100414 26 Fisica Electronica Componente Practico PDF

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.LABORATORIO DE FISICA ELECTRONICAGRUPO _ 100414 _ 26Jaime Alberto lopez moralesJaime_moralez24@hotmailRESUMEN:El presente trabajo está basado en una serie elementos los cuales son fundamentales en nuestra formación, encontramos una introducción la cual nos da a conocer la descripción del trabajo y ...

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Preparación de reportes de Informe de Tareas individuales y laboratorios

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LABORATORIO DE FISICA ELECTRONICA GRUPO _ 100414 _ 26 Jaime Alberto lopez morales [email protected] RESUMEN: 

El presente trabajo está basado en una serie elementos los cuales son fundamentales en nuestra formación, encontramos una introducción la cual nos da a conocer la descripción del trabajo y los temas que se trabajaron los cuales son de vital importancia para lograr obtener mayores aprendizajes en los laboratorios de práctica, con el objetivo de Conocer la importancia y el funcionamiento de la física electrónica en la creación de un circuito y de manera lograr analizar su comportamiento.

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circuito apropiadamente en el protoboard ya sea en paralelo o en serie. Identificar los terminales del diodo rectificador y saber colocarlos en un circuito en forma de polarización directa o inversa. Comprender el funcionamiento de los diversos instrumentos para la medición de la electricidad, como es el osciloscopio.

MARCO TEÓRICO. Condensadores o Capacitores.

PALABRAS CLAVE: Circuitos, compuertas lógicas, transistores, rectificador de onda completa.

Un condensador es un elemento pasivo que tiene la particularidad de almacenar carga eléctrica. Los condensadores están formados por dos superficies metálicas conductoras llamadas armaduras, las cuáles se hallan separadas por un medio aislante denominado dieléctrico. Este dieléctrico puede ser aire, cerámica, papel o mica.

INTRODUCCIÓN Mediante la implementación de la práctica comprendemos de manera real y directa los conceptos estudiados en el campo de la física electrónica que es fundamental en el transcurso de nuestra profesión en primer lugar se establecieron actividades de reconocimiento de los diferentes elementos que se utilizan para la medición de diferentes escalas de la física electrónica. En el siguiente informe se presenta el desarrollo de la práctica Nº. 2, donde se identifica los componentes a ser utilizados en la práctica, se realiza la contrición de diversos circuitos con los componentes identificados, verificando cada una de sus funciones.

Un condensador se suele utilizar básicamente para eliminar la componente continua de una señal eléctrica, como filtro o para almacenar tensión en un determinado momento (como batería temporal) y cederla posteriormente. El Diodo: El elemento semiconductor más sencillo y de los más utilizados en la electrónica es el diodo. Está constituido por la unión de un material semiconductor tipo N y otro tipo P. Su representación se muestra en la siguiente figura

OBJETIVOS Objetivo General: Conocer el funcionamiento y aplicación del componente más utilizado dentro de los circuitos eléctricos, así mismo ser capaz de identificar los principios básicos de la electricidad por medio la construcción de circuitos eléctricos con los que podrá identificar sus elementos básicos para llevarlo a la práctica en su vida diaria.

Objetivos Específicos  

El diodo idealmente se comporta como un interruptor, es decir, puede actuar como un corto o interruptor cerrado o como un circuito abierto dependiendo de su polarización. Debido a esto se suelen utilizar ampliamente como rectificadores de señales, aunque no es su única aplicación.

Identificar los componentes electrónicos y el equipo de laboratorio que se utilizará en esta práctica. Comprender de manera práctica los fundamentos de la electricidad y como crear un

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. electrónica y otras ramas de la física aplicada), es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma deláminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas decampo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total. Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.

