Princípios de Eletricidade e Eletrônica

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MODULO 3
Electricidad básica
MODULO 3
Electricidad básica
0 OBJETIVOS DEL MODULO 5
1.1 ¿Qué es la corriente eléctrica? 6
1.2 Requisitos para que circule la corriente eléctrica 7
1.3 Intensidad de la corriente eléctrica. 7
2.1 Componentes fundamentales de un circuito eléctrico: Introducción. 8
2.2 Unidades de medida de los componentes que afectan al circuito. 9
2.3 Funcionamiento del circuito eléctrico. 9
2.4 La Carga Eléctrica 9
2.4.1 Sentido de la circulación de la corriente 9
2.5 El cortocircuito. 10
2.5.1 Componentes adicionales de un circuito. 10
2.6 La ley de Ohm. 11
2.6.1 Postulado general de la Ley de Ohm. 11
2.6.2 Hallar el valor en Ohm de una resistencia. 11
2.6.3 Hallar el valor de intensidad de corriente. 12
2.6.4 Hallar el valor de la tensión o voltaje. 12
2.6.5 Resistencia eléctrica. 13
2.6.6 Resistencia de los metales al paso de la corriente eléctrica. 14
2.6.7 Conductividad y resistividad. 14
2.7 Magnetismo 14
CONDUCTORES ELECTRICOS 14
DIELECTRICOS 14
2.7.1 Principio de electromagnetismo 15
2.7.2 Imanes permanentes 15
2.7.3 Inducción magnética. 16
2.8 Fuerza Electromotriz (FEM) 17
2.8.1 Pilas o baterías 17
2.8.2 Máquinas electromagnéticas 17
2.8.3 Celdas fotovoltaicas o fotoeléctricas 18
2.8.4 Termopares 18
2.8.5 Efecto piezoeléctrico. 18
2.9 Corriente directa o contínua. 19
2.10 La corriente alterna (C.A.) 20
2.10.1 Formas diferentes de corriente alterna 20
2.10.2 Múltiplos de Hertz 21
CONTENIDOS
2
2.10.3 Ventajas de la corriente alterna 21
2.10.4 Valor Medio 21
2.10.5 Valor Eicaz 22
2.10.6 Intensidad Eicaz 22
2.10.7 Reactancia inductiva de una bobina 22
2.10.8 Reactancia capacitiva de un condensador. 23
2.10.9 El factor de potencia. 23
2.11 Potencia en circuitos de corriente alterna (CA) 23
2.11.1 Potencia reactiva. 23
 Si el circuito tiene un capacitor: 23
 Si el circuito tiene un inductor: 23
2.12 Instrumentos de medición 24
2.12.1 El amperímetro 24
2.12.2 El voltímetro. 25
 Uso del Voltímetro 25
2.12.3 El ohmímetro. 25
 Uso del Ohmimetro 25
2.12.4 El multímetro analógico. 25
2.12.5 El multímetro digital (DMM). 26
3.1 Principios básicos de electrónica: introducción. 27
3.2 Resistencia. 28
 3.2.1 Comprobación de resistencias 28
3.3 Potenciómetros. 28
3.4 Baterías 29
3.5 Relés 29
 Funcionamiento del rele 29
3.6 Fusibles 30
 Ventajas del Rele 30
 Tipos de fusibles 30
3.7 Capacitores 31
 Tipos de capacitores 31
ASOCIACION EN SERIE Y EN PARALELO 31
3.8 Bobinas 32
 Tipos de bobinas 32
3.9 Diodos 33
 Comprobación de diodos 33 
3.10 Transistores 34
3
 Transistores bipolares 34
 Transistores unipolares 34
 Comprobación de transistores 35
3.11 Diodos LED - Diodo Emisor de Luz (Light-Emmiting Diode) 36
3.12 Diodos Zener 37
3.13 SCR (Rectiicador Controlado de Silicio) 38
 Curva característica del SCR 38
 Funcionamiento básico del SCR 38
3.14 Ampliicadores 39
3.15 Aspectos básicos del Inversor. 39
3.16 PWM Modulación por Ancho de Pulsos ( Pulse-Width Modulation) 40
 En relación a los motores 40
3.17 El IGBT 41
 Función del diodo en paralelo con el IGBT 42
 Circuito de disparo del IGBT 42
 prueba del IGBT 42
 Identiicadores de terminales del igbt 42
 NO OLVIDAR: 42
 Sistema GTO versus IGBT 43
 Beneicios del control IGBT 43
4.1 Riesgos eléctricos: introducción. 44
4.2 Análisis del riesgo eléctrico. 45
4
OBJETIVOS DEL MODULO
•	 Comprender	las	nociones	básicas	de	Electricidad	y	aplicación
•	 Comprender	las	nociones	básicas	de	la	Electrónica	 
y	su	aplicación.
•	 Comprender	los	riesgos	eléctricos	que	conlleva	trabajar	con	
camiones	eléctricos.
MODULO 3
Electricidad Básica
5
1.1	 ¿Qué	es	la	corriente	eléctrica?
PRIMERA PARTE
LA CORRIENTE ELECTRICA
Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas 
o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo 
negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).
En un circuito eléctrico cerrado la corriente circula siempre del polo negativo al polo positi-
vo de la fuente de fuerza electromotriz. (FEM).
Quizás hayamos oído hablar o leído en algún texto que el sentido convencional de circu-
lación de la corriente eléctrica por un circuito es a la inversa, o sea, del polo positivo al 
negativo de la fuente de FEM. Ese planteamiento tiene su origen en razones históricas y 
no a cuestiones de la física y se debió a que en la época en que se formuló la teoría que 
trataba de explicar cómo fluía la corriente eléctrica por los metales, los físicos descono-
cían la existencia de los electrones o cargas negativas.
Al descubrirse los electrones como parte integrante de los átomos y principal componente 
de las cargas eléctricas, se descubrió también que las cargas eléctricas que proporcio-
na una fuente de FEM (Fuerza Electromotriz), se mueven del signo negativo (–) hacia el 
positivo (+), de acuerdo con la ley física de que “cargas distintas se atraen y cargas iguales 
se rechazan”. Debido al desconocimiento en aquellos momentos de la existencia de los 
electrones, la comunidad científica acordó que, convencionalmente, la corriente eléctrica 
se movía del polo positivo al negativo, de la misma forma que hubieran podido acordar 
lo contrario, como realmente ocurre. No obstante en la práctica, ese “error histórico” no 
influye para nada en lo que al estudio de la corriente eléctrica se refiere.
6
1.3	 Intensidad	de	la	corriente	eléctrica.
1.2	 Requisitos	para	que	circule	la	
corriente	eléctrica
1
2
34
2
Para que una corriente eléctrica circule por un circuito es 
necesario que se disponga de tres factores fundamentales:
•	 Una fuente de fuerza electromotriz (FEM) como, por ejem-
plo, una batería, un generador o cualquier otro dispositivo 
capaz de poner en movimiento las cargas eléctricas negati-
vas cuando se cierre el circuito eléctrico.
•	 Un camino que permita a los electrones fluir, ininterrumpi-
damente, desde el polo negativo de la fuente de suminis-
tro de energía eléctrica hasta el polo positivo de la propia 
fuente. En la práctica ese camino lo constituye el conduc-
tor eléctrico, generalmente de cobre.
•	 Una carga conectada al circuito que ofrezca resistencia al pa-
sode la corriente eléctrica. Se entiende como carga cualquier 
dispositivo que para funcionar consuma energía eléctrica 
como,por ejemplo, una lámpara para alumbrado, el motor 
de cualquier equipo, una resistencia que produzca calor 
(calefacción, cocina, secador de pelo, etc.), un televisor 
o cualquier otro equipo electrodoméstico o industrial que 
funcione con corriente eléctrica.
Cuando las cargas eléctricas circulan normalmente por un 
circuito, sin encontrar en su camino nada que interrumpa el 
libre flujo de los electrones, decimos que estamos ante un 
“circuito eléctrico cerrado”. Si, por el contrario, la circula-
La intensidad del flujo de los electrones de una corriente 
eléctrica que circula por un circuito cerrado depende, funda-
mentalmente, de la tensión o voltaje (V) que se aplique y de 
la resistencia (R) en ohm que ofrezca al paso de esa corrien-
te la carga conectado al circuito. Si una carga ofrece poca 
resistencia al paso de la corriente, la cantidad de electrones 
que circulen por el circuito será mayor en comparación con 
otra carga que ofrezca mayor resistencia y obstaculice más el 
paso de los electrones.
Mediante la representación de una analogía hidráulica se 
puede entender mejor este concepto. Si tenemos dos 
depósitos de líquido de igual capacidad, situados a una 
misma altura, el caudal de salida de líquido del depósito 
que tiene el tubo de salida de menos diámetro será menor 
que el caudal que proporciona otro depósito con un tubo 
de salida de más ancho o diámetro, pues este último ofre-
ce menos resistencia a la salida del líquido.
De la misma forma, una carga que posea una resistencia 
de un valor alto en ohm, provocará que la circulación de los 
electronesse dificulte igual que lo hace el tubo de menor 
diámetro en la analogía hidráulica, mientras que otro consu-
•	 Analogía hidráulica: El tubo del depósito “A”, al tener un diámetro 
reducido, ofrece más resistencia a la salida del líquido que el tubo del 
tanque “B”, que tiene mayor diámetro. Por tanto, el caudal o cantidad. de 
agua que sale por el tubo “B” será mayor que la que sale por el tubo “A”.
•	 1. Fuente de fuerza electromotriz (FEM). 2. Conductor. 3. Carga 
o resistencia conectada al circuito. 4. Sentido de circulación de la 
corriente eléctrica.
mo con menor resistencia (caso del tubo de mayor diáme-
tro) dejará pasar mayor cantidad de electrones. 
La intensidad de la corriente eléctrica se designa con la 
letra ( I ) y su unidad de medida en el Sistema Internacional 
( SI ) es el Ampere (llamado también “amperio”), que se 
identifica con la letra ( A ).
ción de la corriente de electrones se interrumpe por cual-
quier motivo y la carga conectada deja de recibir corriente, 
estaremos ante un “circuito eléctrico abierto”.
7
2.1	 Componentes	fundamentales	de	un	
circuito	eléctrico:	Introducción.
E R
I
E R
I
•	 Circuito eléctrico compuesto por una fuente de fuerza electromotriz 
(FEM), representada por una pila; un flujo de corriente (I) y una 
resistencia o carga eléctrica (R). 
•	 Representación esquemática de un circuito eléctrico.
SEGUNDA PARTE
COMPONENTES FUNDAMENTALES 
DE UN CIRCUITO ELECTRICO
Para decir que existe un circuito eléctrico cualquiera, es ne-
cesario disponer siempre de tres componentes o elemen-
tos fundamentales:
1. Una fuente (E) de fuerza electromotriz (FEM), que sumi-
nistre la energía eléctrica necesaria en volt.
2. El flujo de una intensidad (I) de corriente de electrones 
en Amper.
3. Existencia de una resistencia o carga (R) en Ohm, conec-
tada al circuito, que consuma la energía que proporciona 
la fuente de fuerza electromotriz y la transforme en 
energía útil, como puede ser, encender una lámpara, 
proporcionar frío o calor, poner en movimiento un motor, 
amplificar sonidos por un altavoz, reproducir imágenes 
en una pantalla, etc.
8
2.4	 La	Carga	Eléctrica
2.4.1	Sentido	de	la	circulación	
de	la	corriente
2.2		 Unidades	de	medida	de	los	
componentes	que	afectan	al	circuito.
