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Tecnologa. 4 ESO
IES N1. Ribeira
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Tema 1. ELECTRICIDAD
Tema 2. ELECTRNICA ANALGICA
Tema 3. ELECTRNICA DIGITAL
Tema 4. NEUMTICA
Tema 5. DISEO ASISTIDO POR ORDENADOR
Tema 6. TECNOLOGAS DE LA COMUNICACIN
Tema 7. INSTALACIONES EN VIVIENDAS (http://www.librosvivos.net)
Tema 8. CONTROL Y ROBTICA
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Tema 1. ELECTRICIDAD
1. Corriente elctrica.. 3
2. Conductores y aislantes. 3
3. Magnitudes elctricas 3
4. Circuito elctrico3
4.1 Compoentes elctricos ...................................................................................... 3
4.2 Esquema de un circuito....................................................................................... 4
5. Resistencia elctrica...5
5.1 Resistencia de un conductor ............................................................................... 6
6. Ley de Ohm... 6
7. Tipos de conexin en circuitos.. 6
7.1 Circuito en serie .................................................................................................. 7
7.2 Circuito paralelo ................................................................................................. 7
7.3 Asociacin de resistencias .................................................................................. 8
8. Potencia y energa.. 8
Boletn 1.9
Prcticas de electricidad...12
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1. Corriente elctrica
Toda la materia est formada por pequeas partculas llamadas tomos.
Los tomos, a su vez, estn formados por tres partculas:
Los protones: tienen carga positiva y se encuentran en el ncleo del tomo.
Los neutrones: no tienen carga y tambin se encuentran en el ncleo.
Los electrones: tienen carga negativa y se encuentran a cierta distancia del
ncleo, girando alrededor de l.
En determinadas condiciones somos capaces de arrancar los electrones de sus
tomos y establecer el movimiento de estos a travs de la materia: esto es lo que se
conoce como corriente elctrica.
2. Conductores y aislantes
Los electrones no se mueven de la misma forma a travs de todas las sustancias,
sino que algunos materiales permiten el paso de la corriente, por lo que se les llama
conductores elctricos, y otros no, y son conocidos como aislantes. Entre los
primeros estn, por ejemplo, los metales y las aleacciones, en general, y el agua; y
dentro de los segundos, el vidrio, el plstico y la cermica.
3. Magnitudes elctricas
La intensidad. La intensidad de corriente (I) expresa la cantidad de
electrones que circulan por un conductor en un tiempo determinado (I=Q/t); su unidad de medida es el amperio (A).
Un amperio (1A) equivale a 6,24.1018
electrones por segundo.
El voltaje. Para que se pueda establecer la circulacin de electrones a travs
de la materia se necesita una fuerza o energa que los impulse; esto es lo
que denominamos voltaje, tensin, diferencia de potencial o fuerza
electromotriz. Su unidad de medida es el voltio (V).
Resistencia elctrica (R). (Hablaremos de ella ms adelante).
4. Circuito elctrico
Se llama circuito elctrico al conjunto de componentes elctricos (operadores
elctricos) unidos entre si y por los que circula una corriente elctrica.
4.1 Componentes elctricos
Generadores y bateras. Son los elementos encargados de suministrar la
energa necesaria para que se establezca una corriente elctrica en un circuito.
Realmente, el movimiento de los electrones tiene lugar porque existe una diferencia
de potencial; lo podemos comparar con una diferencia de alturas: el objeto cae
porque existe esa diferencia de alturas y el electrn circula porque existe una
diferencia de potencial elctrico. Por eso se seala en las pilas el polo positivo y el
negativo. Por convenio, el polo positivo del generador o de la batera tiene el
potencial disponible y el polo negativo potencial cero; los electrones salen
entonces del polo positivo, recorren el circuito y retornan al polo negativo. Ejemplos:
pila, dnamo, batera de coche o de telfono mvil, etc.
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Receptores. Son los dispositivos que transforman la energa elctrica en
otro tipo de energa para producir un efecto til. Ejemplos: lmpara (produce luz),
zumbador (produce sonido).
Conductores. Son los elementos encargados de transmitir la corriente
elctrica; con ellos unimos los distintos operadores elctricos. Ejemplo: cable.
Elementos de maniobra. Son los elementos que permiten manipular un
circuito elctrico. Ejemplo: interruptor (permiten abrir o cerrar un circuito elctrico).
Elementos de proteccin. Son elementos encargados de proteger los
circuitos y las personas. Ejemplo: fusible.
4.2 Esquema de un circuito
El generador proporciona una tensin que es consumida por los receptores (en
los receptores se produce una cada de tensin).
Simbologa
Para dibujar los circuitos elctricos se utilizan esquemas en los que los distintos
componentes se representan por su smbolo.
Lmpara
Conmutador
Interruptor
Motor
Pila
Pulsador
Zumbador
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El interruptor
Es un operador elctrico con la funcin de abrir o cerrar un circuito de forma
permanente.
Al accionarlo modificamos su posicin: si estaba cerrado, lo abrimos, y
viceversa, y permanece en esta posicin hasta que lo accionemos nuevamente.
Se utiliza en la mayora de los circuitos elctricos: para apagar y encender las
luces y en la mayora de los aparatos elctricos.
El pulsador
Es un operador elctrico que cuando se acciona (cuando se pulsa en l) permite
el paso de la corriente elctrica, y cuando se deja de pulsar, se interrumpe.
Se usa en los timbres y en las mquinas expendedoras de refrescos, por ejemplo.
El conmutador
El conmutador, a diferencia del pulsador y del interruptor, tiene tres contactos, y
al abrir un circuito cierra automticamente el otro. Con dos conmutadores podemos
maniobrar con un operador elctrico (una lmpara, por ejemplo) desde dos puntos
distintos independientemente. Se encuentran, por ejemplo, en los pasillos de las casas.
Funcionamiento de un circuito
Todos los operadores elctricos tienen dos contactos, uno de entrada de
corriente y otro de salida.
Para construir un circuito elctrico se van uniendo los distintos
operadores elctricos.
Para que la corriente circule, el circuito tiene que estar cerrado.
Por convenio, se establece el sentido de circulacin de la corriente desde
el polo positivo de la batera o del generador hacia el polo negativo.
5. Resistencia elctrica
No todos los elementos se comportan de una misma manera frente al paso de la
corriente; la magnitud que mide esta oposicin es la resistencia elctrica, que caracteriza
cada elemento de un circuito. No solo los cables tienen resistencia, sino tambin todos
los dems elementos, como las lmparas, los motores, etc. Cualquier operador elctrico
se puede sustituir por una resistencia de valor equivalente.
La resistencia se representa mediante la letra R y su unidad de medida es el
ohmio ().
Cuanto ms elevado sea el valor de la resistencia, mayor ser la oposicin al
paso de la corriente elctrica.
Normalmente, a la hora de estudiar circuitos elctricos, si no se dice lo contrario
debemos suponer como despreciable el valor de a resistencia de los cables.
Smbolo de una resistencia:
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5.1 Resistencia de un conductor
La resistencia elctrica de un conductor depende de tres variables, que se
encuentran relacionadas segn la siguiente frmula:
R=
S
L
R: resistencia elctrica (se mide en ohmios).
: resistividad elctrica, caracterstica de cada material; los materiales
que son buenos conductores tienen una pequea resistividad (normalmente se mide en
ohmios por milmetro cuadrado, partido por metro).
L: longitud del conductor; cuanto mayor sea esta longitud, mayor es la
resistencia del conductor (se mide en metros).
S: seccin del conductor; cuanto mayor sea esta seccin menos
resistencia ofrece el conductor (se mide, comumentemente, en milmetros cadrados).
Entonces, la resistencia de un conductor depende del tipo de material con el que
est hecho, y es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a
la seccin.
Tabla de la resistividad de algunos materiales:
Material Resistividad en .mm2/m
Cobre 0,017
Aluminio 0,030
Ferro 0,097
Plata 0,016
Agua 650
Madera 108-1011
Vidrio 104-108
6. Ley de Ohm
Esta ley relaciona las tres magnitudes fundamentales: la tensin, la intensidad y
la resistencia elctrica.
Se expresa as: V = R . I
V: voltaje del generador o cada de tensin que se produce en un receptor
(en voltios).
R: resistencia del receptor (en ohmios).
I: intensidad de circulacin (en amperios).
Dada una tensin constante en un circuito, cuanto mayor sea la resistencia,
menor ser la intensidad de circulacin.
7. Tipos de conexin en circuitos
Los distintos receptores de un circuito se pueden conectar entre ellos de dos
formas distintas: en serie o en paralelo. Un circuito en el que aparezcan las dos formas
de conexin se llama circuito mixto.
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7.1 Circuito en serie
Los receptores son atravesados por la misma intensidad; los receptores se
colocan unos a continuacin de los otros.
Al poner varias lmparas (o cualquier receptor) en serie, aumentamos la
resistencia del circuito y, entonces, disminuye la intensidad total que circula por el
circuito.
La intensidad es la misma para todo el circuito.
El voltaje total de la pila se reparte entre las lmparas.
En caso de que las dos lmparas tengan la misma resistencia se produce
la misma cada de tensin en las dos lmparas.
Si se funde una de las lmparas, se abre el circuito y las otras tampoco
funcionaran.
Asociacin en serie de
pilas:
En este caso, el voltaje total que pueden suministrar es la suma de los
voltajes individuales, es decir, cuatro voltios, siempre qua la conexin sea de polos
distintos; si no, los voltajes se restaran en vez de sumarse.
7.2 Circuito paralelo
Cuando los receptores estn dispuestos en ramas paralelas, permitiendo
diferentes caminos para el paso de la corriente elctrica.
