A nivel físico, el funcionamiento interno de un transistor es muy complejo, pero en la práctica es muy fácil y asequible para cualquiera utilizarlo en experimentos sencillos.
Tabla de contenido
transistor
Los transistores se pueden utilizar para crear dispositivos muy simples pero útiles, como lámparas que se encienden automáticamente cuando oscurece o señales acústicas que emiten un sonido cuando el nivel del agua en un recipiente alcanza un nivel determinado. Para usar un transistor, simplemente agregue algunas resistencias del valor correcto. Es uno de los componentes más importantes de cualquier dispositivo electrónico y consta de tres terminales: base, colector y emisor (B, C, E). En su operación más simple, funciona como un interruptor. La base es responsable de controlar este interruptor mientras la corriente fluye del colector al emisor. Los terminales de transistores no están todos dispuestos de la misma manera y difieren de un modelo a otro. A diferencia de los interruptores regulares, los transistores requieren una señal muy baja para activarse. Esto significa que se pueden arrancar cargas muy altas (lámparas potentes, motores, etc.) con poco esfuerzo. Figura 1 Muestra el principio de funcionamiento del transistor. Una pequeña corriente en la base (pequeña hormiga) provoca una gran corriente en el colector (gran elefante). En la práctica, los transistores pueden amplificar señales. Obviamente, esta energía no se crea de la nada, sino directamente de la batería.
Figura 1: Ejemplos de símbolos de transistores y sus principios de funcionamiento.
Es decir, cuando un poco de corriente fluye a través de la base del transistor, “conecta” el colector y el emisor, como si se cerrara un interruptor. De esta manera, pueden fluir grandes corrientes. Hay muchos tipos de transistores, pero cualquier tipo de componente en el mercado puede usarse para una representación general. En cualquier caso, cada esquema eléctrico también muestra el código del componente utilizado, o un código alternativo con las mismas características.
Manos haciendo experimentos actuales
Este experimento muestra cómo la piel de la mano puede conducir una corriente eléctrica, pero no lo suficiente como para iluminar la luz. dirigir diodo. De hecho, el cuerpo humano conduce la corriente en función de las condiciones de humedad.
- Un cuerpo humano completamente seco conduce muy poca corriente y tiene una resistencia de unos 2 megaohmios.
- La resistencia de un cuerpo humano medio seco es de unos 500 kilohmios. Un cuerpo humano muy mojado conduce mucha corriente y su resistencia es de unos 100 kilohmios.
- Si luego se combina el líquido con sal de mesa, la resistencia cae aún más a menos de 20 kilohmios.
Por este motivo, no toque los aparatos eléctricos con las manos mojadas. Los diagramas de cableado y el cableado para este experimento se muestran en . Figura 2necesitará:
- batería de 9V;
- Diodo LED de cualquier color.
- Resistencia de 100 ohmios (marrón, negro, marrón). Esto actúa como medida de precaución para proteger el diodo LED.
- transistor 2N3904;
- Dos cables de prueba (opcional).
Figura 2: un transistor puede amplificar una corriente débil que fluye entre sus manos para encender un diodo LED
El circuito funciona de manera muy simple. Los transistores actúan como una especie de interruptor. Si toca los cables de prueba con las manos mojadas, una corriente débil (corriente de base-emisor) fluirá a través del cuerpo humano desde la terminal positiva del transistor hasta la base del transistor. Esta pequeña corriente es amplificada por el transistor e ilumina el diodo LED con una corriente mucho más fuerte (corriente colector-emisor).
Sin el transistor, el diodo LED no se encendería.
Puede surgir una pregunta natural: “¿Puedo conectar la batería directamente al diodo LED a mano?” La respuesta es claramente negativa, porque la corriente que circula entre las manos es muy débil y no alcanza para encender el diodo emisor de luz. figura 3 demuestra exactamente este concepto. Como decía antes, el cuerpo humano es como una resistencia eléctrica de alto óhmico, pero el paso de electrones a través de él no es suficiente para encender directamente el diodo LED.
Figura 3: Una corriente manual débil no es suficiente para encender un diodo LED directamente
Uno de los parámetros fundamentales de un transistor es su ganancia. Representa el factor de amplificación que el transistor puede realizar en la señal de entrada. Por ejemplo, si la corriente a través de la mano es de 0,000041 amperios (también llamados 41 microamperios) y la corriente a través del diodo LED es de 0,012 amperios (también llamados 12 miliamperios), la ganancia del transistor se obtiene dividiendo estos dos valores. :
Entonces, en este circuito y este transistor, la corriente base se amplifica por un factor de 292.68. Como una lupa que magnifica una imagen, o como un ‘gato de coche’ que puede levantar un coche muy pesado con unos pocos kilogramos de fuerza en el brazo.
Conclusión
Es interesante investigar el circuito usando variaciones del experimento. Dos o tres niños dándose la mano también pueden intervenir para encender los diodos LED en un círculo. Solo un niño al final de la cadena puede tocar los cables de un circuito eléctrico. Para nuestra sorpresa, encontramos que el LED se enciende de todos modos.
Electrónica para niños: Parte 1: LED
Electrónica para niños: Parte 2 — Condensadores
Electrónica para niños: Parte 3 — Medidas eléctricas
Electrónica para niños: Parte 4 — Circuitos de conexión
Electrónica para niños: Parte 5: producción de energía limpia
Electrónica para niños: Parte 6 – Bajar el voltaje de suministro
Electrónica infantil: Parte 7: Potenciómetros
Electrónica para niños: Parte 8 – Pantallas LED de 7 segmentos