La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de
tareas. Los principales usos de los circuitos electrónicos son el
control, el procesado, la distribución de información, la conversión y la distribución de la energía eléctrica. Estos dos usos implican la creación o la detección de campos electromagnéticos y corrientes eléctricas. Entonces se puede decir que la electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación:
Electronica de control
Los sistemas de control son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un sistema o
proceso. En un sistema general se tienen una serie de entradas que
provienen del sistema a controlar, llamado planta, y se diseña un
sistema para que, a partir de estas entradas, modifique ciertos
parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anteriores
volverán a su estado normal ante cualquier variación.
Un sistema de control básico es mostrado en la siguiente figura:
Hay varias clasificaciones dentro de los sistemas de control. Atendiendo a su naturaleza son analógicos, digitales o
mixtos; atendiendo a su estructura (número de entradas y salidas) puede
ser control clásico o control moderno; atendiendo a su diseño pueden
ser por lógica difusa, redes neuronales. La clasificación principal de
un sistema de control es de dos grandes grupos, los cuáles son:
Sistema de lazo abierto: Sistema de control en el que la salida no tiene efecto sobre la acción de control.
- Se caracteriza porque la información o la variable que controla el proceso circulan en una sola dirección desde el sistema de control al proceso.
- El sistema de control no recibe la confirmación de que las acciones se han realizado correctamente.
Ejemplo: Pensemos en el mecanismo de encendido y apagado de la luz
de un pasillo de un edificio de departamentos. Cuando subimos por el
ascensor y el pasillo se encuentra a oscuras encendemos la luz. Esta
luz se mantiene encendida durante un lapso de tiempo y luego se apaga
independientemente del tiempo que nosotros necesitemos. En este caso no
hay ningún dispositivo que informe al sistema si todavía hay gente en
el pasillo o si ya no hay nadie. No existe la retroalimentación ya que
no existe un dispositivo que obtenga datos de ambiente (presencia de
personas en el pasillo), y por lo tanto, ninguna información
retroalimenta al sistema. La información va en un solo sentido.
Sistema de lazo cerrado:Sistema de control en el que la salida ejerce un efecto directo sobre la acción de control.
- Se caracteriza porque existe una relación de realimentación desde el proceso hacia el sistema de control a través de los sensores.
- El sistema de control recibe la confirmación si las acciones ordenadas han sido realizadas correctamente.
Telecomunicaciòn
La telecomunicación («comunicación a distancia», del prefijo
griego tele, "distancia" y del latín communicare) es una técnica
consistente en transmitir un mensaje desde un punto a otro, normalmente
con el atributo típico adicional de ser bidireccional. El término telecomunicación cubre todas las formas de comunicación a distancia, incluyendo radio, telegrafía, televisión,telefonía transmisión de datos e interconexión de computadoras a nivel de enlace. El Día Mundial de las Telecomunicaciones se celebra el 17 de mayo. Según la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT),
las telecomunicaciones son «toda transmisión, emisión o recepción de
signos, señales, datos, imágenes, voz, sonidos o información de
cualquier naturaleza que se efectúa a través de cables, medios ópticos,
físicos u otros sistemas electromagnéticos».1
La base matemática sobre la que se desarrollan las telecomunicaciones fue desarrollada por el físico escocés James Clerk Maxwell. Maxwell, en el prefacio de su obra Treatise on Electricity and Magnetism (1873),
declaró que su principal tarea consistía en justificar matemáticamente
conceptos físicos descritos hasta ese momento de forma únicamente
cualitativa, como las leyes de la inducción electromagnética y de los campos de fuerza, enunciadas por Michael Faraday. Con este objeto, introdujo el concepto de onda electromagnética, que permitió una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo mediante
sus célebres ecuaciones que describen y cuantifican los campos de
fuerzas. Maxwell predijo que era posible propagar ondas por el espacio
libre utilizando descargas eléctricas, hecho que corroboró Heinrich Hertz en 1887,
ocho años después de la muerte de Maxwell, y que, posteriormente,
supuso el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia. Hertz
desarrolló el primer transmisor de radio generando radiofrecuencias
entre 31 MHz y 1,25 GHz.
La serie de ondas y pulsos eléctricos que representan la información conforman lo que se denomina la señal, la cual atraviesa por un camino conductor de electricidad para el caso de los alámbricos; en el caso de la fibra óptica, los pulsos no son eléctricos sino luminosos y el medio es conductor de la luz. En el caso de los medios inalámbricos, la señal viaja a través del aire o el vacío, sin requerir un medio físico. El medio que
se extiende desde el transmisor hasta el receptor conforma el citado
enlace entre los dos extremos. En algunos casos este se forma de
diversos tramos sobre medios diferentes, ejemplo de ello se da cuando
tenemos un enlace total entre cable cobre y de fibra óptica en la red
telefónica local. Existen varios términos que también se refieren al
enlace, tales como canal y circuito los
cuales son usados de forma indistinta. Sin embargo, se puede estrechar
un poco más en su definición diciendo que canal tiene que ver
principalmente con el enlace lógico, y que circuito se refiere al
enlace físico que tiene canal de ida y canal de regreso.
Electronica de potencia
La expresión Electrónica de Potencia se utiliza para
diferenciar el tipo de aplicación que se le da a dispositivos
electrónicos, en este caso para transformar y controlar voltajes y
corrientes de niveles significativos. Se diferencia así este tipo de
aplicación de otras de la electrónica denominadas de baja potencia o
también de corrientes débiles.
En este tipo de aplicación se reencuentran la electricidad y la
electrónica, pues se utiliza el control que permiten los circuitos
electrónicos para controlar la conducción (encendido y apagado) de
semiconductores de potencia para el manejo de corrientes y voltajes en
aplicaciones de potencia. Esto al conformar equipos denominados convertidores estáticos de potencia.
De esta manera, la electrónica de potencia permite adaptar y
transformar la energía eléctrica para distintos fines tales como
alimentar controladamente otros equipos, transformar la energía
eléctrica de contínua a alterna o viceversa, y controlar la velocidad y
el funcionamiento de maquinas eléctricas, etc. mediante el empleo de
dispositivos electrónicos, principalmentesemiconductores. Esto incluye tanto aplicaciones en sistemas de control, sistemas de compensación de factor de potencia y/o de armónicos como para suministro eléctrico a consumos industriales o incluso la interconexión de sistemas eléctricos de potencia de distinta frecuencia.
El principal objetivo de esta disciplina es el manejo y transformación de la energía de una forma eficiente, por lo que se evitan utilizar elementos resistivos, potenciales generadores de pérdidas por efecto Joule. Los principales dispositivos utilizados por tanto son bobinas y condensadores, así como semiconductores trabajando en modo corte/saturación (on/off)(encendido y apagado).
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