electrnica bsica i copia2 (1)

5/12/2018 Electrnica Bsica I Copia2 (1) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electrnica-bsica-i-copia2-1 1/142

Guía de Electrónica Básica

GIUIA DE ELECTRONICA BASICA

CURSO DE ASISTENTE TECNICO

MODULOS I-II-III

MARACAY

MEDICIONES TECNICAS

El uso de instrumentos es clave a la hora de desarrollar aplicaciones. Noscentramos en el estudio de los polímetros, fuentes de alimentación,generadores de funciones y osciloscopios. A partir de unos modelosgenéricos veremos las funciones básicas de estos y su forma de uso.

Módulos de Electrónica I, II y III Página 1




PARÁMETROS

(TERMINOLOGÍA)

A la hora de utilizar un instrumento entran en juego una serie de términosrelacionados con la medición. Estos parámetros caracterizan cada instrumentoy entre ellos podemos destacar:

Exactitud: Aproximación con que la lectura de un instrumento se acercaal valor real de la variable medida.

1. Repetitividad (precisión): Capacidad de un instrumento de dar siempreun mismo resultado al medir la misma magnitud.

2. Resolución: Cambio más pequeño en el valor medido al cual respondeel instrumento.

3. Sensibilidad: Respuesta de un instrumento respecto a un cambio en la

variable medida.No debemos confundir los términos precisión (repetibilidad) y exactitud.

La precisión no garantiza la exactitud, pero la exactitud necesita de la precisión.

Mientras que la exactitud está referida al grado de aproximación entre el valor medido y el valor real, la precisión especifica el grado de concordancia de unconjunto de medidas.

La exactitud de los instrumentos depende del tipo de presentación de las

medidas, analógicas o digitales.En indicadores analógicos este se da en % a fondo de escala (por ejemplo 3%a fondo de escala), mientras que en indicadores digitales se expresa en % másun número de conteos del dígito menos significativo (por ejemplo 0,05% +/- 1dígito).

La resolución en instrumentos de presentación analógica es la típica de lossistemas gráficos y escalas (unos 0,3 mm), sin embargo en los de presentacióndigital esta se corresponde con el significado del dígito menos significativo. Así,un amperímetro cuyo rango va desde 000,0 μ A a 199,9 μ A tiene unaresolución de 0,1 μA.

El aumento de la resolución de un instrumentó depende de la sensibilidad y laaplicación. Así, en el ejemplo anterior, si se aumenta la resolución en 0,001





μ A, y la sensibilidad del amperímetro es menor, los dos últimos dígitosresponderán más a interferencias y ruido que a cambios producidos en laentrada.

REDES DE CORRIENTE DIRECTA

La energía eléctrica disponible en cualquier toma de corriente doméstica sellama voltaje de corriente alterna (ca), que con el tiempo varía de maneradefinida. Como las cantidades de interés en una red de cd son independientesdel tiempo, es mucho más fácil presentar y entender las leyes básicas de lossistemas eléctricos. Sin embargo, como las similitudes son tan marcadas entrela aplicación de un teorema a una red de cd, en comparación con una red deca, el análisis de los sistemas ca se facilitará de manera considerable con el conocimiento obtenido si primero se examinan las redes de cd.

C ORRIENT E

La primera cantidad eléctrica de importancia primordial a ser presentada es lavariable de flujo: la corriente.

La velocidad de flujo de una carga a través de un conductor es una medida dela corriente presente en el conductor. Las cargas en movimiento son loselectrones relativamente libres encontrados en cargas en movimiento son loselectrones relativamente libres encontrados en conductores como cobre,aluminio y oro.

El término libres simplemente revela que los electrones están debidamentevinculados a su átomo y que se pueden mover en una dirección particular mediante la aplicación de una fuente de energía externa como la batería de cd antes mencionada. Mientras mayor es la cantidad de carga que fluye a travésde la superficie imaginaria por unidad de tiempo (en la misma dirección), mayor

es la corriente. En forma de ecuación:

I = Q / t

........................

Donde:

I = corriente en amperes (A)

Q = carga en coulombs (C)

T = tiempo en segundos (s)

Un electrón tiene una carga electrónica de 1.6 X 10 -19 coulomb y, en formacorrespondiente, un coulomb es la carga asociada con 6.242 X 10 18 electrones.

Una analogía a menudo utilizada para explicar con claridad el concepto decorriente es el flujo de agua a través de un tubo, el cual hay que partir einsertar un medidor, en otras palabras, primero se debe "romper" el trayectodel flujo de carga (corriente) e insertar el medidor entre las dos terminales(expuestas) creadas en el circuito.

El instrumento para medir la corriente se llama AMPERÍMETRO , el medidor seconecta de modo que la corriente entre por la terminal positiva del medidor y salga por la negativa. De esta manera, tanto los medidores analógicos comolos digitales presentarán un número positivo. Si se conectan a la inversa, laaguja del medidor analógica apuntará bajo cero y el digital mostrará un signonegativo con valor numérico.





Los niveles de corriente que por lo general se presentan van desde nivelesmuy bajos hasta miles de amperes. El hogar promedio cuenta con servicio de100-, 150- o 200-A. La capacidad de servicio indica la corriente máxima que puede ser consumida por dicho hogar de la línea de energía. Si se consideraque un solo acondicionador de aire puede consumir 15 A (el 15% de un

servicio de 100-A) hace que la opción de instalar un servicio mayor en unacasa nueva sea una importante consideración. En el otro extremo de la escalade magnitudes se encuentra el campo de electrónica, donde se presentanmilésimos e incluso millonésimos de ampere. En un esfuerzo por eliminar lanecesidad de arrastrar la cadena de ceros asociada con los números muy pequeños o muy grandes, se definió la notación científica que aparece en latabla.

Un conteo simple a partir del punto decimal hacia la derecha del número 1 dala potencia apropiada de 10. si se procede de izquierda a derecha se obtieneun exponente negativo, y de derecha a izquierda un exponente positivo.

NOTACIÓN CIENTIFICA

1,000,000,000,000 = 10 12 = terra = T

1,000,000,000 = 10 9 = giga = G

1,000,000 = 10 6 = mega = M

1,000 = 10 3 = kilo = k

1/1000 = 0.001 = 10 -3 = milli = m

1/1,000,000 = 0.000001 = 10 -6 = micro = m

0.000000001 = 10 -9 = nano = n

0.000000000001 = 10 -12 = pico = p

V OLTAJ E

A diferencia de la corriente, la cual es una variable de flujo y más o menos fácil de comprender, el voltaje es una variable de una parte a otra que requiere dos puntos para ser definida.

La batería automotriz característica tiene dos terminales que se dice tienen unadiferencia de potencial de 12 V entre ellas o un voltaje entre sus terminalesde 12 V. Cada uno de los seis elementos o celdas de la batería contribuye con2 V al valor entre las terminales.

Mediante la actividad química la batería establece un exceso de cargas positivas (iones) en la terminal (+) positiva y cargas negativas (electrones en laterminal (-) negativa. Esta disposición de las cargas tiene como resultado un

flujo de carga (corriente) a través de un conductor colocado entre lasterminales.





Los electrones en el conductor de cobre son relativamente libres de abandonar sus átomos y desplazarse hacia el número excesivo de cargas positivaslocalizadas en terminal positiva (cargas iguales se repelen y las cargasdistintas se atraen). Además, la terminal negativa presiona, al repelerlos a loselectrones hacia la terminal positiva.

El resultado neto es un flujo de carga (corriente) a través del conductor. Laacción química de la batería está diseñada para absorber el flujo de electronesy para mantener la distribución de la carga en terminales de batería.

Los iones positivos que quedan cuando los electrones abandonan los átomosson capaces de oscilar sólo en una posición media fija y no puedendesplazarse hacia la terminal negativa.

La diferencia entre voltaje o de potencia aplicado puede considerarse como el elemento de presión necesario para establecer el flujo de carga, no puedehaber un flujo de carga neto a través de un conductor en una u otra direcciónsin un voltaje aplicado como el que está disponible en una batería, en un

generador o en una toma de corriente doméstica.La diferencia de potencial, o voltaje transversal, entre dos puntos cualesquierade un sistema eléctrico queda determinado por:

V = W / Q

.....................

Donde:

V = diferencia de potencial en volts

W = energía disipada o absorbida en joules (J)

Q = carga medida en coulombs

W es la energía disipada o absorbida debido a una transferencia de cargas Qentre los dos puntos.

La diferencia básica entre corriente (un flujo variable) y voltaje (una variable"Transversal") también afecta la medición de cada una. El voltímetro básico esmuy similar al amperímetro en su apariencia fundamental, pero las técnicas demedición son muy diferentes.

El voltímetro no "rompe" el circuito sino que se coloca en un extremo del elemento para el cual se va a determinar la diferencia de potencial. Al igual queel amperímetro, está diseñado para afectar la red lo menos posible cuando se

inserta para propósitos de medición.Para la protección general de cualquier medidor utilizado para medir niveles devoltaje desconocidos es mejor cualquier medidor utilizado para medir nivelesde voltaje desconocidos es mejor comenzar con la escala más alta, para tener una idea del voltaje que se va a medir, y después trabajar hacia abajo hastaque se obtenga la mejor lectura posible.

Al igual que los niveles de corriente, los voltajes también pueden variar desdeel microvolt hasta la escala de los megavolts. Por tanto, la notación científica presentada con anterioridad también se aplica con frecuencia a los niveles devoltaje. En los receptores de radio y de televisión se encuentran niveles de

voltaje muy bajos (microvolts y milivolt), mientras que en las plantasgeneradoras de energía se presentan lecturas de kilovolt y megavolt.





El voltaje se puede tomar entre + y -, entre + y tierra, o ente - y tierra. En lamayor parte de las fuentes se considera que la salida entre + y - es flotante puesto que no está conectada a una tierra común o a un nivel de potencia de lared. El termino tierra simplemente se refiera a un nivel de potencia cero o detierra. El chasis o gabinete de la mayoría del equipo eléctrico, ya sea una

fuente o un instrumento, está conectado a tierra a través del cable dealimentación.

RESISTENCIA Y LEY DE OHM

Las dos cantidades fundamentales, el voltaje y la corriente, están relacionadas por una tercera cantidad de igual importancia: la resistencia. En cualquier sistema eléctrico la presión e el voltaje aplicado, y el resultado (o efecto) es el flujo de la carga o corriente. La resistencia del sistema controla el nivel de lacorriente resultante. Mientras mayor es la resistencia, menor es la corriente y viceversa.

Este efecto es obvio de inmediato cuando se analiza la ley más fundamental de

los circuitos eléctricos: la Ley de Ohm.

I = E / R

........................

Donde:

I = amperes (A)

E = volts (V)

R = ohms (W )

..

POLÍMETRICOS GENÉRICOS





POLÍMETROS: TOMA DE MEDIDAS

Para no dañar el instrumento es muy importante respetar la selección defunción adecuada y escala para cada medida.

Si no sabemos el nivel de escala a seleccionar inicialmente, utilizaremos lamayor e iremos bajando progresivamente hasta obtener el resultado

Entre las principales medidas que podemos realizar con un polímetro

destacamos:• Medida de tensiones.





• Medida de intensidades.

• Medida de resistencias.

• Medida de capacidades.

• Comprobación de diodos.

• Comprobación de continuidad.• Medida de transistores.

• Diodos LED.

• Niveles lógicos.

• Medida de frecuencias.

MEDIDA DE TENSIONES:

No se deben medir tensiones (tanto continuas como alternas) más

elevadas que las máximas que soporta el instrumento.

Seleccionamos función (tensión), modo (AC/DC) y escala (en el caso de nosaber el valor a medir empezaremos por la escala mayor).

La medida de tensión siempre se realizará colocando el instrumento en paralelo con el circuito del cual se va a obtener la medida.

Cuando midamos tensiones continuas hay que tener en cuenta la polaridad de los bornes de entrada (negro el negativo y rojo el positivo).

Si las medidas son de tensión alterna el polímetro mide valores eficaces. MEDIDA DE INTENSIDADES:

No se deben medir intensidades más elevadas que las que soporta el instrumento.

Seleccionamos función (intensidad), modo (AC/DC) y empezaremos con lamayor escala para ir bajando progresivamente hasta obtener la medida.

La medida de intensidad siempre se realizará colocando el instrumentoen serie con el circuito del cual se va a obtener la medida.

MEDIDA DE RESISTENCIAS:

Antes de conectar la resistencia debemos asegurarnos de que no hay tensiónactuando en la misma.

Seleccionamos función (ohmios) y actuamos sobre la escala hasta obtener el valor de esta (la opción AC/DC es inoperante y no influye en las medidas).

MEDIDA DE CAPACIDADES:

Como función se suele seleccionar la opción de OHMIOS, y en modo AC.

Es importante descargar el condensador antes de medir su capacidad.Cuando se trate de un condensador electrolítico tendremos que respetar

la polaridad. COMPROBACIÓN DE DIODOS:





Seleccionamos función y aplicamos los terminales respetando la polaridad.Obtendremos la tensión de coco del diodo.

Si el diodo está en corte suele aparecer en pantalla "0.0" y si está abierto "1.".

Nunca se debe medir en circuitos que estén funcionando.

COMPROBACIÓN DE CONTINUIDAD:Seleccionamos función y aplicamos los terminales. El zumbador sonarácuando el circuito no esté cortado.

El circuito a medir debe estar sin tensión durante esta comprobación.

MEDIDAS DE TRANSISTORES:

Con esta opción medimos la ganancia de corriente del transistor.Seleccionamos función (H fe ), sacamos el transistor del circuito y lo insertamosen los orificios respetando su tipo (NPN o PNP) y los terminales (base, emisor y colector).

Si un transistor NPN se inserta en el orificio de PNP (o viceversa)aparecerá una lectura nula, de forma que conseguimos identificar el tipode transistor.

Si las patillas no están insertadas correctamente (base, emisor y colector)el valor que obtenemos se acerca a cero.

DIODOS LED:

De la misma forma que con los diodos normales, si el polímetro tiene estaopción lo podemos aplicar a los diodos LED.

NIVELES LÓGICOS:

Suelen permitir hacer medidas lógicas TTL. Para ello seleccionamos función(LOGIC), aplicamos los terminales y obtendremos un "1" lógico si está en nivel alto o un "0" lógico si se encuentra en nivel bajo

MEDIDA DE FRECUENCIA:

Conseguimos medir la frecuencia a la que trabaja un circuito sometido a unadeterminada tensión.

Cuando el polímetro tiene esta opción suele aparecer un interruptor TRIG(LEVEL) con dos posiciones: HI y LOW.

Si se encuentra en la posición HI, el rango de operaciones en circuitos confamilias TTL o CMOS sometidos a ondas cuadradas, suele ser el siguiente:

- De 1.6 a 16 V de pico tenemos una frecuancia que va de 2 KHz a 2 MHz.

- De 1.6 a 5 V de pico, la frecuencia va desde 2 hasta 15 MHz y 20 MHz.

- De 1.6 a 3.3 V de pico, la corresponde una frecuencia de 15 a 20 MHz.

Si por el contrario se encuentra en la posición LOW, se nos presenta que paracualquier tipo de ondas el rango de frecuencias suele ser el siguiente:





- Para 100 mV eficaces la frecuencia va de 2 KHz a 2 MHz.- DE 200 mV - 3.5 V eficaces el rango de frecuencia va de 2 KHZ a 2 MHz.

FUENTES DE ALIMENTACIÓN

Presentamos dos fuentes de alimentación tipo y cual puede ser su modo deoperación de una forma genérica.

A partir de estas podemos obtener una base sobre el manejo de las distintasfuentes de alimentación.

