La simbología eléctrica y electrónica es el conjunto de representaciones gráficas normalizadas que permiten identificar los diferentes componentes de un circuito en los diagramas o esquemas. Gracias a ella, los técnicos, ingenieros y estudiantes pueden interpretar y diseñar circuitos sin importar el idioma, evitando ambigüedades.
Estándares internacionales de simbología
Existen diferentes organismos que han establecido normas para unificar los símbolos eléctricos y electrónicos. Los más importantes son:
- IEC (International Electrotechnical Commission):
- Utilizado en la mayoría de los países.
- Estándar internacional que busca homogeneizar la simbología para que sea comprendida en cualquier parte del mundo.
- En sus símbolos predominan las formas geométricas simples y trazos claros.
- ANSI (American National Standards Institute):
- Predomina en Estados Unidos.
- Sus símbolos tienden a ser más ilustrativos y, en ocasiones, muestran detalles de cómo luce físicamente el componente.
- DIN (Deutsches Institut für Normung):
- Se emplea en Alemania y países europeos.
- Comparte similitudes con IEC, pero tiene ligeras variaciones en algunos componentes.
Ejemplo:
- El símbolo de una resistencia en ANSI suele ser una línea quebrada (zigzag).
- En IEC, se representa como un rectángulo.
Ambos significan lo mismo: una resistencia, pero dependen del estándar utilizado.
Símbolos básicos
1. Resistencia, potenciómetro y LDR
- Resistencia (R):
Componente que limita o controla el flujo de corriente en un circuito.- Símbolo IEC: un rectángulo.
- Símbolo ANSI: una línea en zigzag.
- Potenciómetro (POT):
Es una resistencia variable con un terminal móvil (cursor) que permite ajustar el valor de la resistencia.- Símbolo: resistencia con una flecha diagonal indicando variación.
- LDR (Light Dependent Resistor):
También llamada fotorresistencia. Varía su resistencia en función de la cantidad de luz que recibe.- Símbolo: resistencia con dos flechas que apuntan hacia ella, representando la incidencia de luz.
Ejemplo práctico:
En un circuito de iluminación automática, una LDR controla que una lámpara se encienda cuando anochece (porque aumenta la resistencia con baja luz) y se apague de día (cuando la resistencia disminuye).
2. Condensador (polarizado y no polarizado)
- Condensador no polarizado:
Almacena energía eléctrica en forma de campo eléctrico y se puede conectar en cualquier sentido.- Símbolo: dos líneas paralelas.
- Condensador polarizado (electrolítico):
Tiene polaridad (positivo y negativo). Es usado donde se requieren grandes capacitancias.- Símbolo: una línea recta y otra curva, indicando el polo negativo.
Ejemplo práctico:
En una fuente de poder, los condensadores polarizados filtran el voltaje para que sea estable y sin ondulaciones.
3. Inductor y transformador
- Inductor (bobina):
Componente que almacena energía en un campo magnético cuando circula corriente.- Símbolo: una serie de curvas o espiras (pueden variar en IEC y ANSI).
- Transformador:
Dispositivo que transfiere energía de un circuito a otro por inducción electromagnética, cambiando los valores de voltaje o corriente.- Símbolo: dos bobinas enfrentadas con o sin núcleo.
Ejemplo práctico:
Un transformador en un cargador de celular reduce el voltaje de 110V/220V de la red eléctrica a 5V, que es seguro para el dispositivo.
4. Fuente de energía: baterías, fuentes AC/DC
- Batería:
Suministra energía en corriente continua (DC).- Símbolo: un conjunto de líneas largas y cortas alternadas (la larga es el polo positivo, la corta el negativo).
- Fuente de corriente continua (DC):
Representa una salida con polaridad definida (+ y –). - Fuente de corriente alterna (AC):
Representada con una onda sinusoidal, indicando que la polaridad cambia constantemente.
Ejemplo práctico:
- Una batería de automóvil (12V DC) alimenta el sistema eléctrico del vehículo.
- La corriente alterna (AC) es la que recibimos de la red doméstica (110V o 220V).
- Una fuente conmutada AC/DC convierte la corriente alterna de la red en corriente continua para alimentar aparatos electrónicos como computadoras.
Conclusión
El conocimiento de la simbología eléctrica y electrónica es esencial para interpretar esquemas y planos. Cada símbolo representa un componente y, aunque existan variaciones entre estándares, el objetivo es universal: permitir la comunicación técnica sin necesidad de palabras.