La intensidad total que suministra el generador se reparte por las distintas ramas.
La intensidad total se reparte por igual entre las dos lmparas, si son iguales.
En el caso de que se funda una de las lmparas, la otra seguira funcionando.
El voltaje es el mismo para las dos lmparas e igual al de la pila.
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7.3 Asociacin de resistencias
Asociacin en serie:
Se llama Req a la resistencia equivalente a todas las resitencias, independientemente
del nmero de ellas, siempre es igual la suma de todas ellas:
Req = R1 + R2
Entonces: la resistencia equivalente a una asociacin en serie es la suma de cada una de
las resistencias.
Asociacin en paralelo:
En este caso, Req se calcula:
21
111
RRReq+=
Entonces: la inversa de la resistencia equivalente es igual a la suma de las
inversas de as resistencias.
8. Potencia y energa
La potencia es la magnitud que indica la cantidad de energa suministrada (en
el caso de los generadores y de las bateras) o transformada (en el caso de los
receptores) en la unidad de tiempo.
Se mide en vatios (W) y, referida a magnitudes elctricas, se calcula aplicando
la seguinte frmula:
P=VI
Por ejemplo, si tenemos dos lmparas, una de 60W lucir ms que una de 40W
si se conectan en un mismo circuito, puesto que la primera es capaz de transformar
ms energa elctrica en luminosa que la segunda.
Energa:
La energa elctrica consumida por un receptor se calcula como el producto de
su potencia por el tiempo que estuvo funcionando.
Se calcula aplicando la siguiente frmula:
E=P t
Se expresa habitualmente en quilovatios por hora (kW.h), aunque su unidad de
medida en el Sistema Internacional (S.I) es el julio (J).
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Boletn 1 Carga elctrica e Intensidad de corriente
1. Qu tiempo tiene que circular por un conductor una corriente elctrica de 30A, si la cantidad de
electricidad o carga elctrica que pase por el conductor ha de ser 18000culombios? Sol. 10minutos
2. Por un conductor elctrico circula una carga de 10C en 2minutos. Cul es la intensidad de corriente?
Sol. 0,083A
3. Por un conductor circula una corriente de 30mA durante una hora. Qu cantidad de electricidad ha
circulado? Sol. 108C
Resistencia elctrica
1. Qu valor tendr la resistencia elctrica de un conductor de aluminio de 1km de longitud,3mm de
dimetro y resistividad 0,028 .mm2/m? Sol. 3,96 2. Qu longitud de hilo conductor de nicrom es necesario utilizar si su dimetro es de 0,4mm y su
resistividad 1,1 .mm2/m, para que su resistencia elctrica sea de 100 ? Sol. 11,42m 3. Un conductor de aluminio de resistividad 0,028 .mm2/m debe tener una longitud de 2km y una
resistencia elctrica de 9,33 . Calcular: - La seccin del conductor. Sol. 6mm2 - El dimetro del conductor. Sol. 2,76mm 4. Para fabricar una resistencia de 100 se ha utilizado un alambre de 120m de longitud y 0,5mm2 de
seccin. Cul es la resistividad del conductor? Sol. 0,42 .mm2/m
Ley de Ohm
1. Una estufa elctrica de resistencia 200 se conecta a 220V. Qu intensidad de corriente circula por la estufa? Sol. 1,1A
2. Al conectar un calentador elctrico de agua a una tensin de 220V, circula por l una corriente elctrica de intensidad 10A. Cul es su resistencia? Sol. 22
3. Un radiador elctrico de calefaccin, de resistencia 31,25 , funciona conectado a una tensin de 125V. Calcular la intensidad en los casos siguientes:
- Cuando se conecta e una tensin de 125V. Sol. 4A - Cuando la tensin aumenta a 150V. Sol. 4,8A 4. Se quiere fabricar un calefactor con alambre de manganina de 0,3mm de dimetro y resistividad 0,43
.mm2/m, de forma que conectado a 220V consuma 4A. Calcular: - Resistencia del calefactor. Sol. 55 - Longitud del alambre necesario. Sol. 9m
Energa y Potencia elctrica
1. Calcular la potencia que consume un aparato de 48,4 de resistencia cuando se conecta a una tensin de 220V. Sol. 1kW
2. Cuando se conecta a una tensin de 127V una estufa, la intensidad que circula por ella, medida por un ampermetro, es de 7,87A. Cul es la potencia de la estufa? Sol. 1000W
3. Un radiador elctrico tiene en su placa de caractersticas los siguientes datos: P=2000W; V=220V. Calcular:
- Si se conecta a 220V, la intensidad que consume y su resistencia elctrica. Sol.9,09A; 24,2 - Si se conecta a 200V, la potencia que consume. Sol. 1652W 4. Una plancha elctrica de 500W, 125V, se conecta a esta tensin. Calcular: - Intensidad que consume. Sol. 4A - Resistencia elctrica de la plancha. Sol. 31,25 5. A qu tensin habr que conectar y qu potencia consumir un radiador elctrico de 110 de
resistencia para que por l circule una corriente de 2A? Sol. 220V, 440W 6. Por un aparato de resistencia 150 ha circulado una corriente de 40mA durante 24horas. Calcular la
energa consumida en ese tiempo. Expresar el resultado en julios. Sol. 20736J 7. Una estufa elctrica indica en su placa de caractersticas 1000W, 220V. Calcular si se conecta a 220V: - Energa elctrica consumida, en kW.h, funcionando 6horas diarias durante un mes (mes de 30das) Sol.
180kW.h - Precio de esa energa si el kW.h cuesta 0,08euros. Sol. 14,4euros 8. Tres electrodomsticos de 1kW, 500W y 2kW, respectivamente, funcionan 4 horas diarias durante un
mes. Determinar la energa, en kW.h, consumida en ese tiempo y el coste de la energa si vale 0,08euros el kW.h Sol. 420kW.h; 33,6euros.
9. Cunto tiempo podremos tener conectado un televisor de 150W si deseamos gastar 1euro en concepto de energa elctrica, siendo el precio del kW.h de 8cntimos de euro? Sol. 83,3h
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Circuitos series
Ejercicio 1. Tres resistencias de 10, 20 y 70 se conectan en serie a una tensin de 300V. Calcular:
a) Resistencia total b) Intensidad que circula por las resistencias c) Tensin en extremos de cada resistencia d) Potencia consumida por cada resistencia e) Potencia total
Sol. a) 100 . b) 3A. c) V1=30V, V2=60V, V3=210V. d) P1=90W, P2=180W, P3=630W. e) P=900W
Ejercicio 2. Tres aparatos se conectan en serie. La resistencia de uno de ellos es de 450 y la de otro 500 . Calcular la resistencia del tercer aparato si la resistencia total es de 1600 .
Sol. 650
Ejercicio 3. Dos resistencias de 40 y 70 se conectan en serie a una tensin de 220V. Calcular:
a) Resistencia total b) Intensidad que circula por las resistencias c) Tensin en extremos de cada resistencia
Sol. a) 110 . b) 2A. c) V1=80V, V2=140V
Ejercicio 4. Dos resistencias de 30 y 20 se conectan en serie a una tensin de 300V. Calcular:
a) Resistencia total b) Intensidad que circula por las resistencias c) Potencia consumida por cada resistencia d) Potencia total
Sol. a)50. b) 6A. c) P1=1080W, P2=720W. d)P=1800W
Circuitos paralelosEjercicio 1. Dos resistencias de 5 y 20 se conectan en paralelo a una tensin de 100V. Calcular:
a) Resistencia total b) Intensidad total c) Intensidad que circula por cada resistencia
Sol. a) R=4 . b) 25A. c) I1=20A, I2=5A
Ejercicio 2. Tres resistencias de 9, 18 y 30 se conectan en paralelo a una tensin de 90V. Calcular:
a) Resistencia total b) Intensidad total c) Intensidad que circula por cada resistencia d) Potencia consumida por cada resistencia
Sol. a) R=5 . b) I=18A. c) I1=10A, I2=5A , I3=3A. d) P1=900W, P2=450W, P3=270W
Ejercicio 3. A una tensin de 24V se conectan en paralelo dos resistencias de 6 y 12 . Calcular:
a) Intensidad que circula por cada resistencia b) Intensidad total c) Potencia total consumida d) Resistencia total
Sol. a) 4A, 2A. b) 6A. c) 144W. d) 4
Ejercicio 4. Tres resistencias de 10, 15 y 30 se conectan en paralelo a una tensin de 60V. Calcular:
a) Resistencia total b) Intensidad total c) Potencia consumida por cada resistencia
Sol. a) 5 . b) 12A. c) 360W, 240W, 120W
Ejercicio 5. Dos resistencias de 12 se conectan en paralelo a una tensin de forma que la intensidad de corriente que circula por cada una es de 20A. Calcular:
a) Tensin a la que estn conectadas b) Intensidad total c) Resistencia total
Sol. a) 240V. b) 40A. c) 6
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Circuitos mixtos
Ejercicio 1. Calcula la resistencia total, corrientes y tensiones del siguiente circuito:
Ejercicio 2. Calcular (las resistencias estn en k): a) Intensidad por cada rama (I1 e I2) b) Intensidad total It, c) Resistencia total, d) V1, V2
Ejercicio 3. Simplificar el circuito (las resistencias estn en ):
Ejercicio 4. Para el siguiente circuito (las resistencias estn en ):
a) Simplifica el circuito.
b) Calcula VAB y VBC
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Prcticas de electricidad
Dibuja y monta los siguientes circuitos. Responde a las cuestiones planteadas
Circuito1. Pila que alimenta dos lmparas en serie controladas por un interruptor. Qu pasa cuando aflojamos una lmpara? Por qu?