La tensión que la fuente de energía eléctrica proporciona 
al circuito, se mide en volt y se representa con la letra 
(V). La intensidad del flujo de la corriente (I), se mide en 
amper y se representa con la letra (A). La resistencia (R) 
de la carga o consumo conectado al propio circuito, se 
mide en ohm y se representa con la letra griega omega 
(Ω). Estos tres componentes están muy íntimamente re-
lacionados entre sí y los valores de sus parámetros varían 
proporcionalmente de acuerdo con la Ley de Ohm. El 
cambio del parámetro de uno de ellos, implica el cambio 
inmediato de parámetro de los demás.
Las unidades de medidas del circuito eléctrico tienen 
también múltiplos y submúltiplos como, por ejemplo, el 
kilovolt (kV), mili volt (mV), miliamperes (mA), kilohm (k Ω) 
y Megohm (M Ω). 
En un circuito eléctrico de corriente directa o continua, 
como el que proporciona una pila, batería, dinamo, ge-
nerador, etc., el flujo de corriente de electrones circulará 
siempre del polo negativo de la fuente de fuerza electro-
motriz (FEM) al polo positivo de la propia fuente. 
En los circuitos de corriente alterna que proporcionan los 
generadores de las centrales eléctricas, por ejemplo, la 
polaridad y el flujo de la corriente cambia constantemente 
de sentido tantas veces en un segundo como frecuencia 
posea. 
En América la frecuencia de la corriente alterna es de 60 
ciclos o hertz (Hz) por segundo, mientras que en Europa 
es de 50 Hz. No obstante, tanto para la corriente directa 
como para la alterna, el sentido del flujo de la corriente de 
electrones será siempre del polo negativo al polo positivo 
de la fuente de FEM.
2.3	 Funcionamiento	del	
circuito	eléctrico.
El funcionamiento de un circuito eléctrico es siempre el 
mismo ya sea éste simple o complejo. El voltaje, tensión 
o diferencia de potencial (V) que suministra la fuente de 
fuerza electromotriz (FEM) a un circuito se caracteriza por 
tener normalmente un valor fijo. En dependencia de la 
mayor o menor resistencia en ohm (Ω ) que encuentre el 
flujo de corriente de electrones al recorrer el circuito, así 
será su intensidad en ampere (A). 
Una vez que la corriente de electrones logra vencer la 
resistencia (R) que ofrece a su paso el consumo o carga 
conectada al circuito, retorna a la fuente de fuerza electro-
motriz por su polo positivo. El flujo de corriente eléctrica 
o de electrones se mantendrá circulando por el circuito 
hasta tanto no se accione el interruptor que permite 
detenerlo. 
Cualquier circuito de alumbrado, motor, equipo electro-
doméstico, aparato electrónico, etc., ofrece siempre una 
mayor o menor resistencia al paso de la corriente, por lo 
que al conectarse a una fuente de fuerza electromotriz 
se considera como una carga o consumidor de energía 
eléctrica. 
La resistencia que ofrece un consumidor al flujo de la co-
rriente de electrones se puede comparar con lo que ocu-
rre cuando los tubos de una instalación hidráulica sufren la 
reducción de su diámetro interior debido a la acumulación 
de sedimentos. Al quedar reducido su diámetro, el fluido 
hidráulico encuentra más resistencia para pasar, disminu-
yendo el caudal que fluye por su interior. 
De la misma forma, mientras más alto sea el valor en ohm 
de una resistencia o carga conectada en el circuito eléctri-
co, la circulación de electrones o amperaje de la corriente 
eléctrica disminuye, siempre y cuando la tensión o voltaje 
aplicado se mantenga constante.
9
2.5		 El	cortocircuito.
2.5.1		Componentes	adicionales	de	
un	circuito.
Si por casualidad en un circuito eléctrico unimos o se unen 
accidentalmente los extremos o cualquier parte metálica 
de dos conductores de diferente polaridad que hayan per-
dido su recubrimiento aislante, la resistencia en el circuito 
se anula.
El resultado se traduce en una elevación brusca de la 
intensidad de la corriente, un incremento violentamente 
excesivo de calor en el cable y la producción de lo que se 
denomina “cortocircuito”.
La temperatura que produce el incremento de la intensidad 
de corriente en Amper cuando ocurre un cortocircuito es 
tan grande que puede llegar a derretir el forro aislante de 
los cables o conductores, quemar el dispositivo o equipo 
de que se trate si éste se produce en su interior, o llegar, 
incluso, a producir un incendio.
Para que un circuito eléctrico se considere completo, 
además de incluir la imprescindible tensión o voltaje que 
proporciona la fuente de FEM y tener conectada una carga 
o resistencia, generalmente se le incorpora también otros 
elementos adicionales como, por ejemplo, un interruptor 
que permita que al cerrarlo circule la corriente o al abrir-
lo deje de circular, así como un fusible que lo proteja de 
cortocircuitos.
•	 Cortocircuito producido por la unión accidental de dos cables o 
conductores de polaridades diferentes.
•	 1. Fuente de fuerza electromotriz (batería). 2. Carga o resistencia ( 
lámpara). 3. Flujo de la corriente eléctrica.4. Interruptor. 5. Fusible.
10
2.6	 La	ley	de	Ohm.
2.6.1	Postulado	general	de	la	Ley	de	Ohm.
2.6.2	Hallar	el	valor	en	Ohm	de	una	resistencia.
La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de 
las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las 
unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:
•	 Tensión o voltaje (E), en volt (V).
•	 Intensidad de la corriente (I), en amper (A) o sus submúltiplos.
•	 Resistencia (R) de la carga o consumidor conectado al circuito en ohm (Ω), o sus múlti-
plos.
El postulado afirma: Desde el punto de vista matemático, este 
postuladose puede representar por medio 
de la siguiente fórmula:“El flujo de corriente en ampere que circula por un 
circuito eléctrico cerrado, es directamente propor-
cional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente 
proporcional a la resistencia en ohm de la carga que 
tiene conectada.”
I=
E
R
Aquellas personas que estén menos relacionadas con el 
despeje de fórmulas matemáticas, pueden realizar los cál-
culos de tensión, corriente y resistencia de una forma más 
fácil utilizando el recurso práctico de cubrir una de 
las variables.
Con esta representación de la Ley de Ohm, solamente 
tendremos que tapar con un dedo la letra que representa 
el valor de la incógnita que queremos hallar y de inmedia-
to quedará indicada con las otras dos letras la operación 
matemática que será necesario realizar.
V
AxR
•	 Valores de la ley de Ohm dentro de un circuito eléctrico.
11
Por ejemplo, si queremos calcular la resistencia “R” 
en ohm de una carga conectada a un circuito que tiene 
aplicada una tensión o voltaje “V” de 1,5 volt y por el cual 
circula un flujo de corriente de 500 miliampere (mA) de 
intensidad, lo podemos hacer de la siguiente forma:
Tapamos “R”, que representa el valor de la incógnita que 
queremos despejar, en este caso la resistencia “R” en 
ohm, y nos queda:
V
V
V
AxR
AxR
A
Es decir, el valor de la tensión o voltaje "V", dividido por 
el valor de la corriente "A" en ampere. El resultado será el 
valor de la resistencia "R" que deseamos hallar.
En el caso de este ejemplo específico tenemos que el 
valor de la tensión que proporciona la fuente de fuerza 
electromotriz (FEM), o sea, la batería, es de 1,5 volt, 
mientras que la intensidad de la corriente que fluye por el 
circuito eléctrico cerrado es de 500 miliamperes (mA).
Pero antes de poder realizar correctamente esa simple 
operación matemática de división, será necesario con-
vertir primero los 500 miliamperes en amper, pues de lo 
contrario el resultado sería erróneo. Para hacer la conver-
sión dividimos 500 mA entre 1000:
=0,5 A
= 3 Ω=
500mA
V 1,5
1000
A 0,5
Hecha esta conversión tenemos como resultado que 500 
miliampere equivalen a 0,5 Amper, por lo que ya pode-
mos proceder a sustituir los valores para hallar cuántos 
ohm tiene la resistencia del circuito eléctrico con el que 
estamos trabajando.
El resultado muestra que el valor de la resistencia "R" 
conectada al circuito es de 3 Ohm.
2.6.3	Hallar	el	valor	de	intensidad	de	
corriente.
Veamos ahora qué ocurre con la intensidad de la corrien-
te si la resistencia, en lugar de tener 3 ohm, como en el 
ejemplo anterior, tiene 6 ohm. En este caso la incógnita a 
despejar sería el valor de la corriente “A”, por tanto tapa-
mos esa letra:
Sustituimos a continuación la “V” por el valor de la ten-
sión de la batería, es decir, 1,5 V y la “R” por el valor de 
la resistencia (6 Ω ) y efectuamos la operación matemáti-
ca dividiendo el valor de la tensión o voltaje entre el valor 
de la resistencia:
En este resultado podemos comprobar que, efectivamen-
te, la resistencia es inversamente proporcional al valor 
de la corriente, porque al aumentar el valor de “R”, de 3 
a 6 ohm, la intensidad “A” de la corriente varió también, 
disminuyendo su valor de 0, 5 a 0,25 ampere.
Para hallar ahora la tensión o voltaje “V” aplicado a un 
circuito, conociendo el valor de la intensidad de la corrien-
te en ampere “A” que lo recorre y el valor en ohm de la 
resistencia “R” del consumidor o carga a éste conectada, 
podemos seguir el mismo procedimiento tapando ahora 
la “V”, que será la incógnita a despejar.
= 0,25 A=
V 1,5
R 6
2.6.4	Hallar	el	valor	de	la	tensión	o	voltaje.
V
AxR
12
Sustituimos los valores de la intensidad de corriente “A” y 
de la resistencia “R” del ejemplo anterior y tendremos:
El resultado de esa operación de multiplicar será 1,5 V, 
que es la diferencia de potencial o fuerza electromotriz 
(FEM), que proporciona la batería conectada en el circuito.
Los más entendidos en matemáticas pueden utilizar di-
rectamente la fórmula general de la Ley de Ohm realizan-
do los correspondientes despejes para hallar las incógni-
tas. Para hallar el valor de la intensidad “I” se parte de la 
representación matemática de la fórmula general:
AxR = 0,25x6 = 1,5V
De donde:
•	 I - Intensidad de la corriente que recorre el circuito en 
amper (A)
•	 E- Valor de la tensión, voltaje o fuerza electromotriz en 
volt (V)
•	 R - Valor de la resistencia del consumidor o carga co-
nectado al circuito en ohm (Ω)
Para hallar la resistencia, despejamos la “R” en la fórmula 
de la forma siguiente:
Y para hallar la tensión despejamos la fórmula así:
I=
R=
E=IxR
E
E
R
I
2.6.5	Resistencia	eléctrica.
Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra 
la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, 
atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las 
cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o 
consumidor conectado a un circuito eléctrico representa 
en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación 
de la corriente eléctrica.
Normalmente los electrones tratan de circular por el 
circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, 
de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. 
Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden 
existente en el micromundo de los electrones; pero 
cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar 
unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa 
situación hace que siempre se eleve algo la temperatura 
del conductor y que, además, adquiera valores más altos 
en el punto donde los electrones encuentren una mayor 
resistencia a su paso.
•	 Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece 
baja resistencia. 
•	 Electrones fluyendo por un mal conductor. eléctrico, que ofrece 
alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos 
contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, 
generan calor.