(Comentarios basados en los modelos FAC 662B y MPS 60)

1. Voltímetro: En este display leemos la tensión entregada por la fuente paracada uno de los dos canales (S1 o S2 según esté pulsado el selector de canal).

2. Selector de funciones: Por medio de este selector elegimos el modo de

funcionamiento de la fuente: independiente, simétrico, serie y paralelo (modos de operación con el selector de funciones).


http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/pag05-04.htm







3. Selector de canal: Con la función independiente disponemos de dosfuentes en las que podemos regular la tensión e intensidad por cada una deellas.

4.-5. Ajuste de tensión: Por medio de los controles grueso y fino (los de la

izquierda para S1, fuente 1, y los de la derecha para S2, fuente 2) regulamos latensión de salida que aparecerá constantemente en el voltímetro (display).

6. Ajuste de la intensidad límite: Cortocircuitando la salida de la fuente ausar, regulamos la corriente máxima por medio de este control (el de laizquierda para S! y el de la derecha para S2). El amperímetro (display) indicaráconstantemente el valor de la corriente de salida.

7. Salidas.

8. Masa de canal 1.

9.-10. Salida de +5 V, -5 V: Aquí disponemos de una salida de 5 V, 2 Aindependiente de los demás controles para la aplicación principalmente enmontajes digitales con tecnología TTL.

11. Masa de canal 2.

12. Amperímetro: En este display leemos la intensidad entregada por la fuente para cada uno de los canales (S1 o S2 según esté pulsado el selector decanal).

GENERADOR DE FUNCIONES (GENÉRICOS)

Es muy importante no suministrar tensión alguna a los terminales desalida ya que podríamos dañar al instrumento.





(Comentarios basados en los modelos PROMAX GF100 y TEKTRONIX CGF 250)

1. Interruptor.2. Selector de banda: actuando sobre él establecemos el margen defrecuencias en el que nos vamos a mover.

3. Selector de la forma de onda: Determinamos si la onda va a ser cuadrada,senoidal o triangular.

4. Selector de frecuencias: Actuando sobre este selector ajustamos lafrecuencia que estará dentro del margen elegido (selector de banda). Estafrecuencia será aquella que indique el selector de frecuencias multiplicada por el límite inferior de la banda elegida en el selector de banda.

5. Control de la amplitud: Aumentamos o disminuimos la amplitud de la onda.Para controlarla podemos conectar la salida a un osciloscopio, y una vez visualizada, actuamos sobre este control.

6. Terminal para señales TTL: Obtenemos de esta salida una señal deimpulsos TTL para su aplicación a estos circuitos.

7. Terminal de salida. Para la obtención de una señal seguiremos lossiguientes pasos:

Seleccionamos la forma de onda (3) y la banda de frecuencias (2),ajustamos la frecuencia (4) y por último la amplitud.

OSCILOSCOPIOS GENÉRICOS





Los osciloscopios son instrumentos más complejos que los polímetros,generadores, etc...Presentamos a continuación lo que podría ser unosciloscopio genérico, con sus controles más característicos, de forma que nos permita familiarizarnos con estos.

* En la actualidad se están imponiendo los osciloscopios digitales debido a lasventajas que presenta frente a los analógicos.

En estos tendremos más opciones a la hora de analizar una señal, quenormalmente aparecerán mediante menús en pantalla.

Lo importante es que en todos los osciloscopios nos encontraremos con unaserie de bloques que nos permiten su manejo:

Tubo de rayos catódicos (T.R.C.) o pantalla:

Aquí están situados los controles sobre la imagen en la pantalla (foco,intensidad, etc).

Etapa vertical:

Mediante los controles situados en este bloque seleccionamos lasseñales a visualizar, y parámetros relativos a la amplitud de las mismas,así como el modo en que se visualizarán (atenuador/amplificador deentrada, ajuste fino de sensibilidad de escala, conmutador para

seleccionar la señal a visualizar, etc.).





Etapa horizontal o circuito de barrido:

Nos encontramos aquí con los controles de las señales en función del tiempo (atenuador/amplificador de barrido, factor de conversión deescala, etc.).

Circuito de disparo:

Se distinguen los controles relativos al modo en que se produce el disparo (independientemente de la fuente), así como el tipo deacoplamiento (adaptación de la señal a visualizar) de la señal de disparo(selector de fuente de barrido, level, etc.).

Conectores de entrada:

Aquí nos encontramos con las entradas para las señales y señales dedisparo.

COMPARATIVA ENTRE OSCILOSCOPIOS DIGITALES Y ANALÓGICOS

OSCILOSCOPIO DIGITAL OSCILOSCOPIO ANALÓGICO

Traza limpia y brillante sin modulación deintensidad

Permite la modulación deintensidad. En alta frecuencia el brillo es poco.

Almacenamiento ilimitadoTiempo limitado de memoria y técnicas fotográficas complejas.

Incremento de resolución mediantecursores.

Menor resolución aunque puedendisponer de cursores.

Información anterior al disparo mediante pretrigger.

No permite predisparo.

Ancho de banda variable en muestreo real.Gran ancho de banda en muestreoequivalente (hasta 15 GHz).

Ancho de banda constantedependiente de la amplitud (difícilmente superior a 1 GHz).

Velocidad de actualización de la pantallalenta.

Adquisición continua.





Mayor coste que los osciloscopiosanalógicos.

Precios moderados.

Facilidad de manejo y análisis de señalesde ocurrencia única.

Imposibilidad de captura de señalesuniciclo.

Posibilitan una fácil documentaciónmediante conexión a plotters, impresoras,y comunicación con ordenadores.

.

(Comentarios basados en los modelos CS-1022)

1. Atenuador vertical (CH1):

Seleccionamos los voltios en cada división (rejilla), para el primer canal.

2. Ajuste fino sensibilidad vertical (CH1):

Precisamos el ajuste del atenuador vertical.

3. Desplazamiento vertical de canal 1:

Desplazamos la señal verticalmente.

4. Selector AC-GND-DC de canal 1:

En el canal 1 seleccionamos la señal a visualizar (alterna o continua), ocon la posición GND situamos la masa en el nivel de referencia quequeramos.

5. Modos de funcionamiento:

Con este conmutador seleccionamos la señal a visualizar. Si pulsamosCH1 aparecerá la señal del canal 1, si pulsamos CH2 aparecerá la señal del canal 2, pulsando CH1 y CH2 simultáneamente aparece la suma delas dos señales. Pulsando ALT en la pantalla obtenemos las dos

señales, si pulsamos CHOP el barrido se produce más lentamente.6. Atenuador vertical (CH2):

Seleccionamos los voltios en cada división (rejilla), para el segundocanal.

7. Ajuste fino sensibilidad vertical (CH2):

Precisamos el ajuste del atenuador vertical.

8. Inversor de la señal de canal 2:





Con este interruptor invertimos la señal del canal 2. Si pulsamos este, y en los modos de funcionamiento CH1 y CH2 simultáneamente, en la pantalla obtenemos la diferencia de las dos señales.

9. Selector AC-GND-DC de canal 2:

En el canal 2 seleccionamos la señal a visualizar (alterna o continua), ocon la posición GND situamos la masa en el nivel de referencia quequeramos.

10.Entrada vertical (CH1):

Entrada para la sonda (canal 1).

11.Desplazamiento vertical de canal 2:

Desplazamos la señal verticalmente.12.Desplazamiento horizontal:

Con este mando variamos la posición horizontal del trazo. Con la opciónPULL x 10 MAG (sacando el conmutador) dividimos la escala del tiempo por 10.

13.Tiempo de barrido:

Seleccionamos el tiempo de cada división de la rejilla.

14.Ajuste fino de la base de tiempos:

Precisamos el ajuste de la base de tiempos.

15.Modos de disparo:

Con este conmutador seleccionamos el modo de disparo:

-AUTOMÁTICO (posición Auto): los impulsos de barrido se generaninternamente.

-NORMAL (posición Norm): no aparece nada en la pantalla si no hay señal en la entrada.- X/Y (posición x/y): el canal 1 produce la deflexión vertical (eje Y), y el canal 2 la deflexión horizontal (eje X).En esta posición es indiferente el modo de funcionamiento.

16.Selector de la fuente de barrido:

Seleccionamos la fuente de disparo, que puede ser una propia, lamisma señal del canal 1, la señal del canal 2, una señal exterior de la

red o una señal exterior.17.Conmutador de acoplamiento para el sincronismo:





Las posiciones de este conmutador:

- AC: la componente continua es bloqueada de la señal que va a dar lafuente de disparo.

- VIDEO FRAME: la componente vertical es una señal de video que seutiliza como fuente de disparo.

- VIDEO LINE: la componente horizontal es una señal de video que seutiliza como fuente de disparo.

Esta señal puede también no ser de video.

18.Nivel (comienzo del trazo):

Mediante este mando podemos elegir el punto de la onda en el que

comienza el trazo.19.Entrada vertical (CH2):

Entrada para la sonda (canal 2).

20. Ajuste de la sonda:

Para la comprobación de las sondas, conectaremos sus puntas de prueba a este terminal y en pantalla obtendremos una señal de prueba.

21.Brillo (intensidad): Nos ilumina más o menos el trazo de la señal.

22.Foco:

Ajustamos el trazo.

23.Interruptor.

OSCILOSCOPIOS: VISUALIZACIÓN Y TOMA DE MEDIDAS





PRECAUCIONES GENERALES

Antes de conectar el osciloscopio es conveniente ajustar el brillo (INTENSITY)en su posición intermedia, para evitar un fuerte destello del haz sobre la

pantalla, y evitar el deterioro de esta.

Los controles de desplazamiento del haz de las etapas vertical y horizontal (POSITION) debemos ajustarlos en sus posiciones intermedias, ya que si están en sus posiciones extremas no podremos visualizarlo.

Debemos asegurarnos de que la fuente de barrido (SOURCE) del circuito dedisparo (TRIGGER) preseleccionada es correcta.

Si está seleccionada en la posición "EXT" (fuente externa), y no aplicamosninguna señal de barrido, el haz permanecerá inmóvil en la pantalla (enausencia de señal de entrada) si el modo de disparo es automático (MODE- AUTO), o no aparecerá si el modo es normal (MODE-NORM).

PUESTA EN MARCHA

Una vez que se ha encendido el osciloscopio situaremos el conmutador deentrada de señal vertical correspondiente en la posición GND y mediante los

controles de posición (POSITION) ajustamos el trazo en una posición dereferencia en la retícula de la pantalla (normalmente en el centro).

Una vez hecho esto ajustaremos los distintos controles del tubo de rayoscatódicos como intensidad adecuada, foco, rotación del trazo, etc..

VISUALIZACIÓN DE SEÑALES

Para visualizar una señal hemos de introducir la sonda o sondas de medida enel conector de entrada vertical (INPUT). Si el osciloscopio es de doble canal,dispondremos de dos entradas, normalmente CH1 ó Y, y CH2 ó X.

Para señales de elevada tensión usaremos sondas especiales atenuadoras.

Para modificar la representación de la imagen actuaremos sobre losconmutadores de atenuación vertical (VOLTS/DIV) y horizontal o barrido(TIME/DIV o SEC/DIV).

Así, por ejemplo, no podremos visualizar una señal de 30 V, si el atenuador

VOLTS/DIV está en la posición de 10mV/div, o una señal de 10 KHz (T=0,1ms) si el atenuador SEC/DIV está en la posición de 5s/div.





Antes de efectuar una medida hemos de ajustar los mandos ajuste fino desensibilidad vertical y horizontal (VARIABLE) en la posición CAL.

TOMA DE MEDIDAS

Una vez visualizada la señal, estamos en disposición de efectuar su medición:

MEDIDA DE TENSIÓN ALTERNA:

El selector de entrada debe estar en la posición "AC" y debe aparecer un ciclocompleto de la señal.

La medida de una tensión alterna se obtiene mediante el producto del número

de cuadros ocupados por la señal en la retícula de la pantalla (pico a pico), por la escala seleccionada en el atenuador vertical VOLTS/DIV, siempre que el mando de ajuste fino (VARIABLE) se encuentre en su posición "CAL".

La magnitud de la escala seleccionada normalmente viene impresa con marcasen el mismo mando VOLTS/DIV, aunque en algunos modelos se muestradirectamente en la pantalla.

MEDIDA DE TENSIÓN CONTINÚA:

En este caso situaremos el selector de entrada en la posición DC (acoplamiento DC).

De la misma forma actuaremos si tratamos de medir una señal alterna quetiene superpuesta un nivel de continua.

Si en este último caso situáramos la entrada en posición AC, eliminaríamos lacomponente continua con lo que solamente se visualizaría la componentealterna de la señal.

El procedimiento de lectura de la medida es el mismo que en el caso de unatensión alterna, pero hemos de fijar la línea de referencia (acoplamiento GND)en torno a la cual se desplazará el haz, positiva (hacia arriba) o negativamente(hacia abajo), en función de la magnitud medida y la posición del atenuador deentrada vertical (VOLTS/DIV).

MEDIDA DE FRECUENCIA:

Para obtener la frecuencia de una señal hemos de visualizar un ciclo completode esta como mínimo.

El cálculo lo haremos en base al tiempo de duración de un ciclo, siendo lafrecuencia la inversa del periodo (f=1/T).





Para ello contamos los cuadros ocupados por un ciclo completo en el ejehorizontal, y multiplicamos dicha cantidad por el tiempo de barridoseleccionado en el conmutador SEC/DIV, con lo que la frecuencia será lainversa del valor obtenido.

No debemos olvidar situar el mando de ajuste fino de sensibilidad (VARIABLE), del circuito horizontal, en la posición CAL.

EJEMPLOS

TENSIÓN ALTERNA Y FRECUENCIA

Tensión de pico:3 DIV x 0,5 VOLTS/DIV = 1,5 V (de pico)

Tensión pico-pico: V p-p = 3 V Frecuencia: 8 DIV x 0,1 ms = 0,8 ms

f = 1/T = 1/0,8ms = 1250 Hz

TENSIÓN CONTINUA

Valor de tensión:4,6 DIV x 2 VOLTS/DIV = 9,2V





UNIDAD 1

EXAMEN DE AUTOEVALUACION Principio del formulario

1.-Aproximación con que la lectura de un instrumento se acerca al valor real de la variable medida

A) Exactitud.

B) Respetabilidad (precisión).

C) Sensibilidad.





D) Resolución.

2.-en este tipo de medición no importa la polaridad como debe conectarse

A) Medidas de Capacitores.

B) Medidas de diodos.

C) Medidas de resistencias.

d) Medidas de transistores.

3.- en este tipo de comprobación el corte suele aparecer en pantalla "0.0" y si está abierto "1"

A) Comprobación de continuidad.

B) Comprobación de diodos.

C) Comprobación de frecuencias.

4.- En este tipo de comprobación El zumbador sonará cuando el circuito noesté cortado.

A) Comprobación de continuidad.

B) Comprobación de diodos.

C) Comprobación de frecuencias.

5.- En este tipo de mediciones Es importante descargar el condensador antesde medir su capacidad. Cuando se trate de un condensador electrolíticotendremos que respetar la polaridad.

A) Medidas de capacitores.







D) Medidas de transistores.

6.-sacamos el objeto del circuito y lo insertamos en los orificios respetandosu tipo (NPN o PNP) y los terminales (base, emisor y colector).

A) Medidas de capacitores.



D) Medidas de transistores.

<B7.-en este modo Disponemos de dos fuentes independientes de 0 a 30 V y 1 Acada una de ellas. En este modo regulamos la tensión y corriente de salida paracada una de ellas (por medio del selector de canal S1 o S2).

A) Modo simétrico.

B) Modo independiente.

C) Modo serie.

D) Modo paralelo.