Circuito2. Pila que alimenta dos lmparas en paralelo controladas por un interruptor. Qu pasa cuando aflojamos una lmpara? Por qu?
Comenta las diferencias entre circuito 1 y circuito 2:
1. Dnde alumbran ms las bombillas? Por qu?
2. Qu ocurre con la intensidad de corriente en cada lmpara?
Lmparas en serie:
Lmparas en paralelo:
Completa tachando la palabra que no corresponda:
La intensidad en el circuito en serie es igual/distinta en las dos bombillas. Adems, la intensidad en cada bombilla es igual/distinta a la intensidad que sale de la pila, ya que slo hay un recorrido posible para los electrones.
La intensidad en el circuito en paralelo es igual/distinta en las dos bombillas. Adems, la intensidad en cada bombilla es igual/distinta a la intensidad que sale de la pila, ya que slo hay un recorrido/hayms de un recorrido posible para los electrones.
3. Qu ocurre con el voltaje en cada lmpara?
Lmparas en serie:
Lmparas en paralelo:
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Completa tachando las palabras en cursiva que no correspondan:
El voltaje en el circuito en serie es igual/distinto en las dos bombillas. Adems, el voltaje en cada bombilla es igual/distinto al voltaje que proporciona la pila, ya que la energa es igual/se reparte en cada receptor. As, si la pila es de 4V y las bombillas son iguales el voltaje en cada bombilla ser 2V/4V.
El voltaje en el circuito en paralelo es igual/distinto en las dos bombillas. Adems, el voltaje en cada bombilla es igual/distinto al voltaje que sale de la pila, ya que la energa es igual/se reparte en cada receptor. As, si la pila es de 4V y las bombillas son iguales el voltaje en cada bombilla ser 2V/4V.
Circuito 3. Pila que alimenta una lmpara conmutada desde dos puntos (que se puede encender o apagar desde dos puntos distintos).PISTA: Debes utilizar dos conmutadores simples.
Circuito 4. Dos pilas en serie (OJO A SU CONEXIN) que alimentan una lmpara controlada por un interruptor. Qu se consigue conectando dos pilas en serie? Por qu?
Circuito 5. Dos pilas en paralelo (OJO A SU CONEXIN) que alimentan una lmpara controlada por un interruptor. Qu diferencias hay entre este circuito y el anterior? Para qu se utilizar la configuracin de dos lmparas en paralelo?
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Circuito 6. Pila que alimenta un motor al que el podemos regular la velocidad mediante un potencimetro.
Circuito 7. Pila que alimenta un zumbador conmutado desde dos puntos al que el podemos regular la intensidad sonora mediante un potencimetro.
Conclusiones:
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Tema 2. ELECTRNICA 1. SISTEMAS ELECTRNICOS 16
2. ELEMENTOS BSICOS. 16
2.1 RESISTENCIAS............................................................................................... 17
2.1.1. Resistencias fijas. 17
2.1.2 Resistencias variables...17
2.2. CONDENSADORES ...................................................................................... 18
3.3 REL ................................................................................................................ 19
3.4 DIODO............................................................................................................. 20
3.4.1. Diodo LED 21
3.5 TRANSISTOR.................................................................................................. 23
Funcionamiento 23
3. EJEMPLOS DE CIRCUITOS ELECTRNICOS 26
3.1 LA BOMBILLA MGICA.............................................................................. 26
3.2 EL DIODO. POLARIZACIN DIRECTA...................................................... 26
3.3 EL DIODO. POLARIZACIN INVERSA...................................................... 27
3.4 TRANSISTOR EN SATURACIN Y BLOQUEO......................................... 28
3.5 TEMPORIZACIN MEDIANTE UN TRANSISTOR ................................... 29
3.6 DETECTOR DE HUMEDAD.......................................................................... 29
3.7 DETECTOR DE NIVEL DE AGUA ............................................................... 30
Actividades finales.. 31
PRCTICAS... 33
PRCTICAS CON CROCODILE.. 37
Anexo: RELS 42
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1. SISTEMAS ELECTRNICOS
Un sistema electrnico est formado por componentes electrnicos y elctricos que trabajan unidos y organizados para realizar una tarea.
Los sistemas electrnicos estn estructurados en bloques: entrada, proceso y salida.
BLOQUE DE ENTRADA: es el conjunto de dispositivos electrnicos que recoge la informacin del exterior y la convierte en una seal elctrica. Se suelen llamar sensores.
Ejemplos:
Sensor de temperatura: NTC, PTC Sensor de luz: LDR Sensor de posicin: pulsador, interruptor Sensor de ruido: micrfono Sensor de presin Sensor de humedad
BLOQUE DE PROCESO: es el conjunto de dispositivos electrnicos que recibe la seal elctrica del bloque de entrada y la modifica para activar o no una accin.
Ejemplos:
Transistor Circuito integrado
BLOQUE DE SALIDA: est formado por los elementos que actan de acuerdo con la seal recibida del bloque de proceso.
Ejemplos:
Bombilla LED Timbre Rel Motor Altavoz
2. ELEMENTOS BSICOS
Vamos a estudiar los siguientes elementos: resistencias fijas y variables), condensadores, rel, diodo, transistor y circuito integrado.
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2.1 RESISTENCIAS
Las resistencias son los elementos que presentan la propiedad de ofrecer oposicin al paso de la corriente. Distinguiremos dos tipos: fijas y variables.
2.1.1. Resistencias fijas - Presentan un valor fijo dado por el cdigo de colores que se observa en su
superficie. - Las ms utilizadas son las de carbn, que son pequeos cilindros de grafito
recubiertos por una pelcula de pintura y presentan dos terminales para su conexin.
2.1.2 Resistencias variables - El valor de estas resistencias puede variarse manualmente (mediante un eje o cursor)
o por efecto de algn estmulo externo (por ejemplo la temperatura, la presin, el nivel de iluminacin,)
- Consideraremos los siguiente tipos: potencimetro, termistores y fotorresistencias
Potencimetros:
- El valor de la resistencia vara, entre 0 y un valor mximo, al girar un eje o desplazar un cursor mvil que, generalmente se acciona manualmente.
- Ejemplos de aplicacin: termostato de una calefaccin, control de volumen de un aparato de radio, control de luminosidad de un monitor, control de velocidad de un coche teledirigido
- Smbolo:
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Termistores:
- El valor de la resistencia vara con la temperatura - Pueden ser de dos tipos: o NTC: la resistencia (R ) disminuye cuando aumenta la temperatura( T) o PTC: R aumenta cuando aumenta T
- Ejemplos de aplicacin: termostatos - Smbolos:
Fotorresistencias:
- El valor de la resistencia vara con el nivel de iluminacin. - Se denominan LDR. - Cuando aumenta la cantidad de luz que reciben, disminuyen apreciablemente el valor de
la resistencia. - Ejemplos de aplicacin: sistemas de iluminacin automticos. - Smbolo:
2.2. CONDENSADORES
- Son elementos que permiten almacenar energa elctrica que puede ser utilizada cuando se necesite.
- La caracterstica fundamental de un condensador es su capacidad, que se representa por C y se mide en Faradios (F)
- Los ms utilizados son los cermicos y los electrolticos, que tienen polaridad (cuidado con la conexin!)
- Smbolo:
- Las aplicaciones ms habituales:
o Temporizadores (con una resistencia en paralelo y un tiempo de carga/descarga dado por 5RC)
o Correccin del factor de potencia (disminuir la potencia de suministro en motores)
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3.3 REL
Es un elemento electromagntico que sirve para abrir y cerrar circuitos elctricos, por lo que puede entenderse como un interruptor. Est compuesto por una bobina con un ncleo (electroimn) y contactos (interruptores o conmutadores)
Funcionamiento: Al cerrar el interruptor 1, el electroimn del rel atrae a la chapa metlica 2, empujando el contacto 4, que se separa de 3 para tocar 5. en e3sta situacin, se abre el circuito de la bombilla por lo que deja de iluminar.
- La ventaja fundamental del control mediante rels es que el circuito de la bobina est elctricamente separado del circuito de utilizacin, por lo que pueden ser alimentados a tensiones diferentes-
- El interruptor que acciona el rel puede sustituirse por un circuito que detecte, por ejemplo, la luz.
- Smbolo del rel:
Actividad 1. Completa el texto escribiendo una palabra en cada hueco:
- Un sistema electrnico est formado por componentes.y .que trabajan unidos ypara realizar una
- El bloque de.., recoge la informacin del exterior y la convierte en una seal.
- Un es un ejemplo de bloque de proceso - Un,un ., y una son tres tipos de resistencias
variables - Fotorresistencia o., potencimetro o - La aplicacin ms habitual de los condensadores son los circuitos de - En el control con rel, el circuito de la bobina y el de utilizacin, estn
separados.., por lo que pueden ser alimentados a ..diferentes. - En una resistencia PTC, si aumente la temperatura la resistencia
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- En una fotorresistencia, cuando aumenta la cantidad de luz que incide sobre ella la resistencia
- En la oscuridad, el valor resistivo de una LDR es muy
Actividad 2. Indica el valor de las siguientes resistencias en funcin del cdigo de colores que se muestra:
3.4 DIODO
Es un componente electrnico formado por material semiconductor que se caracteriza por permitir el paso de la corriente elctrica en un slo sentido (sentido nodo-ctodo).
Cuando el diodo se polariza directamente (positivo de la pila al nodo y negativo
al ctodo), se comporta como un hilo de material conductor que deja pasar la corriente con una resistencia muy baja.
Cuando el diodo se polariza inversamente (positivo de la pila al ctodo y negativo al nodo), se comporta como un circuito abierto, presentando una resistencia muy elevada al paso de la corriente elctrica.