13
Todos los materiales y elementos conocidos ofrecen mayor o 
menor resistencia al paso de la corriente eléctrica, incluyendo 
los mejores conductores. Los metales que menos resistencia 
ofrecen son el oro y la plata, pero por lo costoso que resultaría 
fabricar cables con esos metales, se adoptó utilizar el cobre, 
que es buen conductor y mucho más económico.
La conductividad eléctrica es la propiedad de los materia-
les que cuantifica la facilidad con que las cargas pueden 
moverse cuando un material es sometido a un campo 
eléctrico. La resistividad es una magnitud inversa a la con-
ductividad, aludiendo al grado de dificultad que encuentran 
los electrones en sus desplazamientos, dando una idea de 
lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistivi-
dad indica que el material es mal conductor mientras que 
uno bajo indicará que es un buen conductor. Generalmente 
la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, 
Desde el siglo VI a. C. ya se conocía que el óxido ferroso-
férrico, al que los antiguos llamaron magnetita, poseía 
la propiedad de atraer partículas de hierro. Hoy en día la 
magnetita se conoce como imán natural y a la propiedad 
que tiene de atraer los metales se le denomina “magne-
tismo”.
2.6.6	Resistencia	de	los	metales	al	paso	de	la	corriente	eléctrica.
2.6.7	Conductividad	y	resistividad.
2.7	 Magnetismo
CONDUCTORES ELECTRICOS
Son los materiales que, puestos en contacto con un 
cuerpo cargado de electricidad, transmiten ésta a 
todos los puntos de su superficie. Los mejores con-
ductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. 
Existen otros materiales, no metálicos, que también 
poseen la propiedad de conducir la electricidad, como 
son el grafito, las soluciones salinas (por ejemplo, el 
agua de mar) . Para el transporte de la energía eléctri-
ca, así como para cualquier instalación de uso domés-
tico o industrial, el metal más empleado es el cobre en 
forma decables de uno o varios hilos. 
DIELECTRICOS
Son los materiales que no conducen la electricidad, 
por lo que pueden ser utilizados como aislantes. Al-
gunos ejemplos de este tipo de materiales son vidrio, 
cerámica, plásticos, goma, mica, cera, papel, madera 
seca, porcelana, algunas grasas para uso industrial y 
electrónico y la baquelita. Algunos materiales, como 
el aire o el agua, son aislantes bajo ciertas condicio-
nes pero no para otras. El aire, por ejemplo, es aislan-
te a temperatura ambiente pero, bajo condiciones de 
frecuencia de la señal y potencia relativamente bajas, 
puede convertirse en conductor. 
Con alambre de cobre se fabrican la mayoría de los cables 
conductores que se emplean en circuitos de baja y media 
tensión. También se utiliza el aluminio en menor escala 
para fabricar los cables que vemos colocados en las torres 
de alta tensión para transportar la energía eléctrica a gran-
des distancias.
mientras que la de los semiconductores disminuye ante el 
aumento de la temperatura. Los materiales se clasifican 
según su conductividad eléctrica o resistividad en conduc-
tores, dieléctricos, semiconductores y superconductores.
La conductividad se designa por la letra griega sigma mi-
núscula (σ) y se mide en Siemens por metro, mientras que 
la resistividad se designa por la letra griega rho minúscula 
(ρ) y se mide en ohms por metro (Ω•m,	a	veces	también	
en Ω•mm²/m).
Los chinos fueron los primeros en descubrir que cuando 
se le permitía a un trozo de magnetita girar libremente, 
ésta señalaba siempre a una misma dirección; sin embar-
go, hasta mucho tiempo después esa característica no se 
aprovechó como medio de orientación. Los primeros que 
le dieron uso práctico a la magnetita en función de brújula 
para orientarse durante la navegación fueron los árabes.
14
Al fluir corriente por un conductor se producen anillos de 
fuerza magnéticas y estos anillos son proporcionales al 
flujo , al enrollar el conductor con corriente, las líneas de 
fuerza se enlazan concentrándose y además se forman 
los polos norte y sur para controlar la fuerza magnética se 
varía la intensidad de corriente.
Cualquier tipo de imán, ya sea natural o artificial, posee dos 
polos perfectamente diferenciados: uno denominado polo 
norte y el otro denominado polo sur.
Una de las características principales que distingue a los 
imanes es la fuerza de atracción o repulsión que ejercen 
sobre otros metales las líneas magnéticas que se forman 
entre sus polos.
Cuando enfrentamos dos o más imanes independientes 
y acercamos cada uno de ellos por sus extremos, si los 
polos que se enfrentan tienen diferente polaridad se atraen 
(por ejemplo, polo norte con polo sur), pero si las polarida-
des son las mismas (polo norte con norte, o polo sur con 
sur), se rechazan.
Cuando aproximamos los polos de dos imanes, de inme-
diato se establecen un determinado número de líneas de 
fuerza magnéticas de atracción o de repulsión, que actúan 
directamente sobre los polos enfrentados.
Las líneas de fuerza de atracción o repulsión que se 
establecen entre esos polos son invisibles, pero su exis-
tencia se puede comprobar visualmente si espolvoreamos 
limallas de hierro sobre un papel o cartulina y la colocamos 
encima de uno o más imanes.
2.7.1	Principio	de	electromagnetismo
2.7.2	Imanes	permanentes
•	 Si enfrentamos dos imanes con polos diferentes se atraen, mientras que si los polos enfrentados son iguales, se repelen.
•	 Todos los imanes tienen dos polos: uno norte (N) y otro sur (S).
15
2.7.3	Inducción	magnética.
Si tomamos un alambre de cobre o conductor de cobre, ya 
sea con forro aislante o sin éste, y lo movemos de un lado 
a otro entre los polos diferentes de dos imanes, de forma 
tal que atraviese y corte sus líneas de fuerza magnéticas, 
en dicho alambre se generará por inducción una pequeña 
fuerza electromotriz (FEM), que es posible medir con un 
galvanómetro, instrumento semejante a un voltímetro, que 
se utiliza para detectar pequeñas tensiones o voltajes.
Este fenómeno físico, conocido como “inducción mag-
nética” se origina cuando el conductor corta las líneas 
de fuerza magnéticas del imán, lo que provoca que las 
cargas eléctricas contenidas en el metal del alambre de 
cobre (que hasta ese momento se encontraban en reposo), 
se pongan en movimiento creando un flujo de corriente 
eléctrica.
En esa propiedad de inducir corriente eléctrica cuando se 
mueve un conductor dentro de un campo magnético, se 
basa el principio de funcionamiento de los generadores de 
corriente eléctrica.
Ahora bien, si en vez de moverlo colocáramos el mis-
mo conductor de cobre dentro del campo magnético de 
los dos imanes y aplicamos una diferencia de potencial, 
tensión o voltaje en sus extremos, como una batería, por 
ejemplo, el campo magnético que produce la corriente 
eléctrica alrededor del conductor al circular a través del 
mismo, provocará que las líneas de fuerza o campo magné-
tico de los imanes lo rechacen. De esa forma el conductor 
se moverá hacia un lado o hacia otro, en dependencia del 
sentido de circulación que tenga la corriente, provocando 
que rechace el campo magnético y trate de alejarse de su 
influencia.
El campo magnético que se crea alrededor del alambre de 
cobre o conductor cuando fluye la corriente eléctrica, hace 
que éste se comporte también como si fuera un imán y en 
esa propiedad se basa el principio de funcionamiento de 
los motores eléctricos.
En la actualidad la magnetita no se emplea como imán, 
pues se pueden fabricar imanes permanentes artificiales 
de forma industrial a menor costo. •	 Cuando aplicamos una diferencia de potencial, tensión o voltaje 
a un conductor y lo situamos dentro de las líneas de fuerza de un 
campo magnético, como el de dos imanes, por ejemplo, éste será 
rechazado hacia uno u otro lado, en dependencia del sentido de 
dirección que tenga la corriente que fluye por el conductor.
16
2.8	 Fuerza	Electromotriz	(FEM)
2.8.1	Pilas	o	baterías
2.8.2	Máquinas	electromagnéticas
Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía 
proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que 
suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la exis-
tencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o 
polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que 
sea capaz de impulsar las cargas eléctricas a través de un 
circuito cerrado.
A continuación revisaremos diferentes tipos de suministra-
dores de FEM:
•	 Pilas o baterías.
•	 Máquinas electromagnéticas.
•	 Celdas fotovoltaicas o fotoeléctricas.
•	 Termopares.
•	 Materiales en los que se manifiesta el 
efecto piezoeléctrico.
Son las fuentes de FEM más conocidas. Generan energía 
eléctrica por medios químicos. Las más comunes y co-
rrientes son las de carbón-zinc y las alcalinas, que cuando 
se agotan no admiten recarga. En los automóviles se 
utilizan baterías de plomo-ácido, que emplean como elec-
trodos placas de plomo y como electrolito ácido sulfúrico 
mezclado con agua destilada. 
 Generan energía eléctrica utilizando medios magnéticos 
y mecánicos. Es el caso de las dinamos y generadores 
pequeños utilizados en vehículos automotores, plantas 
eléctricas portátiles.
•	 Máquinas electromagnéticas: aerogenerador.
•	 Pilas o baterías.
17
2.8.3	Celdas	fotovoltaicas	o	fotoeléctricas
2.8.4	Termopares
2.8.5	Efecto	piezoeléctrico.
Llamadas también celdas solares, transforman en energía 
eléctrica la luz natural del Sol o la de una fuente de luz arti-
ficial que incida sobre éstas. Su principal componente es el 
silicio (Si). Uno de los empleos más generalizados en todo 
el mundo de las celdas voltaicas es en el encendido auto-
mático de las luces del alumbrado público en las ciudades.
 Se componen de dos alambres de diferentes metales 
unidos por uno de sus extremos. Cuando reciben calor en 
el punto donde se unen los dos alambres, se genera una 
pequeña tensióno voltaje en sus dos extremos libres.
Los termopares se utilizan mucho como sensores en 
diferentes equipos destinados a medir, fundamentalmente, 
temperaturas muy altas, donde se hace imposible utilizar 
termómetros comunes no aptos para soportar temperatu-
ras que alcanzan los miles de grados.
 Propiedad de algunos materiales como el cristal de cuarzo 
de generar una pequeña diferencia de potencial cuando se 
ejerce presión sobre ellos.
Una de las aplicaciones prácticas de esa propiedad es 
captar el sonido grabado en los antiguos discos de vinilo 
por medio de una aguja de zafiro, que al deslizarse por los 
surcos del disco en movimiento convierten sus variaciones 
de vaivén en corriente eléctrica de audiofrecuencia de muy 
baja tensión o voltaje, que se puede amplificar y oír a un 
nivel mucho más alto.
El valor de la fuerza electromotriz (FEM) o diferencia de 
potencial, coincide con la tensión o voltaje que se mani-
fiesta en un circuito eléctrico abierto, es decir, cuando no 
tiene carga conectada y no existe, por tanto, circulación de 
corriente.
La fuerza electromotriz se representa con la letra (E) y su 
unidad de medida es el volt (V).
•	 Cápsula piezoeléctrica de tocadiscos con aguja de zafiro.
18
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����
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2.9	 Corriente	directa	o	contínua.
La corriente directa (CD) o corriente continua (CC) es 
aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siem-
pre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, 
moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de 
una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre 
en las baterías, las dinamos o cualquier otra fuente gene-
radora de ese tipo de corriente eléctrica.
Es importante conocer que ni las baterías, ni los genera-
dores, ni ningún otro dispositivo similar crea cargas eléc-
tricas pues, de hecho, todos los elementos conocidos en 
la naturaleza las contienen, pero para establecer el flujo 
en forma de corriente eléctrica es necesario ponerlas en 
movimiento.