8.-en este modo Disponemos a la salida de 0 a 30 V y 2 A. Realizamos lasconmutaciones internas necesarias para que S1 suministre el doble decorriente quedando los controles de S2 anulados.

A) Modo simétrico.


C) Modo serie.

D) Modo paralelo.

9.-en este modo Disponemos de una salida de 0 a +/- 30 V y 1 A. En este casose conectan internamente el borne (+) de S2 con el borne (-) de S1, actuandocomo cero central. La salida positiva se obtiene en el borne (+) de S1 y la





negativa en el terminal (-) de S2. El control de tensión e intensidad se efectúamediante S1, quedando los controles de S2 anulados.

A) Modo simétrico.


C) Modo serie.

D) Modo paralelo.

10.- en este modo nos permite obtener: - la tensión suma entre el (+) de S1 y el (-) de S2. - tensiones asimétricas tomando como referencia la unión (-) de

S1 con la (+) de S2.

A) Modo simétrico.


C) Modo serie.

D) Modo paralelo.

11.-esta medida se obtiene mediante el producto del número de cuadrosocupados por la señal en la retícula de la pantalla (pico a pico), por la escalaseleccionada en el atenuador vertical VOLTS/DIV, siempre que el mando deajuste fino (VARIABLE) se encuentre en su posición "CAL".

A) Medida de frecuencia.

B) Medida de tensión continúa.

C) Medida de tensión alterna.

Final del formulario





COMPONENTES PASIVOS

Entre los componentes pasivos básicos encontramos a las resistencias y a loscondensadores.

Para un uso correcto de los mismos y para cada aplicación es interesanteconocer las características técnicas que definen su comportamiento.

Existen diversos tipos de estos elementos, tanto desde el punto de vista de su comportamiento, materiales base para su fabricación o característicasconstructivas y geométricas.

Por último, es importante conocer el grupo concreto a que pertenece cada

componente, y determinar su valor nominal, que vendrá expresado medianteun código de colores o de marcas.

RESISTENCIAS

Desde el punto de vista de vista de la resistividad, podemos encontrar materiales conductores (no presentan ninguna oposición al paso de la corrienteeléctrica), aislantes (no permiten el flujo de corriente), y resistivos (que presentan cierta resistencia).Dentro de este último grupo se sitúan las resistencias.

Las resistencias son componentes eléctricos pasivos en los que la tensióninstantánea aplicada es proporcional a la intensidad de corriente que circula por ellos.Su unidad de medida es el ohmio (Ω).

Se pueden dividir en tres grupos:

Resistencias lineales fijas: su valor de resistencia es constante y está predeterminado por el fabricante.Resistencias variables: su valor de resistencia puede variar dentro deunos límites.Resistencias no lineales: su valor de resistencia varia de forma nolineal dependiendo de distintas magnitudes físicas (temperatura,

luminosidad, etc.).


http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/resisli.htm

http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/resisva.htm

http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/resisno.htm

http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/resisli.htm


http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/resisno.htm




CLASIFICACIÓN DE RESISTENCIAS LINEALES

La clasificación de estas resistencias se puede hacer en base a los materialesutilizados para su construcción, básicamente mezclas de carbón o grafitos y materiales o aleaciones metálicas.

También se pueden distinguir distintos tipos atendiendo a característicasconstructivas y geométricas. Una clasificación sería la siguiente:

DE CARBÓN: Aglomeradas: De capa.

METÁLICAS: -De capa. De película. -Bobinadas.

RESISTENCIAS DE CARBÓN

Es el tipo más utilizado y el material base en su construcción es el carbón ografito.

Son de pequeño tamaño y baja disipación de potencia. Según el proceso defabricación y su construcción interna, podemos distinguir:

RESISTENCIAS AGLOMERADAS

También se conocen con el nombre de "composición", debido a su constitución: una mezcla de carbón, materia aislante, y resina aglomerante.

Variando el porcentaje de estos componentes se obtienen los distintos valoresde resistencias.

Entre sus características se puede destacar:

-Robustez mecánica y eléctrica (sobrecarga).-Bajos coeficientes de tensión y temperatura.-Elevado nivel de ruido.-Considerables derivas.

RESISTENCIAS DE CAPA DE CARBÓN

En este tipo de resistencias, la fabricación está basada en el depósito de la

composición resistiva sobre un cuerpo tubular formado por materiales vítreoscerámicos.

Como características más importantes:

-Elevado coeficiente de temperatura.-Soportan mal las sobrecargas.-Ruido y coeficiente de tensión prácticamente nulos.-Mayor precisión y menores derivas que las aglomeradas:

RESISTENCIAS METÁLICAS

Estas resistencias están constituidas por metales, óxidos y aleacionesmetálicas como material base.


http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/clasifi1.htm










Según el proceso de fabricación y aplicación a la que se destinan podemosdistinguir:

RESISTENCIAS DE CAPA METÁLICA

Están constituidas por un soporte que puede ser de pírex, vidrio, cuarzo o porcelana, sobre el que se depositan capas por reducción química para el casode óxidos metálicos o por vaporización al vacío para metales o aleacionesmetálicas.

Los óxidos más utilizados son de estaño, antimonio e indio, como metales y aleaciones de oro, platino, indio y paladio dentro del grupo de metales preciosos.

Estos componentes tienen una gran estabilidad y precisión y un bajo nivel deruido por lo que suelen ser utilizadas en aplicaciones exigentes.

Entre sus características más importantes:

-Rangos reducidos de potencia y tensión.-Estrechas tolerancias y elevada estabilidad.-Bajo coeficiente de temperatura y altas temperaturas defuncionamiento.-Reducido nivel de ruido.

RESISTENCIAS DE PELÍCULA METÁLICA

La diferencia fundamental con las anteriores está en las técnicas de fabricaciónutilizadas, mediante las cuales se han conseguido integrar redes deresistencias.

Los materiales base usados en su fabricación y los cuerpos soporte son loscaracterísticos de las resistencias metálicas, a excepción de los óxidosmetálicos.

Dentro de este tipo también podemos diferenciar dos tipos: de películadelgada y de película gruesa, diferenciándose en las característicasconstructivas.

Las principales ventajas de estas resistencias radican en su reducido tamaño,y sobre todo en la disponibilidad de redes de resistencias como componenteintegrado.

A pesar de su reducido margen de potencia, inferior a 1/2 W, las ventajas

respecto a las resistencias discretas se pueden resumir en:-Coste menor para un mismo número de resistencias.-Reducción del cableado, peso y espacio en el circuito.-Tolerancias más ajustadas.-Características generales de las unidades integradas muy similares y valores nominales prácticamente idénticos.-Posibilidad de obtención de valores óhmicos distintos en función de laconfiguración interna y el número de resistencias integradas.

Esta última posibilidad está ligada al tipo de encapsulado en que se presenta lared. En la práctica los más comunes que se nos presentan son:





-Tipo SIL, disposición de terminales en una línea, usada también para algunostipos de conectores.

-Tipo DIL, característica de los encapsulados de circuitos integrados.

RESISTENCIAS BOBINADAS

En este tipo se emplean como soportes núcleos cerámicos y vítreos, y comomateriales resistivos metales o aleaciones en forma de hilos o cintas de unadeterminada resistividad, que son bobinados sobre los núcleos soporte.

Generalmente se suele hacer una subdivisión de este tipo en bobinadas de potencia y bobinadas de precisión, según la aplicación a la que se destinan.

Como características generales se pueden destacar las siguientes:-Gran disipación de potencias y elevadas temperaturas de trabajo.-Elevada precisión, variación con la temperatura y baja tensión de ruido.-Considerables efectos inductivos.

-Construcción robusta.Las resistencias bobinadas se pueden incluir en algunos de los modeloscomerciales siguientes:

Hilo descubierto, esmaltadas, vitrificadas, y aisladas.

RESISTENCIAS VARIABLES

Estas resistencias pueden variar su valor dentro de unos límites. Para ello seles ha añadido un tercer terminal unido a un contacto móvil que puededesplazarse sobre el elemento resistivo proporcionando variaciones en el valor

de la resistencia.Este tercer terminal puede tener un desplazamiento angular (giratorio) olongitudinal (deslizante).

Según su función en el circuito estas resistencias se denominan:

Potenciómetros: Trimmers Reostatos

Características técnicas

Recorridomecánico

Recorridoeléctrico

Resistencianominal (R n )

Resistenciaresidual de fin de pista (r f ):

Resistenciaresidual de principio de pista (r d ):

Resistenciatotal (R t ):

Resistencia de contacto (r c ):

Temperaturanominal de funcionamiento(T n ):

Temperatura

máxima de funcionamiento

Potencia

nominal (P n ):

Tensión máxima

defuncionamiento

Resolución:









(T max ): (V max ):

Leyes de variación:

Linealidad o conformidad:

Potenciómetros: se aplican en circuitos donde la variación deresistencia la efectúa el usuario desde el exterior (controles de audio,video, etc.).

Trimmers, o resistencias ajustables: se diferencian de las anterioresen que su ajuste es definitivo en el circuito donde van aplicadas.

Su acceso está limitado al personal técnico (controles de ganancia,

polarización, etc.).

Reostatos: son resistencias variables en las que uno de sus terminalesextremos está eléctricamente anulado.

Tanto en un potenciómetro como un trimmer, al dejar unos de susterminales extremos al aire, su comportamiento será el de un reóstato,aunque estos están diseñados para soportar grandes corrientes.


Estas son las especificaciones técnicas más importantes que podemosencontrar en las hojas de características que nos suministra el fabricante:





Recorrido mecánico: es el desplazamiento que limitan los puntos de parada del cursor (puntos extremos).

Recorrido eléctrico: es la parte del desplazamiento que proporcionancambios en el valor de la resistencia. Suele coincidir con el recorridomecánico.

Resistencia nominal (R n ): valor esperado de resistencia variable entrelos límites del recorrido eléctrico.

Resistencia residual de fin de pista (r f ): resistencia comprendida entreel límite superior del recorrido eléctrico del cursor y el contacto B (ver figura).

Resistencia residual de principio de pista (r d ): valor de resisienciacomprendida entre límite inferior del recorrido eléctrico y el contacto A(ver figura).

Resistencia total (R t ): resistencia entre los terminales fijos A o A' y B,sin tener en cuenta la conexión del cursor e incluyendo la tolerancia. Aunque a efectos practicos se considera igual al valor nominal (R t =R n ).

Resistencia de contacto (r c ): resistencia que presenta el cursor entresu terminal de conexión externo y el punto de contacto interno (sueledespreciarse, al igual que r d y r f ).

Temperatura nominal de funcionamiento (T n ): es la temperaturaambiente a la cual se define la disipación nominal.

Temperatura máxima de funcionamiento (T max ): máxima temperaturaambiente en la que puede ser utilizada la resistencia.

Potencia nominal (P n ): máxima potencia que puede disipar el dispositivo en servicio continuo y a la temperatura nominal defuncionamiento.

Tensión máxima de funcionamiento (V max ): máxima tensión continua( o alterna eficaz) que se puede aplicar a la resistencia entre losterminales extremos en servicio continuo, a la temperatura nominal defuncionamiento.





Resolución: cantidad mínima de resistencia que se puede obtener entre el cursor y un extremo al desplazar (o girar) el cursor. Sueleexpresarse en % en tensión, en resistencia, o resolución angular.

Leyes de variación: es la característica que particulariza la variación dela resistencia respecto al desplazamiento del cursor. Las más comunesson la ley de variación lineal, y la logarítmica (positiva y negativa):

Linealidad o conformidad: indica el grado de acercamiento a la ley devariación teórica que caracteriza su comportamiento, y es la máximavariación de resistencia real que se puede producir respecto al valor total (nominal) de la resistencia.

CLASIFICACIÓN DE RESISTENCIAS VARIABLES

Los materiales usados para la fabricación de estas resistencias suelen ser losmismos que los utilizados para las resistencias fijas, es decir, mezclas decarbón y grafito, metales y aleaciones metálicas.

La diferencia fundamental, a parte de las aplicaciones, está en los aspectosconstructivos. Tomando este criterio podemos hacer la siguiente clasificación:

CAPA Carbón Metálica Cermet.

BOBINADAS: Pequeña disipación. Potencia. Precision.

RESISTENCIAS VARIABLES DE CAPA

CAPA DE CARBÓN

Están constituidas por carbón coloidal (negro de humo), mezclado en proporciones adecuadas con baquelita y plastificantes.

Bajo estas características podemos encontrarnos con:

Potenciómetros de carbón:





-Valores de resistencias entre 50 y 10M óhmios.-Tolerancias del +/- 10% y +/- 20%.-Potencias de hasta 2W.-Formatos de desplazamiento giratorio y longitudinal, con encapsuladosimple, doble resistencia o con interruptor incorporado.

Trimmers de carbón:

-Valores usuales entre 100 y 2M óhmios.-Potencia de 0,25W.-Pequeñas dimensiones y bajo coste.

CAPA METÁLICA

Las capas de estos tipos de resistencias están formadas en base a mezclas de

óxidos de estaño y antimonio depositadas sobre un soporte de vidriogeneralmente.

El cursor, como en las de capa de carbón, suele ser de aleaciones de cobre y oro o plata, tomando los terminales de salida en contactos metalizados practicados sobre la capa. Básicamente nos encontraremos con potenciómetros.

Como características importantes:-Bajas tolerancias: +/- 5%, +/- 2%, +/- 1%.-Potencias desde 0,25W a 4W.

-Muy bajo ruido de fondo.-Buena linealidad:0,05%.

CAPA TIPO CERMET

La capa está constituida por mezcla aglomerada de materiales vítreos y metales nobles, depositada sobre un substrato de cerámica. Las principalesaplicaciones son para ajustes con lo que nos vamos a encontrar fundamentalmente con trimmers.Sus características principales:

-Valores desde 10 a 2M óhmios.-Potencias entre 0,5 y 2W.-Elevada precisión en modelos multivuelta.-Muy buena linealidad y resolución.

RESISTENCIAS VARIABLES BOBINADAS

PEQUEÑA DISIPACIÓN

La constitución de este tipo de resistencias es muy parecida a la de lasresistencias bobinadas fijas. Suelen usar los mismos materiales, aleaciones Ni-Cu para pequeños valores de resistencia, y Ni-Cr para valores altos. Su

principal aplicación es la limitación de corriente en circuitos serie, por lo que se pueden denominar reóstatos, aunque la potencia que pueden aguantar no es





muy elevada, por lo que también los encontraremos en aplicaciones como potenciómetros.

Características:

-Valores desde 50 hasta 50K óhmios.-Tolerancias entre +/-10% y +/-5%.-Potencia nominal entre 0,5 y 8W.-Ruido de fondo despreciable.

BOBINADAS DE POTENCIA

Se pueden comparar a los modelos vitrificados de alta precisión de lasresistencias fijas.

Este tipo de resistencias son las que realmente se denominan reóstatos,capaces de disipar elevadas potencias aplicadas como limitadores decorriente.Entre sus características podemos destacar:

-Valores desde 1 a 2,5K óhmios para potencias de hasta 50W, hasta 5K óhmios para 100W, y hasta 10K óhmios para 250W.-Tolerancias del +/-10%, y +/-5%.-Potencias nominales entre 25W y 1KW.-Máxima temperatura de funcionamiento en torno a los 200ºC.

BOBINADAS DE PRECISIÓN

En este tipo se usan aleaciones metálicas de pequeña resistividad (Au-Ag) enlugar de aumentar el diámetro del hilo y así conseguir pequeños valores con

reducidas dimensiones. Por sus aplicaciones, a este tipo se les sueledenominar trimmers bobinados.Sus características principales:

-Valores resistivos de 5 a 100K óhmios.-Tolerancias del +/-5% y +/-1%.-Disipación de potencia de 0,75 a 1,5W.-Linealidad comprendida entre +/-1% y +/-0,15%.-Resolucion del orden de 0,001.-Modelos multivuelta y simples.

