Electrónica
La electrónica estudia y aplica el control de los electrones para procesar señales e información.
La electrónica es la rama de la física y de la ingeniería que estudia y aplica el control del movimiento de los electrones en semiconductores, gases y vacío para procesar señales y gestionar información. Está en el móvil, en el coche, en el hospital y en cualquier aparato que «piense» o comunique.
¿Qué es la electrónica?
La palabra viene de electrón, que a su vez deriva del griego élektron («ámbar»). Mientras la electrotecnia clásica se ocupa sobre todo de generar, transportar y usar grandes potencias eléctricas, la electrónica trabaja con corrientes y tensiones pequeñas para tratar señales: amplificarlas, filtrarlas, convertirlas o almacenarlas.
Se apoya en la electricidad y en la física del estado sólido. Su gran salto llegó con los semiconductores, materiales como el silicio cuya conductividad puede modificarse a voluntad añadiendo impurezas.
Breve historia
- 1904: John Ambrose Fleming inventa el diodo de vacío; en 1906 Lee de Forest añade una rejilla y crea el triodo, capaz de amplificar.
- 1947: John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley construyen el transistor en los laboratorios Bell. Recibieron el Nobel de Física en 1956.
- 1958-1959: Jack Kilby (Texas Instruments) y Robert Noyce (Fairchild) desarrollan el circuito integrado. Kilby obtuvo el Nobel en el año 2000.
- Desde 1971: el microprocesador reúne en un solo chip miles, y hoy miles de millones, de transistores.
Componentes básicos
| Componente | Función | Unidad |
|---|---|---|
| Resistencia | Limita la corriente y fija niveles de tensión | Ohmio (Ω) |
| Condensador | Almacena carga en un campo eléctrico; filtra y temporiza | Faradio (F) |
| Bobina | Almacena energía en un campo magnético | Henrio (H) |
| Diodo | Deja pasar la corriente en un solo sentido; los LED emiten luz | Voltio / amperio |
| Transistor | Amplifica señales o actúa como interruptor controlado | Voltio / amperio |
Leyes y fórmulas básicas
El análisis de circuitos parte de la ley de Ohm y de la potencia eléctrica:
En un circuito con un condensador y una resistencia, el tiempo característico de carga es la constante de tiempo:
Tras un tiempo τ el condensador alcanza aproximadamente el 63 % de su carga final. Conviene dominar los conceptos de voltaje, corriente eléctrica y resistencia antes de abordar circuitos más complejos.
Tipos de electrónica
- Analógica: trabaja con señales que varían de forma continua, como la que genera un micrófono. Es propia de amplificadores, radios o sensores.
- Digital: maneja solo dos niveles, 0 y 1. Es la base de ordenadores, memorias y microcontroladores.
- De potencia: gestiona energía en cantidades elevadas, como en cargadores, variadores de motores o inversores solares.
- Optoelectrónica: combina luz y electrónica en LED, fotodiodos y pantallas.
- Microelectrónica: fabrica circuitos integrados a escala de nanómetros.
Aplicaciones
Telecomunicaciones, informática, automoción, domótica, instrumentación médica (electrocardiógrafos, resonancia magnética), control industrial, satélites y energías renovables dependen de ella. Muchos de estos sistemas conectan fuentes de corriente continua con redes de corriente alterna mediante rectificadores e inversores.
Ejercicios resueltos
1. Un LED que necesita 20 mA y cae 2 V se alimenta desde 5 V. ¿Qué resistencia en serie hace falta?
La resistencia debe soportar la diferencia: 5 V − 2 V = 3 V. R = V/I = 3 / 0,020 = 150 Ω. Su potencia es P = 3 · 0,020 = 0,06 W, por lo que basta una resistencia de 1/4 W.
2. Un divisor de tensión con R₁ = 2 kΩ y R₂ = 1 kΩ se alimenta con 9 V. ¿Qué tensión hay en R₂?
VR2 = 9 · R₂/(R₁ + R₂) = 9 · 1000/3000 = 3 V.
3. ¿Cuál es la constante de tiempo de un circuito con R = 10 kΩ y C = 100 µF?
τ = R·C = 10 000 Ω · 100 · 10⁻⁶ F = 1 s.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre electrónica y electricidad?
La electricidad se centra en generar, transportar y usar energía eléctrica, normalmente con potencias altas. La electrónica trata señales de baja potencia con componentes activos como diodos y transistores para procesar información.
¿Qué es un transistor y por qué es tan importante?
Es un dispositivo semiconductor que actúa como amplificador o como interruptor. Combinado por miles de millones en un chip, es la base de toda la electrónica digital.
¿Qué es un circuito integrado?
Es un conjunto de componentes, sobre todo transistores, fabricados sobre una misma pastilla de silicio. Permite construir procesadores y memorias diminutos y baratos.
¿Qué diferencia hay entre señal analógica y digital?
La analógica toma cualquier valor dentro de un rango continuo. La digital solo toma valores discretos, normalmente dos niveles, lo que la hace más resistente al ruido.
¿Se puede aprender electrónica sin ser ingeniero?
Sí. Con la ley de Ohm, una placa de prototipos y componentes básicos se pueden montar los primeros circuitos, y plataformas como Arduino facilitan dar el salto a proyectos más complejos.
Referencias
- Sedra, A. S. y Smith, K. C. Circuitos microelectrónicos. Oxford University Press.
- Horowitz, P. y Hill, W. The Art of Electronics. Cambridge University Press.
- Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage Learning.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Electrónica». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/electronica/