El movimiento de las cargas eléctricas se asemeja al de 
las moléculas de un líquido, cuando al ser impulsadas por 
una bomba circulan a través de la tubería de un circuito 
hidráulico cerrado.
Las cargas eléctricas se pueden comparar con el líquido 
contenido en la tubería de una instalación hidráulica. Si 
la función de una bomba hidráulica es poner en movi-
miento el líquido contenido en una tubería, la función de 
la tensión o voltaje que proporciona la fuente de fuerza 
electromotriz (FEM) es, precisamente, bombear o poner 
en movimiento las cargas contenidas en el cable con-
ductor del circuito eléctrico. Los elementos o materiales 
que mejor permiten el flujo de cargas eléctricas son los 
metales y reciben el nombre de “conductores”.
Por esa íntima relación que existe entre el voltaje y la co-
rriente generalmente en los gráficos de corriente directa, 
lo que se representa por medio de los ejes de coordena-
das es el valor de la tensión o voltaje que suministra la 
fuente de FEM.
La coordenada horizontal “x” representa el tiempo que la 
corriente se mantiene fluyendo por circuito eléctrico y la 
coordenada vertical “y” corresponde al valor de la tensión 
o voltaje que suministra la fuente de fem (en este caso 
una pila) y se aplica circuito. La representación gráfica del 
voltaje estará dada entonces por una línea recta horizontal 
continua, siempre que el valor de la tensión o voltaje se 
mantenga constante durante todo el tiempo.
Normalmente cuando una pila se encuentra completa-
mente cargada suministra una FEM, tensión o voltaje de 
1,5 volt. Si representamos gráficamente el valor de esa 
tensión o voltaje durante el tiempo que la corriente se 
mantiene fluyendo por el circuito cerrado, obtenemos una 
línea recta.
Si después hacemos girar la pila invirtiendo su posición y 
representamos de nuevo el valor de la tensión o voltaje, 
el resultado sería el mismo, porque en ambos casos la 
corriente que suministra la fuente de FEM sigue sien-
do directa o continua. Lo único que ha cambiado es el 
sentido del flujo de corriente en el circuito, provocado por 
el cambio de posición de la pila, aunque en ambos casos 
el sentido de circulación de la corriente seguirá siendo 
siempre del polo negativo al positivo.
•	 El movimiento de las cargas eléctricas se asemeja al de las moléculas 
de un líquido, cuando al ser impulsadas por una bomba circulan a 
través de la tubería de un circuito hidráulico cerrado.
•	 Circuito eléctrico compuesto por una pila o fuente de suministro de 
FEM; una bombilla, carga conectada al circuito. A la derecha aparee la 
representación gráifca del suministro de 1,5 volt de la pila.
����
���
�
�����
19
2.10	 La	corriente	alterna	(C.A.)
2.10.1	Formas	diferentes	de	
corriente	alterna	
La corriente denominada alterna (C.A.), se diferencia de la 
directa por el cambio constante de polaridad que efectúa 
por cada ciclo de tiempo.
La característica principal de una corriente alterna es que 
durante un instante de tiempo un polo es negativo y el 
otro positivo, mientras que en el instante siguiente las 
polaridades se invierten tantas veces como ciclos o hertz 
por segundo posea esa corriente. No obstante, aunque se 
produzca un constante cambio de polaridad, la corriente 
siempre fluirá del polo negativo al positivo, tal como ocurre 
en las fuentes de FEM que suministran corriente directa.
•	 Corriente alterna pulsante de un ciclo o hertz (Hz) por segundo.
Si hacemos que la pila del ejemplo anterior gire a una 
determinada velocidad, se producirá un cambio constante 
de polaridad en los bornes donde hacen contacto los dos 
polos de dicha pila. Esta acción hará que se genere una 
corriente alterna tipo pulsante, cuya frecuencia dependerá 
de la cantidad de veces que se haga girar la manivela a la 
que está sujeta la pila para completar una o varias vueltas 
completas durante un segundo.
En este caso si hacemos una representación gráfica 
utilizando un eje de coordenadas para la tensión o voltaje 
y otro eje para el tiempo en segundos, se obtendrá una 
corriente alterna de forma rectangular o pulsante, que parte 
primero de cero volt, se eleva a 1,5 volt, pasa por “0” volt, 
desciende para volver a 1,5 volt y comienza a subir de nue-
vo para completar un ciclo al pasar otra vez por cero volt.
Si la velocidad a la que hacemos girar la pila es de una 
vuelta completa cada segundo, la frecuencia de la corriente 
alterna que se obtiene será de un ciclo o hertz por segun-
do (1 Hz). Si aumentamos ahora la velocidad de giro a 5 
vueltas por segundo, la frecuencia será de 5 ciclos o hertz 
por segundo (5 Hz). Mientras más rápido hagamos girar la 
manivela a la que está sujeta la pila, mayor será la frecuen-
cia de la corriente alterna pulsante que se obtiene.
De acuerdo con su forma gráfica, la corriente alterna puede 
ser rectangular, triangular, de diente de sierra ó sinusoidal.
De todas estas formas, la onda más común es la sinusoidal 
ó senoidal. 
Cualquier corriente alterna puede fluir a través de diferen-
tes dispositivos eléctricos, como pueden ser resistencias, 
bobinas, condensadores, etc., sin sufrir deformación.
La onda con la que se representa gráficamente la corriente 
sinusoidal recibe ese nombre porque su forma se obtiene a 
partir de la función matemática de seno.
•	 (A) Onda rectangular o pulsante. (B) Onda triangular. (C) Onda diente 
de sierra. (D) Onda sinusoidal o senoidal.
En la siguiente figura se puede ver la representación grá-
fica de una onda sinusoidal y las diferentes partes que la 
componen:
De donde:
A = Amplitud de onda
P = Peak o cresta
N = Nodo o valor cero
V = Valle o vientre
T = Período
����
���
�
�����
20
Amplitud de onda: máximo valor que toma una corriente 
eléctrica. Se llama también valor de pico o valor de cresta.
Peak o cresta: punto donde la sinusoide alcanza su 
máximo valor.
Nodo o cero: punto donde la sinusoide toma valor “0”.
Valleo vientre: punto donde la sinusoide alcanza su 
mínimo valor.
Período: tiempo en segundos durante el cual se repite 
el valor de la corriente. Es el intervalo que separa dos 
puntos sucesivos de un mismo valor en la sinusoide. El 
período es lo inverso de la frecuencia y, matemáticamen-
te, se representa por medio de la siguiente fórmula:
T=1/F
F=1/T
Como ya se vio anteriormente, la frecuencia no es más 
que la cantidad de ciclos por segundo o hertz (Hz), que 
alcanza la corriente alterna. Es el inverso del período y, 
matemáticamente, se representa de la manera siguiente:
2.10.2	Múltiplos	de	Hertz
2.10.4	Valor	Medio
2.10.3	Ventajas	de	la	corriente	alterna
Kilohertz (kHz) = 103 Hz = 1 000 Hz
Megahertz (MHz) = 106 Hz = 1 000 000 Hz
Gigahertz (GHz) = 109 Hz = 1 000 000 000 Hz
Entre algunas de las ventajas de la corriente alterna, 
comparada con la corriente directa o continua, tenemos 
las siguientes:
•	 Permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión por 
medio de transformadores.
•	 Se transporta a grandes distancias con poca de pérdida 
de energía.
•	 Es posible convertirla en corriente directa con facilidad.
•	 Al incrementar su frecuencia por medios electrónicos en 
miles o millones de ciclos por segundo (frecuencias de 
radio) es posible transmitir voz, imagen, sonido y órde-
nes de control a grandes distancias, de forma inalámbrica.
•	 Los motores y generadores de corriente alterna son 
estructuralmente más sencillos y fáciles de mantener 
que los de corriente directa.
Se llama valor medio de una tensión (o corriente) alterna 
a la media aritmética de todos los valores instantáneos 
de tensión ( o corriente), medidos en un cierto intervalo 
de tiempo. 
En una corriente alterna sinusoidal, el valor medio durante 
un período es nulo: en efecto, los valores positivos se 
compensan con los negativos. Vm = 0 
En cambio, durante medio periodo, el valor medio es
siendo V0 el valor máximo.
Vm=
2v0
π
21
Se llama valor eficaz de una corriente alterna, al valor que 
tendría una corriente continua que produjera la misma 
potencia que dicha corriente alterna, al aplicarla sobre una 
misma resistencia. 
Es decir, se conoce el valor máximo de una corriente 
alterna (I0). 
Se aplica ésta sobre una cierta resistencia y se mide la 
potencia producida sobre ella. 
A continuación, se busca un valor de corriente continua 
que produzca la misma potencia sobre esa misma resis-
tencia. A este último valor, se le llama valor eficaz de la 
primera corriente (la alterna). 
Para una señal sinusoidal, el valor eficaz de la tensión es: 
Al igual que ocurre con la tensión, la intensidad de la co-
rriente también varía según una función senoidal, siendo 
dos veces nula y dos veces máxima por cada ciclo del 
alternador. La intensidad eficaz es el valor intermedio que 
produce los mismos efectos energéticos que una corrien-
te continua del mismo valor. Además es la que indican 
los amperímetro de C.A.
Aplicando la ley de Ohm tendríamos que:
Como la oposición que presenta la bobina a la corriente 
alterna tiene que ver con los fenómenos autoinducción, 
ésta será mayor cuanto mayor sea el coeficiente de 
autoinducción L y más rápidas sean las variaciones de 
la corriente alterna, es decir la frecuencia f. Si llamamos 
reactancia inductiva XL a la oposición que presenta la 
bobina a la corriente, tendremos que:
Su simbología es:
2.10.5	Valor	Eicaz 2.10.6	Intensidad	Eicaz
2.10.7	Reactancia	inductiva	de	una	bobina
Vef=
Ief=
Pef = Vef • Ief = =
V0
I0
V0 • I0 V0 • I0 
2 
2
2
2 2
y del mismo modo para la corriente:
la potencia eficaz resultará ser:
Es decir que es la mitad de la potencia máxima (o poten-
cia de pico) 
La tensión o la potencia eficaz, se nombran muchas ve-
ces por las letras RMS. 
O sea, el decir 10 VRMS ó 15 WRMS significarán 10 vol-
tios eficaces ó 15 watts eficaces, respectivamente.
•
Ief = I M
XL = 2 πƒL
XL = Reactancia inductiva en ohmios.
ƒ = Frecuencia en hertzios.
L = Coeiciente de autoinducción en henrios.
22
Un condensador, en C.A., hace que fluya constante-
mente una corriente eléctrica por el circuito debido a las 
constantes cargas y descargas del mismo. Es importante 
hacer notar que esta corriente nunca llega a atravesar el 
dieléctrico del condensador, pero sí existe por los con-
ductores que lo alimentan.
Como el establecimiento de la corriente eléctrica en un 
condensador cuando le es aplicado una C.A. tiene que 
ver con los fenómenos de carga y descarga del mismo, 
dicha corriente será mayor cuanto mayor sea la capacidad 
del condensador y más rápidas sean dichas cargas y des-
cargas, es decir la frecuencia f. Si llamamos reactancia 
capacitiva XC a la oposición que presenta el condensador 
a la corriente, tendremos que:
El factor de potencia o coseno de phi, es una función del 
desfase de la intensidad en relación a la tensión. Su valor 
puede oscilar entre 0 y 1. En un circuito puramente resistivo la 
tensión y la intensidad se encuentran en fase y el valor de la 
magnitud en este caso es igual a la unidad. En un circuito en el 
que existan inductancias y o condensadores, se producirá un 
desfase entre la tensión y la intensidad, adelantándose o re-
trasándose ésta respecto de la otra. Este desfase lo definirá el 
factor de potencia y oscilará como se ha dicho antes, entre 0 y 
1. En un circuito puramente resistivo la tensión y la intensidad 
están en fase. Esto significa que la corriente y el voltaje tienen 
sus valores máximos y mínimos simultáneamente
2.10.8	Reactancia	capacitiva	de	
un	condensador.
