Ministerio de Educacin y Cultura

EXPOTECNICA C.C.T.L 2008

Curso: 1Turno: MaanaEspecialidad: Electrnica Ao: 2008NDICETtulo

Pg. 3Introduccin

Pg. 3Objetivos generales y especficos

Pg. 4Funcionamiento del circuito Pg. 5Actividades llevadas a cabo durante la investigacin

Pg. 5Definicin y descripcin

Pg. 6Conductividad elctrica (EC)

Pg. 6Conductividad del agua

Pg. 7Conductividad elctrica y TDS

Pg. 7, 8, 9Aplicaciones

Pg. 10Concepto, unidades

Pg. 10, 11La conductancia

Pg. 11, 12Dielctricos o aislante

Pg. 12, 13El agua

Pg. 13Conclusin

Pg. 14Bibliografa

Pg. 15Anexos

Pg. 16TTULODetector de nivel de agua

INTRODUCCINEste trabajo fue escogido por una razn muy importante la cual es que si se aplica una buena utilizacin a este proyecto, este puede llegar a ser muy til; a tal punto de llegar a salvar la vida de un nio o a evitar el derroche de agua puesto que es un lquido vital, al que debemos cuidar.Por estas razones y tras tener una dura seleccin de proyectos optamos por este puesto que tena las funciones ms importantes.

OBJETIVO GENERALEste proyecto es ideal para controlar el llenado de algn tanque piscina o baera. Y nos advierte por medio de un tono de alerta que el contenedor de agua se esta llenando.OBJETIVOS ESPECFICOSEs ideal para advertirnos como que se esta llenando la baera cuando un nio se esta baando en ella. A fin de estar atentos cualquier acontecimiento desafortunado.

Se puede utilizar tambin para controlar el llenado de algn tanque de agua o piscina a fin de evitar un derroche de agua a causa de un mnimo descuido.

ACTIVIDADES LLEVADAS A CABO DURANTE LA INVESTIGACIN

Primeramente formamos un grupo de 4 integrantes, y luego procedimos a una investigacin la cual nos llevo a encontrar varios circuitos para los proyectos que resultaron ser muy interesantes y prcticos para la aplicacin cotidiana.

Seguidamente procedimos a montar los circuitos en los cuales encontramos algunas dificultades e inconvenientes para llegar a terminar el montaje del circuito en el protoboard.Despus de muchos intentos fallidos logramos que funcione el circuito; despus procedimos a montarlo en la placa en la cual no tuvimos tantos inconvenientes como sucedi anteriormente.

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

El circuito esta formado por un circuito integrado que en su interior contiene cuatro compuertas NAND. La primera de ellas se empleo para, por un lado detectar resistencia entre los electrodos (mas adelante se explica en detalle) y por el otro para oscilar produciendo el sonido de la alarma. Las tres restantes se configuraron en paralelo para amplificar la salida y colocarlo sobre el parlante (previo bloqueo de la continua con un capacitor). La deteccin del agua se efecta por medio de dos electrodos de al menos cinco centmetros de largo y separados uno del otro por no ms de un centmetro. Estos electrodos, al entrar en contacto con el agua producen una cierta resistencia (mucho menor al mega) provocando un estado ALTO en la terminal 1. Activada esta entrada queda esta compuerta oscilando gracias a la resistencia de 470 y el capacitor de 1F.

Se alimenta con 9V (que bien pueden ser provistos por una batera) y el consumo en reposo es casi nulo y sonando no mas de medio vatio. El parlante puede ser cualquiera de una radio porttil y la impedancia puede estar entre 4 y 16 ohms sin problemas.DEFINICIN Y DESCRIPCIN

La conductividad de una sustancia se define como "la habilidad o poder de conducir o transmitir calor, electricidad o sonido". Las unidades son Siemens por metro [S/m] en sistema de medicin SI y microhmios por centmetro [mmho/cm] en unidades estndar de EE.UU. Su smbolo es or .

CONDUCTIVIDAD ELCTRICA (EC)

La corriente elctrica resulta del movimiento de partculas cargadas elctricamente y como respuesta a las fuerzas que actan en estas partculas debido a un campo elctrico aplicado. Dentro de la mayora de los slidos existe un flujo de electrones que provoca una corriente, y a este flujo de electrones se le denomina conduccin electrnica. En todos los conductores, semiconductores y en la mayora de los materiales aislados se genera conduccin electrnica; la conductividad elctrica depende en gran medida del nmero de electrones disponibles para participar en el proceso de conduccin.

