Curso de Verano 2015: Electrónica y Robótica Básicas

Dr. Héctor Darío Aguirre Arvizu

28 de junio de 2015

Invitamos a todos los niños y jóvenes interesados en iniciarse en la electrónica y la robótica.

¡Totalmente práctico!

CUPO LIMITADO

Orientado a que aprendas a armar circuitos y estructuras mecánicas, armar robots y programar.

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Cursos disponibles:

Básico e Intermedio

Dirigido a:

Niños de 9 a 14 años

Jóvenes de 15 a 17 y Adultos de más de 18.

Duración:

50 horas para niños; 40 horas para jóvenes y adultos

Fechas:

Primera semana, Básico: del 20 al 24 de julio.

Segunda semana, Intermedio: del 27 al 31 de julio

SORPRESA: SEMANA EXTRA DEL 3 AL 5 DE AGOSTO, ¡¡SIN COSTO EXTRA!!

Horarios:

Niños: 09:00 a 14:00;

Jóvenes y adultos: 15:00 a 19:00 hrs

Objetivos:

1. Conocerán los fundamentos de la electrónica y la robótica para que exploren múltiples posibilidades de trabajo.

2. Trabajarán con herramienta básica para el armado de circuitos, estructuras mecánicas y robots.

3. Armarán diversos circuitos de electrónica fundamentales para la robótica.

4. Armarán, además, 4 mecanismos y/o robots que se llevarán a casa.

5. Exhibirán sus trabajos antes sus padres y amigos, y expliquen en qué consistió el curso y cómo funcionan sus robots.

Llévate a casa ¡Todos tus armados!:

Mecanismos básicos, Robot seguidor de línea, Arduino y otros

Se incluye:
Electrónica básica,
Armado de circuitos sencillos,
Construcción de estructuras con materiales diversos,
Activación de motores con CC y cómo controlar dirección y velocidad.

Otros temas

Mecanismos básicos,

Engranes y poleas,

Cajas de transmisión,

Construcción paso a paso de robot seguidor de línea,

Construcción de un mecanismo de madera,

Construcción de una araña mecánica,

Brazo robótico,

Control de motores con Arduino... y mucho más…

Inversión
Básico 1ª semana	3,500 MXP
Intermedio 2ª semana	500 MXP	3,500 MXP
Semana extra	Gratis pagando 1ª y 2ª s	500 MXP

Descuento de 20% por pago en una única presentación antes del 15 de Agosto.

Lugar: Redención 150 esq. Maíz, Loc. 152, PA,

Plaza Xochimilco, Col. Santiago

Tepalcatlalpan, atrás del deportivo

Xochimilco, Cd. de México.

Informes:
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La ley de Leyes: La Ley de Ohm

La ley de Leyes: la Ley de OHM

Dr. Héctor Darío Aguirre Arvizu

Tecnología Robótica

 

26 de junio de 2015.

Una vez conocidas las magnitudes básicas que intervienen en el trabajo eléctrico y electrónico es importante conocer su relación matemática, que es muy sencilla y fácil de manejar.

Recordemos que la Corriente eléctrica es la circulación de electrones, que puede tener un solo sentido o dos alternados. También resulta que puede tener una intensidad, es decir, ser pequeña o grande. O de otra forma, puede ser de una fracción pequeña de Amperio o de varios de ellos. Esa intensidad puede ser medida.

La resistencia de los materiales impedirá que esta corriente pueda circular de modo adecuado o “fluido”, es decir, continuo. Tratará, por ponerlo de una forma, de que no haya circulación propiamente. Esa resistencia al paso de la corriente puede ser baja, como en el caso de los conductores, casi siempre metales, o alta, como en el caso del carbono. También se puede medir.

Por su parte el Voltaje procurará empujar a los electrones a circular por los materiales conductores y semiconductores. La intensidad con que el voltaje empuje a los electrones influirá en que haya menos o más de ellos en movimiento.

Si hay un empuje grande del voltaje, entonces circulará mayor cantidad de electrones, y habrá más corriente. Cuando el voltaje aumenta, la corriente aumenta. De voltaje y corriente se dice que tienen una relación directa, cuando uno aumenta lo hace el otro, repetimos.

Matemáticamente se expresa de la siguiente manera:

Resistencia constante, proporción directa entre voltaje y corriente

Podemos además graficar Corriente (eje Y) contra Voltaje (eje X) de la siguiente forma:

Relación directa entre voltaje y corriente

Nuestra constante K, es decir, el valor que no hemos modificado, en realidad es la Resistencia, ya que no la modificamos en este momento de razonamiento.

Por otra parte, suponiendo un Voltaje constante, si tenemos un material específico permitirá que circule una cantidad de corriente. Si la resistencia aumenta, como puede parecer obvio, la corriente disminuirá. En cambio si la resistencia disminuye la corriente aumentará. Así, las magnitudes de corriente y resistencia tienen una relación inversa, si una crece la otra disminuye.

Lo expresaremos de modo matemático sencillo de la siguiente forma:

Voltaje constante, relación inversa entre Corriente y Resistencia

Aquí lo que hemos mantenido constante (K) es el Voltaje V, como se indicó previamente.

Graficamos la Resistencia (eje Y) contra Corriente (eje X) de la siguiente forma:

Relación inversa entre Corriente y Resistencia

Una tercera relación la encontramos si mantenemos la Corriente constante (K = I). Al aumentar el voltaje, tenderá a enviar con más fuerza los electrones, pero para mantener la corriente constante se necesitará que la resistencia por donde haya circulación, sea aumente.