Símbolos de Componentes Activos
1. Diodos, LEDs, Diodos Zener y Rectificadores
- Diodo (D):
Es un componente que permite el paso de la corriente en una sola dirección (del ánodo al cátodo).- Símbolo: un triángulo que apunta hacia una barra vertical.
- El triángulo representa la dirección de la corriente (ánodo a cátodo).
- LED (Light Emitting Diode):
Es un diodo que emite luz al paso de la corriente.- Símbolo: igual que el diodo, pero con dos flechas saliendo hacia afuera que representan la emisión de luz.
- Diodo Zener:
Diseñado para trabajar en sentido inverso a un voltaje específico (tensión Zener), lo que lo hace útil para estabilizar voltajes.- Símbolo: similar al diodo, pero la línea del cátodo tiene dos extremos doblados.
- Diodos rectificadores:
Se usan en fuentes de alimentación para convertir corriente alterna (AC) en corriente continua (DC).- Símbolos: pueden representarse individualmente como diodos o en configuraciones como el puente rectificador (cuatro diodos formando un cuadrado).
Ejemplo práctico:
- Un diodo rectificador se utiliza en el cargador de un celular para convertir la corriente alterna de la red en corriente continua.
- Un LED indica el encendido de un dispositivo.
- Un Zener protege un circuito contra sobrevoltajes al mantener estable el voltaje.
2. Transistores Bipolares (BJT) y de Efecto de Campo (MOSFET)
- Transistor Bipolar de Unión (BJT):
Es un dispositivo que puede funcionar como interruptor o amplificador.
Tiene tres terminales: Base (B), Colector (C) y Emisor (E).- NPN: la flecha en el emisor apunta hacia afuera.
- PNP: la flecha en el emisor apunta hacia adentro.
Ejemplo:
En un amplificador de audio, un BJT puede aumentar la señal de un micrófono para que se escuche en un altavoz.
- Transistor MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor):
Es un transistor de efecto de campo que se controla mediante voltaje en la compuerta (Gate, G).
Tiene tres terminales: Gate (G), Drain (D) y Source (S).- MOSFET canal N: la flecha apunta hacia adentro del canal.
- MOSFET canal P: la flecha apunta hacia afuera del canal.
Ejemplo:
En fuentes conmutadas, los MOSFETs actúan como interruptores de alta velocidad para regular el voltaje.
3. Circuitos Integrados (IC)
- Circuito Integrado (IC):
Es un componente que reúne en un solo encapsulado cientos o miles de transistores, resistencias, diodos y otros elementos. Se emplea en prácticamente todos los dispositivos electrónicos modernos.- Símbolo: un rectángulo con varias patillas (pines) que pueden estar a ambos lados.
- Se identifica con un número de referencia, por ejemplo: 555 (temporizador), 741 (amplificador operacional), LM7805 (regulador de voltaje).
Ejemplo práctico:
- El 555 se usa en circuitos de temporización (como luces intermitentes).
- El LM7805 regula el voltaje de entrada a 5V para alimentar microcontroladores como el Arduino.
- Un IC de audio integra amplificadores para radios o televisores.
Conclusión
Los componentes activos son fundamentales porque permiten controlar y procesar señales eléctricas. Mientras que los pasivos (resistencias, condensadores, inductores) solo almacenan o limitan energía, los activos como diodos, transistores y circuitos integrados son la base de la electrónica moderna.
Símbolos de Control y Protección
Los dispositivos de control y protección permiten abrir, cerrar, interrumpir o proteger un circuito eléctrico o electrónico. Su correcta interpretación es esencial para diseñar y mantener instalaciones seguras y funcionales.
1. Interruptores
- Definición:
Son dispositivos que permiten abrir o cerrar un circuito eléctrico de manera manual.- Abierto: el circuito está interrumpido y no fluye corriente.
- Cerrado: el circuito está completo y la corriente circula.
- Símbolos comunes:
- Interruptor simple (unipolar): línea partida con contacto móvil.
- Interruptor doble (bipolar): dos contactos móviles unidos mecánicamente.
Ejemplo práctico:
El interruptor de la luz de una habitación es un interruptor simple que abre o cierra el paso de corriente a la lámpara.
2. Pulsadores
- Definición:
Son interruptores momentáneos, que solo permanecen en su estado (abierto o cerrado) mientras se mantiene presionada la tecla.- Normalmente abierto (NA): el circuito se cierra solo al presionar.