RESISTENCIAS NO LINEALES

Estas resistencias se caracterizan porque su valor óhmico, que varía deforma no lineal, es función de distintas magnitudes físicas como puedeser la temperatura, tensión, luz, campos magnéticos, etc.. Así estasresistencias están consideradas como sensores.

Entre las más comunes podemos destacar las siguientes:

TERMISTORES

Caracteristicas Resistencia Nominal Autocalentamiento Factor de Disipacion





Resistencias : Resistencias NTC Resistencias PTC

VARISTORES

FOTORESISTORES

TERMISTORES

En estas resistencias, cuyo valor óhmico cambia con la temperatura, ademásde las características típicas en resistencias lineales fijas como valor nominal, potencia nominal, tolerancia, etc., que son similares para los termistores,hemos de destacar otras:

Resistencia nominal: en estos componentes este parámetro se define parauna temperatura ambiente de 25ºC:

Auto calentamiento: este fenómeno produce cambios en el valor de laresistencia al pasar una corriente eléctrica a su través. Hemos de tener encuenta que también se puede producir por una variación en la temperaturaambiente.

Factor de disipación térmica: es la potencia necesaria para elevar su temperatura en 1ºC. Dentro de los termistores podemos destacar dos grupos:NTC y PTC.

RESISTENCIAS NTC

Esta resistencia se caracteriza por su disminución del valor resistivo a medidaque aumenta la temperatura, por tanto presenta un coeficiente de temperatura

negativo.Entre sus características se pueden destacar: resistencia nominal de 10 ohmios a 2M, potencias entre 1 micro vatio y 35W, coeficiente de temperaturade -1 a -10% por ºC; y entre sus aplicaciones: regulación, compensación y medidas de temperaturas, estabilización de tensión, alarmas, etc.

RESISTENCIAS PTC

Estas, s diferencia de las anteriores, tiene un coeficiente de temperatura positivo, de forma que su resistencia aumentará como consecuencia del aumento de la temperatura (aunque esto sólo se da en un margen detemperaturas).

VARISTORES Estos dispositivos (también llamados VDR) experimentan una disminución ensu valor de resistencia a medida que aumenta la tensión aplicada en susextremos. A diferencia de lo que ocurre con las NTC y PTC la variación se produce de una forma instantánea.

Las aplicaciones más importantes de este componente se encuentran en: protección contra sobretensiones, regulación de tensión y supresión detransitorios.

FOTORESISTENCIAS

Estas resistencias, también conocidas como LDR, se caracterizan por su disminución de resistencia a medida que aumenta la luz que incide sobre ellas.





Las principales aplicaciones de estos componentes: controles de iluminación,control de circuitos con relés, en alarmas, etc...

IDENTIFICACION DE RESISTENCIAS

En primer lugar habría que determinar el grupo al que pertenecen, es decir, si son lineales fijas, variables, o no lineales, y el tipo concreto al que pertenecendentro de cada grupo.

Posteriormente determinaríamos el valor nominal de la resistencia y su tolerancia.

Estos valores son indicados en el cuerpo de la resistencia mediante el códigode colores, o, el código de marcas.

El valor de potencia nominal solamente suele ir indicado en algunos tipos deresistencias bobinadas y variables.

Para su determinación tendríamos que fijarnos en el tamaño del componente.

Para determinar otros parámetros como pueden ser el coeficiente detemperatura, ruido, tensión máxima aplicable, etc., tenemos que recurrir a lashojas de características que nos suministra el fabricante.

Para tener una orientación, solamente a título informativo y aproximado.

CÓDIGO DE COLORES para 3 o 4 bandas para 5 bandas

CODIGO DE MARCAS

coeficientemultiplicador

tabla de tolerancias

ej emplos de codigo de marcas

CÓDIGO DE COLORES

Es el código con el que se regula el marcado de el valor nominal y tolerancia para resistencias fijas de carbón y metálicas de capa fundamentalmente.

Tenemos que resaltar que con estos códigos lo que obtenemos es el valor nominal de la resistencia pero no el valor real que se situará dentro de unmargen según la tolerancia que se aplique.

Código de colores para tres o cuatro bandas

COLOR 1ª CIFRA 2ª CIFRA Nº DE CEROS TOLERANCIA (+/-%)PLATA - - 0,01 10%





ORO - - 0,1 5%NEGRO - 0 - -MARRÓN 1 1 0 1%ROJO 2 2 00 2%NARANJA 3 3 000 - AMARILLO 4 4 0000 -VERDE 5 5 00000 - AZUL 6 6 000000 -VIOLETA 7 7 - -GRIS 8 8 - -BLANCO 9 9 - -

Tolerancia: sin indicación +/- 20%

Para determinar el valor de la resistencia comenzaremos por determinar la

banda de la tolerancia: oro, plata, rojo, marrón, o ningún color.Si las bandas son de color oro o plata, está claro que son las correspondientesa la tolerancia y debemos comenzar la lectura por el extremo contrario.

Si son de color rojo o marrón, suelen estar separadas de las otras tres ocuatro bandas, y así comenzaremos la lectura por el extremo opuesto, 1ª cifra,2ª cifra, número de ceros o factor multiplicador y tolerancia, aunque en algunoscasos existe una tercera cifra significativa.

En caso de existir sólo tres bandas con color, la tolerancia será de +/- 20%.

La falta de esta banda dejará un hueco grande en uno de los extremos y se

empezará la lectura por el contrario.Suele ser característico que la separación entre la banda de tolerancia y el

factor multiplicativo sea mayor que la que existe entre las demás bandas.

Código de colores para cinco bandas

COLOR 1ª CIFRA 2ª CIFRA 3ª CIFRA Nº DE CEROS TOLERANCIA (+/-%)

PLATA - - - 0,01 -ORO - - - 0,1 -NEGRO - 0 0 - -MARRÓN 1 1 1 0 1%

ROJO 2 2 2 00 2%NARANJA 3 3 3 000 -





AMARILLO 4 4 4 0000 -VERDE 5 5 5 00000 0,5% AZUL 6 6 6 000000 -VIOLETA 7 7 7 - -GRIS 8 8 8 - -BLANCO 9 9 9 - -

CÓDIGO DE MARCAS

Como en el caso del código de colores, el objetivo del código de marcas es el marcado del valor nominal y tolerancia del componente y, aunque se puedeaplicar a cualquier tipo de resistencias, es típico encontrarlo en resistenciasbobinadas y variables.

Como valor nominal podemos encontrarnos con tres, cuatro, o cinco caracteresformados por la combinación de dos, tres, o cuatro números y una letra, de

acuerdo con las cifras significativas del valor nominal.La letra del código sustituye a la coma decimal, y representa el coeficientemultiplicador según la siguiente correspondencia:

LETRA CÓDIGO R K M G T COEFICIENTE MULTIPLICADOR x1 x10 3 x10 6 x10 9 x10 12

La tolerancia va indicada mediante una letra, según la siguiente tabla.Como se puede apreciar aparecen tolerancias asimétricas, aunque estas seusan normalmente en el marcado de condensadores.

TOLERANCIAS SIMÉTRICAS TOLERANCIAS ASIMÉTRICAS Tolerancia % Letra código Tolerancia Letra código+/- 0,1 B +30/-10 Q+/- 0,25 C +50/-10 T +/- 0,5 D +50/-20 S+/- 1 F +80/-20 Z +/- 2 G - -+/- 5 J - -+/- 10 K - -+/- 20 M - -

+/- 30 N - -

Como ejemplo estas son algunas de los posibles marcados en resistencias a partir del código de marcas:

Valor de la resistenciaen ohmios

Código demarcas

Valor de la resistenciaen ohmios

Código demarcas

0,1 R10 10K 10K 3,32 3R32 2,2M 2M2 59,04 59R04 1G 1G

590,4 590R4 2,2T 2T2 5,90K 5K9 10T 10T





Manejando los códigos de colores de 4 bandasPrincipio del formularioSelecciona las opciones deseadas....

primera banda segunda banda tercera banda banda de tolerancia

Negro

cafe

rojo

naranja

Amarillo

verde

azul

violeta

gris

blanco

Negro

cafe

rojo

naranja

Amarillo

verde

azul

violeta

gris

blanco

Negro

cafe

rojo

naranja

Amarillo

verde

azul

oro

plateado

RESISTENCIAS EN SERIE

Las Resistencias se pueden conectar enserie, esto significa que la corriente fluye enellas una después de la otra. El circuito en laFigura 1 tiene tres resistencias conectadas enserie y la dirección de la corriente indicada por una flecha.

Figura 1 Resistencias

conectadas en serie





Note que como la corriente solo tiene un camino por donde coger, la corrientea través de cada resistencia es la misma.

[1]

También, la caída de voltaje en cada resistencia debe ser sumada paraigualarla al voltaje de la batería:

[2]

Como V = I R , entonces

[3]

Pero como la Ley de Ohm debe ser satisfecha para el circuito completo:

[4]

Igualando la ecuaciones [3] y [4] , tenemos:

[5]

Sabemos que la corriente en cada resistencia, entonces I .

[6] Cancelando las corrientes:

[7]

En general, la resistencia equivalente de resistencias conectadas en serie es lasuma de la resistencias

[8] <>

RESISTENCIAS EN PARALELO

Las Resistencias se pueden conectar de tal manera que salgan de un solo punto y lleguen a otro punto, conocidos como nodos. Este tipo de circuito sellama paralelo. Cada uno de las tres resistencias en la Figura 1 es otro paso por el cual la corriente viaja de los puntos A al B.





Figura 1 Ejemplo de un circuitoque contiene tres resistenciasconectadas en paralelo.

Figura 2 Circuito que contieneresistencias en paraleloequivalente al de la Figura 1

Note que el nodo no tiene que ser físicamente un punto, mientras la corrientetenga diversas formas alternas para seguir, entonces esa parte del circuito esconsiderada en paralelo. Figuras 1 y 2 son idénticos circuitos pero conapariencias diferentes.

En A el potencial debe ser el mismo en cada resistor. Similarmente, en B el potencial también debe ser el mismo en cada resistencia. Entonces, entre los puntos A y B, la diferencia de potencial es la misma. Esto significa que cadauna de las tres resistencias en el circuito paralelo debe de tener el mismovoltaje.

[1] También, la corriente se divide cuando viaje de A a B. Entonces, la suma delas corrientes a través de las tres ramas es la misma que la corriente en A y enB.

[2]

De la Ley de Ohm, la ecuación[2] es equivalente a:

[3]

Por la ecuación [1] vemos que todos los voltajes son iguales, asi que losvoltajes se cancelan y se tiene:

[4]

Este resultado se puede generalizar para cualquier numero de resistenciasconectadas en paralelo.





[5]

RESISTENCIAS EN COMBINACION

Aquí se combinan circuitos enseries y circuitos en paralelo. Estosse conocen como circuitoscombinados.

Se puede imaginar una rama enun circuito en paralelo, pero la cual contiene dos resistencias en serie.Por ejemplo, entre los puntos A y Ben la Figura 1.

En esta situación se puede calcular la resistencia equivalente de larama AB usando las reglas decircuitos en serie

Entonces,

Figura 1 Combinación de Circuito 1

Ahora se puede reemplazar las dos resistencias con una sola, equivalente, sinningún tipo de cambios en el circuito.





Figura 2 Circuito 1 simplificado es uncircuito en paralelo.

Como se puede ver en la Figura 2, el circuito ahora esta en paralelo, conlas resistencias RAB y R3 en paralelo.Este circuito se resuelve usando lasmismas reglas que como otro circuito

en paralelo.

Otra combinación ocurre con circuitos en paralelo conectados en serie. Lafigura 3 muestra un típico ejemplo de dos circuitos en paralelo (AB y CD)conectados en serie con otra resistencia, R3.

Aquí, las resistencias en paralelo, circuito AB se pueden reemplazar con unaresistencia equivalente. De nuevo, se usala ecuación para circuitos en paralelo:

•

Figura 3 Circuitos Combinados 2

Esto da:

•

Entonces, la resistencia equivalente entre los puntos A y B es RAB.

Reemplazando el circuito en paralelo entre estos dos puntos con RAB da el siguiente circuito.

Figura 4 Circuito 2, parcialmente Figura 5 Circuito 2, simplificado





simplificado

Similarmente, se puede reemplazar el circuito en paralelo contenido entre R4 y R5 (entre los puntos C y D) con su resistencia equivalente, RCD, donde

•

Reemplazando el circuito en paralelo entre CD con su equivalente se forma: enFigura 5 (arriba).

Ahora solo quedan resistencias en serie, RAB, R3, y RCD. La resistenciaequivalente:

•

o

• R total = RAB + R3 + RCD

CONDENSADORES

Los condensadores son componentes pasivos diseñados con el fin dealmacenar energía electrostática o presentar una capacidad eléctricadeterminada.

Otra forma de definirlo sería la siguiente: componentes pasivos de dosterminales en los que la intensidad que los atraviesa (aparentemente) es

proporcional a la variación de tensión existente entre sus terminales respecto al tiempo. Su unidad de medida en el S.I. es el Faradio aunque por laslimitaciones características de los mismos se usan distintos submúltiplos(micro, µ / nano, n / pico, p ).

Desde el punto de vista constructivo, un condensador está constituido por dos placas conductoras separadas por un material dieléctrico.

En su interior se establece un campo eléctrico, sin pérdida de energía, comoconsecuencia de la polarización dieléctrica (no confundir material aislante y dieléctrico, todos los dieléctricos son aislantes, pero no todos los aislantes sondieléctricos; los dieléctricos son materiales no conductores en los que resulta posible su polarización).

La capacidad de un condensador va a depender del tamaño de sus placas, dela distancia que las separa y del material del que está formado el dieléctrico.

Igual que en las resistencias nos vamos a encontrar con condensadores:

-Condensadores fijos: su valor capacitivo no se puede alterar.-Condensadores variables: se puede modificar su capacidad dentro deunos márgenes determinados.


http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/mcondefi.htm

http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/condeva.htm

http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/mcondefi.htm

http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/condeva.htm





Capacidad nominal (C n )

ToleranciaCoeficiente de temperatura

Tensión máxima de funcionamiento (V n )

Tensión de pico (V p )

Corrientenominal (I n )

Corriente de fugas (I f )

Factor de perdidas (tgF)


Capacidad nominal (C n ): es la capacidad que se espera que tenga el condensador. Estos valores suelen corresponderse con valores normalizadosde la serie E-12, aunque también se usan los de las series E-6 y E-24, que sonlos mismos que se dan para resistencias.

Tolerancia: es la variación que puede presentar respecto al valor nominal del condensador dado por el fabricante. Se expresa en % y puede ser asimétrica (-a +b %).

Coeficiente de temperatura: expresa la variación del valor del condensador con la temperatura. Se suele expresar en %/ºC (tanto por ciento por gradocentígrado), o en ppm/ºC (partes por millón por grado centígrado).

Tensión máxima de funcionamiento (V n ): también llamada tensión nominal,es la máxima tensión continua o alterna eficaz que se le puede aplicar al

condensador de forma continua y a una temperatura menor a la máxima defuncionamiento, sin que este sufra algún deterioro.

Tensión de pico (V p ): máxima tensión que se puede aplicar durante un breveintervalo de tiempo. Su valor es superior a la tensión máxima defuncionamiento.

Corriente nominal (I n ): es el valor continuo o eficaz de la corriente máximaadmisible para una frecuencia dada en la que el condensador puede trabajar de forma continua y a una temperatura inferior a la máxima de funcionamiento.