El transistor: El impacto del transistor en la electrónica ha sido enorme, pues además de iniciar la industria multimillonaria de los semiconductores, ha sido el precursor de otros inventos como son los circuitos integrados, los dispositivos optoelectrónicos y los microprocesadores. El Protoboard: Es un dispositivo que permite ensamblar circuitos electrónicos sin uso de soldadura. Hace una conexión rápida y fácil y es ideal para trabaja circuitos pequeños o de prueba. En cada orificio se puede alojar el terminal de un componente o un cable. Pero antes de trabajar con él, se deben conocer cuáles orificios están interconectados. Generalmente las conexiones son por columnas y en las secciones laterales por filas. Con ayuda del tutor vamos a reconocer estas conexiones internas El Multímetro:

Diodo rectificador: Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador” procede de su aplicación, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna. Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica. Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido

Es un instrumento electrónico de medición que generalmente calcula voltaje, resistencia y corriente, aunque dependiendo del modelo del multímetro puede medir otras magnitudes como capacitancia y temperatura. Gracias al multímetro podemos comprobar el correcto funcionamiento de los componentes y circuitos eléctricos. Los multímetros digitales cuentan con una pantalla de cristal líquido. La Fuente de Alimentación: Es un dispositivo que convierte la tensión alterna, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.).

OSCILOSCOPIO: es un instrumento de visualización electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal.

La Resistencia: Se le llama resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones para desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. Resistor variable o potenciómetro: Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 2. PRACTICAS SESIÓN 1. Conceptos básicos de circuitos y leyes de kirchhoff A continuación, se explicará detalladamente cada una de las prácticas de laboratorio, con sus respectivos esquemas, diagramas, montajes, tablas y análisis solicitados.

El diodo LED: Led se refiere a un componente opto electrónico pasivo, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz. Cables de conexión: Se utilizan principalmente para la conexión al distribuidor central y a los módulos. También aquí los contactos y los materiales de alta calidad proporcionan una conexión eléctrica eficaz. Resistencias más últimos dos dígitos de cedula (Jaime = 74)

Condensador: Un condensador (en inglés, capacitor, nombre por el cual se le conoce frecuentemente en el ámbito de la

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. Para la realización de ambos circuitos se utilizaron los siguientes materiales: Jaime López R1

500

+

74

=

R2

670

+

74

=

R3

330

+

74

=

57 4 74 4 40 4 Desarrollo teórico.

Rt=R 1+ R 2+ R 3 Rt=574 +744+40 4 Rt =1722 V

Fuente de voltaje de 9V. CIRCUITO EN SERIE

Por lo tanto:

−Vt + V 1 + V 2 + V 3 =0

Para la realización de la primera parte de la experiencia se colocaron en serie las 3 resistencias y se realizó el cálculo de la corriente total de malla, el voltaje que pasa por cada resistencia y la resistencia equivalente del circuito y se compararon con los valores obtenidos experimentalmente en la herramienta de tinkercad.

Valor medido Valor Teórico

VR1

VR2

VR3

2.89

3,95

2,15

2,89

3,97 5

2,111

Valor corriente malla (I)

−9+574 I +74 4 I +404 I =0 ; −9+172 2 I =0 9 =0.00522 6 I= 172 2 En un circuito en serie, la corriente que circula sobre las resistencias es la misma para todas. Obteniendo estos datos vemos que ahora utilizando la ley de OHM podemos hallar el voltaje que circula por cada voltaje que circula por cada resistencia entonces tenemos resistencia entonces tenemos.

Valor resistencia equivalent e

0.00522 6 0.00522 9

Vt =9 V

V 1=544∗I → 544∗0.0055=2,99 V ≅3 V V 2=714∗I → 714∗0.0055=3,927 V ≅ 3,93 V V 3=374∗I → 374∗0.0055 =2,057 V ≅ 2,06 V

1.61kΩ

Para el voltaje total el cual se haya sumado los voltajes que pasan por cada una de las resistencias es decir:

1.61kΩ

Vt=V 1+V 2+ V 3

Vt=2,89+ 3,95 + 2,15 Vt =8,99V ≅ 9 V Con lo cual podemos denotar los valores desarrollados dentro del simulador son iguales a mis cálculos obtenidos por lo tanto la tabla quedaría así.

Tabla 2 Preguntas de profundización circuito serie

JAIME LOPEZ SIMULADOR TINKERCAD

https://www.tinkercad.com/things/2KHKEoq8V Ud

¿Qué pasa si aumento el valor de la resistencia R2? Cuando se aumenta el valor en la resistencia 2 el voltaje aumenta y esto lo podemos comprobar con la ecuación de la ley de OHM, pero la corriente en un circuito en serie disminuye.

