentes básicos de los circuitos electrónicos.

¿Cómo funcionan los sistemas electrónicos?

Para entender cómo funcionan los sistemas electrónicos hay que saber de dónde viene la electricidad y cómo llega a los hogares para que la gente pueda utilizarla para alimentar sus aparatos. La energía eléctrica no está disponible libremente en la naturaleza para su consumo porque hay que producirla o generarla. La mayor parte de la electricidad se genera con combustibles fósiles como el gas natural, el carbón y la energía nuclear. Sin embargo, muchos países de todo el mundo utilizan fuentes alternativas como la energía hidroeléctrica, la biomasa, la energía geotérmica y la energía solar.

En ciencia, la Primera Ley de la Termodinámica establece que la energía no puede crearse ni destruirse, sino sólo alterar su forma. Por ejemplo, una casa con paneles solares en el tejado convierte la energía calorífica del sol en energía utilizable para iluminar el hogar o hacer funcionar pequeños aparatos electrónicos. Este proceso pone de relieve el hecho de que la energía se transforma de energía térmica en energía eléctrica.

Algunas fuentes de energía se producen en grandes volúmenes que se someten a una serie de procesos y recorren largas distancias antes de llegar a los consumidores. Cuando el gas natural se quema en las calderas de las centrales eléctricas, calienta el agua y produce vapor que hace girar una turbina. El movimiento de la turbina es una forma de energía mecánica que se transforma en energía eléctrica. Como la cantidad de energía que circula por los cables tiene limitaciones y los aparatos de nuestros hogares sólo pueden funcionar dentro de un determinado rango de potencia eléctrica, la corriente eléctrica pasa por un transformador. Es un dispositivo que «reduce» la cantidad de corriente dentro del rango que pueden tolerar nuestros aparatos o electrodomésticos. En otras palabras, cambia la relación entre corriente y tensión de la señal eléctrica antes de que entre en la casa.

El tipo de flujo de energía eléctrica disponible en los hogares se denomina corriente alterna (CA). Su nombre implica que hay un movimiento de vaivén de la corriente eléctrica en lugar de una sola dirección. La ventaja de utilizar este tipo de corriente es su capacidad para recorrer distancias más largas. Normalmente, las centrales de energía están situadas en lugares alejados de las zonas residenciales. El transporte de esta energía debe ser eficiente para que no se desperdicie energía en el proceso.

Ramas de la Electrónica

Las ramas de la electrónica son:

• Bioelectrónica
• Circuitos integrados
• Diseño de circuitos
• Dispositivos semiconductores
• Electrónica analógica
• Electrónica de potencia
• Electrónica digital
• Microelectrónica
• Nanoelectrónica
• Optoelectrónica
• Sistema embebido
• Telecomunicaciones

Tipos de electrónica

Existen distintos tipos de electrónica que pueden clasificarse según su estructura interna. Examinando la estructura interna de un sistema electrónico, pueden identificarse tres categorías de dispositivos.

• Dispositivos de entrada – Un dispositivo de entrada es una pieza de hardware que envía información a un ordenador, es decir, que puede producir señales eléctricas para su procesamiento en un circuito electrónico. Algunos ejemplos de dispositivos de entrada son un teclado, un micrófono o un interruptor.
• Dispositivos de procesamiento de la información – Un dispositivo de procesamiento es un dispositivo dentro de un ordenador que se considera una etapa intermedia en la que la información o los datos entrantes se interpretan y manipulan. Algunos ejemplos de dispositivos de procesamiento son la unidad central de procesamiento (CPU), la placa base, la tarjeta de sonido o la tarjeta de vídeo.
• Dispositivos de salida – Un dispositivo de salida es una pieza de hardware que recibe información del ordenador y la traduce a otra forma. Algunos ejemplos de dispositivos de salida son los auriculares, las impresoras o las pantallas de proyección.

Del mismo modo, la electrónica también puede clasificarse por componentes. Se identifican como independientes e integrados.

• Independientes – Los componentes de la electrónica pueden ser de forma más simple o discreta, lo que significa que se fabrican como una sola unidad. Transistores, resistores, condensadores y diodos son ejemplos de componentes electrónicos independientes.
• Integrados – Los componentes integrados son circuitos complejos que se fabrican en combinación con otros componentes. Algunos ejemplos son una placa base con materiales semiconductores o un microchip.