Esto se indica de modo matemático de la siguiente forma:

Corriente constante, relación directa entre Voltaje y Resistencia

Podemos conjuntar las tres fórmulas anteriores por medio de un triángulo como el mostrado a continuación:

Triángulo de la Ley de Ohm, recurso mnemotécnico

Podemos usar este triángulo de forma práctica para aprender las relaciones matemáticas sencillas entre las magnitudes.

Construyamos un triángulo de cartón como el de la figura anterior y tapemos el voltaje con un dedo, luego entonces el valor se calculará multiplicando I por R, Corriente por Resistencia.

Tapamos el Voltaje y multiplicamos I por R

En cambio, si necesitamos calcular la Corriente y no recordamos cómo, tomamos nuestro triángulo y tapamos la letra I, y observamos que se calcula dividiendo el voltaje entre la resistencia, como se ve a continuación:

Tapamos la Corriente y la calculamos dividiendo el Voltaje entre la resistencia

Por su parte podemos determinar cómo calcular la Resistencia (R) tapando la letra correspondiente en nuestro triángulo.

Tapamos la Resistencia y la calculamos dividiendo el Voltaje entre la Corriente

Luego entonces se calcula como la división entre el Voltaje y la Corriente.

No todo tiene que ser tan serio como lo he expuesto previamente. A continuación te muestro dos imágenes tipo historieta que ilustran graciosamente la relación entre Voltaje, Corriente y Resistencia:

Relación divertida entre las magnitudes eléctricas

Otro dibujo explicativo con una analogía mecánica es el siguiente:

Analogía mecánica: Voltaje-Presión, Corriente-Carga, Resistencia-Fricción

En próximas entregas veremos el uso del Multímetro para medir estas magnitudes 

Las magnitudes básicas en electricidad y electrónica

Las magnitudes básicas en electricidad y electrónica

Dr. Héctor Darío Aguirre Arvizu

Tecnología Robótica

15-06-21

Actualizado: 20-09-25

Conocer las magnitudes eléctricas es fundamental para todo electricista, estudiante de electrónica e incluso robotista.

Llamamos magnitud a aquella propiedad de la naturaleza que nos permite conocer a ésta en algún fenómeno físico. 

También se puede definir magnitud como la "propiedad de los cuerpos que puede ser medida, como el tamaño, el peso o la extensión" y, en nuestro caso, la electricidad.

Teoría Atómica Básica.

La teoría atómica, base de la electrónica y la electricidad como campos de conocimiento, considera que los átomos están formados por cargas positivas en el centro del mismo, y cargas negativas girando alrededor de él. La imagen que nos da es de un sol positivo y unos "planetas" negativos. Es una aproximación bastante buena para nuestros propósitos.

Estructura atómica básica

Modelo en movimiento:

La electricidad o Corriente Eléctrica es la circulación o movimiento de los electrones más externos de los átomos, que son empujados por una fuerza.

La corriente eléctrica estará dada por los electrones más externos de los átomos y por los electrones libres que no pertenecen a ningún átomo.

Corriente eléctrica formada por electrones

Existen dos tipos de corriente eléctrica, una llamada Continua, en la que todos los electrones circulan en una misma dirección, como se ve en la siguiente imagen.

Representación de la corriente eléctrica continua

Una animación al respecto:

La otra forma de corriente se llama Alterna, ya que los electrones circulan durante un tiempo en una dirección y después del mismo lo hacen en la dirección contraria.

Corriente eléctrica alterna

Representación en animación:

La corriente eléctrica se mide por una unidad llamada Amperio, que es el número de electrones que pasa por una superficie por segundo. Esta unidad se denomina así en honor a André-Marie Ampère, quien descubrió precisamente la circulación de electrones.

André-Marie Ampère

Podemos decir que el Amperio es la intensidad con que circula la corriente eléctrica.

Más formalmente:

"Un amperio es la corriente constante que, mantenida en dos conductores rectos paralelos de longitud infinita, de sección circular despreciable, y colocados a un metro de distancia en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10^-7 newton por metro de longitud."

Y aún hay más, un amperio puede definirse como:

“La circulación de 6,241 509 629 152 650 × 10¹⁸ electrones en un segundo por un punto específico.”

La fuerza que empuja a los electrones para formar la energía eléctrica se considera es un "potencial", a semejanza de la energía que acumula el agua al estar a cierta altura, como en las montañas, y que al caer forma los ríos.

Este potencial, también llamado Voltaje, para fines más prácticos, puede estar guardado como en el caso de una pila, dando una corriente eléctrica, o puede ser generado como en una planta eléctrica donde se deja caer agua que mueve una turbina, generando corriente alterna.

El potencial se mide en una unidad llamada Voltio, en honor a Alessandro Volta, quien fue uno de los primeros investigadores de la electricidad e inventó la "pila" que lleva su nombre.

Alessandro Volta

En términos de circulación de corriente eléctrica existen tres tipos de sustancias: las que la conducen, las que no lo permiten, y las que bajo ciertas condiciones lo permiten y en otras no. a las primeras se les llama conductoras, a las segundas aislantes y a las terceras semiconductores.

Toda sustancia, incluso las conductoras, presenta una oposición a que circulen por ella los electrones. A esa oposición se le llama Resistencia.

Para indicar qué tanto una sustancia permite o no la circulación de corriente eléctrica se ha diseñado una unidad llamada Ohmio, en honor a Georg Simon Ohm, quien encontró la relación matemática, muy sencilla, entre la corriente eléctrica y el voltaje que la impulsa.

Georg Simon Ohm

Luego entonces, resumiendo, las magnitudes básicas de la electricidad y la electrónica son la Corriente Eléctrica, el Voltaje o Potencial y la Resistencia. Sus respectivas unidades son el Amperio, el Voltio y el Ohmio.

En una siguiente entrega veremos la relación matemática de estas magnitudes.