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. ¿Cree usted que en un circuito físico real los valores serian diferentes?¿De ser así, cual es la razón para que esto suceda? Si es diferente debido a que ente debido a que se deben tener en se deben tener en cuenta las diferentes conexión entes conexiones, ósea que ya sería por la parte física del montaje del circuito, también debemos tener en cuenta que hay algunos valores de resistencias que no se pueden fijar en un circuito porque siempre más que todo son valores comerciales o si no tendíamos que fijar potenciómetros (resistencias variables) en nuestro circuito. Para resolver este circuito paralelo tenemos que hallar los elementos que hagan falta. Este circuito en general tiene 9v esto quiere decir que cada uno de sus elementos posee 9v. Se puede identificar como:

V 1=9 V

Después de medir el voltaje en las 3 resistencias calcular la potencia en la resistencia R2 (Teórico y práctico).

V 3=9 V R 1=57 4 Ω R 2=74 4 R 3=404 4 Ω

P=V ∙ I Valor teórico:

P=2.89∗0,005 226

Para conocer la corriente utilizamos la ley de ohm

P=0, 015 watt I1 =

Valor practico:

P=V ∙ I I2 =

P=3, 95 ∙ 0,005226

P=0, 0206 watt

I3 =

Por lo tanto la resistencia 2 tiene una potencia de 0,0206 watt

Resistencias más últimos dos dígitos de cedula 44 Para la realización de ambos circuitos se utilizaron los siguientes materiales: Fuente de voltaje de 9V. JAIME LOPEZ + 74 =

500

R2

670

+

74

=

R3

330

+

74

=

V1 R1 V2 R2 V3 R3

Reemplazando los valores de las variables conocidas tenemos que:

CIRCUITO EN PARALELO.

R1

V 2=9 V

57 4 77 4 40 4

I1 =

V1 9v =0, 0156 A = R1 57 4

I2 =

V2 9 = =0, 0120 A R2 74 4

I3 =

V3 9 = =0, 0222 A R3 40 4

Ahora sumando el valor de todas las corrientes se determina la corriente total del circuito, por lo tanto:

I t =I 1+ I 2 + I 3 I t =0, 0156 A +0, 0120 A +0, 0222 A

CIRCUITO PARALELO JAIME LOPEZ

I t =0, 0498 A

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. Ya con esta información, se puede determinar la resistencia total:

RT =

En los circuitos en paralelo la corriente se divide por lo cual la corriente sigue pasando a los demás elementos del circuito

VT IT



Remplazando valores tenemos que:

¿Varía el voltaje si desconecto alguna de las tres resistencias? Su disminución es muy mínima

9V 0,0498 A RT =180 ,7 Ω RT =

3. PRACTICA SESION 2. Aplicaciones de Diodos y Transistores Elementos:

Por lo tanto:

RT =

1 1 1 1 + + R1 R2 R3

RT =

1 1 1 1 + + 574 74 4 40 4

RT =180.7 Ω valor medido valor Teórico

Magnitud Corriente (mA) Corriente (mA)

IR1

IR2

IR3

16,4

12,5

23,9

16,5

12,6

24

Magnitud Valor (V)

Valor 8.99

Valor (V) 9

Magnitud resistencia equivalente (Ω) resistencia equivalente (Ω)

Valor 169, 5 169, 13

SIMULADOR TINKERCAD JAIME LOPEZ

2.1 Rectificador de onda completa. El estudiante debe realizar el Montaje del circuito de la figura 6 Usando el simulador Tinkercad (frecuencia 60Hz y voltaje de entrada 10 Vpp).

Link del circuito funcional:

https://www.tinkercad.com/things/h3TXvPnSR0W 

¿Qué sucede si R1 es mucho menor (al menos 10 veces) que R2 Y R3? Cuando la resistencia R1 es 10 veces menor a otras resistencias el valor de la corriente aumenta y el del voltaje es más pequeño Sucede que cuando la resistencia 1 es mucho menos 10 veces que las otras dos resistencias el valor de la corriente aumenta y el voltaje es más pequeño.



Sí desconecto la R1 ¿qué sucede con la corriente en la resistencia R3?

