circuitos electronicos uni fim

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“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad” UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos Laboratorio n°1 USOSO Y CUIDADOS EN EL MANEJO DE LOS EQUIPOS DE LABORATORIO Profesor:Hernán CORTEZ GALINDO Alumnos: - JULIAN DURAND Erick Anibal 20100063I -LOLI SALCEDO Romel Enrique 20100086I -JIMENEZ MEJIA William Branther 20107032A -VERA RUIZ Jonathan Efraín 20104004G

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“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

Análisis y Diseño de Circuitos Electrónicos

Laboratorio n°1

USOSO Y CUIDADOS EN EL MANEJO DE LOS EQUIPOS DE LABORATORIO

Profesor: Hernán CORTEZ GALINDO

Alumnos: - JULIAN DURAND Erick Anibal 20100063I

-LOLI SALCEDO Romel Enrique 20100086I

-JIMENEZ MEJIA William Branther 20107032A

-VERA RUIZ Jonathan Efraín 20104004G

09/04/2012

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Usos y cuidados en el manejo de equipos de laboratorio FIM-UNI

I. OBJETIVOS

Adiestrar al estudiante en el manejo de los diferentes instrumentos de laboratorio.

Indicar al estudiante los cuidados que debe tener en cuenta cuando utiliza los diversos instrumentos del laboratorio.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

RESISTOR Se denomina resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., los resistores se emplean para producir calor aprovechando el efecto Joule. Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente máxima en un resistor viene condicionado por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más comunes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.

DIODO

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto

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para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo.De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña.Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest.Los primeros diodos eran válvulas o tubos de vacío, también llamados válvulas termoiónicas constituidos por dos electrodos rodeados de vacío en un tubo de cristal, con un aspecto similar al de las lámparas incandescentes. El invento fue desarrollado en 1904 por John Ambrose Fleming, empleado de la empresa Marconi, basándose en observaciones realizadas por Thomas Alva Edison.Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío tienen un filamento (el cátodo) a través del cual circula la corriente, calentándolo por efecto Joule. El filamento está tratado con óxido de bario, de modo que al calentarse emite electrones al vacío circundante los cuales son conducidos electrostáticamente hacia una placa, curvada por un muelle doble, cargada positivamente (el ánodo), produciéndose así la conducción. Evidentemente, si el cátodo no se calienta, no podrá ceder electrones. Por esa razón, los circuitos que utilizaban válvulas de vacío requerían un tiempo para que las válvulas se calentaran antes de poder funcionar y las válvulas se quemaban con mucha facilidad.

Diodo en primer plano. Nótese la forma cuadrada del cristal semiconductor (objeto negro de la izquierda).

TRANSFORMADOR

Se denomina transformador o trafo (abreviatura), a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc.El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo.Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para

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optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.

Pequeño transformador eléctricoPROTOBOARD

El protoboard o breadbord: Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos electrónicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo.Protoboard o breadboard: Es en la actualidad una de las placas de prueba más usadas. Está compuesta por bloques de plástico perforados y numerosas láminas delgadas, de una aleación de cobre, estaño y fósforo, que unen dichas perforaciones, creando una serie de líneas de conducción paralelas. Las líneas se cortan en la parte central del bloque de plástico para garantizar que dispositivos en circuitos integrados tipo DIP (Dual Inline Packages) puedan ser insertados perpendicularmente y sin ser tocados por el provedor a las líneas de conductores. En la cara opuesta se coloca un forro con pegamento, que sirve para sellar y mantener en su lugar las tiras metálicas.

Un computador basado en el Motorola 68000 con varios circuitos TTL montados sobre un arreglo de protoboard.

Debido a las características de capacitancia (de 2 a 30 pF por punto de contacto) y resistencia que suelen tener los protoboard están confinados a trabajar a relativamente baja frecuencia (inferior a 10 ó 20 MHz, dependiendo del tipo y calidad de los componentes electrónicos utilizados).

Los demás componentes electrónicos pueden ser montados sobre perforaciones adyacentes que no compartan la tira o línea conductora e interconectados a otros dispositivos usando cables, usualmente unifilares. Uniendo dos o más protoboard es posible ensamblar complejos prototipos electrónicos que cuenten con decenas o cientos de componentes.

El nombre protoboard es una contracción de los vocablos ingleses prototype board y es el término que se ha difundido ampliamente en los países de habla hispana. Sin embargo, particularmente en Estados Unidos e Inglaterra, se conoce como breadboard. Anteriormente un breadboard era una

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tabla utilizada como base para cortar el pan, pero en los principios de la electrónica los pioneros usaban dichas tablas para montar sus prototipos, compuestos por tubos de vacío, clavijas, etc., los cuales eran asegurados por medio de tornillos e interconectados usando cables.