La mayora de los metales son buenos conductores de electricidad, debido al gran nmero de electrones libres que pueden ser excitados en un estado de energa vaco y disponible. En el agua y materiales inicos o fluidos puede generarse el movimiento de una red de iones cargados. Este proceso produce corriente elctrica y se denomina conduccin inica. La conductividad elctrica se define como el radio entre la densidad de corriente (J) y la intensidad elctrica del campo () y es opuesta a la resistividad (, [*m]): = J/ = 1/

La plata tiene la mayor conductividad de todos los metales: 63 x 106 S/m.CONDUCTIVIDAD DEL AGUA

Agua pura es un buen conductor de la electricidad. El agua destilada ordinaria en equilibrio con dixido de carbono en el aire tiene una conductividad aproximadamente de 10 x 10-6 -1*m-1 (20 dS/m). Debido a que la corriente elctrica se transporta por medio de iones en solucin, la conductividad aumenta cuando aumenta la concentracin de iones. De tal manera, que la conductividad cuando el agua disuelve compuestos inicos. Conductividad en distintos tipos de aguas:Agua Ultra Pura 5.5 10-6 S/mAgua potable 0.005 0.05 S/mAgua del mar 5 S/mCONDUCTIVIDAD ELCTRICA Y TDS

ndice TDS o Slidos totales disueltos (siglas en ingles de Total Dissolved Solids) es una medida de la concentracin total de iones en solucin. EC es realmente una medida de la actividad inica de una solucin en trminos de su capacidad para transmitir corriente. En soluciones en dilucin, TDS y EC son comparables con TDS en una muestra de agua basado en medida de EC calculado mediante la siguiente ecuacin:

TDS (mg/l) = 0.5 x EC (dS/m or mmho/com) or = 0.5 * 1000 x EC (S/cm)

La relacin expresada en la formula de arriba tambin se puede usar para determinar la aceptabilidad de un anlisis qumico del agua. No se aplica en agua residuales crudas sin ningn tratamiento o en aguas residuales industriales con amplia contaminacin. Esto es porque, cuando la solucin esta mas concentrada (TDS > 1000 mg/l, EC > 2000 s/cm), la proximidad de los iones en solucin entre ellos inhibe su actividad y en consecuencia su habilidad de transmitir corriente, a pesar de que la concentracin fsica de slidos disueltos no queda afectada. A amplios valores de TDS, la relacin TDS/EC aumenta y la relacin tienen a ser en torno a TDS = 0.9 x EC. En estos casos, la relacin anterior no debe usarse y cada muestra debe caracterizarse de manera separada. Para propsitos de uso en agua en agricultura e irrigacin los valores de EC y TDS estn relacionados y se pueden convertir con una precisin de aproximadamente un 10% usando la siguiente ecuacin:TDS (mg/l) = 640 x EC (ds/m o mmho/cm)

Con los procesos de osmosis inversa el agua se fuerza a travs de membranas semi-impermeables dejando las impurezas atrs. Este proceso es capaz de remover hasta un 5 a 99% de TDS, dando lugar a agua pura o ultra pura.

Puede usar las calculadoras de Lenntech para determinar la cantidad de TD S a partir del anlisis del agua y su conversin de TDS a EC o viceversa.

La cuba contiene el electrlito. La fuente de tensin es alterna y variable. Con V se indica el voltmetro y con A el ampermetro. Nota: Antes de conectar la fuente, pida que un docente revise su circuito y lo autorice a conectar la misma.

para verificar lo discutido en la introduccin, pruebe de aplicar una tensin alterna (ms adelante veremos porqu) a una solucin salina de agua en una cuba como la que se muestra en la Figura 1. Comience con slo agua destilada en la cuba, aplique una tensin de unos 10 Voltios de alterna y mida la corriente con un tster. Nota: Verifique que la conexin del tster sea la apropiada para medir corriente alterna (modo AC: AC = de

Alternating Current = Corriente Alterna). Prepare una solucin de 1 g de sal comn en 1/2 litro de agua. Agregue a la cuba la solucin en una gota a la vez y observe como vara la corriente. Grafique la corriente en funcin del nmero de gotas. Si puede tambin grafique la corriente vs. La concentracin en fraccin molar (u otra unidad de concentracin que le parezca apropiada). Cmo afecta el nmero de portadores de carga (iones) la conductividad del medio electroltico? Qu conclusin saca de este ensayo?

usando una fuente de tensin alterna variable o un divisor resistivo de tensin (qu es un divisor resistivo de tensin?), un voltmetro y un ampermetro estudie cmo es la dependencia de la tensin V versus la corriente i en un lquido conductor. Grafique sus resultados. Cmo es la dependencia observada? Si esta relacin es lineal, se dice que se satisface la ley de Ohm. En este caso el cociente V/i se define como la resistencia R del sistema (cuba con el electrolito).

