5 LEYES ELECTRICAS APLICADAS EN ARDUINO.

Guía Básica de Conceptos Eléctricos y Electrónicos Aplicados


Ahora para controlar actuadores y sensores necesitaremos usar integrados como el puente H.
Pero para entender lo que hace este dispositivo debemos repasar algunas leyes y conceptos teóricos sobre los circuitos eléctricos













1. Ley de Ohm

La ley de Ohm establece que la corriente (I) que circula por un circuito eléctrico es directamente proporcional al voltaje (V) aplicado e inversamente proporcional a la resistencia (R). 

Se expresa con la fórmula:

 V = I × R.

En Arduino, esta ley es útil para calcular la resistencia necesaria para proteger un LED. Por ejemplo, si conectamos un LED que opera a 2V y la corriente deseada es de 20mA (0.02A), y el voltaje de salida del pin es de 5V, la resistencia se calcula así:

R = (5V - 2V) / 0.02A = 150Ω

Ejemplo para Tinkercad:


https://youtu.be/hR8Xw098rdc?si=feM4VJpvR5HPINV5


2. Circuitos en Serie y Paralelo

Un circuito en serie conecta componentes uno tras otro, de modo que la misma corriente pasa por todos ellos. En cambio, en un circuito en paralelo, los componentes comparten el mismo voltaje, pero la corriente se divide entre ellos.

En Arduino, podemos simular circuitos en serie y paralelo al conectar varios LEDs con resistencias, asegurándonos de calcular correctamente las resistencias para evitar daños.

Aquí tienes dos ejemplos prácticos en Arduino para circuitos serie y paralelo con LEDs.



Circuito en Serie con LEDs

En un circuito en serie, la misma corriente pasa a través de todos los LEDs. El voltaje total se reparte entre los componentes, así que es importante asegurarse de que el voltaje total del circuito sea suficiente.


Conexión 1 :


Conecta dos LEDs en serie.


Coloca una resistencia limitadora en serie con los LEDs.



Código:


int ledPin = 13; // Pin para alimentar los LEDs en serie


void setup() {

  pinMode(ledPin, OUTPUT);

}


void loop() {

  digitalWrite(ledPin, HIGH); // Encender los LEDs

  delay(1000); // Esperar 1 segundo

  digitalWrite(ledPin, LOW); // Apagar los LEDs

  delay(1000); // Esperar 1 segundo

}


Notas:


El cálculo de la resistencia depende de la suma de los voltajes de los LEDs.


Por ejemplo, si cada LED necesita 2V y la fuente es de 5V:

.





---


Circuito en Paralelo con LEDs
En un circuito en paralelo, cada LED tiene su propia resistencia limitadora. Todos los LEDs reciben el mismo voltaje, pero las corrientes se suman.


Conexión 2:


Conecta dos o más LEDs en paralelo.


Asegúrate de que cada LED tenga su propia resistencia.



Código:


int led1 = 8; // Primer LED conectado al pin 8

int led2 = 9; // Segundo LED conectado al pin 9


void setup() {

  pinMode(led1, OUTPUT);

  pinMode(led2, OUTPUT);

}


void loop() {

  digitalWrite(led1, HIGH); // Encender el primer LED

  digitalWrite(led2, HIGH); // Encender el segundo LED

  delay(1000); // Esperar 1 segundo


  digitalWrite(led1, LOW); // Apagar el primer LED

  digitalWrite(led2, LOW); // Apagar el segundo LED

  delay(1000); // Esperar 1 segundo

}


Notas:


Cada resistencia se calcula individualmente.

Por ejemplo, si un LED necesita 2V y la corriente es de 20mA (0.02A), usando una fuente de 5V:

.




---


Ambos ejemplos son útiles para comprender cómo distribuir los componentes en un circuito y cómo afecta la conexión (serie o paralelo) a las propiedades eléctricas del sistema. ¿Te gustaría que prepare un archivo con los esquemas o simulaciones?




3. Ley de Kirchhoff

Las leyes de Kirchhoff describen cómo se comportan las corrientes y tensiones en un circuito:

- Ley de las mallas: La suma de todas las tensiones en un circuito cerrado es igual a cero.

- Ley de los nodos: La suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen.

Estas leyes son útiles para analizar circuitos complejos y son fundamentales en el diseño electrónico.

Ejemplo circuito mixto con ley de kirchoff:

https://youtu.be/vMR1YNzsw_U?si=-ocTDfD4OlS3hEnl


4 Diodos 

Un diodo es un componente que permite el flujo de corriente en una sola dirección. Cuando se polariza directamente (ánodo más positivo que el cátodo), conduce; en caso contrario, no lo hace.

Un diodo LED funciona de manera similar, pero emite luz al conducir corriente. Es importante usar una resistencia limitadora para evitar que el exceso de corriente lo dañe.

5. Transistores

Un transistor es un dispositivo que amplifica señales o actúa como un interruptor controlado. Cuando se aplica suficiente voltaje a la base (B), permite que la corriente fluya entre el colector (C) y el emisor (E).

Por ejemplo, en configuración de amplificación, el transistor puede aumentar una señal de entrada proporcional a su ganancia (β).

6. Puente H

Un puente H es un circuito que permite controlar el sentido de giro de un motor DC. Utiliza cuatro transistores o interruptores dispuestos en forma de H. Activando diferentes combinaciones de transistores, se puede cambiar la dirección de la corriente en el motor.

Ejemplo en Arduino: Usando un controlador como el L298N, podemos controlar un motor conectándolo a los pines de salida y enviando señales digitales para cambiar el sentido de giro.

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