2.11	 Potencia	en	circuitos	de	corriente	
alterna	(CA)
2.11.1	Potencia	reactiva.
2.10.9	El	factor	de	potencia.
XC =
1
2 π ƒ C
XC = Reactancia capacitiva en ohmios.
ƒ = Frecuencia en hertzios.
C = Capacidad del condensador en faradios.
Su simbología es:
Al realizar el análisis de la potencia que consumía una 
resistencia (La ley de Joule), cuando era atravesada por 
una corriente continua, sólo era necesario multiplicar la 
corriente por el voltaje entre los terminales. (P = V x I)
Lo anterior también es cierto en el caso en que se utilice 
corriente alterna en una resistencia o resistor, porque en 
estos casos la corriente y el voltaje están en “fase”. Las 
formas de onda son iguales. Sólo podrían diferenciarse 
en su amplitud.
En este caso la corriente se adelantaría o atrasaría con 
respecto al voltaje y sus valores máximos y mínimos ya 
no coincidirían. La potencia que se obtiene de la multi-
plicación del voltaje con la corriente (P= I x V) es lo que 
se llama una potencia aparente. La verdadera potencia 
consumida dependerá en este caso de la diferencia de 
ángulo entre el voltaje y la corriente. Este ángulo se 
representa como Θ.
Un circuito que tenga reactancia significa que tiene un 
capacitor (condensador), una bobina (inductor) o ambos.
SI EL CIRCUITO TIENE UN CAPACITOR:
Si el circuito tiene un inductor:
•	 Cuando la corriente va de 0 amperios a un valor máxi-
mo, la fuente entrega energía al inductor. Esta energía 
se almacena en forma de campo magnético.
•	 Cuando la corriente va de su valor máximo a 0 ampe-
rios, es el inductor el que entrega energía de regreso a 
la fuente.
SI EL CIRCUITO TIENE UN INDUCTOR:
•	 Cuando la corriente va de 0 amperios a un valor máxi-
mo, la fuente entrega energía al inductor. Esta energía 
se almacena en forma de campo magnético.
•	 Cuando la corriente va de su valor máximo a 0 ampe-
rios, es el inductor el que entrega energía de regreso a 
la fuente.
Se puede ver que, la fuente en estos casos tiene un con-
sumo de energía igual a “0”, pues la energía que entrega 
la fuente después regresa a ella. La potencia que regresa 
a la fuente es la llamada “potencia reactiva”.
23
Entonces en un circuito totalmente resistivo no hay 
regreso de energía a la fuente, en cambio en un circuito 
totalmente reactivo toda la energía regresa a ella.
Ahora es de suponer que en un circuitoque tenga los 
dos tipos de elementos (reactivo y resistivo), parte de la 
potencia se consumirá (en la resistencia) y parte se regre-
sará a la fuente (por las bobinas y condensadores)
El siguiente gráfico muestra la relación entre el voltaje la 
corriente y la potencia:
La potencia que se obtiene de la multiplicación de la 
corriente y el voltaje en cualquier momento es la potencia 
instantánea en ese momento.
•	 Cuando el voltaje y la corriente son positivos: La fuente 
está entregando energía al circuito.
•	 Cuando el voltaje y la corriente son opuestos (uno es 
positivo y el otro es negativo), la potencia es negativa y 
en este caso el circuito le está entregando energía a la 
fuente.
Se puede ver que la potencia real consumida por el circui-
to, será la potencia total que se obtiene con la fórmula 
P = I x V, (potencia entregada por la fuente, llamada 
potencia aparente) menos la potencia que el circuito le 
devuelve (potencia reactiva). 
Nota: Es una resta fasorial, no aritmética.
La potencia real se puede calcular con la siguiente fórmula: 
 P = I 2 R
donde:
P es el valor de la potencia real en watts (vatios).
I es la corriente que atraviesa la resistencia en amperios.
R es el valor de la resistencia en ohmios.
Las mediciones eléctricas se realizan con aparatos 
especialmente diseñados según la naturaleza de la 
corriente; es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los 
instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, 
tensión e intensidad.
Es el instrumento que mide la intensidad de la Corrien-
te Eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus 
Submúltiplos, el miliamperio y el microamperio.
Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que 
cuando midamos Corriente Continua, se usara el am-
perímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente 
Alterna, usaremos el electromagnético.
2.12	 Instrumentos	de	medición
2.12.1	El	amperímetro
•	 Es necesario conectarlo en serie con el circuito.
•	 Se debe tener un aproximado de corriente a medir ya 
que si es mayor de la escala del amperímetro, lo puede 
dañar. Por lo tanto, la corriente debe ser menor de la 
escala del amperímetro
•	 Cada instrumento tiene marcado la posición en que 
se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada. Si no 
se siguen estas reglas, las medidas no serían del todo 
confiable y se puede dañar el eje que soporta la aguja.
•	 Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en 
cero. Las lecturas tienden a ser más exactas cuando 
las medidas que se toman están intermedias a la esca-
la del instrumento.
•	 Nunca se debe conectar un amperímetro con un circui-
to que este energizado.
•	 Amperímetro digital (izquierda) y analógico (derecha)
24
Es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de medición es el 
Voltio (V) con sus múltiplos, como el Megavoltio (MV) y el Kilovoltio (KV) y submúltiplos 
como el milivoltio (mV) y el micro voltio. Existen voltímetros que miden tensiones conti-
nuas llamados voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos.
Es un arreglo de los circuitos del Voltímetro y del Amperímetro, pero con una batería y 
una resistencia. Dicha resistencia es la que ajusta en cero el instrumento en la escala de 
los Ohmios cuando se cortocircuitan los terminales. En este caso, el voltímetro marca la 
caída de voltaje de la batería y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en 
la escala.
2.12.2	El	voltímetro.
2.12.3	El	ohmímetro.
2.12.4	El	multímetro	analógico.
USO DEL VOLTíMETRO
•	 Es necesario conectarlo en paralelo con el circuito, tomando en cuenta la polaridad si es C.C.
•	 Se debe tener un aproximado de tensión a medir con el fin de usar el voltímetro apropiado
•	 Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada.
•	 Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.
USO DEL OHMIMETRO
•	 La	resistencia	a	medir	no	debe	estar	conectada	a	ninguna	fuente	de	tensión	o	a	
ningún otro elemento del circuito, pues causan mediciones inexactas.
•	 Se	debe	ajustar	a	cero	para	evitar	mediciones	erráticas	gracias	a	la	falta	de	carga	
de la batería. En este caso, se debería de cambiar la misma.
•	 Al	terminar	de	usarlo,	es	más	seguro	quitar	la	batería	que	dejarla,	pues	al	dejar	
encendido el instrumento, la batería se puede descargar totalmente.
Es el instrumento que utiliza en su funcionamiento los parámetros del amperímetro, el vol-
tímetro y el Ohmimetro. Las funciones son seleccionadas por medio de un conmutador. 
Por consiguiente todas las medidas de Uso y precaución son iguales y es multifuncional 
dependiendo el tipo de corriente (C.C o C.A.).
25
2.12.5	El	multímetro	digital	(DMM).
Es el instrumento que puede medir el amperaje, el voltaje y el ohmiaje obteniendo resulta-
dos numéricos digitales. Trabaja también con los tipos de corriente.
Comprende un grado de exactitud confiable. Cuenta con una resistencia con mayor oh-
miaje al del analógico y puede presentar problemas de medición debido a las perturbacio-
nes en el ambiente causadas por la sensibilidad.
26
3.1	 Principios	básicos	de	electrónica:	introducción.
TERCERA PARTE
PRINCIPIOS BASICOS DE 
ELECTRONICA
La Electrónica es la ciencia que se dedica al estudio 
de la condición eléctrica, para procesar información, a 
través de los estados que manifiesta la materia: sólidos, 
líquidos y gases. 
Ramas de la electrónica: 
•	 Sistemas digitales. 
•	 Comunicaciones. 
•	 Terapéutica. 
•	 Instrumentación. 
•	 Telemetría. 
•	 Electrónica Industrial 
•	 Electrónica Militar
27
3.2	Resistencia.
3.3	Potenciómetros.
3.2.1	Comprobación	de	resistencias
Es el grado de oposición que genera un material al paso 
de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Ohm.
Las resistencias son fabricadas en una gran variedad de 
formas y tamaños. En las más grandes, el valor de la 
resistencia se imprime directamente en el cuerpo de la 
misma, pero en las más pequeñas no es posible. 
Para poder obtener con facilidad el valor de la resisten-
cia	/	resistor	se	utiliza	el	código	de	colores.	Sobre	estas	
resistencias se pintan unas bandas de colores. Cada color 
representa un número que se utiliza para obtener el valor 
final de la resistencia. 
•	 Las dos primeras bandas indican las dos primeras 
cifras del valor del resistor, la tercera banda indica 
cuantos ceros hay que aumentarle al valor anterior para 
obtener el valor final de la resistencia.
•	 La cuarta banda nos indica la tolerancia y si hay quinta 
banda, ésta nos indica su confiabilidad
EJEMPLO: 
Si un resistor tiene las siguiente bandas de colores:
rojo amarillo verde oro
2 4 5 +/- 5%
•	 La	resistencia	tiene	un	valor	de	2400,000	Ohmios	+/-	5	%
•	 El valor máximo de esta resistencia es: 25200,000 Ω.
•	 El valor mínimo de esta resistencia es: 22800,000 Ω.
•	 La resistencia puede tener cualquier valor entre el 
máximo y mínimo calculados.
•	 Código de colores en una resistencia.
•	 Significado de los colores en el código.
•	 Potenciómetro.
Existen las llamadas resistencias variables, que pueden 
variar su resistencia por medio de un cursor que se 
desplaza sobre una pista de material resistivo. Los más 
comunes son lo potenciómetros y los preset. Los prime-
ros son resistencias variables, mientras que los últimos 
son ajustables
28
3.4	 Baterías
3.5	 Relés
Las baterías, por medio de una reacción química producen 
en su terminal negativo una gran cantidad de electrones, 
que tienen carga negativa y en su terminal positivo se pro-
duce una gran ausencia de electrones, lo que finalmente 
causa que este terminal sea de carga positiva.
Ahora, si esta batería alimenta un circuito cualquiera, 
hará que por éste circule una corriente de electrones que 
saldrán del terminal negativo de la batería, debido a que 
éstos se repelen entre si y repelen también a los electro-
nes libres que hay en el conductor de cobre, y se dirijanal terminal positivo donde hay un carencia de electrones, 
pasando a través del circuito al que está conectado. De 
esta manera se produce la corriente eléctrica.
El proceso químico no se presenta por tiempo indefinido, 
sino que después de algún tiempo deja de tener efecto lo 
que se nota porque su voltaje va disminuyendo. Esta es la 
causa de que las baterías tengan una vida finita. 
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������
�����������
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��������������
������
El Relé (relay) es un interruptor operado magnéticamente. Este se activa o desactiva, depen-
diendo de la conexión. Cuando el electroimán, que forma parte del Relé, es energizado le damos 
tensión para que funcione. Esta operación causa que exista conexión o no, entre dos o más 
terminales de este Relé. Esta conexión se logra con la atracción o repulsión de un pequeño brazo, 
llamado armadura, por el electroimán. Este pequeño brazo conecta o desconecta los terminales 
antes mencionados.
