Componentes Electrónicos, clasificación, ¿Qué son? Y para ¿Qué sirven?

Los elementos electrónicos tienen relación con las medidas eléctricas y sus cambios, y su objetivo es detectar datos, transferirlos o aplicarlos en el manejo y supervisión de diversas aplicaciones. Constituyen una parte esencial de cualquier esquema electrónico y se construyen para unirlos entre sí, generalmente a través de soldadura. La categorización de estos elementos se realiza dependiendo de su operatividad, configuración física, materiales utilizados en su fabricación y fuente de energía.

Introducción y Clasificación

Las tarjetas de circuitos impresos son un ejemplo evidente del rendimiento de los elementos electrónicos, debido a que representan un método muy apropiado para unir estos componentes. Se destacan por su excelencia mecánica, su sencillez para establecer conexiones y su elevada resistencia eléctrica, aspectos que hacen posible incluir una gran cantidad de funcionalidades electrónicas en espacios reducidos.

Dentro de un circuito eléctrico se pueden apreciar distintos elementos o componentes, como resistencias, inductancias, condensadores y fuentes de energía, o bien elementos electrónicos, que se encuentran interconectados con el objetivo de generar, transmitir o modificar señales eléctricas. Es posible realizar una categorización de estos elementos según:

Según su funcionamiento:

Activos: Los elementos que tienen la capacidad de producir, modificar o aumentar una señal eléctrica son aquellos que brindan una excitación eléctrica, control o ganancia de las señales eléctricas. Dentro de este grupo se encuentran las baterías y pilas, generadores, microprocesadores, diodos y transistores. Cada uno de ellos desempeña una función particular en el circuito eléctrico, ya sea proporcionando una fuente de energía, amplificando o disminuyendo la intensidad de la señal eléctrica, o controlando el flujo de corriente eléctrica en el circuito.

Pasivos: Los componentes que no aportan ganancia, pero sí requieren energía eléctrica para cumplir una función específica se conocen como elementos pasivos. Su función principal consiste en establecer la conexión entre distintos componentes activos dentro del circuito eléctrico. Los elementos pasivos más comunes son los resistores, condensadores y bobinas. Cada uno de ellos desempeña una tarea fundamental en el funcionamiento del circuito eléctrico, ya sea limitando la corriente eléctrica, almacenando energía eléctrica o actuando como un filtro para las señales eléctricas.

Según el tipo energía:

Electromagnéticos: Los elementos que hacen uso de las características electromagnéticas de los materiales son aquellos que aprovechan dichas propiedades para cumplir una función específica en un circuito eléctrico. Uno de los ejemplos más destacados de estos elementos son los transformadores, los cuales se caracterizan por su diseño de núcleo y su capacidad de transformar la tensión y corriente eléctrica. Otro tipo de componente electromagnético son los inductores, que también hacen uso de las propiedades electromagnéticas de los materiales para almacenar energía en forma de campo magnético. Ambos, los transformadores y los inductores, son componentes esenciales en muchos circuitos eléctricos y electrónicos.

Electroacústicos: Los componentes electroacústicos son aquellos que se utilizan para la conversión entre señales eléctricas y acústicas, es decir, para generar o captar sonidos a partir de señales eléctricas. Estos componentes son ampliamente utilizados en sistemas de audio, comunicaciones y multimedia. Algunos ejemplos de componentes electroacústicos incluyen altavoces, micrófonos, auriculares, transductores piezoeléctricos y dispositivos de vibración, entre otros. Estos componentes juegan un papel fundamental en la reproducción, grabación y transmisión de sonido en una amplia variedad de aplicaciones y sectores de la industria.

Optoelectrónicos: Los dispositivos optoelectrónicos son dispositivos que utilizan la interacción entre la luz y la electricidad para realizar funciones específicas. Estos dispositivos convierten la luz en señales eléctricas o utilizan señales eléctricas para generar luz. Son ampliamente utilizados en una amplia gama de aplicaciones, desde telecomunicaciones hasta pantallas de visualización, y tienen un papel clave en muchas tecnologías modernas.

Según su estructura física

Discretos: Un componente electrónico que consta únicamente de un solo elemento eléctrico y que puede ser activo o pasivo, así como tener la capacidad de incorporar múltiples funciones, se emplea comúnmente en aplicaciones que demandan niveles elevados de voltaje o potencia.

Integrados: Los circuitos integrados, conocidos como CI, son dispositivos electrónicos que tienen la capacidad de albergar desde unos cuantos componentes discretos hasta una cantidad masiva de ellos, incluso llegando a millones. Estos CI, a su vez, forman conjuntos más complejos y sofisticados, como por ejemplo amplificadores operacionales o puertas lógicas, que son utilizados en diversas aplicaciones en el campo de la electrónica.

Según el material base de fabricación

Semiconductores: En términos generales, se puede hacer referencia a ciertos materiales como "semiconductores", los cuales exhiben características intermedias entre los buenos conductores y los buenos aisladores en términos de su capacidad para conducir la corriente eléctrica. Estos materiales son ampliamente utilizados en aplicaciones importantes, como en la dirección y control del flujo de la corriente eléctrica, tal es el caso de los diodos y los transistores. La peculiaridad de estos materiales radica en que su capacidad de conducir o aislar la corriente eléctrica depende de ciertas sustancias presentes o del contexto específico en el que se utilicen.

