1.2 Introducción a los circuitos
Objectivos de aprendizaje
Objetivos:
- Comprender cómo fluye la electricidad en un circuito
- Comprender las propiedades eléctricas básicas y sus relaciones
- Desarrollar habilidades en la construcción de circuitos simples
- Desarrollar habilidades en el uso de un breadboard para construir circuitos simples.
Tiempo necesario: 30 minutos
Requisitos previos: Ninguno!
Materiales Necesarios:
Introducción a Electricidad:
Cuando construyamos circuitos, dirigimos la electricidad para que fluya en un camino continuo y específico, típicamente a lo largo de un cable o muchos cables conectados. Los circuitos reciben una entrada de electricidad de una fuente de energía como una batería o una computadora. La electricidad fluye a través del circuito y luego regresa a la tierra. Todos los circuitos tienen una entrada de energía (típicamente un cable rojo, extremo positivo) y una salida a tierra (típicamente un cable negro, extremo negativo). Antes de construir circuitos es importante entender algunos componentes de ellos.
La fuerza que mueve electricidad a través de un conductor, como un cable, se llama voltaje. La velocidad a la que la electricidad fluye a través del cable se llama corriente. Mientras la electricidad fluye a través del cable, la resistencia puede hacer el flujo de electricidad más lento. Más resistencia significa que se necesita más voltaje para enviar corriente a través del cable. Puedes cambiar la resistencia añadiendo resistencia a lo largo del cable. Puedes cambiar el voltaje cambiando la fuente de energía o la potencia de la batería.
El voltaje es medido en voltios (V). La corriente es medida en amperios (). Resistencia es medida en Ohmios (). Estos tres componentes de circuitos están relacionados entre ellos. La relación entre voltaje, corriente y resistencia es definida por
Voltaje (V) = Corriente (I) x Resistencia (R)
Esta ecuación es conocida como Ohm ‘s Law (La Ley de Ohm). Si conocemos a cualquier dos de las tres cantidades, podemos calcular por la que falta.
Fundamentos de la Construcción de Circuitos:
Para ensamblar un circuito, necesitarás usar su protoboard (o mejor conocido como breadboard) que te permite conectar sus cables de su circuito juntos. Para hacer conexiones de electricidad en el breadboard, usamos cables de puente, que tienen extremos que caben fácilmente en los agujeros del breadboard. Las filas horizontales de 5 agujeros se conectan por si quieres conectar varios cables en un circuito, conectalos en los agujeros de la misma fila. De mismo modo, si quieres conectar cables en los agujeros a lo largo de una línea vertical, estarán todos conectados. En esta primera actividad de construcción de circuitos, usarás un breadboard para crear un circuito que enciende un LED.
Los cables de puente ayudan a conectar a los circuitos hechos en el breadboard. Los cables de puente se caracterizan por el tipo de extremos que tienen, conocidos como extremos macho o hembra. Por ejemplo, un cable de puente puede tener dos extremos machos, uno macho y una hembra, o ambos hembra. Extremos machos pueden conectarse directamente al breadboard.
Construir un circuito básico:
Construirás un circuito básico que alimenta a un LED usando el siguiente diagrama. Las instrucciones paso a paso están abajo.
- Conecta el positivo (cable rojo) de la batería al extremo de un riel (+) de energía en el breadboard.
- Connecta el negativo (cable negro) de la batteria al extremo de un riel (-) al lado opuesto del breadboard.
- Conecte el riel positivo a una fila de agujeros en el breadboard usando un cable macho-a-macho.
- Conecta tu LED a tu breadboard. El extremo más largo es el extremo positivo y debe ser insertado en la misma fila de tu cable de co que acabas de conectar al riel positivo.
- Conecta a un extremo del 680Ω resistor a la fila con el extremo negativo del LED. conecta el otro extremo a una fila vacía en tu breadboard.
- Completa el circuito usando un cable macho-macho para conectar la fila con el otro extremo del resistor a la riel de energía negativa.
Si su batería está completamente cargada, el voltaje de su circuito es de 3,7 voltios. La resistencia de tu circuito es 680Ω. ¿Puedes calcular la corriente? Consulte la figura 1.2 si necesita ayuda.
¿Y si queremos parpadear el LED? El LED permanece encendido porque la electricidad está continuamente corriendo a través de él. Para hacer parpadear la luz, necesitamos detener momentáneamente el flujo de electricidad a través del circuito y volver a iniciarlo. Para esto podemos usar un botón. Cuando se presiona el botón, se completa la conexión en el circuito y el LED se enciende. Cuando se suelta el botón, se interrumpe la conexión y se apaga el LED. Utiliza el siguiente diagrama para ayudarte a colocar el botón en el breadboard en la orientación correcta.
Ahora podemos configurar el mismo circuito que hicimos anteriormente pero agregar un botón entre el riel positivo (+) y el extremo positivo del LED. Usa el diagrama abajo para agregar el botón.
Presiona el botón. ¡El LED debería encenderse! Suelte el botón. ¡El LED debería apagarse!
¿Y si quisieras parpadear el LED 30 veces? ¡Eso sería presionar mucho el botón! Aquí es donde entra tu microcontrolador. Un microcontrolador puede usar un código para automatizar estas acciones. Los siguientes pasos te familiarizan con el uso de un microcontrolador, y te ayudarán a configurar un circuito LED similar usando uno.
¿Estás atascado? Revisa la página de “Ayuda de los Sensores” y los “Tutoriales en Video de Introducción a los Sensores” para más ayuda.
Para cargar tu batería, utiliza las “Instrucciones de carga de la batería” en la página de recursos de “Ayuda de los Sensores.”