La industria electrónica ha contribuido significativamente a muchos campos como la tecnología, la empresa, la fabricación y la sanidad. Los dispositivos utilizados para la comunicación se han beneficiado de los microsistemas, que les permiten ser ligeros y portátiles. La automatización ha duplicado la producción y aumentado los índices de eficiencia en la industria manufacturera. La tecnología médica salvaguarda la seguridad del paciente, teniendo en cuenta una serie de avances en el ámbito del diagnóstico, la monitorización, la recopilación de datos y la elaboración de informes.

¿Qué son los dispositivos electrónicos?

Muchas de las herramientas que utiliza la gente en la actualidad se consideran dispositivos electrónicos. Dispositivo electrónico es un término general que se refiere a un hardware cuya función es controlar el flujo de energía eléctrica con el fin de procesar información o controlar un sistema. Los componentes de estos dispositivos tienen distintas formas y tamaños y se agrupan en paquetes denominados circuitos integrados. Los recientes avances en la ciencia de los materiales han allanado el camino para diseñar dispositivos electrónicos más funcionales y cómodos. Se espera que la tecnología se vuelva más sofisticada en los próximos años, ya que el ser humano sigue sintiendo curiosidad por muchas cosas.

Ejemplos de dispositivos electrónicos

Los dispositivos electrónicos se han convertido en parte integrante de la vida cotidiana. Hay muchos aparatos electrónicos que realizan diferentes funciones, y tres de los más utilizados son:

• Computadora – Este dispositivo electrónico es un elemento básico en el hogar, la escuela o el trabajo. No solo se utiliza con fines educativos, sino también para el entretenimiento, como jugar o ver películas. La configuración original de la primera computadora que se construyó ocupaba toda la habitación para completar su función. Hoy en día, las computadoras portátiles y de mesa están en todas partes porque son fáciles de transportar y son un gran compañero.
• Teléfonos móviles – La evolución de la forma en que los seres humanos se comunican entre sí es asombrosa. Muchos dirán que el mundo se ha hecho más pequeño porque, con un ligero toque en una pantalla, uno puede conectarse prácticamente con cualquier persona desde cualquier lugar del mundo si hay conexión a Internet. Este dispositivo se utiliza principalmente para enviar y recibir mensajes de texto, hacer llamadas de voz o vídeo, jugar, navegar por lugares, pagar facturas o escuchar música. El reconocimiento facial también ha revolucionado la forma en que las personas interactúan con sus teléfonos.
• Televisión inteligente – En los primeros tiempos de la televisión se utilizaban antenas para captar las señales de frecuencia que permitían a los espectadores oír el sonido y ver los gráficos en la pantalla. La televisión moderna ha recorrido un largo camino, considerando una gama más amplia de capacidades y la profundidad de la interacción que experimenta el usuario. Los espectadores pueden ahora grabar y ver más tarde sus programas favoritos, utilizar voces para navegar por los canales y conectar varios dispositivos para controlarlos.

Importancia de la Electrónica

Al llegar al final de nuestro análisis sobre el papel de la electrónica en nuestro mundo, es importante reconocer el impacto significativo que tiene la electrónica en nuestra vida diaria. Desde la comunicación hasta el entretenimiento y más allá, la electrónica ha revolucionado la forma en que interactuamos entre nosotros y con el mundo que nos rodea. Si bien algunos pueden argumentar que la dependencia excesiva de la electrónica tiene consecuencias negativas, es innegable que también ha traído consigo muchos cambios positivos. En esta sección, exploraremos la importancia de la electrónica en nuestro mundo desde diferentes perspectivas.