Diodo con polarizacin directa (P.D) Diodo con polarizacin inversa (P.I)
Concluyendo, el diodo permitir el paso de la corriente elctrica dependiendo de su polarizacin, por lo que se puede considerar como un interruptor controlado por tensin.
Diodo con P.D Interruptor cerrado
Diodo con P.D Interruptor abierto
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Los diodos se utilizan para proteger circuitos, impidiendo que la corriente circule en sentido contrario; tambin son usados para rectificar la corriente (pasar de corriente alterna a continua)
3.4.1. Diodo LED Un tipo de diodo muy conocido es el diodo LED (Light Emitting Diode); por ser
un diodo, permitir el paso de la corriente elctrica cuando est polarizado directamente. En esta situacin, el LED se ilumina. Cuando la polarizacin es inversa, no se ilumina.
El consumo de un LED es menor que el de una bombilla y su tamao muy
reducido. Por lo que se emplea como elemento de sealizacin.
Actividad 3. Qu sucede si cerramos el interruptor 1? Dibuja el circuito equivalente considerando el diodo como un interruptor
Actividad 4. Qu sucede si cerramos el interruptor 1? Dibuja el circuito equivalente considerando el diodo como un interruptor
Actividad 5.
a) Qu sucede si cerramos el interruptor 1? b) Qu sucede si cerramos el interruptor 2?
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Actividad 6. En cul de los dos circuitos el LED est emitiendo luz?
Para saber ms sobre diodos
Cuando los diodos estn polarizados en directa, idealmente su comportamiento es el de un interruptor cerrado; sin embargo, presentan una pequea resistencia al paso de la corriente y, por tanto, una cada tensin en sus extremos.
Las caractersticas de utilizacin de los diodos las determina el fabricante. Normalmente, la tensin de utilizacin y la intensidad mxima acostumbran a ser los parmetros que limitan su utilizacin, por lo que es frecuente que para evitar el deterioro de un diodo se necesite intercalar una resistencia en serie. Analicemos esta circunstancia con un ejemplo.
Ejemplo. Se desea conectar a un circuito de 12V de tensin un diodo con unos parmetros de diseo definidos por el fabricante de 2V y 100mA
Evidentemente, para conectar el diodo al circuito deberemos intercalar una resistencia en serie que absorba 10V. Adems sabemos que la intensidad mxima que admite el diodo es de 100mA, que por encontrarse conectados en serie ser la misma que atraviesa la resistencia
Actividad 7. Calcula la resistencia que hay que colocar si quiero conectar un diodo LED de caractersticas 1,5V, 115mA a una pila de 9V.
Actividad 8. Calcula la resistencia que hay que colocar si quiero conectar un diodo LED de caractersticas 1,5V, 115mA a una pila de 12V.
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3.5 TRANSISTOR
Es el dispositivo ms importante y el ms utilizado desde su invencin en 1949.
Los transistores son operadores electrnicos que, conectados de forma adecuada en un circuito, pueden funcionar como interruptores o como amplificadores de seales elctricos.
Un transistor est formado por la unin de tres capas de material semiconductor, dando lugar a dos tipos de transistor:
- Transistor pnp - Transistor npn (los ms utilizados)
Cada una de las capas del transistor, se conecta a un terminal metlico que permitir su conexin a un circuito. Los tres terminales del transistor reciben el nombre de EMISOR, BASE y COLECTOR.
Funcionamiento Existen tres modos de funcionamiento del transistor que se denominan:
Zona de corte Zona activa Zona de saturacin
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DE QUE DEPENDE QU EL TRANSISTOR EST EN UNA U OTRA ZONA DE FUNCIONAMIENTO? Depende del valor de la intensidad de base
Zona de corte
- La intensidad de base es nula y eso provoca que entre el colector y el emisor no circule ninguna intensidad.
- En esta situacin , VBE no llega a 0.7V - El transistor se comporta como un interruptor abierto
Zona activa
- Vamos aumentando la intensidad de base y observamos que la intensidad de colector tambin aumenta y lo hace de forma proporcional al valor de la intensidad de base:
IB = 2mA IC = 200mA
IB = 5mA IC = 500mA
- En esta situacin, VBE = 0.7V - El transistor funciona como un amplificador de corriente de forma que la corriente entre
colector y emisor (IC), depende de la corriente que circula por la base (IB) a travs de:
IC = . IB siendo la ganancia del transistor.
Zona de saturacin
- Si continuamos aumentando la intensidad de base, llega un momento en que la intensidad de colector alcanz un valor mximo y ya no aumenta ms
- En esta situacin, VBE = 0.7V y VCE = 0.2V - El transistor se comporta como un interruptor cerrado.
Anlisis del funcionamiento del transistor a travs de un smil hidrulico
Una tubera dispone de una llave de paso B con un resorte de cierre a resistencia. Al presionar la base de la llave va permitiendo el paso de fluido por la tubera desde la parte superior (C) a la parte inferior (E)
1. Si no hay presin en B, no se puede abrir la vlvula y no se produce el paso de fluido de C a E (funcionamiento en corte)
2. Si se presiona algo B, esta abrir ms o menos la vlvula y dejar pasar ms o menos fluido de C a E (funcionamiento en activa).
3. Si llega suficiente presin a B de forma que se abra completamente la vlvula, la cantidad de agua que pasa de C a E ser mxima.
Dibujo explicativo:
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Actividad 9. Completa el texto escribiendo una palabra en cada hueco:
- Cuando en un diodo conectamos el polo positivo de la pila en el nodo y el polo negativo en el ctodo est polarizado de forma. Entonces, el diodoel paso de la corriente.
- Cuando en un diodo conectamos el polo.. de la pila en el nodo y el polo..en el ctodo est polarizado de forma inversa. Entonces, el diodoel paso de la corriente.
- Los tres modos de funcionamiento del transistor son, .y ..
- El transistor acta como un amplificador de, de forma que en zona., la corriente de se puede calcular multiplicando por la corriente de base.
- En zona de.., todas las intensidades del transistor valen. - Cuando el transistor est trabajando en zona, la intensidad de colector
alcanza su valor., y no aumenta aunque aumentemos la intensidad de .
Actividad 10. Calcula la ganancia de un transistor que presenta los siguientes valores cuando trabaja en zona activa: IB = 0.12mA, IC = 3mA; En qu unidades se mide la ganancia? Actividad 11. Calcula la intensidad de colector (IC) y la de emisor (IE) de un transistor con ganancia 200 e intensidad de base IB=200mA Actividad 12. a) Se ilumina el LED? por qu? b) En qu zona de funcionamiento est el transistor?
Actividad 13.
a) Se ilumina la lmpara? Por qu?
b) Indica la zona de funcionamiento del transistor
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99Actividad 14.
a) Qu ocurre en el circuito? b) Entran los electrones por la base? c) Indica la zona de funcionamiento del transistor
3. EJEMPLOS DE CIRCUITOS ELECTRNICOS
3.1 LA BOMBILLA MGICA
Vamos a analizar ahora una aplicacin muy sencilla de la fotorresistencia (LDR).
Al aproximar a la fotorresistencia cualquier fuente de luz intensa, como una linterna, una cerilla, etc., la lamparita se enciende. Por qu
Como puedes apreciar en el esquema terico, la lamparita est conectada en serie con la fotorresistencia. Cuanto mayor sea la luz incidente en esta ltima menor ser su resistencia, facilitando el paso de la corriente por el circuito.
3.2 EL DIODO. POLARIZACIN DIRECTA
Los componentes que hemos utilizado en electricidad conducan la corriente de electrones en ambos sentidos. Nos hallamos ante un componente perteneciente a la familia de los semiconductores un tanto especial, porque permite el paso de corriente en
un solo sentido: de ctodo a nodo.
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Es decir, el diodo slo permite el paso de la corriente elctrica cuando est en polarizacin directa y esto ocurre slo cuando el nodo est unido directamente a travs de otro componente al polo positivo del generador y el ctodo al polo negativo.
En el circuito de la figura la lmpara se enciende. Fjate que el polo negativo del generador est conectado directamente al ctodo del diodo y que el positivo va unido al nodo, pasando antes por L1. En estas condiciones, el diodo se comporta como un simple conductor. Si dice entonces que el diodo se halla conectado en polarizacin directa
3.3 EL DIODO. POLARIZACIN INVERSA
Si se invierte la posicin del diodo, ahora la lmpara no se enciende. Naturalmente el polo negativo ha quedado conectado al nodo y el positivo al ctodo. En estas condiciones el diodo se comporta como un aislante. Si dice entonces que el diodo se halla conectado en polarizacin inversa.
En consecuencia, el diodo presenta baja resistencia polarizado directamente y alta resistencia en polarizacin inversa.
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3.4 TRANSISTOR EN SATURACIN Y BLOQUEO
El encendido de un foco luminoso, por ejemplo, se puede realizar directamente, en cuyo caso el interruptor debe ser el adecuado a la potencia de la lmpara, y su accionamiento manual puede entraar algn riesgo. Para evitarlo, en la actualidad, se emplean circuitos electrnicos a base de transistores.
Sabes que en el transistor, una dbil corriente aplicada a la base es capaz de gobernar otra mayor en el circuito emisor-colector. Por eso, tenemos la ocasin de encender, sin ningn peligro, una lmpara valindonos de un transistor, componiendo un circuito anlogo a los que se utilizan en la realidad, pero naturalmente mucho ms simple.
Cuando pulsas P1, estando el interruptor general IG cerrado, la lmpara se enciende. Esto quiere decir que en la accin de pulsar introducimos corriente en la base a travs de R9, con lo que el transistor se hace conductor (se comporta como un interruptor cerrado). Se dice entonces que el transistor est en saturacin*). Si dejas de pulsar P1, la lmpara se apaga, porque al no existir corriente de base el transistor no se hace conductor (se comporta como un interruptor abierto). Se dice entonces que el transistor est en bloqueo o en zona de corte.
