REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA ÁREA: CIENCIAS DE LA SALUD

PROGRAMA DE INGENIERA BIOMÉDICA AULA MOVIL MARACAY EDO – ARAGUA

[ELE-544] ELECTRÓNICA I

C O N C E P T O S & P R Á C T I C A S D E L A B O R A T O R I O

INVESTIGADORES

Acosta, Neil Leonardo A. CI: 13.953.856

Solano, Rafael CI: 9.687.711

González, José CI: 19.004.492

FACILITADOR

Prof. Francisco Fuentes

Maracay, 16 de Mayo de 2015

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ÍNDICE GENERAL

CONTENIDO PÁGINA

INTRODUCCIÓN 3

1. CONCEPTOS 4

a) CONDUCTORES 4

b) SEMI – CONDUCTORES 4

c) RESISTENCIA 7

d) RESISTENCIA VARIABLE 8

e) CONDENSADORES Y TIPOS 10

f) BOBINAS 10

g) CORRIENTE AC Y DC 10

h) VENTAJAS, DESVENTAJAS, DIFERENCIAS Y APLICACIONES 12

i) LEY DE OHM 12

j) LEY DE NODOS 13

2. PRACTICA NRO 1 COMBINACIÓN DE RESISTENCIAS 14

3. PRÁCTICA NRO 2 POTENCIÓMETRO 17

4. PRACTICA NRO 1 DIODOS LED’S 19

5. PRACTICA NRO 2 DIODOS 19

CONCLUSIONES 20

REFERENCIAS 21

ANEXOS 22

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C O N C E P T O S & P R Á C T I C A S D E L A B O R A T O R I O

INTRODUCCIÓN

La presente investigación y práctica de laboratorio busca aclarar las interrogantes

sobre los conceptos planteados por el profesor en la primera etapa del curso y busca

representar los circuitos correspondientes a las prácticas Nro 1 y 2 de las dos guías

suministradas también por el profesor. Por lo cual se cubrirá un total de cuatro prácticas de

laboratorio y el desarrollo del contenido que se mando a investigar al principio de la

unidad. Para ello se utilizara como herramientas los simuladores Virtuales Breadboard

Versión 4.38 y el LiveWire Versión 1.11 y en la placa de prácticas (ProtoBoard)

Los Estudiantes

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1. CONCEPTOS

a) CONDUCTORES: Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de la carga eléctrica. Descripción: Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.

Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos). Aunque la plata es el mejor conductor, pero debido a su precio elevado no se usa con tanta frecuencia. También se puede usar el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre, es sin embargo un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas que en la transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.1 A diferencia de lo que mucha gente cree, el oro es levemente peor conductor que el cobre; sin embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la corrosión.

La conductividad eléctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1913 como la referencia estándar para esta magnitud, estableciendo el International Annealed Copper Standard (Estándar Internacional del Cobre Recocido) o IACS. Según esta definición, la conductividad del cobre recocido medida a 20 °C es igual a 58.0 MS/m.2 A este valor es a lo que se llama 100% IACS y la conductividad del resto de los materiales se expresa como un cierto porcentaje de IACS. La mayoría de los metales tienen valores de conductividad inferiores a 100% IACS pero existen excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad designados C-103 y C-110.

Usos (Aplicaciones de los conductores): Conducir la electricidad de un punto a otro (pasar electrones a través del

conductor; los electrones fluyen debido a la diferencia de potencial). Crear campos electromagnéticos al constituir bobinas y electroimanes. Modificar la tensión al constituir transformadores.

b) SEMI – CONDUCTORES: Semiconductor es un elemento que se comporta como

un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla adjunta. El elemento semiconductor más usado es el silicio, el segundo el germanio, aunque idéntico comportamiento presentan las combinaciones de elementos de los grupos 12 y 13 con los de los grupos 16 y 15 respectivamente (GaAs, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). Posteriormente se ha comenzado a emplear también el azufre. La característica

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común a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica s²p².