Usando el dispositivo de la Figura 2, en donde hemos incluido un termmetro para medir la temperatura (suponemos que ponemos a la cuba sobre un calefactor para calentar el lquido), estudiar la variacin de la resistencia con la temperatura. Grafique R versus T, qu concluye de los mismos? Trate de dar cuenta de este fenmeno suponiendo un modelo microscpico de conduccin, en que los iones se mueven en un medio viscoso (lquido), recuerde adems que en general en los lquidos la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura. Verifique como vara la viscosidad del agua con la temperatura, consultando alguna tabla que tenga las propiedades del agua. Superponga en su grfico anterior la variacin de la viscosidad con la temperatura.

La cuba contiene el electrlito. El termmetro mide la temperatura de la solucin. El tster en modo hmetro se usa para medir la variacin de la resistencia con la temperatura.

Electrlisis: Usando el dispositivo de la Figura 1, pero esta vez aplique una tensin continua de unos 5 a 10 Volts (cambie tambin la configuracin de los medidores al modo DC (DC = de Direct Current = Corriente

Continua). Pese cuidadosamente los electrodos, en particular el CTODO (electrodo negativo) antes de empezar el experimento. Coloque en la cuba una solucin de sulfato de cobre de concentracin conocida que le proveer su docente. Haga pasar una corriente del orden de 0.5 A por una media hora. Observe qu pasa en cada uno de los electrodos mientras circula la corriente. Mantenga la corriente lo ms constante posible y mida cuidadosamente el tiempo por el que circula la corriente. Esto le permitir conocer cuanta carga Q pas por el circuito. Pida a otro de los grupos que hacen este experimento que usen una corriente 30% mayor que la que Uds. usaron. Al final de este ensayo, cuidadosamente retire el ctodo, deje que se seque solo o, a lo sumo, asintelo cuidadosamente sobre un papel de filtro para que se escurra del agua y de nuevo pselo cuidadosamente. Qu pas con su masa, aument o disminuy? Cunto vale Dm? Con los datos que tomaron y los de otros grupos graficar Dm vs. Q.APLICACIONES

Discuta alguna de las posibles aplicaciones e implicancias de este experimento.

Por ejemplo: a) como se realiza la galvanoplstica (cromado, niquelado, bao de oro,

etc.) de superficie metlicas. b) Se podra usar este mtodo para calibrar en forma

absoluta un ampermetro?. c) Cunta corriente y cunto tiempo se debera hacer pasar

la corriente para lograr un error del orden del 1%?. d) Qu siente si lleva a la lengua

los dos electrodos de un hmetro?. Cmo explicara los que sucede?

CONCEPTO, UNIDADES

Una resistencia o resistor es un elemento que causa oposicin al paso de la corriente, causando que en sus terminales aparezca una diferencia de tensin (un voltaje).

En el grfico siguiente vemos que tenemos un bombillo / foco en el paso de la corriente que sale del terminal positivo de la batera y regresa al terminal negativo.

Este bombillo / foco que todos tenemos en nuestros hogares es una resistencia. Las resistencias se representan con la letra R y el valor de stas se mide en Ohmios ().

Las resistencias o resistores son fabricadas en una amplia variedad de valores. Hay resistencias con valores de Kilohmios (K), Megaohmios (M).

Ests dos ltimas unidades se utilizan para representar resistencias muy grandes. En la siguiente tabla vemos las Concepto, unidades

Una resistencia o resistor es un elemento que causa oposicin al paso de la corriente, causando que en sus terminales aparezca una diferencia de tensin (un voltaje).

En el grfico siguiente vemos que tenemos un bombillo / foco en el paso de la corriente que sale del terminal positivo de la batera y regresa al terminal negativo.

Este bombillo / foco que todos tenemos en nuestros hogares es una resistencia. Las resistencias se representan con la letra R y el valor de stas se mide en Ohmios ().

Las resistencias o resistores son fabricadas en una amplia variedad de valores. Hay resistencias con valores de Kilohmios (K), Megaohmios (M).

Ests dos ltimas unidades se utilizan para representar resistencias muy grandes . En la siguiente tabla vemos las equivalencias entre ellas

1 Kilohmio (K) = 1,000 Ohmios ()1 Megaohmio (M) = 1,000,000 Ohmios ()1 Megaohmio (M) = 1,000 Kilohmios (K)

Para poder saber el valor de las resistencias sin tener que medirlas, existe un cdigo de colores de las resistencia que nos ayuda a obtener con facilidad este valor con slo verlas.