Si el electroimán está activo jala el brazo 
(armadura) y conecta los puntos C y D. Si 
el electroimán se desactiva, conecta los 
puntos D y E.
De esta manera se puede conectar un 
dispositivo cuando el electroimán está 
activo, y otro, cuando está inactivo. 
Es importante saber cual es la resistencia 
del bobinado del electroimán (lo que está 
entre los terminales A y B) que activa el 
relé y con cuanto voltaje este se activa. 
Este voltaje y esta resistencia nos infor-
man que magnitud debe de tener la señal 
que activará el relé y cuanta corriente se 
debe suministrar a éste. 
FUNCIONAMIENTO DEL RELE
La corriente se obtiene con 
ayuda de la Ley de Ohm: 
donde:
I es la corriente necesaria para 
activar el relé.
V es el voltaje para activar el 
relé.
R es la resistencia del 
bobinado del relé.
I= V
R
29
�����������
�����������
VENTAJAS DEL RELE
TIPOS DE FUSIBLES
•	 Permite el control de un dispositivo a distancia. No se necesita estar 
junto al dispositivo para hacerlo funcionar.
•	 El Relé es activado con poca corriente, sin embargo puede activar gran-
des máquinas que consumen gran cantidad de corriente.
•	 Con una sola señal de control, es posible controlar varios relés a la vez.
3.6	 Fusibles
El fusible es dispositivo utilizado para proteger dispositivos 
eléctricos y electrónicos.
El fusible permite el paso de la corriente mientras ésta no 
supere un valor establecido.
Si el valor de la corriente que pasa, es superior a éste, el 
fusible se derrite, se abre el circuito y no pasa corriente. 
Si esto no sucediera, el equipo que se alimenta se puede 
recalentar por consumo excesivo de corriente: (un corto 
circuito) y causar hasta un incendio.
El fusible normalmente se coloca entre la fuente de ali-
mentación y el circuito a alimentar. En equipos eléctricos 
o electrónicos comerciales, el fusible está colocado dentro 
del mismo circuito.
Es una práctica común reemplazar los fusibles, sin saber el 
motivo por el cual éste se “quemó”, lo que muchas veces 
ocurre por la instalación de un fusible de valor inadecuado.
Cuando se queme un fusible, siempre hay que reemplazar-
lo por uno de las mismas características, sin excepciones, 
previa revisión del equipo en cuestión, para determinar la 
causa de que el fusible se haya quemado.
Existen diferentes tipos de fusibles, variando sus capacidades 
y modos de fundirse.
•	 Fusible desnudo: constituido por un hilo metálico (generalmente de 
plomo) que se funde por efecto del calor. 
•	 Fusible encapsulado de vidrio: utilizado principalmente en equipos 
electrónicos.
•	 Fusible de tapón enroscable: pieza cilíndrica de porcelana o similar, 
sobre la cual se pone una camisa roscada que sirve para que sea 
introducido en el circuito. El alambre (fusible) se coloca internamente, 
se fija con tornillos y se protege con una tapa roscada
•	 Fusible de cartucho: Están constituidos por una base de material 
aislante, sobre la cual se fijan unos soportes metálicos que sirvan para 
introducir a presión el cartucho. 
30
3.7	 Capacitores
TIPOS DE CAPACITORES
ASOCIACION EN SERIE Y EN PARALELO
Capacitancia:
El capacitor es un componente que, como su nombre lo 
indica, almacena energía durante un tiempo, teóricamente 
infinito, pero que en la realidad depende de la RSE (resis-
tencia serie equivalente), un tipo de resistencia de pérdida 
que presenta todo capacitor. 
El capacitor se comporta como un circuito abierto para la 
corriente continua, pero en alterna su reactancia disminuye 
a medida que aumenta la frecuencia. 
Hay capacitores de varios tipos. Aquí vamos a centrarnos 
en lo más comunes.
Fenómeno producido en los condensadores, los 
cuales presentan menor impedancia cuanto mayor 
sea la frecuencia de la corriente aplicada. Su unidad 
es el Faradio.
•	 Cerámicos: Son condensadores muy baratos, pero 
tienen la desventaja de ser muy variables con el tiempo 
y la temperatura. Además, su capacidad es baja en 
relación con su tamaño. Generalmente se utilizan como 
acopladores en audio.
•	 Poliéster: Son condensadores muy grandes en función 
de su capacidad, pero son muy estables con el tiempo 
y la temperatura. Permiten obtener aislaciones muy 
altas (comercialmente los hay hasta de 630 volts). Ge-
neralmente se utilizan como base de tiempo en oscila-
dores que requieran mucha estabilidad. 
•	 Electrolíticos: Son capacitores que logran grandes ca-
pacidades en tamaños reducidos. Esto se debe a que 
presenta una construcción con una sustancia química 
como dieléctrico, en vez de poliéster o cerámica como 
los anteriores. Eso produce que este tipo de capacitor 
tenga polaridad. Su desventaja es que son extremada-
mente variables con el tiempo y la temperatura, y su 
costo es relativamente alto a altas capacidades o altas 
aislaciones. Su uso se centra generalmente en filtros 
de fuente y salida de audio de amplificadores.
•	 Variables: Presentan la característica de poder variar 
su capacidad, variando la superficie de las placas del 
condensador, o la distancia entre ellas.
Al igual que las resistencias, se pueden formar combina-
ciones en serie o en paralelo de capacitores. La diferencia 
radica en que el valor resultante es totalmente al inverso de 
las resistencias. 
Asociación serie: 
En este tipo, los capacitores son colocados uno a continuación 
del otro. La capacidad total es la siguiente:
Asociación paralelo:
En este tipo, los capacitores son colocados todos juntos, unien-
do sus extremos. La capacidad total es la siguiente:
C1 C2 C3
C1 C2 C3
Ct = C1 + C2 +...+ Cn
31
3.8	 Bobinas
TIPOS DE BOBINAS
Una bobina es un arrollado de alambre de cobre sobre 
un núcleo, que puede ser de aire (sin núcleo), de ferrita, 
hierro, silicio, etc. 
Con la corriente continua funciona como un conductor, 
oponiendo una resistencia que depende de la resistencia 
total del alambre bobinado.
En alterna, en cambio, tiene la propiedad de aumentar su 
reactancia a medida que aumenta la frecuencia. Es a la 
inversa del capacitor. 
Combinado con el capacitor se pueden obtener circuitos 
resonantes, en los cuales la resonancia se produce cuando 
coinciden las frecuencias de corte de ambos elementos.
Las bobinas más comunes son las detalladas a continuación. 
•	 Con núcleo de hierro: Este tipo está hecho con un 
bobinado de alambre de cobre sobre un soporte de 
hierro dulce. Este tipo de bobinas solo son apropiadas 
para aplicaciones de electroimán, donde la corriente 
a través del bobinado induce un efecto de imantación 
temporal sobre el hierro. 
•	 Con núcleo de aire: La bobina esta arrollada en el aire, 
o sea, que no lleva núcleo. La inductancia de este tipo 
de bobinas es muy baja, pero tiene la ventaja de que 
son muy apropiadas para trabajar en altas frecuencias. 
•	 Con núcleo de ferrita: Este material está hecho con 
hierro, carbono y otros metales, produciendo una barra 
a partir de un granulado muy fino de estos elementos. 
Se utilizan mucho en receptores de radio. Este núcleopermite aumentar la inductancia de la bobina, y son 
apropiados para altas frecuencias. 
•	 Con núcleo laminado: Este núcleo está compuesto 
por delgadas chapas de silicio, que se entrelazan for-
mando un núcleo compacto. Permite manejar elevadas 
potencias, y disminuye las pérdidas y el calentamiento. 
Inductor con núcleo de hierro
Inductor sin núcleo
(núcleo de aire)
Inductor con núcleo de ferrita
•	 Simbología electrónica para diferentes tipos de bobina.
Una aplicación típica de las bobinas es el transformador. Es un dispositivo que consta básica-
mente de un bobinado primario, al cual se le aplica una tensión alterna, y uno secundario, del 
cual se extrae otra tensión mediante la inducción magnética del núcleo. Esta tensión depen-
de de la relación de espiras entre los bobinados.
32
3.9	 Diodos
Los diodos son dispositivos semiconductores de estado 
sólido, generalmente fabricados con silicio, al que se le 
agregan impurezas para lograr sus características. Poseen 
dos terminales, llamados ánodo y cátodo. Básicamente 
un diodo se utiliza para rectificar la corriente eléctrica. Su 
característica principal es que permite la circulación de co-
rriente en un solo sentido. Por su construcción, el diodo de 
silicio posee en polarización directa (circulación de corrien-
te de ánodo hacia cátodo) una caída de tensión del orden 
de los 0,6 a 0,7 voltios, y en inversa (bloqueo) tiene una 
corriente de fuga prácticamente despreciable. 
Hay diodos de uso especial, como los Zener, los Schottky, 
de Señal, etc.
A K
A K
COMPROBACIóN DE DIODOS 
Los diodos se comprueban con el multímetro, utilizan-
do la escala R x 1 o, si el modelo lo posee, la posición 
de la escala que tiene el símbolo del diodo. En el 
primer caso, el multímetro (analógico o digital), en di-
recta debe mostrar un valor de resistencia bajo (entre 
20 y 500 ohms, depende del diodo), y en inversa un 
valor tendiendo a infinito.
En caso de que la lectura en directa muestre un 
valor demasiado bajo o infinito, el diodo se encuentra 
dañado. Si la lectura en inversa tiene poca resistencia, 
indica que tiene fugas y necesita ser cambiado por 
uno bueno.
En el caso de tener la posición con el símbolo del 
diodo, un diodo sano tendrá en directa un valor entre 
500 y 800 (dependiendo del tipo de diodo), mientras 
que en inversa deberá medir infinito. Caso contrario, 
el diodo está dañado.
+ -
+ -
+ -
- +
Baja 
Resistencia
Alta 
Resistencia
•	 Simbolos de los Diodos.
•	 Diodos
33
3.10	 Transistores
Los transistores son dispositivos semiconductores de esta-
do sólido, generalmente fabricados con silicio, al que se le 
agregan impurezas. 
Los transistores tienen distintas denominaciones, en base a su 
tipo de construcción. Vamos a ocuparnos de los más comunes. 
El transistor es un elemento de tres terminales, que tiene 
la propiedad de variar la corriente que circula a través de 
el mediante una polarización muy pequeña. Es decir, se 
pueden manejar grandes corrientes mediante la inyección 
apropiada de una corriente de control muy pequeña. Este 
es el principio por el cual los transistores son muy utiliza-
dos como elementos amplificadores de potencia.
Distinguimos dos tipos de transistores, bipolares y unipolares.
TRANSISTORES BIPOLARES TRANSISTORES UNIPOLARES
Es uno de los transistores más utilizados. Consta 
de tres bloques de material semiconductor, que se 
pueden disponer en configuración NPN o PNP, y de 
tres terminales, Base, Colector y Emisor. Las denomi-
naciones NPN y PNP corresponden al tipo de material 
con el que están dopados los bloques de silicio. Estos 
bloques en realidad son uno solo, el secreto es que al 
agregarle impurezas en lugares precisos, se producen 
zonas dentro del bloque, delimitadas por junturas. Esto 
permite que tenga propiedades semiconductoras. 