Elemento Grupos Electrones en la última capa

Cd 12 2 e-

Al, Ga, B, In 13 3 e-

Si, C, Ge 14 4 e-

P, As, Sb 15 5 e-

Se, Te, (S) 16 6 e-

Tipos de semiconductores

Semiconductores intrínsecos: Es un cristal de silicio o germanio que forma una estructura tetraédrica similar a la del carbono mediante enlaces covalentes entre sus átomos, en la figura representados en el plano por simplicidad. Cuando el cristal se encuentra a temperatura ambiente algunos electrones pueden absorber la energía necesaria para saltar a la banda de conducción dejando el correspondiente hueco en la banda de valencia (1). Las energías requeridas, a temperatura ambiente, son de 1,12 eV y 0,67 eV para el silicio y el germanio respectivamente.

Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los

electrones pueden caer, desde el estado energético correspondiente a la banda de conducción, a un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este fenómeno se le denomina recombinación. Sucede que, a una determinada temperatura, las velocidades de creación de pares e-h, y de recombinación se igualan, de modo que la concentración global de electrones y huecos permanece constante. Siendo "n" la concentración de electrones (cargas negativas) y "p" la concentración de huecos (cargas positivas), se cumple que:

ni = n = p

Siendo ni la concentración intrínseca del semiconductor, función exclusiva

de la temperatura y del tipo de elemento. Ejemplos de valores de ni a temperatura ambiente (27 ºC):

ni (Si) = 1.5 1010cm-3 ni (Ge) = 2.4 1013cm-3

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Los electrones y los huecos reciben el nombre de portadores. En los semiconductores, ambos tipos de portadores contribuyen al paso de la corriente eléctrica. Si se somete el cristal a una diferencia de potencial se producen dos corrientes eléctricas. Por un lado la debida al movimiento de los electrones libres de la banda de conducción, y por otro, la debida al desplazamiento de los electrones en la banda de valencia, que tenderán a saltar a los huecos próximos (2), originando una corriente de huecos con 4 capas ideales y en la dirección contraria al campo eléctrico cuya velocidad y magnitud es muy inferior a la de la banda de conducción.

Semiconductores extrínsecos: Si a un semiconductor intrínseco, como el

anterior, se le añade un pequeño porcentaje de impurezas, es decir, elementos trivalentes o pentavalentes, el semiconductor se denomina extrínseco, y se dice que está dopado. Evidentemente, las impurezas deberán formar parte de la estructura cristalina sustituyendo al correspondiente átomo de silicio. Hoy en día se han logrado añadir impurezas de una parte por cada 10 millones, logrando con ello una modificación del material. Semiconductor tipo N: Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso negativos o electrones).

Cuando se añade el material dopante, aporta sus electrones más débilmente vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de agente dopante es también conocido como material donante, ya que da algunos de sus electrones.

El propósito del dopaje tipo n es el de producir abundancia de electrones portadores en el material. Para ayudar a entender cómo se produce el dopaje tipo n considérese el caso del silicio (Si). Los átomos del silicio tienen una valencia atómica de cuatro, por lo que se forma un enlace covalente con cada uno de los átomos de silicio adyacentes. Si un átomo con cinco electrones de valencia, tales como los del grupo 15 de la tabla periódica (ej. fósforo (P), arsénico (As) o antimonio (Sb)), se incorpora a la red cristalina en el lugar de un átomo de silicio, entonces ese átomo tendrá cuatro enlaces covalentes y un electrón no enlazado. Este electrón extra da como resultado la formación de "electrones libres", el número de electrones en el material supera ampliamente el número de huecos, en ese caso los electrones son los portadores mayoritarios y los huecos son los portadores minoritarios. A causa de que los átomos con cinco electrones de valencia tienen un electrón extra que "dar", son llamados átomos donadores. Nótese que cada electrón libre en el semiconductor nunca está lejos de un ion dopante positivo inmóvil, y el material dopado tipo N generalmente tiene una carga eléctrica neta final de cero.

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Semiconductor tipo P: Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso positivos o huecos).

Cuando se añade el material dopante libera los electrones más débilmente vinculados de los átomos del semiconductor. Este agente dopante es también conocido como material aceptor y los átomos del semiconductor que han perdido un electrón son conocidos como huecos.