Corriente de fugas (I f ): pequeña corriente que hace que el condensador sedescargue a lo largo del tiempo.

Factor de pérdidas (tgΦ): teóricamente cuando se aplica una tensión alternaa un condensador se produce un desfase de la corriente respecto a la tensiónde 90º de adelanto, pero en la práctica esto no es así.La diferencia entre estos 90º y el desfase real se denomina ángulo de pérdidas.





CONDENSADORES FIJOS

Estos condensadores tienen una capacidad fija determinada por el fabricante y su valor no se puede modificar. Sus características dependen principalmentedel tipo de dieléctrico utilizado, de tal forma que los nombres de los diversostipos se corresponden con los nombres del dieléctrico usado.

De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos:

Ceramicos plasticos mica Electroliticos de doble capa electrica

Condensadores cerámicos

El dieléctrico utilizado por estos condensadores es la cerámica, siendo el material más utilizado el dióxido de titanio.

Este material confiere al condensador grandes inestabilidades por lo que enbase al material se pueden diferenciar dos grupos:

Grupo I: caracterizados por una alta estabilidad, con un coeficiente detemperatura bien definido y casi constante.

Grupo II: su coeficiente de temperatura no está prácticamente definido y además de presentar características no lineales, su capacidad varíaconsiderablemente con la temperatura, la tensión y el tiempo defuncionamiento.

Se caracterizan por su elevada permisividad.

Las altas constantes dieléctricas características de las cerámicas permitenamplias posibilidades de diseño mecánico y eléctrico.

Condensadores de plástico

Estos condensadores se caracterizan por las altas resistencias de aislamientoy elevadas temperaturas de funcionamiento.

Según el proceso de fabricación podemos diferenciar entre los de tipo k y tipoMK , que se distinguen por el material de sus armaduras (metal en el primer caso y metal vaporizado en el segundo).

Según el dieléctrico usado se pueden distinguir estos tipos comerciales:

KS: styroflex, constituidos por láminas de metal y polietileno comodieléctrico.

KP: formados por láminas de metal y dieléctrico de polipropileno.MKP: dieléctrico de polipropileno y armaduras de metal vaporizado.





MKY: dieléctrico de polipropileno de gran calidad y láminas de metal vaporizado.MKT: láminas de metal vaporizado y dieléctrico de teraftalato de polietileno (poliéster).MKC: makrofol, metal vaporizado para las armaduras y policarbonato

para el dieléctrico.

A nivel orientativo estas pueden ser las características típicas de loscondensadores de plástico:

TIPO CAPACIDAD TOLERANCIA TENSION TEMPERATURAKS 2pF-330nF +/-0,5% +/-5% 25V-630V -55ºC-70ºC KP 2pF-100nF +/-1% +/-5% 63V-630V -55ºC-85ºC MKP 1,5nF-4700nF +/-5% +/-20% 0,25KV-40KV -40ºC-85ºC MKY 100nF-1000nF +/-1% +/-5% 0,25KV-40KV -55ºC-85ºC

MKT 680pF-0,01mF +/-5% +/-20% 25V-630V -55ºC-100ºC MKC 1nF-1000nF +/-5% +/-20% 25V-630V -55ºC-100ºC

Condensadores de mica

El dieléctrico utilizado en este tipo de condensadores es la mica o silicato dealuminio y potasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango defrecuencias y alta estabilidad con la temperatura y el tiempo.

Condensadores electrolíticos

En estos condensadores una de las armaduras es de metal mientras que laotra está constituida por un conductor iónico o electrolito.

Presentan unos altos valores capacitivos en relación al tamaño y en lamayoría de los casos aparecen polarizados.

Podemos distinguir dos tipos:

-Electrolíticos de aluminio: la armadura metálica es de aluminio y el electrolito de tetra borato armónico.

-Electrolíticos de Tántalo: el dieléctrico está constituido por óxido deTántalo y nos encontramos con mayores valores capacitivos que losanteriores para un mismo tamaño.

Por otra parte las tensiones nominales que soportan son menores quelos de aluminio y su coste es algo más elevado.

Condensadores de doble capa eléctrica

Estos condensadores también se conocen como súper condensadores o CAEV debido a la gran capacidad que tienen por unidad de volumen.

Se diferencian de los condensadores convencionales en que no usandieléctrico por lo que son muy delgados.

Las características eléctricas más significativas desde el punto de su aplicación como fuente acumulada de energía son:

Altos valores capacitivos para reducidos tamaños, corriente de fugas muy baja,alta resistencia serie, y pequeños valores de tensión.





CONDENSADORES VARIABLES

Estos condensadores presentan una capacidad que podemos variar entreciertos límites.

Igual que pasa con las resistencias podemos distinguir entre condensadores

variables, su aplicación conlleva la variación con cierta frecuencia (por ejemplosintonizadores); y condensadores ajustables o trimmers, que normalmente sonajustados una sola vez (aplicaciones de reparación y puesta a punto).

La variación de la capacidad se lleva a cabo mediante el desplazamientomecánico entre las placas enfrentadas.

La relación con que varían su capacidad respecto al ángulo de rotación vienedeterminada por la forma constructiva de las placas enfrentadas, obedeciendoa distintas leyes de variación, entre las que destacan la lineal, logarítmica y cuadrática corregida.

IDENTIFICACIÓN DE CONDENSADORES

Vamos a disponer de un código de colores, cuya lectura varía según el tipo decondensador, y un código de marcas, particularizado en los mismos.

Primero determinaremos el tipo de condensador (fijo o variable) y el tipoconcreto dentro de estos.

Las principales características que nos vamos a encontrar en loscondensadores van a ser la capacidad nominal, tolerancia, tensión y coeficiente de temperatura, aunque dependiendo de cada tipo traerán unascaracterísticas u otras.

En cuanto a las letras para la tolerancia y la correspondencia número-color del código de colores, son lo mismo que para resistencias.

Debemos destacar que la fuente más fiable a la hora de la identificaciónson las características que nos proporciona el fabricante.

A continuación vemos la identificación de los principales tipos decondensadores:

Condensadorescerámicos tipo

placa, grupo 1 y 2.

Condensadorescerámicos tipo

disco, grupo1.

Condensadorescerámicos de

disco, grupo2.

Condensadorescerámicos

tubulares.


http://www.fortunecity.es/imaginapoder/tiza/491/idencon1.htm



























Condensadores de plástico.

Condensadoreselectrolíticos.

Condensadores de tántalo.

Condensadores cerámicos tipo placa, grupo 1 y 2.

EXAMEN DE AUTOEVALUACION

Principio del formulario1.-Entre los componentes pasivos básicos encontramos:

A) Resistencias y Condensadores.

B) Condensadores y Diodos.

C) Resistencias y Disipador.

2.-: Su valor de resistencia es constante y está predeterminado por el fabricante

















A) Resistencias no lineales.

B) Resistencias lineales fijas.

C) Resistencias variables.3.- Su valor de resistencia puede variar dentro de unos límites



C) Resistencias variables.4.- Su valor de resistencia varía de forma no lineal dependiendo de distintas

magnitudes físicas (temperatura, luminosidad, etc.).



C) Resistencias variables.5.- Esta es una fuente de fem (Fuerza Electro Motriz), con un voltaje de,medido en Voltios, V. Las fuentes más comunes que se ven son baterías.

A)

B)

C)

D)6.-Esto es una resistencia, medida en ohmios.

A)

B)

C)

D)<B7.-Esto es un capacitor, con capacitancia C medida en unidades de Faradios, F.

A)





B)

C)

D)8.-Esto es un inductor con inductancia L, medida en unidades de henrios, H.

A)

B)

C)

D)9.- Es el margen de valores que rodean a la resistencia nominal y en el que seencuentra el valor real de la resistencia.

A) Tolerancia.

B) Temperatura nominal.

C) Tensión nominales.

10.- Esta resistencia se caracteriza por su disminución del valor resistivo amedida que aumenta la temperatura, por tanto presenta un coeficiente detemperatura negativo.

A) Resistencia pct. .

B) Facistores.

C) Resistencias ntc.11.- Se puede modificar su capacidad dentro de unos márgenesdeterminados.

A) Condensadores variables.

B) Condensadores Mixtos.

C) Condensadores fijos.Final del formulario





ELECTRONICA II

REDES DE CORRIENTE ALTERNA

Se consideran los efectos de las corrientes y voltajes alternos. Como semuestra en la figura 1

Caca onda ilustrada se llama forma de onda alterna porque se alterna entre laregión de arriba y la de abajo del eje cero horizontal. La primera figura [figura1(a)] se llama voltaje de ca sinusoidal y es el tipo universalmente disponible entomas de corriente domésticas, industriales, etc.

La segunda [figura 1(b)] se llama, por razones obvias, onda cuadrante, la cual encuentra aplicación en varias aéreas que se `presentaran en capítulos posteriores. La última de las tres [figura 1(c)] y la menos usual se llama ondatriangular.

Fig. 1

a) b) c)

ONDA SENOIDAL (CA)

Los voltajes de ca senoidal provienen de una amplia variedad de fuentes. Lafuente de energía más común para una planta de este tipo puede ser el agua,el petróleo, el gas o la fusión nuclear.

En cada caso un generador de ca (también conocido como alternador), es el componente primordial en el proceso de conversión de energía.

La potencia suministrada al eje desarrollada por una de las fuentes de energíacitadas hace girar a un rotor (construido de polos magnéticos alternantes)dentro de un conjunto de devanados alojado en el estator (la parte estacionariade la dínamo) e induce un voltaje a través de los devanados del estator. Enlugares aislados donde no hay líneas de energía eléctrica se cuenta con

generadores de ca portátiles de gasolina.





Por conservar los recursos naturales, se está presentando una mayor atencióna la potencia del viento y a la energía.

Las hélices giratorias de una región propulsada por el viento están conectadasdirectamente al eje de un generador de ca que proporcionan el voltaje de caantes descrito.

Mediante la energía luminosa absorbida en la forma de fotones, las celdassolares generan voltajes de cd. Con un circuito eléctrico llamado inversor, el voltaje de cd adquiere una naturaleza senoidal.

Los voltajes de cd senoidales con características que el usuario puedecontrolar se obtienen de generaciones de funciones.

Colocando los diversos interruptores y la posición de las perillas al frente del instrumento, pueden obtenerse voltajes senoidales de diferentes valoresmáximos y de diferentes frecuencias.

La vista amplificada de un voltaje senoidal en la figura 2, revela que la onda serepite en el sentido negativo de p hasta 2 p y tiene el mismo valor máximo de120 V, arriba y abajo del eje.

En su forma matemática más simple, una ecuación de Voltaje Senoidal es:

V = Vma x Sen q.

El periodo (T) de una onda senoidal es el tiempo requerido para una aparicióncompleta de la onda, la cual se llama ciclo.

La frecuencia (f) de una onda alterna es el número de ciclos que aparecen enun espacio de tiempo de 1 s. Las unidades ciclo por segundo a nivel universal ya casi han sido reemplazadas por el hert (Hz).

LOS ELEMENTOS R, L Y C





Se analizara el efecto de una señal senoidal de C.A. en los elementos básicosR, L y C.

En un resistor ideal la resistencia no cambia con la frecuencia. En el mundoreal (en la práctica), sin embargo, existen elementos capacitivos e inductivos parásitos en todo resistor que afectan sus características a muy altas y bajas

frecuencias.La reacción de una bobina o de un capacitor a una señal de C.A. es por completo diferente a la de un resistor.

Ambos limitan la magnitud de la corriente, aunque ninguno de ellos (en rigor)disipa una parte de la energía eléctrica que reciben.

Simplemente la almacenan en la forma de un campo magnético en el caso del inductor, o de un campo eléctrico en el caso del capacitor, con la capacidad deregresarlos al sistema eléctrico según lo requiera el diseño.

En el caso del inductor la reactancia a una señal de C.A. está determinada por

X [= w L = 2p f L (ohms)

Ecuación 1

Si bien la reactancia es similar a la resistencia por lo que respecta a su capacidad de limitar la corriente, no hay que olvidar que no es una forma dedisipar energía como la de los elementos resistivos.

La ecuación (1) revela que la reactancia inductiva es directamente proporcional a la frecuencia de la señal aplicada. Recuérdese que el inductor ideal es uncorto circuito equivalente en los sistemas cd de estado constante.

Para un sistema de C.A. la ecuación básica de la potencia es:P=Vp x Ip Cos q = Vefec Iefec Cos q (watts)

Vefec es el voltaje a través de los cuales se va a determinar la potencia,mientras que Iefec es la corriente que consume la red.

El ángulo q es el ángulo de fase entre V y I. En el caso de un resistor puro seencontró que u e i estaban en fase y que q = 0 grados.

Las redes con resistencia e inductancia producen un ángulo q entre 0 y 90 grados.

Para el capacitor puro, la reactancia está determinada por:

XC = 1. = 1. (Ohms)wC 2p f C

Donde se ve que al incrementarse la frecuencia, la reactancia de un capacitor disminuye (al contrario del inductor).

Además, cuando f = 0, que corresponde a la condición, Xc=1/2p (0) C Þ ¥ W =un valor sumamente grande, que corresponde a un circuito equivalente comose describió en el caso de redes de C.A..

A frecuencias muy altas las características de un capacitor se aproximan a lasde un corto circuito.

El factor Cos q en la ecuación general de potencia se llama factor de potenciade la red y su símbolo es:





Factor de Potencia = Cos q = Fp

Su valor máximo es 1, y se presenta cuando la red parece ser puramenteresistiva en sus terminales de entrada y cuando q = 0 grados, el valor mínimoes cero, y ocurre en una red cuyas características terminales son puramentereactivas (capacitivas o inductivas).

En una red compuertas de resistores y elementos reactivas el factor de potencia puede variar desde 0 hasta 1.

En el caso de potencias más reactivas el factor de potencia se desvía haciacero, mientras que con cargas más resistivas se desvía hasta 1.

RESISTENCIA DESFASE DE LA CORRIENTE Y EL VOLTAJE

RESISTORES

El resistor no se ve afectado por la frecuencia de la corriente o tensión que se le

aplique

Si V=Vm Sen Wt

i=V/R=Vm Sen Wt/R

i =Vm Sen Wt/R

Entonces : Im=Vm/R por lo tanto

i=Im Sen Wt w=Wt a=2pf

INDUCTORES EN FASE CON RESPECTO A LA CORRIENTE

INDUCTORES

El inductor o bobina si se ve afectado por la frecuencia I=Im Sen Wt

Vl=L di/dt =L d(Im Sen Wt)/dt

Vl=L Im W Cos Wt Im Cos=Vm

Vl= Vm Cos Wt=





Vm Sen (Wt + 90º )

OPOSICION=CAUSA/EFECTO =Vm / Im= Wl Im /Im =Wl

La cantidad " Wl " se le llama Reactancia Inductiva y se representa como

W=2pf L=Henry

CAPACITANCIA EN FASE CON RESPECTO A LA CORRIENTE CAPACITOR:

Si Vc = Vm Sen Wt Ic = C d Vc/dt

d Vc/dt = d/dt ( Vm Sen Wt ) =

W Vm Cos Wt

sustituyendo Ic=C [ W Vm Cos Wt ]

Como : W Vm Cos Wt = d Vc/dt

Cambiando seno por coseno, entonces:

Ic = C W Vm Sen (Wt + 90º ) ........... Como Im = C W Vm

Ic = Im Sen (Wt + 90º ) .................... OPOSICION = CAUSA / EFECTO =

Vm / Im= Vm /( Wc Vm ) = 1/Wc

La cantidad 1/Wc se llama REACTANCIA CAPACITIVA y se expresa :

Xc = 1/Wc * W

En un circuito inductivo : Dato incógnita formula

IL Vl Vl=L di/dt

Vl IL IL=1/L por la integral de Vl dt

En un circuito capacitado : Dato incógnita formula

Vc Ic Ic= (Cd Vc)/dt

Ic Vc Vc= 1/c por la integral de Ic dt

Voltaje a Voltímetro

Corriente a Amperímetro

Potencia a Watimetro Multimetro

Resistencia a Óhmetro

EJEMPLO 1





PROBLEMA

Se da la corriente que pasa por una resistencia de 5W.