* Tambin podra estar en activa, dependiendo del valor de IB. Por lo general, cuando el transistor se utiliza como interruptor, el circuito de polarizacin (valores de resistencias y pilas) es tal que el transistor oscila entre saturacin y corte.
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3.5 TEMPORIZACIN MEDIANTE UN TRANSISTOR
Cuando se trata de hacer funcionar cualquier aparato o mquina elctrica durante
tiempos muy cortos, como sucede en algunas industrias donde ciertas operaciones de fabricacin duran solamente algunas dcimas de segundo; como puedes comprender, ni el operario ms experto sera capaz de accionar el interruptor de la mquina reloj en mano.
La electrnica proporciona soluciones muy eficaces a este tipo de problemas mediante circuitos denominados temporizadores, de manera que, aunque se tenga accionado el interruptor ms tiempo del necesario, la mquina solamente funcionar durante el tiempo previsto.
Al pulsar P1 la lmpara se enciende durante el tiempo en que est cargando el condensador. Una vez cargado, la corriente en la base del transistor cesa, apagndose la lmpara, ya que el transistor pasa a la zona de corte. Pulsando P2 descargamos el condensador, lo que nos permite iniciar un nuevo ciclo.
Si se desea aumentar el tiempo que permanece encendida la lmpara, qu podemos hacer?
3.6 DETECTOR DE HUMEDAD
Para algunos tipos de instalaciones o compartimentos en general, resulta peligroso un ambiente demasiado hmedo. Cmo saber cundo la humedad sobrepasa
los niveles permitidos?. La electrnica tambin tiene solucin para estos casos.
El detector de humedad que a continuacin vamos a montar se basa en aprovechar las propiedades conductoras del agua.
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Comprobars que a pesar de que has accionado
el interruptor de encendido la lmpara no se encienda. Esto ocurre sencillamente porque el circuito de base se encuentra abierto y, por tanto, no hay corriente de base (transistor en zona de corte).
Humedeciendo el puente del contacto se cerrar el circuito de base y el transistor
conducir, encendindose la lmpara (a travs del agua llegar corriente a la base del transistor, entonces ste permite el paso de corriente de colector a emisor).
Si en la terraza de tu casa hay plantas podrs comprobar el grado de humedad de la tierra conectando dos cables a los puntos A y B y poniendo sus extremos en contacto con dicha tierra.
3.7 DETECTOR DE NIVEL DE AGUA
Un detector electrnico de nivel puede proteger tu casa, cuando falla el sistema
de boya, del derramado del agua en cisternas, depsitos, baeras, etc. El agua tiene sales disueltas, por este motivo es elctricamente conductora. El detector que vamos a montar se basa en esta propiedad del agua, cerrndose a travs de ella el circuito de base de un transistor.
- Los hilos conectados a los puntos A y B pueden ser tan largos como quieras.
- Prepara un recipiente vaco e introduce en l los extremos de los hilos: el hilo B quedar cerca del fondo y el A sitalo a la altura correspondiente al nivel mximo que desees llenar. Accionando el interruptor general, la lmpara no se enciende. Este hecho se explica fcilmente porque el circuito de base est abierto (el agua no alcanza el punto A). Ahora hecha agua en el recipiente hasta que la lmpara se encienda; entonces habrs alcanzado el mximo nivel de agua. El agua se
comporta con un hilo y pone en contacto los puntos A y B, cerrando el circuito.
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Actividades finales Actividad 15.Completa los huecos con una palabra:
- Para saber en qu zona de funcionamiento se encuentra un transistor, debemos mirar si le llega corriente a la
- Si existe corriente de base en un transistor, ste puede estar en dos zonas de funcionamiento, que son...y.
- En un circuito con temporizacin, siempre est presente un. - En el circuito de Temporizacin mediante un transistor, estudiado en clase, si se
desea aumentar el tiempo que permanece encendida la lmpara debemosla.del
- La ecuacin IC=.IB slo se verifica si el transistor est en zona. - La ecuacin IE=IC+IB se verifica para . las zonas de funcionamiento del
transistor. - En zona de corte, el transistor se comporta como un .. - En zona de saturacin, el transistor se comporta como un
. - En zona activa, el transistor se comporta como un..de
Actividad 16.
a) Analiza el funcionamiento del siguiente circuito completando los huecos.
Al principio, el diodo LED est., ya que por la
del transistor no circula corriente. Cuando accionamos el.. circula . por la ., entonces el transistor permite el paso de . de colector a y se enciende el Al mismo tiempo la corriente pasa por el ., y se carga.
Al soltar el .., el diodo LED sigue .. durante un .. Ahora la corriente de la proporcionar el Cuando se descarga, el transistor entra en zona de .. y el diodo se ..
Cunto mayor sea la . del condensador, ms carga adquiere y ms tardar en cargarse. En consecuencia ms .. permanecer . el LED.
b) Indica alguna aplicacin prctica de este circuito.
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Actividad 17. Describe el funcionamiento del siguiente circuito. Bscale una aplicacin.
Actividad 18. Disea un circuito en el que una lmpara se encienda cuando se haga de noche. Slo necesitas: una resistencia LDR, un transistor y una pila.
Actividad 19. Disea un circuito en el que se active un timbre cuando la temperatura desciende. Utiliza: un transistor, un termistor, pila y una resistencia.
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PRCTICAS
Prctica 1: Circuitos temporizadores
Circuito1
a) Monta el siguiente circuito
b) Carga el condensador, para ello debes
c) Espera unos segundos (), abre el interruptor y
acciona el pulsador, qu ocurre?..........................
d) Describe brevemente el funcionamiento del circuito
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--------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Circuito 2
a) Monta el siguiente circuito
b) Carga el condensador, para ello debes
d) Espera unos segundos () abre el interruptor y
acciona el pulsador, qu ocurre?.........................
e) Qu diferencia este circuito del anterior?
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Circuito 3
a) Monta el siguiente circuito:
b) Describe brevemente el funcionamiento
del circuito
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--------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------
c) Indica una aplicacin
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Prctica 2:Alarma detectora de luz
a) Monta el siguiente circuito:
b) Ajusta el valor de la resistencia variable: deja de mover el cursor justo cuando
empiece a sonar el zumbador.
c) Tapa la LDR, qu ocurre?
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d) Apaga la luz del aula, qu ocurre?........................................................
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d) Explica el funcionamiento del circuito
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Prctica 3: Detector de humedad
a) Monta el siguiente circuito
b) Llena un vaso de agua
c) Introduce los cables sin conectar en el agua, qu ocurre?
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d) Explica el funcionamiento del circuito
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Prctica 4: Detector de contacto (par Darlington)
a) Monta el circuito
b) Toca cada sonda (cable al aire) con cada
una de tus manos, qu ocurre?por qu?...
......................................................................
..........................................................................
c) Describe brevemente el funcionamiento
del circuito:..............................................................................................................
...............................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
d) Por qu se conectan dos transistores en la configuracin mostrada(par
Darlington)? Antes de contestar a esta pregunta, desconecta uno de los
transistores y analiza las diferencias.
Conclusiones:...........................
.....................................................
.....................................................
.....................................................
.....................................................
.....................................................
..................................................................................................................................
.........................
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PRCTICAS CON CROCODILE
1. DIODOS
A. Realiza los siguientes circuitos. Indica qu lmparas se encienden, razonando la respuesta.
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B. Realiza el siguiente circuito. Antes de activar los pulsadores, analiza qu lmparas se encendern en cada caso. Anota tus respuestas y raznalas.
C. Rectificador de media onda.
Realiza el siguiente circuito.
Coloca la sonda antes y despus del interruptor, cuando hayas activado ste. Qu formas de onda obtienes en los dos casos? Dibjalas
Podemos alimentar un circuito electrnico con este rectificador?Por qu?
2. RESISTENCIA LDR
Realiza el siguiente circuito.
Comprueba que, variando la luz que aplicas a la LDR, vara su resistencia. Razona porqu cuando aplicamos mucha luz, la tensin de la resistencia variable de 10k aumenta, y porqu disminuye dicha tensin cuando disminuimos la tensin aplicada.
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3. CONDENSADORES
A. Carga y descarga de un condensador.
Realiza los dos circuitos en la misma ventana.
Realiza la siguiente secuencia, primero en uno y luego en otro.
a) Cerrar interruptor de entrada con el de salida abierto. b) Abrir interruptor de entrada. c) Cerrar interruptor de salida
Explica qu es lo que ocurre con la tensin del condensador. Por qu en un caso se carga ms rpido que en el otro? Por qu se descarga tambin en tiempos diferentes? Aydate de la sonda del osciloscopio para comprobar los tiempos de carga y descarga.
B. Realizar los siguientes circuitos y explicar su funcionamiento.
Hacer los circuitos anteriores usando una resistencia de 560 y un LED en vez de la
lmpara. Compara los tiempos de carga y descarga
Sustituir el interruptor y el pulsador por un conmutador simple y explicar su
funcionamiento
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ANEXO: RELS
Definicin: El rel es un componente electrnico que acta como elemento de control, funcionando como un interruptor activado por un electroimn.
Nota: Un electroimn es una barra de hierro enrollada por un cable conductor (tambin se le puede llamar bobina) que se convierte en imn slo cuando circula corriente elctrica por el cable.
Partes de un rel:
Funcionamiento:
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El rel puede activar o desactivar como un interruptor los circuitos que estn conectados a sus chapitas. Se distinguen dos circuitos: el de control de la bobina y el de potencia.