El propósito del dopaje tipo P es el de crear abundancia de huecos. En el caso del silicio, un átomo tetravalente (típicamente del grupo 14 de la tabla periódica) se le une un átomo con tres electrones de valencia, tales como los del grupo 13 de la tabla periódica (ej. Al, Ga, B, In), y se incorpora a la red cristalina en el lugar de un átomo de silicio, entonces ese átomo tendrá tres enlaces covalentes y un hueco producido que se encontrará en condición de aceptar un electrón libre.

Así los dopantes crean los "huecos". No obstante, cuando cada hueco se ha desplazado por la red, un protón del átomo situado en la posición del hueco se ve "expuesto" y en breve se ve equilibrado como una cierta carga positiva. Cuando un número suficiente de aceptores son añadidos, los huecos superan ampliamente la excitación térmica de los electrones. Así, los huecos son los portadores mayoritarios, mientras que los electrones son los portadores minoritarios en los materiales tipo P. Los diamantes azules (tipo IIb), que contienen impurezas de boro (B), son un ejemplo de un semiconductor tipo P que se produce de manera natural.

c) RESISTENCIA: La Resistencia también llamada resistor son componentes cuya función es limitar el paso de la corriente eléctrica. El símbolo de la resistencia es:

. La máxima cantidad de corriente que puede pasar por una resistencia, depende del tamaño de su cuerpo. Los valores de potencia comunes de las resistencias son: 1/4, 1/2, 1 watt, aunque hay de valores mayores. Las resistencias se representan con la letra R y el valor de éstas se mide en Ohmios (Ω). Las resistencias o resistores son fabricadas principalmente de carbón y se presentan en una amplia variedad de valores. Tiene unas bandas de colores que sirven para saber su valor de acuerdo con un código. (Ver Anexos, Tabla de valores de las resistencias eléctricas de carbón). La resistencia es el cociente entre la diferencia de potencial que existe en un conductor eléctrico y la intensidad que circula por él. La unidad de resistencia es el ohmio (símbolo Ω), cuya equivalencia es: 1Ω = 1V/1A.

Los electrones que constituyen ésta van chocando contra los átomos que forman la estructura cristalina del conductor metálico, por lo que se ven obligados a seguir una trayectoria zigzagueante y adquieren una velocidad estacionaria. El conjunto total de estos choques ejerce el efecto de una fuerza de rozamiento u oposición que se traduce en una pérdida de energía cinética de los electrones, que viene compensada por la aparición de calor (efecto Joule). La experiencia enseña que la resistencia sólo se mantiene constante si la temperatura del conductor no varía. Se deduce experimentalmente que la resistencia de un conductor filiforme es inversamente proporcional a su sección S y directamente proporcional a la longitud l

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del mismo. La constante se denomina resistividad y sólo depende del material que forma el conductor.

Para obtener la resistencia de cualquier elemento de un material específico, es necesario conocer algunos datos propios de éste, como son: su longitud, área transversal, resistencia específica o resistividad del material con que está fabricada. Conductancia (inverso de la resistencia): La recíproca (inverso) de la resistencia es la conductancia. Se representa generalmente por la letra G. Un circuito con elevada conductancia tiene baja resistencia, y viceversa.

Una resistencia / resistor de 1 Ohmio (ohm) posee una conductancia de 1 mho.

Una resistencia / resistor de 1000 Ohmios (ohms) posee una conductancia de 0.001 mho.

La resistencia equivalente: Es aquella que produce los mismos efectos que un conjunto de resistencias distribuidas por todo el circuito. En el caso de conexiones de resistencias en serie o en paralelo, la resistencia equivalente es fácil de calcular. La resistencia Interna: En un generador, cociente entre la diferencia de la fuerza electromotriz y la diferencia de potencial entre los bornes y la intensidad de la corriente. A causa de la resistencia interna, una parte de la potencia del generador se pierde dentro del mismo, razón por la que la diferencia de potencial entre bornes no coincide con la fuerza electromotriz. En el caso ideal de que la resistencia interna se anulara (r = 0), entonces E = V.

d) RESISTENCIA VARIABLE: Este tipo de resistores presentan la particularidad de que su valor puede modificarse a voluntad. Para variar el valor óhmico disponen de un cursor metálico que se desliza sobre el cuerpo del componente, de tal forma que la resistencia eléctrica entre el cursor y uno de los extremos del resistor dependerá de la posición que ocupe dicho cursor.En esta categoría cabe distinguir la siguiente clasificación:

Resistencias ajustables: Disponen de tres terminales, dos extremos y uno común, pudiendo variarse la resistencia (hasta su valor máximo), entre el común y cualquiera de los dos extremos. Son de baja potencia nominal.