Para obtener la resistencia de cualquier elemento de un material especfico, es necesario conocer algunos datos propios de ste, como son: su longitud, rea transversal, resistencia especfica o resistividad del material con que est fabricada.

LA CONDUCTANCIA

La recproca (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 de 1 Ohmio (ohm) posee una conductancia de 1 mhoUna resistencia de 1000 Ohmios (ohms) posee una conductancia de 0.001 mho. Equivalencias entre ellas.

1 Kilohmio (K) = 1,000 Ohmios ()1 Megaohmio (M) = 1,000,000 Ohmios ()1 Megaohmio (M) = 1,000 Kilohmios (K)

Para poder saber el valor de las resistencias sin tener que medirlas, existe un cdigo de colores de las resistencias que nos ayudan a obtener con facilidad este valor con slo verlas.

Para obtener la resistencia de cualquier elemento de un material especfico, es necesario conocer algunos datos propios de ste, como son: su longitud, rea transversal, resistencia especfica o resistividad del material con que est fabricada.

El CONDENSADOR es un dispositivo formado por dos placas metlicas separadas por un aislante llamado dielctrico. Un dielctrico o aislante es un material que evita el paso de la corriente. El smbolo del condensador es el siguiente:

El condensador o capacitor almacena energa en la forma de un campo elctrico (es evidente cuando el capacitor funciona con corriente directa) y se llama capacitancia o capacidad a la cantidad de cargas elctricas que es capaz de almacenar

La capacidad depende de las caractersticas fsicas del condensador:- Si el rea de las placas que estn frente a frente es grande la capacidad aumenta- Si la separacin entre placas aumenta, disminuye la capacidad- El tipo de material dielctrico que se aplica entre las placas tambin afecta la capacidad- Si se aumenta la tensin aplicada, se aumenta la carga almacenadaDIELCTRICO O AISLANTELa funcin del dielctrico es aumentar la capacidad del condensador.Los diferentes materiales que se utilizan como dielctricos tiene diferentes grados de permitividad. ( diferente capacidad para el establecimiento de un campo elctricoMaterialPermitividad relativa (Er)

Vaco1

Aire1,0059

Polietileno2,5

Porcelana5...6

Mica7

Pentxido Tntalo26

Cermica10 a 50000

Mientras mayor sea la permitividad, mayor es la capacidad del condensadorLa capacitancia de un condensador est dada por la frmula: C = Er x A / d donde:- C = capacidad- Er = permitividad- A = rea entre placas- d = separacin entre las placas

La unidad de medida es el faradio. Hay submltiplos como el miliFaradio (mF), microFaradio (uF), el nanoFaradio (nF) y el picoFaradio (pF)

Las principales caractersticas elctricas de un condensador son su capacidad o capacitancia y su mxima tensin entre placas (mxima tensin que es capaz de aguantar sin daarse).

EL AGUAPara que un medio material pueda conducir la corriente elctrica debe contener cargas mviles capaces de conducir la electricidad. En los metales, las cargas mviles son los mimos electrones de las capas ms externas de los tomos que lo forman (electrones de conduccin). Al formarse el metal, el campo de cada tomo afecta a sus vecinos ms prximos, lo que hace que los electrones ms externos dejen de estar ligados a un solo tomo y tengan libertad para moverse a travs de todo el slido. En algunos lquidos, por ejemplo el agua, si se disuelven sales, cidos o bases, stas se disocian en iones positivos y negativos que pueden moverse a travs del lquido, por lo que la conduccin elctrica se hace apreciable.

CONCLUSINCon este trabajo pudimos aprender nuevas cosas sobre algunas tcnicas de montaje. Estuvimos familiarizndonos con la electrnica.

Este circuito funciona con 9 voltios; su componente principal son dos electrodos que actan como llaves dejndose activar por el paso de la electricidad atravs del agua activando un ensamblaje de puertas NAND cuya funcin es la de advertir a la persona que utiliza el circuito el nivel deseado hasta el que puede llegar el agua, puesto que cuando lo hace el agua acta como un cortocircuito entre los electrodos ya que el agua es conductora de la electricidad.Gracias a este circuito pudimos aprender a trabajar en equipo y valores como el compaerismo, la ayuda mutua, y aprendimos que lo mejor es trabajar en forma unida,BIBLIOGRAFAPablin.com

www.pablin.com.arElectrnica Unicrom

www.unicrom.comTrcnicos en electrnica

Anexos

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