OSCILOSCOPIO

Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales

eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente

junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que

normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical)representa tensiones. La

imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje THRASHER"

o "Cilindro de Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos

segmentos de la traza.

Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser

tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos

casos, en teoría.

Utilización

En un osciloscopio existen, básicamente, dos tipos de controles que son utilizados como reguladores

que ajustan la señal de entrada y permiten, consecuentemente, medir en la pantalla y de esta

manera se puede ver la forma de la señal medida por el osciloscopio, esto denominado en forma

técnica se puede decir que el osciloscopio sirve para observar la señal que quiera medir.

Para medir se lo puede comparar con el plano cartesiano.

El primer control regula el eje X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempo

(segundos, milisegundos, microsegundos, etc., según la resolución del aparato). El segundo regula el

eje Y (vertical) controlando latensión de entrada (en Voltios, milivoltios, microvoltios, etc.,

dependiendo de la resolución del aparato).

Estas regulaciones determinan el valor de la escala cuadricular que divide la pantalla, permitiendo

saber cuánto representa cada cuadrado de ésta para, en consecuencia, conocer el valor de la señal a

medir, tanto en tensión como en frecuencia. (en realidad se mide el periodo de una onda de una

señal, y luego se calcula la frecuencia)

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Puntas de prueba

Escalas

Pantalla de cristal líquido

Perilla de selección

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MULTÍMETRO

EL MULTIMETRO ANALOGICO Es el instrumento que utiliza en su funcionamiento los parámetros del amperímetro, el voltímetro y el Ohmímetro. Las funciones son seleccionadas por medio de un conmutador. Por consiguiente todas las medidas de Uso y precaución son iguales y es multifuncional dependiendo el tipo de corriente (C.C o C.A.)

MULTIMETRO DIGITAL Un multímetro, a veces también denominado putillo polímetro o tester, es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y ohmímetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad.

Funciones comunes Existen distintos modelos que incorporan además de las tres funciones básicas antes citadas algunas de las siguientes:

Un comprobador de resistencia, que emite un sonido cuando el circuito bajo prueba no está interrumpido o la resistencia no supera un cierto nivel. (También puede mostrar en la pantalla 00.0, dependiendo el tipo y modelo).

Presentación de resultados mediante dígitos en una pantalla, en lugar de lectura en una escala.

Amplificador para aumentar la sensibilidad, para la medida de tensiones o corrientes muy pequeñas o resistencias de muy alto valor.

Medida de inductancias y capacitancias. Comprobador de diodos y transistores. Escalas y zócalos para la medida de temperatura mediante termopares normalizados.

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III. MATERIALES

-Osciloscopio-Multímetro-Transformador 2020V/24V (A)-Protoboard-3 Resistencias (330 kΩ, 680 kΩ, 1 kΩ a 1/2W-4 Diodos 1N4004-1Puente de diodos

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IV. OBJETIVOS

Adiestrar al estudiante en el manejo de los diferentes instrumentos de laboratorio(protoboard, osciloscopio. Multímetro digital, transformador, resistencia y diodos)

Indicar al estudiante los cuidados que debe tener en cuenta cuando utiliza los diversos instrumento de laboratorio

Trabajar con diversos instrumentos electrónicos teniendo en cuenta que no son ideales por lo tanto habrá un error en la magnitud obtenida

Comprender los términos efecto de carga y sensibilidad en un multimetro, cuanto afectan en el resultado obtenido y cuales son los parámetros con los que se pueden medir

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V. CUESTIONARIO

1)

Usando el código de colores tenemos:r1=1kΩ±5%

r2=330 kΩ±5 %

r3=680kΩ±5 %

Utilizando el voltimetro:

r1'=995Ω

r2'=326 kΩ

r3'=674kΩ

Tenemos:

Resistencia Variación(δE=r−r ' ¿ Error(%)R1 5Ω 0.5%R2 4 kΩ 1.21%R3 6kΩ 0.89%

1) El multímetro real difiere del ideal en la medida que tiene una resistencia interna finita del orden de 10MΩ aproximadamente, pasara corriente por esta carga ocasionando un error en la medida . El efecto de carga se da irrelevante cuando la resistencia del dispositivo es mucho menor que la resistencia del multímetro por ejemplo del orden de 1kΩ o menor(Error≈0.1 %), caso contrario si la resistencia del dispositivo a medir tiene un valor semejante al del multímetro obtendremos un valor errado en su magnitud, ya que no es un valor cualquiera con el voltaje medido, la resistencia interna del multímetro y los demás elementos del circuitos es posible hallar el valor verdadero de esta resistencia.