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Resistencia variable (potenciómetro): Su estructura es semejante a la de los resistores ajustables, aunque la disipación de potencia es considerablemente superior. Se utilizan básicamente para el control exterior de circuitos complejos. Los potenciómetros pueden variar su resistencia de forma lineal (potenciómetros lineales) o exponencial (potenciómetros logarítmicos).

Resistores especiales: Los resistores especiales caben toda una variedad de componentes resistivos no lineales que modifican su valor óhmico en función de algún factor externo: temperatura, tensión aplicada, luminosidad incidente.... Los principales tipos son:

Termistores: Son de mediana estabilidad y bajo precio. Se suelen fabricar a partir de elementos o materiales semiconductores. Los termistores o resistores variables con la temperatura se encuadran en dos categorías:

NTC (Negative Thermistor Coeficient): Posee un coeficiente de temperatura negativo. La resistencia eléctrica del componente disminuye al aumentar la temperatura.

PTC (Positive Thermistor Coeficient): En este caso el coeficiente de temperatura es positivo. La resistencia eléctrica del componente aumenta al hacerlo la temperatura.

Características de los termistores: a. Tolerancia sobre la resistencia nominal: Es la desviación máxima

entre la resistencia nominal del termistor y la resistencia real a la temperatura de 25 ºC.

b. Coeficiente de temperatura nominal: Valor del coeficiente de temperatura a 25 ºC, expresado en tanto por ciento por grado centígrado, o en tanto por uno por grado centígrado.

c. Temperatura de conmutación: Temperatura para la cual el valor de la resistencia eléctrica es igual al doble de la que corresponde a 25 ºC.

d. Factor de disipación térmica (C): Se define como la potencia necesaria para elevar la temperatura del termistor en 1º C en aire calmado.

e. Relación Tensión-Intensidad: Cuando crece la intensidad de corriente que atraviesa a un termistor, la tensión entre sus extremos se mantiene proporcional hasta alcanzar un cierto valor que corresponde al comienzo del calentamiento del termistor. La variación súbita en el valor máximo de la tensión se denomina vuelco.

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f. Potencia disipada: Coincide con el producto de la tensión aplicada al termistor por la intensidad de la corriente eléctrica que lo atraviesa en ese instante.

Varistores, VDR (Voltage Depended Resitor): Son resistencias cuyo valor óhmico depende con la tensión. Mientras mayor es la tensión aplicada en sus extremos, menor es el valor de la resistencia del componente.

Magnetoresistores, MDR (Magnetic Depended Resistor): El valor óhmico aumenta en función del campo magnético aplicado perpendicularmente a su superficie. Es decir la resistencia varía en función de la dirección del campo magnético.

Fotoresistores, LDR (Light Depended Resistor): El valor óhmico del componente disminuye al aumentar la intensidad de luz que incide sobre el componente.

e) CONDENSADORES Y TIPOS: Condensador También llamado impropiamente

"capacitor", por su derivación del inglés. Es un componente electrónico formado por dos conductores metálicos (armaduras), separados y dispuestos de tal modo que cuando uno de ellos recibe una carga +q, aparece por influencia una carga -q en la superficie del otro conductor. Las líneas de fuerza quedan limitadas al espacio interior comprendido entre las armaduras. En el exterior el campo eléctrico es nulo. En un condensador que se mantiene a carga constante, la introducción de un dieléctrico entre las armaduras supone una disminución del potencial y del campo. En cambio, en un condensador a potencial constante el dieléctrico determina un aumento de la carga existente en sus armaduras. La causa de este hecho radica en la polarización que experimenta el dieléctrico, lo que supone un debilitamiento del campo eléctrico existente en el interior del condensador. El condensador impide el paso de la corriente continua pero no el de la alterna, que viene en función de la capacidad y de la frecuencia de la corriente. La energía (W) de un condensador es proporcional al cuadrado de la carga q y por lo tanto al cuadrado de la tensión V, o sea, (C es la capacidad). La existencia de cargas opuestas en la armadura representa cierta cantidad de energía potencial susceptible de convertirse en trabajo. Esta energía se mide a partir del trabajo que es preciso realizar para suministrar a las placas las cargas +q y -q. Existen varios tipos de condensadores: fijos, variables, electrolíticos, cilíndricos, esféricos, planos, etc.