- Normalmente cerrado (NC): el circuito se abre al presionar.
- Símbolo:
Se representan como interruptores con un resorte que indica su retorno automático.
Ejemplo práctico:
El botón de encendido de un timbre de casa es un pulsador NA: solo suena mientras se mantiene presionado.
3. Relés
- Definición:
Son interruptores controlados eléctricamente. Un pequeño voltaje en su bobina activa un electroimán que abre o cierra contactos en otro circuito.- Permiten controlar cargas grandes con señales pequeñas.
- Símbolo:
Incluye una bobina y uno o varios contactos móviles (normalmente abierto o cerrado).
Ejemplo práctico:
En los automóviles, los relés permiten que el interruptor de encendido controle el motor de arranque, que requiere gran cantidad de corriente.
4. Fusibles
- Definición:
Son elementos de protección que se funden (se abren) cuando la corriente excede un valor seguro, evitando daños al circuito.- Son desechables: una vez fundidos, deben reemplazarse.
- Símbolo:
Una línea recta con un rectángulo o un óvalo en medio.
Ejemplo práctico:
En un cargador de laptop, el fusible protege contra cortocircuitos o sobre corriente.
5. Disyuntores
- Definición:
También llamados interruptores automáticos o «breakers».
Cumplen la misma función que los fusibles, pero en lugar de fundirse, se disparan y pueden rearmarse manualmente.- Protegen contra sobrecargas y cortocircuitos.
- Símbolo:
Representado como un interruptor con un mecanismo automático de disparo.
Ejemplo práctico:
En las instalaciones eléctricas residenciales, los disyuntores protegen cada circuito de iluminación o tomacorrientes contra sobrecargas y fallas.
Conclusión
Los símbolos de control y protección representan elementos vitales para la seguridad y el manejo de la electricidad.
- Interruptores y pulsadores permiten controlar el encendido o apagado de cargas.
- Relés actúan como intermediarios entre señales pequeñas y cargas grandes.
- Fusibles y disyuntores protegen a los equipos y a las personas frente a sobre corrientes o cortocircuitos.
Símbolos de Actuadores y Sensores
1. Actuadores
Los actuadores son dispositivos que convierten la energía eléctrica en otra forma de energía (mecánica, acústica, luminosa, etc.).
a) Motores
- Definición: convierten la energía eléctrica en movimiento mecánico (rotación o desplazamiento).
- Símbolo:
- Un círculo con la letra M dentro.
- Puede llevar marcas adicionales para indicar si es AC o DC.
Ejemplo práctico:
Un motor DC en un ventilador de computadora mueve el aire para enfriar los componentes.
b) Bocinas (altavoces)
- Definición: convierten la energía eléctrica en sonido.
- Símbolo:
Un pequeño círculo con líneas que representan ondas sonoras.
Ejemplo práctico:
Las bocinas en un sistema de audio convierten la señal eléctrica en ondas sonoras audibles.
2. Sensores
Los sensores detectan magnitudes físicas del entorno y las transforman en señales eléctricas para ser interpretadas por un circuito.
a) Sensor de luz (fotorresistencia o fotodiodo)
- Definición: detecta la intensidad luminosa.
- Símbolo:
Una resistencia o un diodo con flechas apuntando hacia él, indicando incidencia de luz.
Ejemplo práctico:
Un sensor de luz en las luminarias de la calle enciende las lámparas automáticamente al anochecer.
b) Sensor de temperatura (termistor o RTD)
- Definición: cambia su resistencia en función de la temperatura.
- Símbolo:
Una resistencia con una línea inclinada y una marca de temperatura (T).
Ejemplo práctico:
Un termistor NTC en un aire acondicionado detecta la temperatura ambiente para regular el compresor.
c) Sensor de presión
- Definición: detecta variaciones de presión de gases o líquidos y las convierte en señal eléctrica.
- Símbolo:
Puede representarse como un diafragma con conexión eléctrica o como un cuadrado con la variable P.
Ejemplo práctico:
Un sensor de presión en un automóvil detecta la presión de aceite del motor y activa una luz de advertencia en el tablero.
Conclusión
- Los actuadores son los encargados de realizar una acción física: mover un motor, emitir sonido en una bocina, etc.
- Los sensores son los encargados de percibir el entorno: luz, temperatura, presión, entre otros.
- En un sistema automático, los sensores capturan datos, el controlador procesa la información y los actuadores ejecutan la acción necesaria.