Ejercicios: Componentes electrónicos analógicos

Explica qué es un diodo y qué significa que conduce «en un solo sentido». Describe qué ocurre cuando se polariza en directa (el ánodo al positivo) y cuando se polariza en inversa, usando el símil de una válvula de retención (o válvula check) de agua.

Un LED tiene polaridad: el ánodo (patilla larga) debe ir hacia el positivo. Explica qué significan las siglas LED, qué ocurre si se conecta al revés y por qué un LED no se ilumina aunque la pila tenga tensión suficiente si está mal orientado.

Explica qué es un condensador y qué significa que «almacena carga». Indica en qué unidad se mide su capacidad (el faradio) y describe dos aplicaciones: filtrar una tensión que riza y temporizar (crear retardos).

El transistor tiene tres patillas: colector, base y emisor. Explica con el símil de una llave de chorro (grifo) gobernada por una manija pequeña cómo una corriente pequeña por la base controla una corriente grande entre colector y emisor.

Un diodo de silicio empieza a conducir apreciablemente cuando el voltaje en directa supera unos $0.7\ \text{V}$, su «voltaje umbral». Explica qué significa ese umbral y razona por qué un diodo conectado a una batería de $1.5\ \text{V}$ con una resistencia sí puede conducir, pero no con una batería de $0.5\ \text{V}$.

Relaciona cada componente con su papel en un circuito: (1) diodo, (2) LED, (3) condensador, (4) transistor, (5) LDR y (6) NTC, con: (a) dejar pasar la corriente en un solo sentido; (b) indicar con luz que algo está activo; (c) almacenar carga temporalmente; (d) actuar como interruptor gobernado eléctricamente; (e) detectar el nivel de luz; (f) medir la temperatura.

Se quiere alimentar un LED rojo (tensión de trabajo $2\ \text{V}$, corriente $20\ \text{mA}$) desde una pila de $9\ \text{V}$ con una resistencia en serie. (a) Calcula qué tensión debe caer en la resistencia. (b) Calcula el valor de la resistencia aplicando la ley de Ohm, $R = \frac{V}{I}$, con las unidades correctas. (c) Explica qué ocurriría si la resistencia fuera mucho menor de la calculada.

La figura muestra la curva característica tensión-corriente de un diodo de silicio, con la tensión umbral marcada con una interrogación, como se muestra en la figura.

(a) Explica qué representa cada zona de la curva: la casi plana de la izquierda y la que sube con fuerza a la derecha. (b) Indica qué valor aproximado tiene la tensión marcada con la interrogación en un diodo de silicio y qué significa. (c) Razona por qué en inversa la corriente es prácticamente nula y qué ocurre si se supera la tensión de ruptura.

Un transistor NPN gobierna un LED alimentado con una fuente de $9\ \text{V}$. El LED está conectado en serie con el colector del transistor, y la base se conecta a un pulsador a través de una resistencia en serie con ella. Cuando por la base entra una corriente pequeña, el transistor conduce y el LED se enciende; cuando no entra corriente, el transistor no conduce y el LED se apaga.

Explica:

1. a) Qué papel juega la resistencia conectada en serie con la base.

1. b) En qué se diferencia este uso «a todo o nada» del transistor del uso como amplificador.