f) BOBINAS: Conjunto de un número variable de espiras de material conductor arrolladas al aire o a un núcleo prismático o cilíndrico. Se utilizan principalmente en circuitos de corrientes alternas de alta tensión al aprovechar los fenómenos de inducción. Véase también Solenoide.

g) CORRIENTE AC Y DC: Es el movimiento de cargas eléctricas. La magnitud que expresa la corriente eléctrica es la intensidad, llamada también corriente, cuya unidad es el amperio. En un principio se creyó que el paso de una corriente eléctrica por un conductor consistía en el movimiento de protones desde el punto de mayor potencial al de menor; sin embargo, modernamente se ha comprobado que se debe al

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movimiento de los electrones. Por las razones históricas mencionadas anteriormente se toma como sentido de la corriente el que va del polo positivo al negativo, es decir, al contrario de lo que sucede realmente. Las acciones más importantes de una corriente eléctrica son: producción de un campo magnético alrededor del conductor, calentamiento del mismo debido al efecto Joule, producción de la electrólisis, etc.

Corriente Alterna: Simbolizada en inglés como AC ("Alternating Current"). Es una corriente eléctrica cuyos valores instantáneos se rigen por una función periódica del tiempo; el flujo de electrones del circuito se produce de forma cíclica primero desplazándose en un sentido y después en sentido opuesto. El tipo de corriente alterna más frecuente es la sinusoidal, habitualmente producida por generadores llamados alternadores, por conseguir una transmisión más eficiente de la energía. La alternancia se consigue cambiando la polaridad del voltaje del generador a intervalos regulares; en España, por ejemplo, esa alternancia se produce 50 veces cada segundo, mientras que en Venezuela es de 60 Hz o veces cada segundo. Se trata de una forma de electricidad muy popular, pues permite ser transportada a grandes distancias por medio de elevaciones de voltajes, que reducen las pérdidas de calor en los cables por motivo de la resistencia de los mismos. Es el tipo de corriente utilizado masivamente en la distribución eléctrica, y consumida en industrias y hogares de todo el mundo.

Corriente Bifásica: Véase Polifásica.

Corriente Continua: Simbolizada en inglés como DC ("Direct Current" o "Corriente directa"). Es una corriente eléctrica cuyos valores instantáneos son constantes en el tiempo; sin embargo, en el lenguaje habitual, también se da este nombre a las corrientes en las que, sin ser constantes en el tiempo, no se producen cambios de sentido en el movimiento de las cargas. La corriente continua más habitual y conocida es la producida por las pilas y baterías eléctricas.

Corriente de Foucault: Corriente alterna de trayectorias cerradas inducida en

las piezas metálicas debido a la acción sobre éstas de un campo magnético de flujo variable. La existencia de corrientes de Foucault en un circuito implica una pérdida de energía; para evitarla en lo posible, se fraccionan las masas sometidas a inducción de forma que quede rota la continuidad del conductor.

Corriente polifásica: Corriente eléctrica obtenida por combinación de n

corrientes alternas que circulan en circuitos idénticos, tienen el mismo período, pero van con una diferencia de fase determinada. Se distinguen la trifásica, la cual está formada por 3 corrientes alternas desfasadas 120º, y cuyo sistema es el más empleado en electrotecnia; y la bifásica, formada por dos corrientes alternas de igual amplitud desfasada entre sí un cuarto de ciclo, es decir, 90º.