Tipos de rels:
Aplicaciones del rel:
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ACTIVIDADES RELS
1. En los ejercicios siguientes sobre rels, indica mediante cdigo binario los distintos sucesos que ocurren antes de conectar el interruptor A y una vez que est pulsado.
2. En los ejercicios siguientes es un pulsador el que pone en marcha el rel. Se trata de estudiar qu es lo que pasa antes de pulsar, mientras est pulsado y una vez que soltamos el pulsador.
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3. En el siguiente circuito, el rel controla un conmutador. Completa la tabla en este caso:
4. Un circuito similar al anterior, en el que se ha cambiado el rel de dos circuitos por uno de cuatro circuitos. Estudia su funcionamiento y completa la tabla. Supondremos que el motor, tal como est, gira en sentido horario (H: el de las agujas del reloj) y en caso de que gire al revs, lo llamaremos antihorario.
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5. El circuito anterior tena un inconveniente que se ha corregido en este circuito. Cul era? Observa que se ha aadido un nuevo pulsador (B) que es Normalmente Cerrado. Completa la nueva tabla, indicando los sentidos de giro del motor.
6. El siguiente circuito, ms complejos, tiene tres pulsadores. Analizar y obtener la
secuencia que se consigue al ir pulsando y soltndolos sucesivamente.
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Tema 3. ELECTRNICA DIGITAL
1. INTRODUCCIN.................................................................................................. 48
2. SEALES ANALGICAS Y SEALES DIGITALES ....................................... 48
3. SISTEMAS DE NUMERACIN........................................................................... 48
4. FUNCIONES Y OPERACIONES LGICAS. PUERTAS LGICAS. TABLAS
DE VERDAD ................................................................................................................. 50
4.1 Funciones lgicas.................................................................................................. 50
4.2 Puertas lgicas ...................................................................................................... 50
4. 3 Funciones lgicas y tabla de verdad .................................................................... 52
5. IMPLEMENTACIN DE FUNCIONES LGICAS ............................................ 53
6. RESOLUCIN DE PROBLEMAS LGICOS ..................................................... 54
ACTIVIDADES ......................................................................................................... 54
PRCTICAS DE SIMULACIN.............................................................................. 62
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1. INTRODUCCIN La electrnica digital, se encuentra en pleno desarrollo, la mayor parte de los sistemas
electrnicos se basan en ella. En particular, es la base se funcionamiento de los ordenadores.
Los circuitos electrnicos digitales resultan especialmente tiles cuando queremos controlar sistemas tcnicos en los que buscamos que determinados elementos receptores (lmparas, motores, etc.) funcionen o no, dependiendo del estado en que se encuentren determinados elementos de maniobra (interruptores, pulsadores, finales de carrera, etc.) o elementos sensores (sensores de luz, de humedad, de temperatura, etc.)
Ejemplo: queremos que un sistema de riego automtico funcione cuando un sensor de humedad me indique que el terreno est seco y al mismo tiempo un sensor de luz me indique que es de noche, o bien cuando se accione un interruptor de mando (aunque la tierra no est seca ni sea de noche).
En este tema estudiaremos las bases sobre las que se asienta la electrnica digital, el sistema de numeracin binario, aprenderemos a obtener funciones lgicas y a crear circuito que las implementan, terminando el tema con los conocimientos necesarios para resolver problemas reales.
2. SEALES ANALGICAS Y SEALES DIGITALES Una seal analgica es aquella que puede tener infinitos valores, positivos y/o
negativos. Mientras que la seal digital slo puede tener dos valores 1 o 0.
Convertir una seal analgica en digital:
En el ejemplo de la figura, la seal digital toma el valor 1 cuando la seal analgica supera el valor a, y toma el valor 0 cuando desciende por debajo del valor de b. cuando la seal permanece entre los valores a y b, se mantiene con el valor anterior
3. SISTEMAS DE NUMERACIN Se define la base de un sistema de numeracin como el nmero de smbolos distintos
que tiene. Normalmente trabajamos con el sistema decimal que tiene 10 dgitos: 0, 1, 2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ,9.
La representacin de un nmero N en un sistema de base b, puede realizarse mediante el desarrollo en forma polinmica:
N=anbn+an-1b
n-1++a1b1+a0.b
0+a-1.b
-1+
Donde:
b: base del sistema
ai: coeficientes que representan las cifras de los nmeros.
Sistema binario
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Consta de dos dgitos el 0 y el 1, a cada uno de ellos se le denomina bit. La forma de contar en este sistema es similar al decimal: 0, 1, 10, 11, 100
Para cambiar un nmero de sistema binario a sistema decimal se procede de la siguiente manera:
Primero se expresa el nmero binario en su polinomio equivalente, a continuacin se calcula el polinomio y el resultado es el nmero en base 10.
abcde,fg(2)=N(10) N=a.24+b.23+c.22+d.21+e.20+f.2-1+g.2-2
De la coma a la izquierda son los exponentes positivos y de la coma a la derecha son los exponentes negativos.
Para realizar el cambio de base decimal a base binaria se procede como se indica a continuacin:
Se divide el nmero decimal por dos de manera sucesiva hasta que todos los restos y cocientes sean 0 o 1. El nmero binario ser el formado por el ltimo cociente (bit de mayor peso, a la izquierda) y todos los restos.
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4. FUNCIONES Y OPERACIONES LGICAS. PUERTAS LGICAS. TABLAS DE VERDAD
4.1 Funciones lgicas Funcin suma
S=a+b
La funcin toma el valor lgico 1 cuando a o/y b valen 1. Tambin se la conoce como funcin Or (O)
Otra forma de representarla es en la llamada tabla de verdad:
La tabla de verdad representa en el lado izquierdo todas las combinaciones que se
pueden dar de las variables y en la parte derecha el valor que toma la funcin para cada combinacin (con dos entradas hay 22=4 combinaciones posibles).
Funcin multiplicacin
S=a.b
La funcin toma el valor lgico 1 slo cuando a y b valen 1. Tambin se la conoce como funcin And(Y)
Otra forma de representarla es a travs de la tabla de verdad:
Funcin negacin o inversin
S=
La funcin toma valor lgico 1 cuando vale 0 y toma el valor 0 cuando a vale 1.
Otra forma de representarla es a travs de la tabla de verdad:
(1 entrada: 21=2 combinaciones posibles)
4.2 Puertas lgicas Las puertas lgicas son componentes fsicos (elctricos, electrnicos, mecnicos,
neumticos) capaces de realizar las operaciones lgicas.
A continuacin se representan las puertas lgicas que realizan las tres funciones lgicas fundamentales (suma, producto e inversin).
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A continuacin se implementan las tres puertas lgicas fundamentales con interruptores:
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Adems de las puertas fundamentales OR, AND y NOT, que realizan las operaciones bsicas, existen otras puertas que son combinaciones de las anteriores y tambin se comercializan. Estas puertas son las siguientes:
4. 3 Funciones lgicas y tabla de verdad La funcin lgica S, es una expresin algebraica en la que se relacionan las variables
independientes (a, b, bentradas) mediante las operaciones lgicas.
La forma ms simple de definir una funcin lgica es mediante su tabla de verdad.
Consiste en establecer todas las posibles combinaciones de las variables independientes (entradas) en forma de tabla, e indicar el valor de la funcin S para cada una de ellas. El nmero total de combinaciones es 2n, siendo n el nmero de entradas.
El primer paso en resolucin de circuitos lgicos es la obtencin de la tabla de verdad y posteriormente obtener la funcin lgica a partir de esta. A continuacin se muestra como obtener la funcin lgica a partir de la tabla de verdad.
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Para obtener la funcin a partir de la tabla de verdad se opera de la siguiente forma:
Se deben tomar todas las combinaciones posibles de las variables donde la funcin tiene como valor 1, asignando el nombre de la variable cuando vale 1 y el nombre negado cuando vale 0, y se multiplican las variables de la combinacin. Posteriormente, se suman todos los trminos obtenidos de esta manera.
5. IMPLEMENTACIN DE FUNCIONES LGICAS Una vez obtenida la funcin lgica a partir de la tabla de verdad, podemos
implementarla con puertas lgicas que la resolvern.
Dada la funcin:
Su implementacin ser:
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6. RESOLUCIN DE PROBLEMAS LGICOS Para resolver un problema real se deben seguir los siguientes pasos:
1. Identificar las entradas y salidas del sistema. Las entradas sern las variables que tomarn el valor 0 o 1 en cada caso. Las salidas valdrn 1 cuando deban activarse.
2. Crear la tabla de verdad con todas las combinaciones posibles de las entradas (recordad: n entradas: 2n posibles combinaciones) y el valor correspondiente de la salida.
3. Obtener a partir de la tabla de verdad la funcin lgica correspondiente. 4. Implementar la funcin con puertas lgicas
ACTIVIDADES INTRODUCCIN A LOS CIRCUITOS DIGITALES. TABLAS DE VERDAD
1. Ejercicio resuelto: Imaginemos queremos activar el timbre del IES cuando se acciona un pulsador (pulsador A) situado en conserjera o cuando se accione un segundo pulsador (pulsador B) situado en secretara.
1) Escribimos todas las posibles combinaciones de las entradas (2 pulsadores: 2 entradas) y la salida (timbre) correspondiente
Nota: Con dos entradas, el nmero de combinaciones distintas son 22= 4 (Si hubiera 3
entradas, el nmero de combinaciones distintas sera 23=8; si hubiera 4 entradas, el nmero de combinaciones distintas sera 24= 16)
Si escribimos de nuevo la tabla anterior pero representando con un 0 el estado no pulsado y con 1 el estado pulsado obtenemos la denominada tabla de verdad, que sirve para describir el comportamiento del sistema.