Encuentre la expresión senoidal para la tensión que pasa por la resistencia

RESULTADOi= 50 Sen 377 t Amp

V= ?

V= i R

V= ( 50 Sen 377) (5) = 250 Sen 377 t volts

Ejemplo 2

PROBLEMASi se tiene IL= 7 Sen(377t - 70º )

L=0.1 H

Encontrar Vl = ?

Xl=Wl=377 (0.1) =37.7W

Vm=Im Xl=(7)(37.7)=264V

Vl=264 Sen (377t - 70º + 90º)

Solución :

Vl =264 Sen (377t + 20º)

POTENCIA Y FACTOR DE POTENCIA

P= V i

V= Vm Sen (Wt + b)

I=Im Sen (Wt +c)

=[ Vm Sen (Wt + b)][ Im Sen (Wt +c)]

P=(Vm Im)/2 Cos (b - c) - (Vm Im)/2 Cos (2Wt + b + c)

P=(Vm Im)/2 Cos (b - c) si q = b - c

Valor de efectivo = valor máximo/1.4142 Vef=Vm/1.4142

Ief=Im/1.4142

P=Vef Ief Cos q

Factor de potencia f.p.= Cos q





P=(Vm Im)/2 Cos q q ángulo entre V-i

En un circuito resistivo P=Vef Ief Cos q

Como Cos 0 = 1 = Vef Ief

En un circuito inductivo

P=Vef Ief Cos q

Como Cos 90 = 0 = 0 En un circuito capacitivo:

P=Vef Ief Cos q Como Cos 90 = 0 = 0

i1=5 Sen (377t + 0º)

i1+i2= i1=15 Sen (377t + 0º)

i2=10 Sen (377t + 0º)

i2=13 Sen (377t - 20º) i1+i2=?

i1=5 Sen (377t - 0º) i1+i2=5 0º + 13 -20º

(5 + j0) + (12.22 - j4.44)

II T=17.22 - j4.44

iT=17.8 Sen (3.77t + 345.5º)

Ejemplo:

DATOSi1=4 Sen (Wt + 30º)

R=27W ;V=? ; V=I R

V=(4 30º)(2 0º) ; V=8 30º

V=8 Sen (Wt + 30º)

En un circuito inductivo:

V=Vm Sen Wt V=Vm 0º

XL=WL XL=XL 0º

Por la ley de ohm:

I=V/XL=Vm 0º /XL 0º= Vm/XL 0º- q

El objetivo XL= XL 90º

L=0.1 H ; F=60Hz ;XL=?

XL=2pfL=37.7 ; XL=37.7W

XL=37.7 90º W





BOBINA CON RESECTO A LA CORRIENTE

EjemploSe tiene XL=3W

V=24 Sen Wt

Calcular i=?

Solution: IV/R=24/3=8 i=8 Sen (Wt-90º)

Ejemplo2

Si se desconoce V=? ; i=5 Sen (Wt-30º)

XL=4 90º

Solución: V=(5 30º ) (4 90º ) ; V=20 120º

V= 20 Sen (Wt+120º)

En un circuito capacitivo Xc=Xc -90º

XL=XL 90º

Ejemplo:

V=15 Sen (Wt) 15 0º Xc=2W 2 90º

I=?

Solucion: I=V/Xc=7.5 Sen (Wt+90º)

I=7.5 90º

Ejemplo:

Si i= 6 Sen (Wt- 60º) Xc=0.5 W

V=?





Solucion: V=i Xc

V=(6 - 60º)(0.5 -90º)

V=3 -150º

V=3 Sen (Wt- 150º)

Ejercicios

1.- calcular

Zt=?

Solución:

Zt=(2+j0) + (0+j3)

Zt=2+j3

2.- calcular

Zt

solución:

Zt=(0+j4)+(0-j5) ..

Zt= - j

3.- calcular Zt

solución:

Zt=(2+j0)+(0+j7)+(0-j5)

Zt=2+2j





4.- Se cuenta con la siguiente información: R=3W ; L=0.2 H ; F=60Hz

e=100 Cos Wt

calcular:

Zt=? ; it=? ; VR=? ;VL=?

Solución: Zt=XL+R ; XL=2pfL ; XL=2p(60 Hz)(0.2 H)

XL=75.4 ; XL=0+75.4j ; Zt=3+75.4j

e=100 Cos Wt por medio de una identidad se llega a la conclusión que

es equivalente a e=100 Sen (Wt + 90º)

It=V/R=e /Zt=(100 150º )/(75.46 88.7º)=1.32 2.3º

It=1.32 Sen (Wt+2.3º)

V=I R VR=It R=( 3 0º)(1.32 2.3º) =99.528 92.3º

VL=99.528 Sen(Wt+92.3º)

5.- Se cuenta con los siguientes datos: R=5W; L=0.4Hy; F=60Hz

C=5mf ; e=75 Sen(wt-30º)

encontrar:

Zt=?

Solución: XL=2pfL ; XL=(60 )(0.4)=150.8W

XL=0+150.8j; XC=1/2pfL=1/2p(60)( 5mf)

XC=0-530.5j ; R=5 0º

Zt=1/((5 0º)+(150.8 90º )+(530 -90º)) =

5 1.36º





6.- en el siguiente circuito se cuenta con los

siguientes datos: f=60Hz ; e=55.4 Sen (Wt- 12.1º)

R1=R2=4W ; L1=L2=0.02Hy

C1=C2=500mf

Encontrar:

IR=? ; IL=? ; IC=?

Solución: RT=1/((1/4)+(1/4))=2W

XL=2p(60Hz)(0.02Hy)=7.54

XLT=1/((1/7.54)+(1/7.54))=

3.77W

CT=5(500x10-6)=1x10-3

XC=1/(2p(60Hz)(1x10-3)) =

2.65 W

IR=55.4 -12.1º = 27.7 347.9º

IL=55.4 -12.1º / 347 90º=14.7 -102.1º

IC=55.4 -12.1º /265 -90º =20.9 77.9º

IR =27.7 Sen (Wt+ 349.9º)Amp IL =14.8 Sen (Wt+ 257.9º)Amp

IC =20.9 Sen (Wt+77.9º)Amp

IT=28.4 Sen (Wt+ .44º)Amp

COMPONENTES ACTIVOS Y OTROS DISPOSITIVOS

Hacemos aquí una breve introducción sobre componentes activos básicos,centrándonos en diodos y transistores, y un ligero repaso a otro dispositivomuy importante como es el amplificador operacional.

El diodo es el dispositivo no lineal más simple de dos terminales, y que tienediversas aplicaciones en la electrónica.

Por su parte, dentro de los transistores, nos encontramos con el BJT y el FET.Los transistores bipolares de unión son dispositivos activos que desempeñanun papel importante fundamentalmente en el diseño de amplificadores

electrónicos de banda ancha y en circuitería digital rápida.





Los transistores de efecto de campo son dispositivos sensibles al voltaje, congran impedancia de entrada y usados como fuentes controladas por voltaje enel diseño de amplificadores e interruptores.

Dejando los componentes activos básicos, nos encontramos con uno de loscircuitos integrados más importante en las aplicaciones analógicas, el

Amplificador Operacional.Cuando usemos estos componentes es importante poder identificarlos en lamedida de lo posible, así como conocer una serie de consejos prácticos a lahora de utilizarlos en circuitos electrónicos.

SIMBOLOGIA GENERAL

NOMBRE SIMBOLO NOMBRE SIMBOLO

DiodoRectificador Diodo Zener

Diodo Led Fotodiodo

Diodo Túnel Diodo Scott





Transistor BJT Transistor BJT

Transistor JFET

Transistor JFET

Transistor MOSFET DEPLEXION

Transistor MOSFET DEPLEXION

Transistor MOSFET ACUMULACIO

N

Transistor MOSFET ACUMULACIO

N

Transistor MOSFET DOBLE PUERTA

Rectificador Controladode Silicio(SCR)(TIRISTOR)

Tríodo Alternativode Corriente(TRIAC)

Diodo Alternativode Corriente(DIAC)

Transistor Ununión

(UJT)

Transistor UnioniónProgramable

(PUT)





Conmutador Unilateral de Silicio(SUS)

Conmutador Bilateral de Silicio(SBS)

Optoacoplador (Optotriac)

Regulador Integrado

DIODOS RECTIFICADORES

El funcionamiento de este diodo, a grandes rasgos es lasiguiente:

En la zona directa se puede considerar como un generador de tensióncontinua, tensión de codo (0.5-0.7 V para el silicio y 0.2-0.4 V para el germanio).

Cuando se polariza en inversa se puede considerar como un circuito abierto.

Cuando se alcanza la tensión inversa de disrupción (zona inversa) se produceun aumento drástico de la corriente que puede llegar a destruir al dispositivo.

Este diodo tiene un amplio margen de aplicaciones: circuitos rectificadores,limitadores, fijadores de nivel, protección contra cortocircuitos, demoduladores,mezcladores, osciladores, bloqueo y bypass en instalaciones fotovoltaicas,etc..





Cuando usamos un diodo en un circuito se deben tener en cuenta lassiguientes consideraciones (a partir de las hojas de característicassuministradas por el fabricante):

1. La tensión inversa máxima aplicable al componente, repetitiva o no(V RRR máx. o V R máx., respectivamente) ha de ser mayor (del orden detres veces) que la máxima que este va a soportar.

2. La corriente máxima en sentido directo que puede atravesar al componente, repetitiva o no (I FRM máx. e I F máx. respectivamente), he deser mayor (del orden del doble) que la máxima que este va asoportar.

3.La potencia máxima que puede soportar el diodo (potencia

nominal) ha de ser mayor (del orden del doble) que la máxima queeste va a soportar.

DIODO ZENER

El funcionamiento de este diodo, a grandes rasgos es lasiguiente:

En la zona directa lo podemos considerar como un generador de tensión continua (tensión de codo).

En la zona de disrupción, entre la tensión de codo y la tensión zener (V z nom ) lo podemos considerar un circuito abierto.

Cuando trabaja en la zona de disrupción se puede considerar como ungenerador de tensión de valor V f = -V z .

El zener se usa principalmente en la estabilidad de tensión trabajando en lazona de disrupción.

Podemos distinguir:

1. V z nom,V z : Tensión nominal del zener (tensión en cuyo entornotrabaja adecuadamente el zener).

2. I z min: Mínima corriente inversa que tiene que atravesar al diodo a partir de la cual se garantiza el adecuado funcionamiento en lazona de disrupción (V z min ).

3. I z max : Máxima corriente inversa inversa que puede atravesar el diodo a partir de la cual el dispositivo se destruye (V z max ).

4. P z : Potencia nominal que no debe sobrepasar el componente. Aproximadamente se corresponde con el producto de V z nom y I z max .





Cuando usamos un diodo zener en un circuito se deben tener en cuenta lassiguientes consideraciones (a partir de las hojas de característicassuministradas por el fabricante):

1. Para un correcto funcionamiento, por el zener debe circular unacorriente inversa mayor o igual a I z min.

2. La corriente máxima en sentido inverso ha de ser siempre menor que I z max .

3. La potencia nominal P z que puede disipar el zener ha de ser mayor (del orden del doble) que la máxima que este va a soportar en el circuito.

DIODO LED

El diodo LED presenta un comportamiento análogo al diodorectificador (diodo semiconductor p-n), sin embargo, su

tensión de codo tiene un valor mayor, normalmente entre 1.2-1.5 V.

Según el material y la tecnología de fabricación estos diodos pueden emitir enel infrarrojo (diodos IRED), rojo, azul, amarillo y verde, dependiendo de cuál sea la longitud de onda en torno a la cual emita el LED.

Entre sus aplicaciones podemos destacar: pilotos de señalización,instrumentación, opto acopladores, etc...

Resulta difícil distinguir, por pura inspección visual, el modelo del LED así

como el fabricante: los valores máximos de tensión y corriente que puedesoportar y que suministra el fabricante serán por lo general desconocidos.





Por esto, cuando se utilice un diodo LED en un circuito, se recomienda que laintensidad que lo atraviese no supere los 20 mA, precaución de carácter general que resulta muy válida.

OTROS DIODOS

NOMBRE SIMBOLO CURVA

DIODO TUNEL

DIODO SCHOTTKY

FOTODIODO

IDENTIFICACIÓN DE DIODOS Los diodos de unión p-n y los zener tienen características constructivas que losdiferencian de otros.

Su tamaño, en muchos casos, no supera el de una resistencia de capa o de película de 1/4W y aunque su cuerpo es cilíndrico, es de menor longitud y diámetro que las resistencias.

Aunque existen gran variedad de tipos, sólo algunos especiales difieren de su aspecto. No ocurre lo mismo con el tamaño, pues es función de la potencia que

pueden disipar.





Es característico encontrarse un anillo en el cuerpo que nos indica el cátodo.Para aquellos cuyo tipo concreto viene señalado por una serie de letras y números, el cátodo es marcado mediante un anillo en el cuerpo, próximo a esteterminal.

Otros usan códigos de colores, y en ellos el cátodo se corresponde con el terminal más próximo a la banda de color más gruesa. Existen fabricantes quemarcan el cátodo con la letra "K" o el ánodo con la "a".

Los diodos de punta de germanio suelen encapsularse en vidrio. En cuanto alos diodos LED, se encuentran encapsulados en resinas de distintos colores,según sea la longitud de onda con la que emita.

El ánodo de estos diodos es más largo que el cátodo, y usualmente la cara del encapsulamiento próxima al cátodo es plana.

Una forma práctica de determinar el cátodo consiste en aplicar un polímetro enmodo óhmetro entre sus terminales. Si el terminal de prueba se aplica de ánodo a cátodo, aparecen lecturas del orden de 20-30Ω. Si se invierten los terminales, estas lecturas son del orden de200-300 KΩ para el Ge, y de varios MΩ para el Sí.

Si con el polímetro utilizamos el modo de prueba de diodos, obtenemos el valor de la tensión de codo del dispositivo.

Con ello conseguimos identificar los dos terminales (ánodo y cátodo), y el

material del que está hecho (0.5-0.7 V para el el Si, 0.2-0.4 para el germanio y 1.2-1.5 para la mayoría de los LED.

TRANSISTOR BJT

Cuando seleccionamos un transistor tendremos que conocer el tipo de encapsulado, así como el esquema de identificación delos terminales.

También tendremos que conocer una serie de valores máximosde tensiones, corrientes y potencias que no debemos

sobrepasar para no destruir el dispositivo.

El parámetro de la potencia disipada por el transistor es especialmente críticocon la temperatura, de modo que esta potencia disminuye a medida que creceel valor de la temperatura, siendo a veces necesaria la instalación de unradiador o aleta refrigeradora. Todos estos valores críticos los proporcionan los fabricantes en las hojas decaracterísticas de los distintos dispositivos.

Una forma de identificar un transistor NPN o PNP es mediante un polímetro:





Este dispone de dos orificios para insertar el transistor, uno para un NPN y otro para el PNP.

Para obtener la medida de la ganancia es necesario insertarlo en su orificioapropiado, con lo que queda determinado si es un NPN o un PNP.

Zonas de funcionamiento del transistor bipolar:

1. ACTIVA DIRECTA: El transistor sólo amplifica en esta zona, y secomporta como una fuente de corriente constante controlada por laintensidad de base (ganancia de corriente).