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Corriente de densidad: Vector cuya dirección y sentido coincide con el de la corriente eléctrica y de módulo igual a la intensidad de corriente que atraviesa la unidad de superficie de una sección transversal del conductor. Se representa por la letra J.

h) VENTAJAS, DESVENTAJAS, DIFERENCIAS Y APLICACIONES: Ambos sistemas, ya sea continua o alterna presentan características diversas a saber:

La Corriente Alterna: Se puede transmitir a grandes distancias sin tener grandes caídas de tensión, con transformadores se puede reducir a cualquier voltaje sin grandes pérdidas de potencia, también se puede elevar con el uso de transformadores o autotransformadores. También se puede transformar en continua mediante rectificadores de tensión o diodos que son semiconductores que dejan pasar el flujo de electrones en un solo sentido. Como desventaja cabe citar que produce, pulsos electromagnéticos que afectan a equipos electrónicos sensibles como radios o sistemas que operen con radiofrecuencias, dado que estas se propagan en el aire. Una forma de comprobarlo es colocando una radio en AM cerca de un transformador, tubo fluorescente o cuando la ocupas alimentándola con la red domiciliaria (220 0 110 según el país) y en algún lugar de la red alguien enchufa un electrodoméstico o hace sonar un timbre.

La Corriente Continua no se puede transportar grandes distancias sin que caiga demasiado la tensión, es más peligrosa cuando se manejan altos voltajes, se necesitan resistencias para bajar el voltaje y que estas absorban la potencia que deben disipar en calor: en contraposición a esto, se puede almacenar fácilmente en baterías, variando la tensión se puede variar la velocidad de los motores de corriente continua, no produce interferencias por pulsos electromagnéticos y se puede producir alterna partiendo de una batería con un par de transistores que hacen que la tensión entre sus terminales, positivo y negativo, varié una cantidad x de veces en un sentido u otro. Esta variación de veces por minuto del sentido de la corriente es lo que se conoce como HERTZ O CICLOS POR SEGUNDO.

Las dos tienen su campo de aplicación. En bajas tensiones se llevan bien los dos sistemas desde una radio portátil hasta una PC, y para voltajes elevados predomina la alterna.

i) LEY DE OHM: La ley de Ohm nos dice que la resistencia que un material opone al paso de la corriente eléctrica, es directamente proporcional a la tensión aplicada, e inversamente proporcional a la intensidad que lo atraviesa.

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j) LEY DE NODOS: Nodo: Es un punto de la red donde concurren tres o más conductores o ramas. La suma de las corrientes que llegan a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen de él.

I (llegan) = I (salen).

Si se consideran como positivas las corrientes que llegan a un nodo y como negativas las corrientes que salen, la ley de los nodos también puede expresarse en la forma siguiente:

En un nodo la suma algebraica de las intensidades de la corriente es igual a cero. I = 0 en un nodo cualquiera.

La primera regla de Kirchhoff equivale a afirmar que la carga eléctrica ni se crea ni se destruye (principio de conservación de la carga eléctrica).

Esto significa que la carga eléctrica no se puede acumular en un nodo de la red, esto es la cantidad de carga que entra a un nodo cualquiera en un cierto instante, es igual a la cantidad de carga que sale de ese nodo.

El sentido de la corriente en cada uno de los conductores o ramas se fija arbitrariamente teniendo en cuenta la ley de los nodos.

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2. PRACTICA NRO 1 COMBINACIÓN DE RESISTENCIAS

a) Conecta en serie las siguientes resistencias: 120 Ω, 470 Ω, 2,7 kΩ y 22 kΩ. Halla el

valor teórico de la resistencia equivalente y después el valor experimental con el polímetro.

b) Conecta en paralelo por un lado la resistencias de 120 Ω, 470 Ω y por el otro lado las resistencias de 2,7 kΩ y 22 kΩ. Halla el valor teórico de la resistencia equivalente y después el valor experimental con el polímetro. Dibuja como has realizado el circuito:

Completa la siguiente tabla:

1. ¿En qué caso es mayor la resistencia en serie o en paralelo?

2. ¿Halla si cada resistencia se encuentra dentro de la tolerancia que indica el código de colores?