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.

Link circuito funcional: https://www.tinkercad.com/things/3oARiPZx3tY a.

Conecte el osciloscopio entre pin 1 y el pin 4, y Dibuje la señal obtenida.

Gráfica 1: Señal de entrada antes del puente de diodos.

b.

Conecte el osciloscopio entre el pin 2 y el pin 4, y dibuje la señal obtenida.

c.

Preguntas problematizadoras Rectificador onda completa Si cambio el valor del condensador por uno de valor más grande ¿Qué pasa con la señal de salida?

Gráfica 2. Osciloscopio entre pin 1 y el pin 4



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. Si se aumenta el valor del condensador de 1 µF a 300µF se tiene que:



Link del circuito funcional: https://www.tinkercad.com/things/3z4sqF74Dtd

¿Qué papel cumple el condensador en un circuito? Calcule estos voltajes para dos señales diferentes y explique paso a paso como se obtienen a partir de la señal del osciloscopio.

a.

Almacenar energía como tal, sustentando un campo eléctrico.



El estudiante debe variar la fotoresistencia de forma gradual y registrar el comportamiento de la carga (motor) evidenciando paso a paso el comportamiento del motor a diferentes valores de la resistencia (debe tener conectado un multímetro en el motor y la resistencia en todo momento para comparar los valores de voltaje y resistencia).

¿Qué diferencia existe entre Vpp, Vp y Vrms Son voltajes pico (Vp). La diferencia entre estos dos voltajes es el llamado voltaje pico – pico (Vpp) y es igual al doble del voltaje Pico (Vp). Voltaje equivalente en corriente continua (Vrms), Valor Pico, Valor Promedio. Este tipo de gráficos se pueden observar con facilidad con ayuda de un osciloscopio.

2.2. Aplicación de transistor BJT

Cando se varia el valor solamente de la fotorresistencia, sin mover el potenciómetro, el voltaje en el motor es el mismo, este valor en el motos varia cuando se comienza a variar de igual forma el valor en el potenciómetro.

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. b.

Debe realizar el mismo proceso que el inciso anterior para diferentes valores del potenciómetro teniendo conectado en todo momento multímetros en el motor (voltaje) y en la base del transistor (corriente).

componentes del circuito, el diodo lo que hace es activarse y detiene el paso del voltaje al motor por consiguiente este se apaga sin sufrir ningún daño por lo ocurrido. 

¿Qué papel cumple el potenciómetro? El potenciómetro es un componente electrónico similar a los resistores pero cuyo valor de resistencia en vez de ser fijo es variable, permitiendo controlar la intensidad de corriente a lo largo de un circuito, cada vez que esta aumente o disminuya según sea el caso de igual forma lo ara la corriente como tal.



¿Qué configuración de transistor utiliza? Teniendo en cuenta la configuración del transistor para con este circuito, se utiliza el transistor de base común.



el estado de corte de un transistor BJT, se da cuando por este no pasa corriente alguna por la base del mismo, por tal motivo no pasara corriente por el colector y por el emisor, por lo cual toma el papel de un interruptor abierto donde el estado de saturación viene siendo todo lo contrario en el sentido que cuando pasa corriente por la base esta tiende a incrementarse dándole paso la corriente hacia el colector y al emisor actuando como un interruptor cerrado.

Como se puede apreciar en el proceso de cada una de las imágenes, a medidas que se aumenta la el paso de corriente en el potenciómetro, el voltaje que ingresa al motor va disminuyendo hasta apagarse. c.

4.

Preguntas de profundización Aplicación transistor 

PRACTICA SESIÓN 3

Compuertas lógicas, circuitos integrados y aplicaciones: Para esta práctica, el estudiante debe utilizar los siguientes elementos:

¿Qué papel cumple el transistor? La funcionalidad del transistor está determinada por la amplificación de voltaje, cundo este ingresa por la base del transistor donde se debe tener presente el valor de la corriente como tal en el sentido que si es alta o baja de igual forma entrara en el transistor.



Explique ¿qué es el estado de corte y saturación de un transistor BJT?

¿Qué papel cumple el diodo conectado al colector del transistor? El papel para con este...