Este parámetro lo suele proporcionar el fabricante dándonos unmáximo y un mínimo para una corriente de colector dada (I c );

además de esto, suele presentar una variación acusada con la

temperatura y con la corriente de colector, por lo que en principiono podemos conocer su valor.

Algunos polímetros son capaces de medir este parámetro pero estamedida hay que tomarla solamente como una indicación, ya que el polímetro mide este parámetro para un valor de corriente decolector distinta a la que circulará por el BJT una vez en el circuito.

2. SATURACIÓN: En esta zona el transistor es utilizado para aplicaciones deconmutación (potencia, circuitos digitales, etc.), y lo podemos considerar comoun cortocircuito entre el colector y el emisor.

3. CORTE: el transistor es utilizado para aplicaciones de conmutación(potencia, circuitos digitales, etc.), y podemos considerar las corrientes que loatraviesan prácticamente nulas (y en especial I c ).

4. ACTIVA INVERSA: Esta zona se puede considerar como carente de interés.





El transistor PNP es complemento del NPN de forma que todoslos voltajes y corrientes son opuestos a los del transistor

NPN .

Para encontrar el circuito PNP complementario:

1. Se sustituye el transistor NPN por un PNP.2. Se invierten todos los voltajes y corrientes.

TRANSISTOR FET (JFET)

Cuando seleccionamos un transistor tendremos que conocer el tipo de encapsulado, así como el esquema de identificación de losterminales.

También tendremos que conocer una serie de valores máximosde tensiones, corrientes y potencias que no debemos sobrepasar

para no destruir el dispositivo.

El parámetro de la potencia disipada por el transistor es especialmente críticocon la temperatura, de modo que esta potencia decrece a medida que aumentael valor de la temperatura, siendo a veces necesaria la instalación de unradiador o aleta refrigeradora.

Todos estos valores críticos los proporcionan los fabricantes en las hojas decaracterísticas de los distintos dispositivos.

Zonas de funcionamiento del transistor de efecto de campo (FET):

1. ZONA ÓHMICA o LINEAL: En esta zona el transistor se comportacomo una resistencia variable dependiente del valor de V GS.

Un parámetro que aporta el fabricante es la resistencia que presenta el dispositivo para V DS =0 (r ds on ), y distintos valores deV GS .

2. ZONA DE SATURACIÓN: En esta zona es donde el transistor amplifica y se comporta como una fuente de corriente gobernada por V GS.

3. ZONA DE CORTE: La intensidad de dren ador es nula (I D=0).





A diferencia del transistor BJT, los terminales dren ador y surtidor del FET pueden intercambiar sus papeles sin que se altere apreciablementela característica V-I (se trata de un dispositivo simétrico).

La operación de un FET de CANAL P es complementaria a la deun FET de CANAL N, lo que significa que todos los voltajes y

corrientes son de sentido contrario.

Entre las principales aplicaciones de este dispositivo podemos destacar:

APLICACIÓN PRINCIPAL VENTAJA USOS Aislador oseparador (buffer)

Impedancia de entradaalta y de salida baja

Uso general, equipo de medida,receptores

Amplificador de RF Bajo ruido Sintonizadores de FM, equipo para comunicaciones

Mezclador Baja distorsión deintermodulación

Receptores de FM y TV,equipos para comunicaciones

Amplificador conCAG

Facilidad para controlar ganancia

Receptores, generadores deseñales

Amplificador cascodo

Baja capacidad deentrada

Instrumentos de medición,equipos de prueba

Troceador Ausencia de deriva Amplificadores de cc, sistemasde control de dirección

Resistor variable por voltaje

Se controla por voltaje Amplificadores operacionales,órganos electrónicos, controlas





de tono Amplificador debaja frecuencia

Capacidad pequeña deacoplamiento

Audífonos para sordera,transductores inductivos

Oscilador Mínima variación defrecuencia

Generadores de frecuencia patrón, receptores

Circuito MOS digital Pequeño tamaño Integración en gran escala,

computadores, memorias

AMPLIFICACIÓN: CONSIDERACIONES GENERALES

La necesidad de amplificar las señales escasi una necesidad constante en la mayoríade los sistemas electrónicos.

En este proceso, los transistores desarrollanun papel fundamental, pues bajo ciertas

condiciones, pueden entregar a unadeterminada carga una potencia de señal mayor que la que absorben.

El análisis de un amplificador mediante su asimilación a un cuadripolar (red dedos puertas), resulta interesante ya que permite caracterizarlo mediante unaserie de parámetros relativamente simples que nos proporcionan informaciónsobre su comportamiento.

De esta forma podemos definir los siguientes parámetros:

1. Ganancia de tensión (normalmente en decibelios): Av = V o / V i 2. Impedancia de entrada (ohmios): Z i = V i / I i 3. Impedancia de salida (ohmios): Z o = V o / I o (para V g = 0)4. Ganancia de corriente (normalmente en decibelios): Ai = I o / I i 5. Ganancia de potencia (normalmente en decibelios): A p = P o / P i

Un amplificador será tanto mejor cuanto mayor sea su ganancia detensión y menor sea su impedancia de entrada y salida.

En cuanto a la frecuencia, los amplificadoresdependen de esta, de forma que lo que esválido para un margen de frecuencias no tiene porqué serlo necesariamente para otro.





De todas formas, en todo amplificador existe un margen de frecuencias en el que la ganancia permanece prácticamente constante ( banda de paso del amplificador ).

El margen dinámico de un amplificador es la mayor variación simétrica de

la señal que es capaz de presentar sin distorsión a la salida; normalmenteexpresado en voltios de pico (V p ) o voltios pico-pico (V pp ).

AMPLIFICADOR OPERACIONAL

El amplificador operacional es uno de los circuitos integrados más importantesy usados en las aplicaciones analógicas.

Tiene como ventajas más interesantes su bajo coste, su pequeño tamaño y su versatilidad , que permite un uso generalizado en amplificación, filtros,computación analógica, comparación, rectificación, etc..

Un amplificador operacional (desde ahora AO) tiene básicamente tres

terminales, tal y como vemos en la ilustración.Estos son las dos entradas (una negativa y otra positiva) y la salida. Por supuesto tiene otros terminales como los destinados a su alimentación y compensación.

Símbolo del AO

Según observamos en el modelo, el AO se puede representar por unaimpedancia de entrada (muy alta), otra de salida (baja) y una ganancia devoltaje (muy alta).

A continuación vemos una tabla con los parámetros típicos de los AO.

Modelo del AO





Propiedad BJT (741)

FET (LF351)

Impedancia de entrada ( R i ) 1 Ω 10 13 Ω

Impedancia de salida ( R o ) 75 Ω 75 Ω

Ganancia en lazo abierto ( a o ) 2 x 10 3 10 3

Ancho de banda en lazo abierto 5 Hz 20 Hz

Ancho de banda de ganancia unitaria 1 MHz 2 MHz

Razón de eliminación de modo común (CMRR) 95 dB 100 dB

Rapidez del voltaje de salida (SR) 0,7 V/μs 13 V/μs

Valores típicos aproximados de los OA

Se acostumbra a idealizar el AO, por lo que podemos considerar la resistenciade entrada nula y la de salida infinita. También son infinitos la ganancia devoltaje y el ancho de banda.

Este concepto de AO ideal hace que el análisis y diseño de circuitos con AOsea muy simple, y los resultados preliminares con este concepto suelen ser suficientes en muchos casos.





EXAMEN DE AUTOEVALUACION

Principio del formulario

1.- Es el dispositivo no lineal más simple de dos terminales, y que tienediversas aplicaciones en la electrónica.

A) Diodo.

B) Transistor.

C) Amplificador.

2.- Este se usa principalmente en la estabilidad de tensión trabajando en lazona de disrupción.

A) Led.

B) Zener.

C) Rectificador.

3.- Este diodo tiene un amplio margen de aplicaciones: circuitosrectificadores, limitadores, fijadores de nivel, protección contracortocircuitos, demoduladores, mezcladores, osciladores, bloqueo y bypassen instalaciones fotovoltaicas, etc.

A) Led.

B) Zener.





C) Rectificador.

4.- Entre sus aplicaciones podemos destacar: pilotos de señalización,instrumentación, opto acopladores, etc.

A) Led.

B) Zener.

C) Rectificador.

5.- Este dispone de dos orificios para insertar el transistor, uno para un NPN y

otro para el PNP.

A) Transistor BJT.

B) Transistor FET.

C) Transistor Amplificador.

6.- Cuando seleccionamos un transistor tendremos que conocer el tipo de

encapsulado, así como el esquema de identificación de los terminales.

A) Transistor BJT.

B) Transistor FET.


<B7.- En este proceso, los transistores desarrollan un papel fundamental, pues bajo

ciertas condiciones, pueden entregar a una determinada carga una potencia deseñal mayor que la que absorben.

A) Transistor BJT.

B) Transistor FET.


8.- El amplificador operacional es uno de los circuitos integrados más





importantes y usados en las aplicaciones analógicas; tene como ventajas :

A) Bajo coste, pequeño tamaño y versatilidad.

B) Rapidez, inductancia y Fiabilidad.

C) Versatilidad, rapidez y resistividad.

Final del formulario

Fuentes de Corriente Directa

Fuente de alimentación variable 0-15 volts





Componentes a utilizar:

R1.- Potenciómetro lineal de 10 KohmsR2.- Resistor de 820 ohms 1/2 Watt R3.- Resistor de 1 Kohm 1/2 Watt

C1.- Capacitor 100 uF 35 voltsC2.- Capacitor 0.02 uF 50 voltsC3.- Capacitor 470 uF 25 voltsD1,D2.- Diodo de silicio 1N4001 1A 50PIV Q1.- Transistor de potencia NPN C1173T1.- Transformador de potencia secundario 50V derivado central Z1.- Diodo Zener 1N5246B 16 volts 500 mWatts

Fuente de alimentación regulada a 5 volts

Componentes a utilizar:

C1,C2.- Capacitor electrolítico de 2200 uF, 16V D1 a D4.- Diodo de silicio 1N5400 IC1.- Regulador de voltaje 7805 (5V)T1.- Transformador de voltaje de 8 a 12 V, 1.5A apróx





Estados

La electrónica digital se sirve de dos estados lógicos verdadero (high 1 ) y falso (low 0 ). Esto sirve para representar estados de forma clara y reducida.Por ejemplo se puede decir que la luz está apagada (0) con solamente unsímbolo.

Como la electrónica no se escribe sobre un papel, sino que se utiliza de forma

física, los estados se expresan en un circuito con una diferencia de potencia. 1se representa con 5 v oltios y 0 con 0 v oltios.

Así que una señal se puede transportar con un cable que tenga una diferenciade potencial y se puede registrar a una distancia considerable.

Puertas lógicas

Para realizar operaciones con diferentes señales existen diferentesdispositivos, llamados puertas lógicas que procesan señales. Tienen una (ovarias) entradas y una salida.

Las puertas lógicas mas significativas son: NOT , AND, OR y XOR .

NOT :Significa no en ingles y devuelve el contrario de su entrada:

Entrada A Salida B1 0 0 1

La tabla que expresa el valor de lasentradas y sus respectivas salidas se llama

"tabla de la verdad".

Simbolo de un componente NOT.





Además las operaciones que realizan las puertas lógicas se pueden expresar con ecuaciones:

B = NOT A B = /A B = A'

AND:El significado de esta palabra inglesa es "y". Su tabla de la verdad es lasiguiente:

Entrada A Entrada B Salida C 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1

La tabla de la verdad del AND tiene la

característica única de que la salidasolamente es verdadera si las dosentradas lo son.

Símbolo de un componente AND.

La logica booleana describe el comportamiento del AND.

OR :

La expresión inglesa significa "o" y el comportamiento de la puerta lógica essimple: si una u otra entrada es verdadera la salida es verdadera:

Entrada A Entrada B Salida C 0 0 0 1 0 10 1 11 1 1La tabla de la verdad del OR tiene lacaracterística de que la salida esverdadera si únicamente una de las dosentradas lo es.

Símbolo de un componente OR.

XOR :

Es una puerta lógica similar al OR con la única diferencia que también esverdadera cuando las dos entradas lo son:

Entrada A Entrada B Salida C 0 0 0 1 0 10 1 1

1 1 0 La tabla de la verdad del OR tiene la Símbolo de un componente XOR.





característica de que la salida esverdadera si únicamente una de las dosentradas lo son.

Lógica Booleana

El matemático ingles George Boole estudio las expresiones lógicas, creando loque hoy se denominan lógica booleana. Esta lógica se aplica cuando hay dosúnicos valores (verdadero y falso, 1 y 0).

En la lógica booleana, AND ( intersección lógica ) corresponde más o menos ala multiplicación. En este campo se utiliza un símbolo especial, pero enelectrónica habitualmente se escribe:

C = A * B o, simplemente: C = AB

Los resultados, en este caso, corresponden a los de la multiplicación normal:

0 * 0 = 0 1 * 0 = 0 0 * 1 = 0 1 * 1 = 1

Teorema de De Morgan

Lógica combinatoria

La fuerza de la electrónica de hoy en día se debe a la lógica combinatoria, yaque la sencillez de una sola puerta lógica impide que esta pueda desarrollar untrabajo complejo.

Hasta ahora hemos visto, por ejemplo, una puerta AND, pero que únicamentetenía dos entradas.

Si queremos un AND de varias entradas necesitaremos combinar diferentes puertas AND.

Si conectamos a la salida de un AND una entrada de otro AND tendernos una AND de tres entradas, en el que las dos entradas del primero y la entrada libredel segundo serán las entradas y la salida del segundo AND será la salida del

AND de tres entradas:

Entrada A Entrada B Entrada C SalidaD

X X 0 0 X 0 X 0 0 X X 0 1 1 1 1La tabla de la verdad del AND de tres

entradas. La salida no es 1 al menos quetodas las entradas lo sean.

Construcción de un AND de tres

entradas con la lógicacombinatoria.





Como puede ver se pueden combinar las diferentes puertas lógicas paraconseguir dispositivos con diferentes comportamientos como este NOR y NAND, que son un OR y un AND con la salida negada, por lo que su salida esla inversión de la de un OR y AND:

Un NAND Un NOR

Las posibilidades de combinar dispositivos es infinita, por lo que lacombinatoria se merece un apartado muy extenso y especial.

En el tutorial electrónica digital II me concentrare en los diferentes dispositivoscomo monoestables, biestables, memorias, dispositivos PISO y SIPO entreotros, que están hechos a partir de puertas lógicas.

Control de un motor Paso a Paso con PC Cuando se necesita precisión a la hora de mover un eje nada mejor que unmotor pasó a paso.

Estos motores, a diferencia de los motores convencionales, no giran cuandose les aplica corriente si no se hace en la secuencia adecuada.

El presente circuito permite adaptar los niveles de potencia presentes en el puerto paralelo de una PC para poder manejar cómodamente un motor paso a paso bifilar por medio de un simple programa que puede ser desarrollado encasi cualquier lenguaje de programación.


http://tmp/sve00.tmp/javascript:;

http://tmp/sve00.tmp/javascript:;




La primera etapa del circuito se encarga de aislar la entrada proveniente de laPC por medio de opto acopladores.La segunda etapa consiste en buffer de corriente, que permite manejar las

bobinas del motor.

Las resistencias de 470 ohms junto con los diodos LED permiten monitorizar el adecuado funcionamiento del sistema.

En el plano de arriba se representaron los colores de los cables de la siguienteforma:

R = Cable RojoN = Cable Negro

RB = Cable Rojo y BlancoV=Cable verdeB = Cable Blanco

VB = Cable Verde y Blanco

El circuito funciona tanto con puertos unidireccionales como bidireccionales.