2. Dibuja un posible circuito elctrico que represente la tabla de verdad del ejercicio 1. 3. Escribe las posibles combinaciones de ceros y unos para un circuito de tres entradas y para un
circuito de cuatro. 4. Un alumno del centro quiere utilizar su telfono mvil para hacer una llamada durante el recreo,
para hacerlo tienen que cumplirse simultneamente las siguientes condiciones: que haya cobertura y que tenga saldo. Identifica las entradas y la salida y construye la correspondiente tabla de verdad.
5. Para el circuito que se muestra elabora la tabla de verdad correspondiente.
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CONVERSIN DE BINARIO A DECIMAL Y VICEVERSA
6. Convierte los siguientes nmeros dados en sistema binario a sistema decimal:
101(2) 1001(2) 100101(2) 111(2) 101001000(2) 10000001(2) 7. Convierte los siguientes nmeros decimales a binario:
65(10) 127(10) 128(10) 1000(10) 100(10) 8. Escribe una columna con los primeros nmeros naturales en cdigo binario. 9. La clave para abrir la caja fuerte de un banco est escrita en cdigo binario en un papel.
Obtn los nmeros de dicha clave, sabiendo que cada nmero tiene un tamao de 8bits.
101001010010101001010100000101010110000100000101
10. Un radiotelescopio situado en Puerto Rico ha recibido el siguiente mensaje binario desde el espacio:
00000111000011100000101100000000
Suponiendo que el mensaje est cifrado con caracteres de 8 bits, que los extraterrestres conozcan nuestro alfabeto, y que a cada letra le corresponde un nmero decimal, traduce el mensaje recibido. Puedes emplear la siguiente tabla de equivalencia.
ACTIVIDADES DE OBTENCIN DE LA TABLA DE VERDAD A PARTIR DE LAS
CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO
11. Un local tiene tres puertas, cada una con un sensor, que se activa al abrirse cada puerta. Cuando se abren exactamente dos puertas a la vez, se dispara una alarma, a la que llamaremos W. Obtn la tabla de verdad.
12. La alarma de una vivienda posee tres sensores. A, B y C. Dicha alarma debe activarse cuando por lo menos dos de los tres sensores estn activados. Se pide la tabla de verdad de la funcin E, que nos indica el estado de la alarma.
13. Elaborar la tabla de verdad del sistema de control de un motor M controlado por tres pulsadores a, b y c que cumpla las siguientes condiciones de funcionamiento:
Si se pulsan los tres pulsadores el motor se activa. Si se pulsan dos pulsadores cualesquiera, el motor se activa pero adems se enciende
una lmpara indicadora de peligro. Si slo se pulsa un pulsador cualquiera, el motor no se activa, pero s se enciende la
lmpara indicadora de peligro. Si no se pulsa ningn pulsador, ni el motor ni la lmpara se activan.
14. Elaborar la tabla de verdad de un circuito constituido por tres pulsadores, a, b y c, y una lmpara L tal que se encienda o bien cuando se pulsan los tres pulsadores a la vez, o bien cuando se pulse uno solo de ellos.
15. Elaborar la tabla de verdad de un circuito constituido por cuatro pulsadores, a, b, c y d, y dos lmparas L1 y L2, que cumpla las siguientes condiciones de funcionamiento:
L1 se encender si se pulsa tres pulsadores cualesquiera. L2 se encender si se pulsan cuatro pulsadores. Si se pulsa un solo pulsador, sea el que sea, se encender tanto L1 como L2.
16. Elaborar la tabla de verdad de un sistema de alarma que est constituido por cuatro detectores denominados a, b, c y d. El sistema debe activarse cuando se activen tres o cuatro detectores. Si slo se activan dos detectores, es indiferente que la alarma se active o no. Por ltimo, la alarma nunca debe activarse si se dispara uno o ningn detector, a excepcin del detector d, el cual, por razones de seguridad, debe activar la alarma.
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17. En una familia de tres miembros (los dos padres y un hijo) deciden construir un circuito lgico que decida cundo se ve la televisin. El circuito debe cumplir las siguientes condiciones: - La decisin la toman los padres - Si los padres no se ponen de acuerdo, decidir el hijo
Obtn la tabla de verdad del circuito.
18. En una familia de cuatro miembros (padre, madre, hermano y hermana), a la hora de ver la televisin, emplean el siguiente procedimiento: - Deciden los padres - Si no se ponen de acuerdo, deciden los hijos.
Si tampoco se ponen de acuerdo los hijos, se har lo que diga la madre 19. Un juego de habilidad tiene tres pulsadores, A, B y C. Gana el jugador que antes activa
su pulsador, o el que no ha pulsado si lo hacen dos simultneamente. Si los tres pulsadores son activados a la vez, no ganara ninguno. Construye la tabla de verdad de la funcin Ji que nos indica si el jugador i ha ganado o no.
ACTIVIDADES DE OBTENCIN DE LA FUNCIN LGICA A PARTIR DE LA TABLA DE VERDAD Y VICEVERSA
20. Hallar la funcin lgica que corresponda a cada tabla de verdad
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21. Obtener la tabla de verdad que corresponde a las siguientes funciones:
ACTIVIDADES DE OBTENCIN DE LA FUNCIN LGICA A PARTIR DEL CIRCUITO CON PUERTAS LGICAS Y VICEVERSA
22. Determina la funcin lgica de los siguientes circuitos:
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23. Implementa con puertas lgicas las siguientes funciones:
ACTIVIDADES FINALES: DISEO DE CIRCUITOS CON FUNCIONES LGICAS
24. El limpiaparabrisas de un automvil dispone de dos sensores infrarrojos situados sobre la luna delantera. Cuando se activa uno de los sensores y el vehculo est en marcha, el limpiaparabrisas se ponen en marcha. Obtn: a) la tabla de verdad que nos indica el estado del limpiaparabrisas; b) expresin de la funcin; c) implementacin de la funcin con puertas lgicas.
25. Una mquina-herramienta tiene cuatro detectores de seguridad, 2 superiores y dos inferiores. La mquina se para cuando se accionen, simultneamente, al menos un detector superior y un detector inferior. Se pide: a) tabla de verdad de la funcin lgica estado de la mquina; b) expresin de la funcin; c) implementacin de la funcin con puertas lgicas.
26. Una habitacin con dos puertas est protegida por un sistema de alarma que recibe tres
seales. Dos seales proceden de las puertas (una de cada una), las cuales cierran unos microinterruptores cuando las puertas se abren; llamaremos a estas seales b y c. La tercera seal, que llamaremos a, se activa cuando a travs del cierre de un interruptor, ponemos la alarma en estado de alerta. Cuando se activa el sistema de alarma, se pone en marcha un zumbador. Elaborar la tabla de verdad, disear la funcin lgica e implementar el circuito con puertas lgicas.
27. Disear un circuito de cuatro variables (a, b, c y d) que d a la salida el valor lgico 1 cuando el nmero de variables de entrada en estado 1 sea igual o mayor que el nmero de las que estn en estado 0. Se pide tabla de verdad, funcin e implementacin con puertas lgicas.
28. Se quiere disear un sistema de riego automtico de un invernadero. El sistema est formado por tres sensores:
- S: detecta la sequedad del suelo. Si est seco da un 1. - T: detecta la temperatura. Si es demasiado alta da un 1. - A: detecta si hay agua en el depsito desde el que se riega. Si hay agua da un 1.
El sistema tiene las siguientes salidas:
- VR: Vlvula de Riego. Cuando se pone a 1 se abre el sistema de riego. Si se pone a o deja de regar.
- AV: Mecanismo que Abre Ventanas para que entre aire fresco. Cuando se pone a 1 se abren las ventanas, cuando se pone a 0 se cierran las ventanas.
- GD: Grifo de Depsito. Cuando se pone a 1 este grifo empieza a llenar el depsito de agua.
- LA: Luz de Alarma. Cuando se pone a 1 se enciende una luz roja que indica peligro.
Las condiciones de funcionamiento son:
Se riega si hay sequedad, no es alta la temperatura y hay agua en el depsito. Se abren las ventanas si es alta la temperatura. Se empieza a llenar el depsito si ste se queda sin agua. Se enciende la luz de alarma si hay sequedad y no hay agua en el depsito para
regar.
Se pide la tabla de verdad y las funciones lgicas de las cuatro salidas del sistema (VR, AV, GD, LA)
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29. Se pide disear el sistema de control electrnico(tabla de verdad, funcin lgica de las salidas e implementacin de las mismas con puertas lgicas) de un dispositivo de llenado automtico de bidones de aceite cuyo funcionamiento es el siguiente: - El sistema consiste en una cinta transportadora movida por el motor M, encima de la
cual vienen los bidones vacos hasta que llegan debajo de la boquilla de llenado, lo cual es detectado por el sensor de posicin A.
- Durante el llenado del bidn, la cinta transportadora permanece parada. Para echar aceite en el bidn, el sistema tiene que activar (abrir) la vlvula de llenado V. El sensor de peso X se activa cuando el peso del bidn indica que ya est lleno, con lo cual se tiene que desactivar (cerrar) la vlvula V para que deje de echar aceite.
- Una vez llenado el bidn, la cinta se pone en marcha de nuevo y el bidn sigue hacia delante hasta que lo recoge una mquina-pulpo que lo deposita en un camin.
- El operario que dirige la mquina-pulpo dispone de un pedal de parada (P) que al ser pisado detiene la cinta transportadora, de forma que en el momento de agarrar un bidn ste no se est moviendo.
- Al final de la cinta transportadora est en sensor de posicin B que debe detener la cinta en caso de que un bidn llegue al final sin ser recogido por la mquina-pulpo (es un elemento de seguridad para evitar que se caigan los bidones al llegar al final de la cinta).