Aplicando la polarización apropiada a la base del tran-
sistor, se logra variar su ganancia, produciendo una 
amplificación de la señal aplicada a la base. 
La circulación de corriente en un tipo de estos transis-
tores se produce en dirección opuesta al del otro tipo, 
y las polarizaciones son de polaridad opuesta. 
Hay transistores bipolares de muchos tipos y potencias. 
también llamado “Efecto 
de campo” (FET por sus 
siglas en Ingles), permite 
controlar el paso de la co-
rriente eléctrica mediante 
un campo eléctrico. 
Mediante la aplicación de 
una polarización inversa a 
la compuerta, se produce 
un “estrechamiento” de 
la misma, lo que reduce 
la cantidad de electrones 
circulantes. 
Existen FET tipo N y tipo P, dependiendo de la disposi-
ción de las zonas dopadas. 
MOSFET: Este tipo de FET posee una compuesta ais-
lada, lo que genera una resistencia de entrada extrema-
damente elevada. Existen dos tipos, de canal N y canal 
P. A su vez, existen los de “enriquecimiento” y los de 
“empobrecimiento”, dependiendo de su construcción 
interna. 
Requieren muy poca corriente de compuerta para fun-
cionar, y son sumamente eficientes. 
Comprobación de transistores: Antes de comprobar los 
transistores, se debe consultar en un manual de com-
ponentes su configuración de patas, ya que hay varias 
combinaciones existentes. 
Para comprobar el estado de los transistores están 
preparados estos gráficos, que indican como medir un 
transistor.
34
COMPROBACIóN DE TRANSISTORES
Antes de comprobar los transistores, se debe consultar 
en un manual de componentes su configuración de pa-
tas, ya que hay varias combinaciones existentes. 
Para comprobar el estado de los transistores están 
preparados estos gráficos, que indican como medir un 
transistor.
Los signos indican la polaridad de las puntas del multí-
metro a la hora de realizar las mediciones. 
Para realizar estas mediciones, utilizar la escala de resis-
tencia en la escala R x 1 o R x 10. 
Cualquier variación anormal de las lecturas de los gráfi-
cos, indicarán un transistor dañado. 
Si las lecturas van a 0 ohm, el transistor presenta un cor-
to. Si por el contrario la resistencia es casi infinita, está 
abierto. Si presenta resistencias muy bajas en inversa, 
es porque tiene fugas. En cualquier caso es necesario su 
reemplazo por uno nuevo. 
Para medir un transistor FET tipo N, de procede de la 
siguiente manera: 
a) Se conecta la punta positiva a la compuerta. 
b) Se conecta la punta negativa al drenaje o a la fuente. 
c) En cualquiera de los dos casos, la lectura en directa 
debe medir una resistencia de aproximadamente 1Kohm, 
y la inversa debe ser casi infinita.
Si alguna de estas lecturas no es la correcta, el FET se 
encuentra defectuoso. 
Para los FET de tipo P, el procedimiento se realiza con 
las puntas a la inversa. 
Para medir un MOSFET, la resistencia entre la compuer-
ta y cualquiera de los otros dos terminales debe ser casi 
infinita. Una resistencia baja indicaría una falla en la ais-
lación de la compuerta, por lo que el transistor debe ser 
reemplazado. Entre los terminales de drenaje y fuente, 
deberá mostrar un valor de resistencia intermedio.
•	 Mediciones de resistencias en transistores NPN
•	 Mediciones de resistencias en transistores PNP
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35
3.11	 Diodos	LED	-	Diodo	Emisor	de	Luz	(Light-Emmiting	Diode)
El LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un 
diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente 
eléctrica, emite luz. Existen diodos LED de varios colores 
que dependen del material con el cual fueron construidos. 
Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo, entre 
otros. 
Eléctricamente el diodo LED se comporta igual que un 
diodo de silicio o germanio. 
Si se pasa una corriente a través deldiodo semiconductor, 
se inyectan electrones y huecos en las regiones P y N, 
respectivamente.
Dependiendo de la magnitud de la corriente, hay recombi-
nación de los portadores de carga (electrones y huecos). 
Hay un tipo de recombinaciones que se llaman recombina-
ciones radiantes (aquí la emisión de luz). La relación entre 
las recombinaciones radiantes y el total de recombinacio-
nes depende del material semiconductor utilizado (GaAs, 
GaAsP,y GaP).
Dependiendo del material de que está hecho el LED, será 
la emisión de la longitud de onda y por ende el color.
Debe de escogerse bien la corriente que atraviesa el LED 
para obtener una buena intensidad luminosa y evitar que 
este se pueda dañar. El LED tiene un voltaje de operación 
que va de 1.5 V a 2.2 voltios aproximadamente, y la gama 
de corrientes que debe circular por él está entre los 10 y 
20 miliamperios (mA) en los diodos de color rojo y de entre 
los 20 y 40 miliamperios (mA) para los otros LEDs.
El diodo LED se utiliza ampliamente en aplicaciones vi-
suales, como indicadoras de cierta situación específica de 
funcionamiento.
Ejemplos:
 - Se utilizan para desplegar contadores
 - Para indicar la polaridad de una fuente de alimentación 
de corriente continua.
 - Para indicar la actividad de una fuente de alimentación de 
corriente alterna.
 - En dispositivos de alarma.
Material
Longitud de onda 
de emisión en 
Angstroms (A°)
Color
GaAs: Zn 9100 Infrarojo
GaAsP.4 6500 Rojo
GaAsP.5 6100 Ambar
GaAsP.85:N 5900 Amarillo
Ga:P 5600 Verde
•	 Color de la luz dependiendo del material y la longitud de onda de 
emisión en Angstroms.
•	 Diodo emisor de luz.
•	 Símbolo del diodo LED
A K
36
3.12	 Diodos	Zener
El diodo Zener es un tipo especial de diodo, que a diferen-
cia del funcionamiento de los diodos comunes, como el 
diodo rectificador (en donde se aprovechan sus caracterís-
ticas de polarización directa y polarización inversa) siempre 
se utiliza polarizado inversamente. En este caso la corriente 
circula en contra de la flecha que representa el diodo. Si 
el diodo Zener se polariza en sentido directo se comporta 
como un diodo rectificador común. 
Cuando el diodo Zener funciona polarizado inversamente 
mantiene entre sus terminales una tensión de valor cons-
tante.
En panel izquierdo se ve el símbolo de diodo Zener (A - 
ánodo, K - cátodo) y el sentido de la corriente para que 
funcione en la zona operativa.
Se analizará el diodo Zener, no como un elemento ideal, si 
no como un elemento real y se debe tomar en cuenta que 
cuando éste se polariza en modo inverso, efectivamente 
existe una corriente que circula en sentido contrario a la 
flecha del diodo, pero de muy poco valor.
Analizando la curva del diodo Zener se ve que conforme se 
va aumentando negativamente la tensión aplicada al diodo, 
la corriente que pasa por el aumenta muy poco.
Pero una vez que se llega a una tensión, llamada la 
tensión de Zener (Vz), el aumento de la tensión (siempre 
negativamente) es muy pequeño, pudiendo considerarse 
constante.
Para esta tensión, la corriente que atraviesa el diodo, pue-
de variar en un gran rango de valores. A esta región se le 
llama la zona operativa.
Esta es la característica del diodo Zener que se aprove-
cha para que funcione como regulador de voltaje, pues la 
tensión se mantiene prácticamente constante para una 
gran variación de corriente, como muestra el gráfico.
•	 Diodo Zener
•	 Símbolo del diodo Zener.
La función de un regulador con diodo Zener ideal es 
la de mantener una tensión fija predeterminada a su 
salida, sin importar las variaciones de tensión en la 
fuente	de	alimentación	y/o	en	la	carga.
37
3.13	 SCR	(Rectiicador	Controlado	de	Silicio)
CURVA CARACTERíSTICA DEL SCR
El SCR es un dispositivo 
semiconductor de 4 capas 
que funciona como un 
conmutador casi ideal.
•	 Estructura del SCR: A = Anodo 
G = Compuerta o Gate 
C = K = Cátodo. 
•	 Simbolo del SCR•	 SCR
P
P
N
N
A
G
C
A
C
FUNCIONAMIENTO BáSICO DEL SCR
El gráfico en el panel izquierdo representa un circuito equivalente al 
SCR para comprender su funcionamiento.
•	 Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector 
de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1.
•	 IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una 
corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del 
transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que 
es lo mismos que IB1 en la base de Q1, y...
•	 Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causan-
do el encendido del SCR.
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La siguiente figura muestra la dependencia entre el voltaje 
de conmutación y la corriente de compuerta.
Cuando el SCR está polarizado en inversa se comporta 
como un diodo común (ver la corriente de fuga característi-
ca que se muestra en el gráfico). 
En la región de polarización en directo el SCR se comporta 
también como un diodo común, siempre que el SCR ya 
haya sido activado (On). Ver los puntos D y E.
Para valores altos de corriente de compuerta (IG) (ver pun-
to C), el voltaje de ánodo a cátodo es menor (VC).Si la IG 
disminuye, el voltaje ánodo-cátodo aumenta. (ver el punto 
B y A, y el voltaje anodo-cátodo VB y VA).
Concluyendo, al disminuir la corriente de compuerta IG, el voltaje ánodo-cátodo tenderá a aumentar antes de que el SCR 
conduzca (se ponga en On, esté activo)
V C V B V A V A - K
A
B
C
D
IG =0
IG B aja
IG A lta
IA
38
3.14	 Ampliicadores
3.15	 Aspectos	básicos	del	Inversor.
A
V in
V out
•	 Símbolo de amplificadores
•	 Figura 1: Señal de entrada. •	 Figura 2: Señal de salida.
Los amplificadores son circuitos que se utilizan para au-
mentar el valor de la señal de entrada (fig. 1), que general-
mente es muy pequeña, y así obtener una señal a la salida 
con una amplitud mucho mayor (fig. 2) a la señal original.
Algunas veces la amplificación puede causar que la señal 
a la salida del amplificador salga distorsionada causada por 
una amplificación muy grande. Hay que tomar en cuenta 
que un amplificador no puede tener en su salida niveles 
de voltaje mayores a los que la fuente de alimentación le 
puede dar.
Por ejemplo, si el amplificador es alimentado por 12 Vol-
tios. la señal de salida no podrá tener un voltaje mayor a 
este. Si no puede aumentar el voltaje hay que aumentar la 
corriente. 
Un caso muy común de amplificador es el que usa tran-
sistores bipolares, hay otros que utilizan amplificadores 
operacionales, tubos o válvulas electrónicas, FETs, etc. 
En el caso que se muestra en los diagramas en el panel 
izquierdo, se ve que la señal de salida es mayor que la de 
la entrada, pero adicionalmente está invertida, caso que 
algunas veces se presenta en amplificadores y entonces se 
les llama amplificadores inversores.
El uso eficiente de un motor de tracción (AC) requiere el 
uso de un controlador que permite al motor producir torque 
alto sobre el rango total de velocidad. Esto se puede hacer 
con un dispositivo llamado “Inversor”. El sistema de con-
trol Eléctrico INVERTEX utiliza dispositivos semiconducto-
res de potencia en un inversor de energía “estático” para 
controlar los motores de tracción AC.
En su forma más simple, hay muy pocos componentes pri-
marios en un inversor estático. El inversor comprende un 
suministro de voltaje DC, un filtro DC (para almacenamien-
to de energía), dos interruptores, y elementos electrónicos 
de control (que controla la secuencia de apertura y cierre 
de los interruptores).