No semiconductores: En este contexto, hacemos alusión a aquellos componentes electrónicos que tienen una funcionalidad única y no presentan la capacidad de cambiar su comportamiento eléctrico, incluso cuando se les agregan sustancias químicas adicionales. Es decir, estos componentes actuarán exclusivamente como conductores o como aisladores, sin posibilidad de modificar su función original, independientemente de la presencia de sustancias químicas en su composición.

Componentes Electrónicos conceptos 

El Resistor o la Resistencia:

Un resistor es un elemento pasivo que dificulta el flujo de corriente eléctrica. Su principal objetivo es controlar, regular y limitar el flujo de electricidad en cada punto de un circuito, lo que provoca una disipación de energía en forma de calor. Los resistores comerciales se identifican por tres características fundamentales: su valor de resistencia en ohmios, su tolerancia y su capacidad de disipar potencia. Además, debido a la transformación energética que ocurre en un resistor, se genera calor que debe ser eliminado al ambiente sin afectar el funcionamiento o la integridad del componente.

Condensador:

Un condensador se compone de dos placas conductoras separadas por un material aislante. Cuando se aplica una tensión eléctrica, el condensador actúa como un almacén de carga eléctrica. La corriente eléctrica fluye a través del condensador, lo que permite una acumulación de carga en las placas conductoras. A medida que se acumula más carga, la intensidad de corriente disminuye y eventualmente se anula. Esto significa que el condensador se carga gradualmente y luego se detiene cuando está completamente lleno.

El Diodo

Un diodo es un componente semiconductor que permite el flujo de corriente eléctrica en una sola dirección, mientras que bloquea el flujo en la dirección opuesta. Está compuesto por dos cristales semiconductores diferentes: uno con una deficiencia de electrones, conocido como tipo P, y el otro con un exceso de electrones, llamado tipo N. Los dos cristales se unen para formar una unión PN, que se encapsula en diferentes formas dependiendo del fabricante y su función específica.

El transistor

El transistor es quizás el componente más utilizado y emblemático de la electrónica moderna. Se compone de tres capas de materiales semiconductores puros: el emisor, el colector y la base. Cada una de estas capas tiene terminales de conexión que permiten su interacción con otros componentes eléctricos o electrónicos dentro de un circuito. El transistor puede funcionar en dos modos: como conmutador o como amplificador.

El Transformador

Un transformador es un dispositivo compuesto por un enrollamiento de cobre que permite modificar el voltaje de una señal eléctrica de corriente alterna manteniendo la frecuencia. En un transformador ideal, la potencia que se ingresa es igual a la potencia que se obtiene a la salida, sin pérdidas. Sin embargo, en la práctica, las máquinas reales presentan un porcentaje pequeño de pérdidas que varían según el diseño, tamaño y otros factores.

Los Potenciómetros

Los potenciómetros son componentes de resistencia variable que tienen una pista de carbón en su interior y un cursor que se desplaza a lo largo de ella. El valor de la resistencia de este componente varía según la posición del cursor. En general, los potenciómetros se emplean en circuitos con baja corriente para ajustar la potencia, ya que disipan muy poca energía.

Los circuitos integrados (CI)

El Circuito Integrado (CI) es una delgada pastilla que contiene una gran cantidad de dispositivos microelectrónicos interconectados. Dentro de un CI se encuentran diferentes tipos de componentes en miniatura, según su diseño y función, como amplificadores, contadores, multiplexores, codificadores, flip-flop, entre otros. Los terminales del CI se cuentan en sentido contrario al de las agujas del reloj, tomando como referencia un punto determinado.

El relé

El relé es un componente electromagnético que actúa como un interruptor controlado por un circuito eléctrico. Está compuesto por una bobina y un electroimán que activan un conjunto de contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Su invención se atribuye a Joseph Henry en 1835. Al poder controlar un circuito de salida con mayor potencia que la entrada, el relé puede considerarse, en cierta medida, como un amplificador eléctrico.

Microcontroladores

Los microcontroladores son componentes electrónicos programables capaces de ejecutar instrucciones almacenadas en su memoria. Poseen los elementos esenciales de cualquier computadora, como la Unidad Central de Procesamiento (CPU), la memoria y los periféricos de entrada/salida. Se utilizan ampliamente en una amplia variedad de sistemas, desde juguetes hasta electrodomésticos y automóviles, incluso en sistemas de arranque de vehículos.

Batería

Una pila eléctrica, también conocida como acumulador eléctrico o batería, es un dispositivo compuesto por una o varias celdas electroquímicas capaces de transformar la energía química en energía eléctrica. Cada celda contiene un ánodo o electrodo positivo, un cátodo o electrodo negativo y electrolitos que permiten el movimiento de iones entre ambos electrodos, lo que genera la corriente eléctrica necesaria para alimentar un circuito eléctrico.

Leds

Un componente electrónico pasivo ampliamente utilizado es el LED, un tipo de diodo que tiene la capacidad de emitir luz cuando se le suministra energía. Este dispositivo consta de dos terminales, el ánodo y el cátodo, y se encuentra dentro de un encapsulado. Los LEDs son ampliamente utilizados como indicadores de funcionamiento o para iluminación, y también se pueden agrupar para crear displays o pantallas.

Micrófonos

Los micrófonos son dispositivos transductores que transforman ondas sonoras en señales eléctricas variables. Actúan como interfaz de entrada a amplificadores y tienen un amplio rango de frecuencia que abarca las frecuencias audibles. Los micrófonos de uso común tienen una respuesta de frecuencia entre 150 y 4000 Hz, mientras que los micrófonos de alta calidad para aplicaciones profesionales tienen una respuesta de frecuencia que oscila entre 20 y 16,000 Hz.