La sensibilidad de un instrumento se determina por la cantidad de corriente necesaria para que se produzca una desviación completa de la aguja. El grado de sensibilidad se expresa de dos formas, ya sea que se trate de un amperímetro o de un voltímetro.

EN EL AMPERÍMETRO: La sensibilidad se indica por el número de amperios, miliamperios o µamperios que debe de fluir por la bobina para producir la desviación completa. Si un instrumento tiene una sensibilidad de 1 ma., es necesario 1 mA. Para producir la desviación completa.

EN EL VOLTÍMETRO: Aquí la sensibilidad está expresada en los ohmios por voltio, o sea, la resistencia del instrumento. Para que el voltímetro sea preciso que este tome una corriente muy baja del circuito, lo cual se obtiene mediante una alta resistencia. El número de ohmios por voltio de un voltímetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje máximo que puede medir. Para un trabajo general en electrónica, un voltímetro debe tener como mínimo una sensibilidad de 1,000 ohmios por voltio.

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2) ¿Qué otros parámetros afectan las mediciones de la tensión y la corriente?

Los errores introducidos por los elementos del laboratorio como las resistencias que en nuestro caso tienen un margen de error de ±5 %, las condiciones ambientales, la metodología de la medición, precisión limitada del instrumento y las particularidades del experimentador.

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VI. CONCLUSIONES

Al final de a ver realizado todas las mediciones nos dimos cuenta que las medidas dadas en los materiales usados, tales como las resistencias, transformadores y diodos no eran exactas, pues cada vez que mediamos las el valor de ohmios en las resistencia nos marcaba el multímetro un valor menor a la señalada por el código de colores, con lo que concluimos en que un factor que constituye el hecho de que las medidas realizadas no sean exacta serian el uso, el tiempo, etc. Pues con el uso estos materiales sufren desgaste y con el tiempo la composición del material cambia. Cambiando consigo sus propiedades eléctricas, por lo tanto al simular primeramente el circuito teóricamente, este nos dará resultados en cierta forma apreciable diferentes a los cuales se obtendría realmente.

Cuando mediamos los valores de la corriente y de la tensión en la resistencia notamos que esta variaba, aunque en pequeñas diferencias, esto se da gracias a la forma de la tensión aplicada en el primario del transformador pues este recibía tensión alterna, la cual cambia con el tiempo, esto hacia que el valor medido por el multimetro sea variable , lo cual no sucedió cuando conectamos el circuito a una fuente de corriente continua, en el cual tanto la tensión y corriente medida sobre la resistencia era siempre constante.

Concluimos que el diodo nos ayuda a rectificar el sentido de la corriente y tensión, pues a la hora de conectar la sonda del osciloscopio a la resistencia del circuito hecho con diodos en este se apreciaba la grafica de un senoide en valor absoluto, el cual nos daba cierta noción de que con los diodos se puede transformar corriente alterna en continua, ya que como aprendimos en la teoría el diodo deja pasar la corriente en solo una dirección, ya que en la corriente alterna la corriente cambia de dirección constantemente el diodo la rectificara cambiando su sentido y así siendo de ayuda en la construcción de circuitos eléctricos.

La ultima conclusión que a la hora de armar nuestros circuitos, podemos elegir de una gama de componentes en los cuales podremos encontrar dispositivos que se acomoden a nuestra necesidades, pues en el circuito donde usamos 4 diodos pudimos a ver usado el W04M el cual lera equivalente a los diodos conectados en el ultimo circuito.

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VII. OBSERVACIONES

Tener cuidado a la hora de conectar el primario del transformador a la fuente pues podría a ver algún cable pelado y posiblemente podrías recibir una descarga, para mayor seguridad usar guantes de protección de hule si es posible.

A la hora de medir con el multímetro fijarse siempre en lo que se va a medir , en la escala que esta y si es en corriente continua o alterna, esto para evitar errores a la hora del cálculo , también para evitar quemar el multímetro.

Tener cuidado a la hora de conectar a la fuente de corriente continua, primero a la hora de prender la fuente fijarse en que voltaje esta y si no está en el deseado regularlo, pues si el voltaje en que esta es muy alto podría quemar los componentes y peor aun provocar algún accidente entre los compañeros.

No jugar con los instrumentos, componentes y materiales pues esto podría provocar una falla en estos interrumpiendo el avance de la experiencia y peor aun el deterioro de los materiales del laboratorio.

Al final del la experiencia apagar o desconectar a las fuentes para que en el recojo de los materiales no haya peligro de recibir una descarga eléctrica.