Hay varios métodos diferentes de inversión de energía que 
se pueden emplear en un sistema inversor. Un método es 
la inversión de Modulación de Ancho de Pulso (PWM) y 
otro es la inversión de Onda Cuadrada. Ambos métodos 
de inversión se utilizan en el Sistema de control Eléctrico 
INVERTEX.
Un inversor, también llamado ondulador, es un circuito 
utilizado para convertir corrientecontinua en corriente 
alterna. La función de un inversor es cambiar un voltaje de 
entrada de corriente directa a un voltaje simétrico de salida 
de corriente alterna, con la magnitud y frecuencia deseada 
por el usuario o el diseñador.
Los inversores más modernos han comenzado a utilizar 
formas más avanzadas de transistores o dispositivos simi-
lares, como los tiristores, los triac's o los IGBT's.
Se pueden clasificar en general de dos tipos: 
1. inversores monofásicos y 
2. inversores trifásicos.
39
3.16	 PWM	Modulación	por	Ancho	de	
Pulsos	(	Pulse-Width	Modulation)
EN RELACIóN A LOS MOTORES
Es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de 
una señal periódica, como las sinusoidales o cuadradas.
El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho rela-
tivo de su parte positiva en relación al período. 
Matemáticamente:
D=
Τ
τ
D es el ciclo de trabajo. 
τ es el tiempo en que la función es positiva (ancho del pulso).
T es el período de la función.
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Algunos parámetros importantes de un PWM son:
La relación de amplitudes entre la señal portadora y la 
moduladora, siendo recomendable que la última no supe-
re el valor pico de la portadora y esté centrada en el valor 
medio de ésta. 
La relación de frecuencias, donde en general se reco-
mienda que la relación entre la frecuencia de la portadora 
y la de señal sea de 10 a 1. 
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Diagrama de ejemplo de la utilización de la Modulación de 
Ancho de Pulso (PWM) en un variador de frecuencia.
La Modulación por ancho de pulsos ( PWM o Pulse 
Width Modulation en inglés) es una técnica utiliza-
da para regular la velocidad de giro de los motores 
eléctricos de inducción o asíncronos. Mantiene el 
par motor constante y no supone un desaprovecha-
miento de la energía eléctrica. Se utiliza tanto en 
corriente continua como en alterna, como su nom-
bre lo indica, al controlar: un momento alto (encen-
dido o alimentado) y un momento bajo (apagado o 
desconectado), controlado normalmente por releva-
dores (baja frecuencia) o MOSFET o tiristores (alta 
frecuencia).
En los motores de corriente alterna también se pue-
de utilizar la variación de frecuencia.
40
3.17	 El IGBT
El transistor bipolar de compuerta aislada ( Insulated Gate 
Bipolar Transistor) es un dispositivo , desarrollado a partir 
de la tecnología de los transistores bipolares y los de efec-
to campo. 
El símbolo se muestra en la figura simbología (simbología 
igbt) Su aplicación es principalmente para el control de 
velocidad de motores eléctricos a través de los dispositivos 
llamados convertidores de potencia.
Los modelos 830 AC y los camiones 930 E-4 traen estos 
componentes dispuestos en 2 inversores ; cada inversor se 
encuentra controlando un motor de tracción.
Ejemplo : 
•	 Inversor 1 (Controla motor de tracción MT1 con 12 IGBT 
6 positivos y 6 negativos)
•	 Inversor 2 (Controla motor de tracción MT2 con 12 IGBT 
6 positivos y 6 negativos)
•	 Los IGBT’s se emplean como interruptores controlados, 
es decir, en corte o saturación a semejanza de los tran-
sistores bipolares. 
Un circuito simple de aplicación como el mostrado, permite 
apreciar la semejanza con la conexión del transistor bipolar 
como interruptor, aunque el IGBT presenta características 
peculiares que requieren considerarse en el módulo de 
disparo.
Se aprecian condensadores que representan capacidades 
como la del circuito del sistema INVERTEX, inevitable por 
la estructura del dispositivo y la capacitancia GC llamada 
también capacitancia Miller de menor efecto.
C olec tor
P uerta
E mis or
+
-
Vdc 
V 
G
R G
Cgc
Cge
Io Clamp Diode
•	 IGBT controlando carga inductiva como interruptor 
•	 Símbolo de IGBT
41
Este diodo es denominado de regeneración y es indispensable 
cuando los IGBT’s operan con carga inductiva. 
Permiten la circulación de corriente en sentido inverso al que 
normalmente permiten los IGBT’s. 
Este diodo suele venir integrado dentro del encapsulado del 
IGBT como es el caso de los empleados en el camión 930E-4.
•	 Diagrama del diodo 
en paralelo con el 
IGBT
FUNCIóN DEL DIODO EN PARALELO CON EL IGBT 
C olec tor
P uerta
E mis or
CIRCUITO DE DISPARO DEL IGBT
PRUEBA DEL IGBT
Para mejorar la inmunidad del IGBT a las variaciones rápi-
das de voltaje CE producidas por ruido o perturbaciones de 
la red y reducir las pérdidas durante el apagado, se aplica 
un voltaje negativo al circuito de gate.
Para un funcionamiento eficiente debe alimentarse el 
circuito de gate con +15V para asegurar una saturación 
completa y una limitada corriente de cortocircuito. 
Características: 
a. Requiere menos energía por lo que la fuente de alimen-
tación es más pequeña. La tecnología MOSFET del 
IGBT no requiere mayor consumo de energía. 
b. El módulo de disparo tiene dos entradas: la de alimen-
tación y la fibra óptica con las flechas corresponden a la 
fibra óptica y a la conexión con el IGBT. 
•	 Circuito del módulo de disparo del IGBT, camión 930E-4 Los cables 
señalados con las flechas
•	 Diagrama del módulo de disparo del IGBT.
La prueba con un multímetro digital del IGBT del camión 
se hace con la escala de semiconductores.
COLECTOR EMISOR RESULTADO
+ Positivo - Negativo OL
- Negativo + Positivo 0,3V - 0,8V
IDENTIFICADORES 
DE TERMINALES 
DEL IGBT
NO OLVIDAR:
Los terminales están 
marcados sobre el 
mismo IGBT:
E: Emisor
C: Colector.
Debe evitarse hacer contacto con los dedos los 
terminales del IGBT pues cargas estáticas pueden 
dañar la estructura del dispositivo. 
En el caso del camión este problema desaparece 
estando sobre la estructura metálica del vehículo, 
pero de todas maneras debe evitarse el contacto. 
En taller deberá emplearse alfombras y pulseras 
antiestáticas para proceder a la manipulación
E E
C C
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SISTEMA GTO VERSUS IGBT
BENEFICIOS DEL CONTROL IGBT
Tiristor Apagado por Compuerta (GTO)
Puede ser conmutado entre:
•	Estado	apagado	‘Off’	corriente	baja-alta	impedancia
•	Estado	encendido	‘On’	corriente	alta-baja	impedancia
•	Conmutación	de	compuerta	a	cualquier	valor	de	co-
rriente de circuito.
•	Encendido	con	voltaje	de	compuerta	directo
•	Apagado	con	voltaje	de	compuerta	inverso
Tiristor Apagado por Compuerta (GTO)
•	Componentes	electrónicos	mas	compactos	y	livianos
•	Mayor	confiabilidad	de	inversores
•	Pocos	componentes	de	control
•	Componentes	menos	complejos
•	Control	mas	simple	–	Mas	fácil	para	detectar	fallas
•	Tecnología	de	alta	confiabilidad
Transistor Bipolar Aislado por Compuerta (IGBT)
Puede ser conmutado entre:
•	 Estado	apagado	‘Off’	corriente	baja-alta	impedancia
•	 Estado	encendido	‘On’	corriente	alta-baja	impedancia
•	 Menor	caída	de	voltaje	en	estado	‘On”
•	 Velocidades de conmutación rápidas
•	 IGBT’s en paralelo para mayor capacidad de corriente
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4.1	 Riesgos	eléctricos:	introducción.
CUARTA PARTE
SEGURIDAD APLICADA
Luego de un período en que el desconocimiento de los 
peligros que envolvían la manipulación de la electricidad 
causó incontables accidentes, creció la inquietud de in-
vestigar y generar medidas de seguridad y prevención. 
De la mano con el enorme desarrollo de la electricidad 
en el campo que nos ocupa en este curso, la preocu-
pación prevencionista ha generado la evolución de los 
conocimientos existentes acerca del comportamiento del 
cuerpo humano al someterse a la electricidad. Trataremos 
el tema desde la perspectiva causa, efecto, es decir, el 
accidente eléctrico provocado por el paso de de la electri-
cidad a través de nuestro organismo.
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4.2	 Análisis	del	riesgo	eléctrico.
Las consecuencias que el paso de la corriente por el cuerpo puede ocasionar van desde 
lesiones físicas secundarias (golpes, caídas, etc.), hasta la muerte por fibrilación ventricular. 
Una persona se electrocuta cuando la corriente eléctrica circula por su cuerpo, es decir, 
cuandola persona forma parte del circuito eléctrico, pudiendo, al menos, distinguir dos pun-
tos de contacto: uno de entrada y otro de salida de la corriente. El término electrocución se 
emplea cuando dicha persona fallece debido al paso de la corriente por su cuerpo. 
La fibrilación ventricular consiste en el movimiento anárquico del corazón, el cual, deja 
de enviar sangre a los distintos órganos y, aunque esté en movimiento, no sigue su ritmo 
normal de funcionamiento. 
Por tetanización entendemos el movimiento incontrolado de los músculos como conse-
cuencia del paso de la energía eléctrica.
Dependiendo del recorrido de la corriente perderemos el control de las manos, brazos, 
músculos pectorales, etc. La asfixia se produce cuando el paso de la corriente afecta al 
centro nervioso que regula la función respiratoria, ocasionando el paro respiratorio. Otros 
factores fisiopatológicos tales como contracciones musculares, aumento de la presión 
sanguínea, dificultades de respiración, parada temporal del corazón, etc. pueden producir-
se sin fibrilación ventricular. Tales efectos no mortales, son, normalmente, reversibles y, a 
menudo, producen marcas por el paso de la corriente. Las quemaduras profundas pueden 
llegara ser mortales.
La tensión aplicada en sí misma no es peligrosa pero, si la resistencia es baja, ocasiona una 
intensidad elevada y, por tanto, muy peligrosa. El valor límite de la tensión de seguridad 
debe ser tal que, aplicada al cuerpo humano, proporcione un valor de intensidad que no 
suponga riesgos para el individuo. La relación entre la intensidad y la tensión no es lineal 
debido al hecho de que la impedancia del cuerpo humano varía con la tensión de contacto. 
Ahora bien, por depender la resistencia del cuerpo humano, no solo de la tensión, sino 
también de la trayectoria y del grado de humedad de la piel, no tiene sentido establecer 
una única tensión de seguridad, sino que tenemos que referirnos a infinitas tensiones de 
seguridad, cada una de las cuales se correspondería a una función de las distintas varia-
bles anteriormente mencionadas. Las tensiones de seguridad aceptadas por el CNE son 
24 V para emplazamientos húmedos y 50 V para emplazamientos secos, siendo aplicables 
tanto para corriente continua como para corriente alterna de 60 Hz.
Normalmente la Frecuencia de la corriente alterna, para uso doméstico e industrial, es de 
50 Hz (en USA. de 60 Hz), pero cada vez es más frecuente utilizar frecuencias superiores, 
por ejemplo: 
•	 400 Hz en aeronáutica. 
•	 450 Hz en soldadura. 
•	 4.000 Hz en electroterapia. 
•	 Hasta 1 MHz en alimentadores de potencia.
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