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DESARROLLO DE LA PRÁCTICA NRO 1 COMBINACIÓN DE RESISTENCIAS

a) Conecta en serie las siguientes resistencias: 120 Ω, 470 Ω, 2,7 kΩ y 22 kΩ. Halla el

valor teórico de la resistencia equivalente y después el valor experimental con el polímetro. Valores y colores de las resistencias: 120 Ω = Marrón = 1, Rojo = 2, Marrón = X10, Dorado = 5% se asigna esta tolerancia 470 Ω = Amarillo = 4, Purpura = 7, Marrón = X10, Dorado = 5% se asigna esta tolerancia 2,7 kΩ = Rojo = 2, Purpura = 7, Rojo = X100, Dorado = 5% se asigna esta tolerancia 22 kΩ = Rojo = 2, Rojo = 2, Rojo = X100, Dorado = 5% se asigna esta tolerancia. Resistencia Equivalente para el circuito en serie es:

Res = R1 + R2 + R3 + R4 = 120 Ω + 470 Ω + 2700 Ω + 2200 Ω = Res = 5490 Ω

Nota: La Res = 5490 Ω en una resistencia de 4 bandas será: Res = 5400 Ω = Verde = 5, Amarillo = 4, Rojo = X100, Dorado = 5% se asigna esta tolerancia. Con el 5% podría llegar a:

Res = 5400 Ω x 5% = ±270 Ω lo cual da 5670 Ω ó 5130 Ω Res = 5500 Ω = Verde = 5, Verde = 5, Rojo = X100, Dorado = 5% se asigna esta tolerancia. Con el 5% podría llegar a:

Res = 5500 Ω x 5% = ±275 Ω lo cual da 5775 Ω ó 5225 Ω

Nota: Por cuestión de diseño digital se emplea el simulador Virtual Breadboard Versión 4.38 para montar los circuitos y las practicas en el Protoboard virtual.

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b) Conecta en paralelo por un lado la resistencias de 120 Ω, 470 Ω y por el otro lado las resistencias de 2,7 kΩ y 22 kΩ. Halla el valor teórico de la resistencia equivalente y después el valor experimental con el polímetro.

Resistencia Equivalente para el circuito en paralelo es: Se aplica esta fórmula porque a los lados están en paralelo, pero se unen en serie.

Ω

Ω

Ω

Ω

Nota: La Rep = 1308 Ω en una resistencia de 4 bandas será: Rep = 1300 Ω = Marrón = 1, Naranja = 3, Rojo = X100, Dorado = 5% se asigna esta tolerancia. Con el 5% podría llegar a:

Re = 1300 Ω x 5% = ±65 Ω lo cual da 1365 Ω ó 1235 Ω Rep = 1400 Ω = Marrón = 1, Amarillo = 4, Rojo = X100, Dorado = 5% se asigna esta tolerancia. Con el 5% podría llegar a:

Re = 1400 Ω x 5% = ±70 Ω lo cual da 1470 Ω ó 1330 Ω

Valor Teórico Valor

Experimental Tolerancia

Se encuentra dentro de la Tolerancia

Resistencia Equivalente en Serie 5490 Ω

Resistencia Equivalente en Paralelo 1308 Ω

120 Ω 120 Ω

470 Ω 470 Ω

2,7 KΩ 2700 Ω

22 KΩ 2200 Ω

1. ¿En qué caso es mayor la resistencia en serie o en paralelo? Resp: En serie

2. ¿Halla si cada resistencia se encuentra dentro de la tolerancia que indica el

código de colores? Resp: Ver tabla.

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3. PRÁCTICA NRO 2 POTENCIÓMETRO

El potenciómetro es una resistencia variable que hace que exista una mayor o menor

oposición al paso de la corriente eléctrica, según como lo regulemos. Realizaremos esta práctica utilizando un LED, una resistencia fija de 120Ω en serie y

a continuación el potenciómetro. Cuando este todo el circuito conectado variaremos la resistencia del potenciómetro y

comprobaremos que sucede. Dibuja como has realizado el circuito:

1. ¿Cuándo hay mayor resistencia al paso de la corriente?, ¿cuándo se enciende el led o cuándo está apagado?

2. Comprueba con el polímetro entre que márgenes de resistencia puede variar el potenciómetro y anótalo a continuación.

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DESARROLLO DE LA PRÁCTICA NRO 2 POTENCIOMETRO

1. ¿Cuándo hay mayor resistencia al paso de la corriente?, ¿cuándo se enciende el led o cuándo está apagado? Respuesta 1: Hay mayor resistencia al paso de la corriente cuando el led está apagado. Esto se debe a que al mover la perilla del potenciómetro para aumentar la resistencia a su salida, la resistencia del circuito fue incrementada y así el Led se apaga.