1. Avances en sanidad: La electrónica ha desempeñado un papel crucial en el avance de la tecnología sanitaria. Equipos médicos como resonancias magnéticas y tomografías computarizadas, marcapasos y bombas de insulina han sido posibles gracias a la electrónica. Estos dispositivos han transformado la forma en que los médicos diagnostican y tratan las enfermedades, mejorando los resultados de los pacientes y salvando innumerables vidas.
2. Impacto económico: La industria electrónica es uno de los principales contribuyentes a la economía mundial. Da trabajo a millones de personas en todo el mundo y genera miles de millones de dólares de ingresos cada año. Desde la producción de componentes electrónicos hasta el desarrollo de nuevas tecnologías, la industria electrónica evoluciona constantemente e impulsa la innovación.
3. Educación y Aprendizaje: La electrónica también ha tenido un impacto significativo en la forma en que aprendemos y nos educamos. La disponibilidad de cursos online, libros electrónicos y otros recursos electrónicos ha hecho que la educación sea más accesible y cómoda que nunca. Los dispositivos electrónicos, como tabletas y laptops, también han transformado la forma de aprender de los estudiantes, ofreciendo nuevas oportunidades de aprendizaje interactivo y colaborativo.
4. Comunicación y conexión: Quizá el efecto más evidente de la electrónica sea su capacidad para facilitar la comunicación y la conexión entre las personas. Desde las redes sociales hasta las videoconferencias, la electrónica ha facilitado más que nunca el contacto con amigos y familiares, sin importar en qué parte del mundo se encuentren. Esta mayor conectividad también ha propiciado el desarrollo de nuevas comunidades y redes que reúnen a las personas en torno a intereses y objetivos comunes.

Como vemos, no se puede exagerar la importancia de la electrónica en nuestro mundo. Aunque puede haber algunas consecuencias negativas asociadas a su uso, los beneficios que aportan superan con creces los riesgos. Desde la sanidad a la educación, pasando por la economía y la comunicación, la electrónica ha transformado nuestra forma de vivir y seguirá haciéndolo en los años venideros.

Diferencia entre Electrónica y Electricidad

Aunque tanto la electricidad como la electrónica están relacionadas con la energía eléctrica, existen diferencias fundamentales entre ambas disciplinas que deben entenderse claramente:

• Ámbito de aplicación: La electricidad es un concepto más amplio y general que abarca todos los aspectos de la energía eléctrica, desde la generación hasta la distribución y el consumo. La electrónica, en cambio, se centra en el diseño y la manipulación de dispositivos y circuitos electrónicos para realizar tareas específicas.
• Componentes utilizados: La electricidad se basa en componentes eléctricos como cables, interruptores y transformadores, mientras que la electrónica utiliza componentes electrónicos más avanzados como transistores y circuitos integrados.
• Señales y control: La electricidad no se ocupa de señales específicas ni del control preciso de los electrones, mientras que la electrónica se centra en el procesamiento de señales y el control de los flujos de electrones para lograr objetivos específicos.

Aplicaciones de la Electrónica

En nuestro día a día, la electrónica desempeña un papel fundamental a nuestro alrededor. Si miramos a nuestro alrededor, en cualquier momento podemos ver uno u otro aparato que funciona con electricidad. De ahí que la electrónica se haya convertido en parte de nuestra vida. Conozcamos algunas de las aplicaciones de la electrónica.

• La electrónica se utiliza ampliamente en la industria del automóvil en el control del motor y en los sistemas de entretenimiento del automóvil.
• Se utiliza en sistemas de servicios públicos como bombas de alimentación de calderas, transmisión de corriente continua de alto voltaje, disyuntores estáticos y sistemas de redes inteligentes.
• La electrónica desempeña un papel importante en la industria aeroespacial.
• La sanidad es uno de los sectores vitales que utiliza la electrónica en todas sus actividades. El electrocardiograma (ECG), los ultrasonidos, los rayos X, la resonancia magnética nuclear y muchos otros procedimientos utilizan electricidad.
• El avance de la tecnología es posible gracias a la electrónica. Las revisiones robóticas son posibles gracias a la electrónica.
• Las oficinas utilizan la electrónica para alimentar aparatos como aires acondicionados, ascensores, luces, ordenadores portátiles, impresoras, faxes y ordenadores de sobremesa.
• La agricultura, también depende de la electricidad para regar los cultivos mediante motores, y también se utiliza en la vigilancia a distancia de los cultivos y la humedad del suelo.
• Internet es un concepto que ha revolucionado el mundo. La electricidad es la clave del funcionamiento de Internet. La transferencia de datos de un servidor a los ordenadores y de los ordenadores a los servidores se produce con ayuda de la electricidad.
• En la industria alimentaria, la electrónica se utiliza para almacenar alimentos a temperatura controlada.
• El entretenimiento es uno de los sectores que depende en gran medida de la electricidad. Las pantallas de los proyectores, los televisores, la radio, las cámaras, los reproductores portátiles MP3 o MP4, los teléfonos inteligentes y los iPod utilizan electricidad para funcionar.
• En el campo del tratamiento de imágenes, las imágenes 3D y 2D se desarrollan con medios electrónicos.

Preguntas Frecuentes