Las entradas del sistema son:
- A: Sensor de posicin de la boquilla de llenado. Da un 1 cuando el bidn se pone encima.
- X: Sensor de peso. Da un 1 cuando el bidn situado encima est lleno. - B: Sensor de posicin de fin de cinta. Da un 1 cuando un bidn se ponen encima. - P: Pedal de parada. Da un 1 mientras lo pisa el operario de la mquina-pulpo para
coger el bidn.
Las salidas del sistema son:
- M: Motor que mueve la cinta. Si se pone a 1 la cinta de mueve y a 0 la cinta se para. - V: Vlvula de llenado. Si se pone a 1 se echa aceite en el bidn y a 0 se deja de
echar.
30. Hay que disear el sistema de control electrnico de una explotacin agrcola de regado (tablas de verdad, funciones e implementacin con puertas lgicas). Dicha explotacin cuenta con un gran depsito de agua que se alimenta mediante una bomba de llenado desde un embalse situado en un ro cercano. Del depsito sale una red de tuberas que riega el terreno cuando se activa la bomba de riego. En el terreno tenemos dos medidores de sequedad, uno que se activa cuando la sequedad sobrepasa un valor medio y otro que se activa cuando la sequedad alcanza un valor extremo.
Adems, el sistema dispone de un interruptor que los responsables de la instalacin tienen que activar cuando las autoridades decretan que hay sequa y hay que restringir el riego.
El sistema tambin dispone de una alarma para sealizar una situacin grave que describimos luego en las condiciones de funcionamiento.
El embalse del que se alimenta el depsito tambin dispone de un nivel que mide la cantidad
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de agua que tiene, el cual se activa cuando hay poco agua embalsada.
Las entradas del sistema las denominaremos de la siguiente manera:
- E, Nivel Embalse: da un 1 cuando el nivel de agua en el embalse es demasiado bajo.
- B, Nivel depsito Bajo: da un 1 cuando el nivel de agua en el depsito baja de l. - A, nivel depsito Alto: da un 1 cuando el depsito llega a l(est lleno). - M, medidor sequedad Moderada: da un 1 a partir de que la sequedad del terreno
alcanza un valor moderado. - X, medidor sequedad eXtrema: da un 1 cuando la sequedad del terreno es muy
elevada. - S, Sequa: da un 1 cuando es activado por los responsables del sistema cuando se
decreta que hay sequa. - D, Detector de funcionamiento de la bomba de llenado: da un 1 cuando la bomba
est funcionando.
Las salidas del sistema las denominaremos de la siguiente manera:
- L, bomba de Llenado: cuando se pone a 1 se encarga de arrancar la bomba que llena el depsito desde el embalse y cuando se pone a 0 se encarga de parar dicha bomba.
- R, bomba de Riego: cuando se pone a 1 se encarga de arrancar la bomba que riega los campos desde el depsito y cuando se pone a 0 se encarga de parar dicha bomba.
- P, alarma de Peligro: cuando se pone a 1 enciende un piloto rojo en el panel de control para advertir de una situacin de emergencia.
Condiciones de funcionamiento:
Referidas al llenado del depsito:
- La bomba de llenado (L) se pone en marcha cuando el nivel de agua en el depsito baja hasta el nivel bajo (B).
- La bomba de llenado (L) se para cuando el nivel de agua del depsito alcanza el nivel alto (A), lo que indica depsito lleno.
- La bomba de llenado (L) dejar de enviar agua al depsito si el nivel del embalse (E) es demasiado bajo.
Referidas al regado de los campos:
- La bomba de riego ( R ) enviar agua a los campos siempre que el nivel de agua en el depsito est por encima del nivel bajo (B) y se active alguno de los medidores de sequedad con las siguientes condiciones: si no hay sequa (S) empezar a regar cuando se active el medidor de sequedad moderada (M) y seguir regando hasta que se desactive. Si hay sequa (S) no empezar a regar hasta que se active el medidor de sequedad extrema (X) y seguir regando hasta que se desactive dicho medidor.
- La alarma de peligro (P) se activar cuando se active el medidor de sequedad extrema (X) y adems el nivel de agua en el depsito est por debajo del nivel bajo (B).
Nota: tener en cuenta que dentro del sistema completo hay dos sistemas independientes: el
llenado del depsito y el riego del terreno. Algunas entradas no afectan a todas las salidas
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31. Se quiere un circuito digital que controle el sistema de elevacin de cargas desde una cinta transportadora situada en un stano hasta el camin de transporte, utilizando un elevador y un descargador. El funcionamiento es el siguiente:
Los bidones vienen por la cinta transportadora, la cual es movida por el motor Mc. Cuando un bidn se coloca sobre la plataforma del elevador, es detectado por el sensor A, que est colocado sobre la plataforma. Entonces, se para la cinta transportadora y el elevador empieza a subir, para lo cual tiene que activarse un rel Ms que conecta el motor del elevador para que suba. El elevador sigue subiendo hasta que se activa el sensor C, indicando que ya ha llegado arriba. Entonces el elevador se para y se acciona el descargador (se activa un rel Di que hace desplazarse el descargador hacia la izquierda) y el bidn es subido por el camin. Seguidamente, el mbolo del descargador se retira hacia la derecha y el elevador empieza a bajar (se activa un rel Mb que conecta un motor que hace que el elevador baje) hasta que acciona el sensor B. En este momento, empieza a funcionar de nuevo la cinta transportadora para subir un nuevo bidn al elevador.
Se pide la tabla de verdad, las funciones lgicas de todas las salidas y el circuito con puertas lgicas en dos versiones diferentes:
- Consideramos que el descargador es una especie de mbolo que se desplaza hacia la izquierda al ser activado el rel Di y que retrocede solo al ser desactivado Di, por efecto de un resorte. En esta versin slo se usan los sensores A, B y C.
- Consideramos que el descargador es movido por un motor en ambos sentidos. El motor desplaza el mbolo hacia la izquierda cuando se activa el rel Di y desplaza el mbolo hacia la derecha cuando se activa el rel Dd.
Nota: Considerar que los sensores A, B, C y D dan un valor lgico 1 cuando detectan presencia bien de carga (en el caso del A), bien de la plataforma del elevador (caso de B y C) o bien de la pala del descargador (caso de C).
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PRCTICAS DE SIMULACIN Instrucciones:
- Abre la aplicacin Zelio Soft 2 y selecciona el mdulo Zelio SR3B261FU
- Cada prctica que completes debe ser enviada a la direccin de e-mail: [email protected]
- Identifica el envo con el nombre del alumno y del ejercicio: ivan_perez_ejercicio1
1. Escribid la tabla de verdad de un circuito de control con tres pulsadores A, B y C que
cumpla las siguientes condiciones: Si se pulsan los tres pulsadores, el motor se enciende. Si se pulsan dos pulsadores el motor se enciende salvo que sean los pulsadores A y C. Si se pulsa un pulsador el motor no se activa a no ser que sea el pulsador B. Si no se pulsa nada, el motor no se enciende.
Implementa el circuito utilizando la funcin booleana.
2. Supongamos una prensa que se pone en marcha mediante la actuacin simultnea de tres pulsadores; si se pulsan solamente dos cualesquiera, la prensa funcionar pero se activar una lmpara indicando una accin incorrecta. Cuando se pulse un solo dispositivo, no funcionar la prensa ni se encender la bombilla. Disear el circuito de control.
3. Disear un circuito de control de apertura de las persianas de una casa. Se deben abrir a las 7 de la maana salvo que est accionado el interruptor A que cierra las persianas, y se deben cerrar a las 21h, salvo que est accionado el interruptor de apertura B. Simula el funcionamiento del circuito.
4. Se desea disear un circuito de control de una planta de montaje encargada de la seal de aviso de evacuacin. Para eso se dispone de tres sensores:
A.- sensor de incendio
B.- sensor de humedad
C.- sensor de presin
Los materiales con los que se trabaja en dicha planta son tales que son inflamables y solo toleran unos niveles mnimos de presin y humedad de forma conjunta (estos niveles se encuentran programados en los sensores correspondientes). El circuito a disear debe ser tal que active una seal de alarma cuando exista riesgo para los operarios de la planta:
La alarma se activar cuando exista un incendio, es decir, el sensor A se active ya que los materiales son inflamables.
La alarma se activar cuando exista mucha presin y humedad, es decir, cuando se activen simultneamente los sensores B e C por las propiedades de los materiales.
Nota: Como entradas tenemos los tres sensores, mientras que como salida tenemos la seal de alarma.
5. Un zumbador se debe accionar para dar una seal de alarma cuando se cumplen las siguientes condiciones: A y B accionados y C y D en reposo. A y D accionados y By C en reposo. C accionado y A, B y D en reposo. A, B y C accionados y D en reposo.
Implementa el circuito utilizando la funcin boolenana.
6. El motor que acciona las campanas de una iglesia se controlan desde un programador. Deben sonar desde las 9 hasta las 10 de la maana cada 10 minutos los domingos de verano, y desde las 10 hasta las 11 de la maana cada 10 minutos en los domingos de invierno. Disea el circuito.
7. Disea el programa de control de funcionamiento del timbre del instituto. 8. Disea un programa de control de apertura y cierre automtico de las rejas del instituto.
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Tema 4. NEUMTICA
Introduccin: La energa del aire. La neumtica ........................................................ 64
1. Sistemas neumticos ............................................................................................... 64
2. Elementos de un circuito neumtico....................................................................... 65
2.1 Generadores de aire comprimido (compresores) y accesorios ......................... 65
2.2Elementos de transporte..................................................................................... 65
2.3 Receptores: CILINDROS ................................................................................. 65
2.4 Elementos de control: VLVULAS................................................................. 66
2.4.1 Vlvulas distribuidoras......................................................