2. Comprueba con el polímetro entre que márgenes de resistencia puede variar el potenciómetro y anótalo a continuación. Respuesta 2: El potenciómetro varía entre 0 Ω 20.000 Ω ó 20 KΩ desconectado. Pero conectado como esta en serie y si se toma en cuenta el resto de los componentes como el diodo, esto podría variar por lo cual siempre cuando se intenta medir un potenciómetro se debe desconectar del circuito y medirlo fuera, sin alimentación primero en la escala de ohmios y luego suministrándole un voltaje a sus terminales y variar su resistencia para evaluar su comportamiento. Una falla típica de los potenciómetros es que pierden el material resististivo por desgaste mecánico y su resistencia tiende a saltarse valores con lo cual se pierde su fiabilidad.

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4. PRACTICA NRO 1. DIODOS LED’S

El primer circuito, de la segunda guía Electrónica Básica se observan 6 circuitos para encender Led’s, En el Ejercicio Nro 1 el circuito está instalado como se debe, con una batería de 9 VDC, un interruptor, una resistencia de protección de 220 ohmios y un Led polarizado directamente. El resto de circuitos presentan errores intencionales para ver diferencias y comportamientos.

5. PRACTICA NRO 2. DIODOS

El segundo circuito, de la segunda guía Electrónica Básica se observan 6 circuitos para hacer un probador de diodos Led’s, En el Ejercicio Nro 1 el circuito está instalado como se debe, con una batería de 9 VDC, un interruptor, una resistencia de protección de 220 ohmios, un Led y un diodo ambos polarizados directamente. El resto de circuitos presentan errores intencionales para ver diferencias y comportamientos.

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CONCLUSIONES

La presente práctica buscaba representar los circuitos correspondientes a las

prácticas Nro 1 y 2 de ambas guías. O sea en total 4 prácticas de laboratorio y el contenido

teórico que se mando a investigar. Al realizar dichas prácticas pudimos evaluar el

comportamiento de componentes como la fuente de voltaje DC ó batería de 9VDC la cual

fue nuestro sistema de alimentación disponible mientras se dé en su interior el proceso de

descomposición del material por efecto químico. Las resistencias las cuales vienen dadas

en distintos valores representados por franjas de colores en su cuerpo. Con una tolerancia

también definida por una franja de color. Y un vatiaje definido ya por su tamaño. Vimos

que si tomamos 4 resistencias y las uníamos en serie podíamos hablar de una resistencia

equivalente mayor que si las uníamos en paralelo. Vimos que los valores de fabricación de

las resistencias difieren en la práctica de los valores medidos. También vimos los diodos

Led´s los cuales sirvieron en los circuitos para indicar la presencia de voltaje, siempre y

cuando estén alimentados con un voltaje adecuado, estén polarizados directamente, con

una resistencia de protección adecuada y los diodos convencionales los cuales pueden

servir para rectificar la corriente de VAC a VDC, sin embargo en nuestro caso solo sirvieron

para impedir el paso de la corriente en un sentido y así proteger los circuitos. Además

hicimos el montaje de los circuitos tanto en digital con programas como los simuladores

Virtuales Breadboard Versión 4.38 y el LiveWire Versión 1.11 y en la placa de prácticas

(ProtoBoard) lo cual nos sirvió de mucha ayuda en las practicas. De estos circuitos se

hicieron capturas de pantallas y se anexaron a cada practica y hablan por sí solas.

Los Estudiantes

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REFERENCIAS

PÁGINAS WEB CONSULTADAS:

EL CONDUCTOR ELÉCTRICO (Ley de Ohm) http://www.profisica.cl/comofuncionan/como.php?id=19

DOCUMENTOS:

Principios de electrónica Sexta edición Albert Paul Malvino West Balley College McGRAW-HILYINTERAMERICANA DE ESPANA, S. A. U.

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ANEXOS

TABLA DE VALORES DE LAS RESISTENCIAS ELÉCTRICAS DE CARBÓN