Conversor CC/CC de 24V a 12V / 20ª

Reductor a 12V para camiones o colectivos.

Este circuito es muy común verlo en camiones o colectivos donde las baterías

proveen de 24V y en varios puntos del circuito eléctrico se necesitan 12V.





Si bien muchos instaladores toman un cable desde la unión de las dosbaterías para obtener así 12V esto no es lo recomendable ya que de estaforma se está afectando el correcto desempeño de los acumuladores y se estádescargando más uno que el otro con los consiguientes problemas que esto puede causar.

Como se ve, el circuito no es más que un regulador de tensión integradoajustable el cual está actuando sobre un grupo de transistores de potencia en paralelo.

Estos transistores hacen el trabajo pesado por así decirlo mientras que el regulador se encarga de controlarlos.

Donde está el conector de 24v es la entrada proveniente de las baterías.

El conector de 12v es la salida y el conector de Gnd debe ser puesto a masa.

Por supuesto, todos los componentes (transistores e integrado) con buenadisipación de calor y aislados eléctricamente del metal.

Ajuste:

Colocar el preset de 10K en su máximo recorrido (todo abierto o a 10K) y conectar a la salida del conversor una lámpara de 12V / 50W.

A la entrada conectar las baterías en serie con lo que se logran los 24V.

Colocar a la salida, en paralelo con la lámpara un tester en escala de continuacon una graduación adecuada (que ronde los 50V).

Comenzar a girar el preset hasta que la lámpara brillo y el tester indique 12V.

Conversor Serie - Paralelo con PIC micro

Este circuito es un receptor de datos en serie compatible con la norma RS-232C.

Se puede configurar la velocidad entre 1200, 2400, 4800 y 9600 bps.





El formato es fijo, a 8N1 y la adaptación de tensiones entre TTL y RS232C es pasiva.

Como se ve, todo el sistema es el PIC micro y un puñado de resistencias y capacitores con funciones poco importantes.

La recepción de los datos series y posterior conversión a paralelo se efectúadentro del PIC así como la generación de los tiempos de retardo para lasdiferentes velocidades.

La resistencia de 10K a la entrada de señal se encarga de adaptar los nivelesde tensión del bus RS232C a TTL.

Dado que el estándar RS232 estipula que un uno lógico (o marca) corresponde

a un voltaje negativo comprendido entre -3 y -25v y un cero lógico (o espacio)corresponde a un voltaje positivo comprendido entre 3 y 25 voltios a la entradadel PIC tendremos un estado lógico invertido, siendo el cero expresado por +V y el uno por 0V.

Pero como aquí todo se resuelve por soft esto no es para hacerse malasangre.

Vamos a explicar brevemente el funcionamiento del programa dentro del PIC micro.

Es recomendable tener a mano una ventana de Notepad con el archivo abierto para poder seguirle el paso a la explicación.

En el encabezado se aclaran los pines del puerto A para saber donde seconectan. Luego se definen las equivalencias. La clásica llamada org queindica a partir de qué posición comienza a cargarse el programa en la memoria pasa saltear el vector de interrupción.

Desde la etiqueta start hasta el siguiente retlw podemos ver la rutina deretardos, empleada para generar la temporización entre cada bit así como lainicial del bit de arranque.

Recordemos que siempre es mejor leer el bit en su parte central por lo que si demoramos un tiempo total de bit y medio al bit de arranque al primer bit dedatos le atinaremos en el medio del mismo.





Desde la etiqueta recibir hasta el próximo retlw tenemos la rutina que seencarga de recibir los datos por el pin serie y colocarlos en la variable recep, lacual actúa como un buffer de recepción.

Empleamos una forma muy peculiar pero práctica para completar la palabra de8 bits partiendo de uno solo seriado.

Colocamos el estado de la línea serie en el indicador de Carry del CPU.

Luego rotamos la palabra recep una posición a la derecha, con lo queconseguimos que todo su contenido se desplace.

Pero como esta instrucción utiliza el carry como intermedio de un extremo al otro logramos que el bit recibido aparezca en la palabra recep. Esto ochoveces conforma la palabra total recibida.

Desde la etiqueta inicio hasta el siguiente clrf ptob el programa configura los puertos, limpia el buffer de recepción y pone a cero todos los bits de la salida paralela.

Desde la etiqueta sel hasta la instrucción goto sel el programa lee el selector de velocidad de comunicaciones y carga en las variables retsb y reteb losvalores necesarios para lograr el timming adecuado a la velocidad escogida.

Esto lo logra dirigiendo el programa hacia sel12, sel24, sel48 o sel96 segúncorresponda.

Luego de establecerse la velocidad de comunicación el programa queda en un pequeño ciclo infinito desde la etiqueta ciclo hasta la orden goto ciclo en lo cual lo que se hace es quedar a la espera de un dato vía serie, recibirlo y colocarlosobre los pines del puerto B del micro.

Como sale a simple deducción el selector de velocidad solo es leído al arrancar

el programa. Y una vez interpretado no es vuelto a consultar hasta que sereinicie el mismo.

Por ello, si se cambia de velocidad será necesario o bien aplicar reset al microo bien apagarlo y volverlo a encender.

El circuito se alimenta con 5V y consume algo menos a 100mA. Conresistencias de 470 ohms y diodos leds es posible indicar visualmente la palabra recibida.

Si bien el micro controlador es de tecnología CMOS, alimentado con 5V puedeconsiderarse como que funciona en TTL y por ello puede ser instalado en uncircuito de lógica TTL.

MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA.

Todas las pilas y baterías tienen una resistencia interna. De ella aumentará odisminuirá su valor óhmico.

Si se conecta a una batería una carga de muy bajo valor óhmico pues lo quehará la batería es aumentar su resistencia quedándose ella casi toda la tensióny la poca tensión que queda la tendrá la carga que se le haya conectado.

En las fuentes de alimentación no tienen resistencia interna, la tensión que tu quieres te la dará sea cual sea la carga que hayas conectado.

Entonces en esta práctica se añadirá una resistencia en serie con las

resistencias (RL) que hará función de resistencia interna.





También en las fuentes de alimentación se puede tener resistencia interna, pero la de ella es variable porque tú la varias con la ruleta (I.Limit).

Por eso la máxima transferencia de potencia no será en la práctica siempre para el resistor que tenga una resistencia menor, sino que puede darse el casoque un resistor de mayor resistencia pueda aprovechar una mayor potencia.

MULTIPLEXORES Y DEMULTIPLEXORESMultiplexor:

Demultiplexor





FUNCIONAMIENTO

Multiplexor de 8 entradas de datos.

El funcionamiento de un multiplexor es parecido al de un conmutador, pero envez de accionarlo manualmente, se acciona mediante un código binario.

El multiplexor consta de 8 entradas y 1 salida y también 3 entradas de control.

Las entradas de control son las que conmutan cada entrada con la salida. Por ejemplo.

Si en las entradas de control se introduce el número 5 en binario, el multiplexor conmutará la patilla 5 con la salida, o sea, la información que hay en la patilla 5 aparece en la salida.

Tabla de la verdad





ENTRADAS SALIDA

C B A STROBE D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y W

X X X 1 X X X X X X X X 0 1

0 0 0 0 0 X X X X X X X 0 1

0 0 0 0 1 X X X X X X X 1 0

0 0 1 0 X 0 X X X X X X 0 1

0 0 1 0 X 1 X X X X X X 1 0

0 1 0 0 X X 0 X X X X X 0 1

0 1 0 0 X X 1 X X X X X 1 0

0 1 1 0 X X X 0 X X X X 0 1

0 1 1 0 X X X 1 X X X X 1 0

1 0 0 0 X X X X 0 X X X 0 1

1 0 0 0 X X X X 1 X X X 1 0

1 0 1 0 X X X X X 0 X X 0 1

1 0 1 0 X X X X X 1 X X 1 0

1 1 0 0 X X X X X X 0 X 0 1

1 1 0 0 X X X X X X 1 X 1 0

1 1 1 0 X X X X X X X 0 0 1

1 1 1 0 X X X X X X X 1 1 0

Demultiplexores de 2 a 4 líneas y de 3 a 8 líneas

El funcionamiento de los de multiplexores es lo contrario a los multiplexores.

Consta de una entrada de datos y varias salidas y también de dos entradas decontrol.

Al introducir un número en binario por las entradas de control, el de multiplexor conmuta la entrada de datos con uno de las salidas.





Por ej. Si se introduce el número 2 en las entradas de control, el de multiplexor conmuta con la salida número 2, llevando los datos de la entrada a la salidanº2.

Tabla de la verdad

ENTRADAS SALIDAS

B A 1G 1C 1Y0 1Y1 1Y2 1Y3

X X 1 X 1 1 1 1

0 0 0 1 0 1 1 1

0 1 0 1 1 0 1 1

1 0 1 0 1 1 0 1

1 1 0 1 1 1 1 0

X X X 0 1 1 1 1

La elaboración de esta tabla se ha hecho con un de multiplexor implementadocon puertas, debido al mal funcionamiento del integrado o del entrenador.

A continuación se muestra el esquema implementado con puertas.





CONCLUSIONES

Se ha aprendido a llevar información binaria de varias entradas a una salida y de una entrada a varias salidas de forma conmutada y controlada por entradasde control

Puertas lógicas

AND

Símbolo Americano Símbolo Europeo

A B S 7408

0 0 0

0 1 0





1 0 0

1 1 1

OR


A B S 7432

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

NAND


A B S 7400





0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

NOR


A B S 7402

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

OR EXCLUSIVA


A B S 7486

0 0 1





0 1 1

1 0 1

1 1 0

CONCLUSIONES

Según la combinación de 0 y 1 que haya en las entradas de las puertaslógicas, la salida saldrá a 0 o a 1 dependiendo de la puerta.

En una puerta AND, actúa como un multiplicador, entonces para que salga 1 a

la salida han de estar las dos entradas a 1. (1 1=1 , 1

0=0 )

En una puerta OR, actúa como un sumador, entonces para que haya un 1 a lasalida ha de estar una o dos de sus entradas a 1. (1+0=1 , 1+1=1 )

En las puertas NAND o NOR, las salidas actúan al contrario que las AND y OR.

Teorema de Morgan

DIBUJOS Y ESQUEMAS :

Con ambas conexiones se obtienen los mismos resultados:

A B S1 S2

0 0 1 1

0 1 0 0

1 0 0 0

1 1 0 0

A B S1 S2

0 0 1 1

0 1 1 1

1 0 1 1

1 1 0 0

CONCLUSIONES

Este teorema expresa que hay otra forma de escribir una ecuación lógica a otradiferente sin cambiar su resultado.





De esta forma se puede ampliar o reducir el número de puertas paraimplementar un circuito.

TRANSISTORES

OBJETIVOS:

Aprender a calcular etapas amplificadoras en emisor común, estudiar el comportamiento del circuito en su conjunto, así como de cada uno de loselementos en forma aislada, determinado la misión de cada uno de ellos.

También trazar curvas de respuesta en frecuencia de etapas amplificadoras y cálculos de ganancias.

CONOCIMIENTOS PREVIOS:

EMISOR COMÚN

Es un dispositivo que permite la amplificación de señales eléctricas mediantetransistores.

Se compone de dos condensadores de acoplo, un circuito de polarización, y uncondensador de desacoplo.

Se ponen los condensadores de acoplo, porque sirven para que la corrientecontinua no se mezcle con la alterna de la señal de entrada, y a la salida paraque la señal continua no vaya a la salida.

Los condensadores de desacoplo suelen ir conectados en paralelo con laresistencia Re de modo que esta polarice al transistor pero quedecortocircuitada para la señal.

Este tipo de amplificadores invierten la señal de entrada 180º pero amplificada.

Para que la señal de salida no salga desfasada hay que introducir otra etapade emisor común.

Aquí hay un ejemplo sobre una señal de entrada que se aplica a la entrada del amplificador de emisor común y como sale a la salida del amplificador.





MATERIALES NECESARIOS:

• Fuente de alimentación

• Osciloscopio de doble haz

• Polímetro

• Generador de B.F.

• Una placa de montaje de pruebas

• Transistor, resistencias y condensadores según cálculos.

MÉTODO OPERATIVO:

1.- Calcular el circuito de la figura 1 según los datos siguientes, y acontinuación montarlo en la placa de pruebas.Vcc = 15V Rc = 4.7K b = 150 fo = 50 Hz

Id = 10 Ib Rc = 10 Re Xc1 = 0.1 Ze Xc2 = 0.1 Re Xc2 = 0.1 Re

Xc3 = 0.1 Zs Ze = R1//R2 Zs = Rc





Vcc= 15V Vc = 7,5V Vb = 1,46V b = 150

Vbe = 0,7V Ic = 1,6mA Ib = 0,01mA Av =3,75

Id = 0,1 mA Vce = 6,74V Ze = 14,46K Zs = 4,7K

R1 = 135,4K R2 = 16,22K R3 = 4,7K R4 = 0,47

C1 = 2,2µF C2 = 67,7µF C3 = 6,77µF fo = 50Hz 2.- Aplicar al circuito una tensión Vcc y medir las tensiones de base, emisor y colector respecto a masa.

Verificar si coinciden con las calculadas teóricamente.

Medida Calculada

Vb 1.35V 1,46V

Vc 7,72V 7,5V

Ve 0,73V 0,76V

3.- Medir las tensiones entre b-e, b-c y e-c.

Vbe = 0,62 V Vbc = 6,26V Vec = 7V

4.- Mediante las tensiones C.C. anteriormente medidas, y según los valores delas resistencias, medir las corrientes en el circuito. Anotarlas.

Ic = 1,57 mA Ie = 1,58 mA

Id = 0,08 mA Ib = 0,072 mA





5.- Conectar a la entrada del circuito el generador de B.F. con una frecuencia

de 1KHz señal senoidal.Conectar un canal del osciloscopio a la entrada y el otro a la salida del circuito.

6.-Determinar la máxima señal que se le puede aplicar a la entrada, sin que ala salida exista distorsión.

Medir, entonces, el valor de la tensión de entrada y salida y dibujar ambasformas de onda sincronizadas en el tiempo.

7.- Volver a realizar las medidas hechas cuando el circuito se encontraba enreposo (puntos 2 y 3), pero esta vez con la señal anterior aplicada al circuito.

Vb = 1,29V Vc = 8,28V Ve = 0,68V

Vbe = 068V Vbc = 8V Vec = 9,4V 8.- Calcular también la ganancia de tensión que posee el circuito.

9.- Calcular también la ganancia de corriente y de potencia.

Ie = 0,74 mA Is = 1,53 mA





10.- Conectar el condensador de desacoplo de emisor C2 y observar losefectos que se producen.

Hacer de nuevo los cálculos de ganancia en tensión y comparar con losanteriores.

11.- Manteniendo constante la tensión de entrada y desconectando el condensador de desacoplo C3, hacer un barrido de frecuencias desde 20Hz hasta 200Hz y anotar la tensión de salida para cada frecuencia en la tabla.

Frec. 20H z 50 100 200 500 1Khz 2 5 10 20 50 10 0 20 0

Volt .

12 13 13 13 13 13 13.2 13 13 13 13 11.5

8.5

dB 10.4

11.2 7

11.2 7

11.2 7

11.2 7

11.2 7

11.2 7

11.2 7

11.2 7

11.2 7

11.2 7

9.97

7.37

12.- Con los resultados obtenidos en el punto anterior, trazar la curva derespuesta en frecuencia del circuito.

13.- Sin condensador de desacoplo de emisor, y a una frecuencia de 1Khz,

medir la impedancia de entrada (Ze) y la de salida (Zs) y a compararlas a las previstas y calculadas en la teoría.





Medidas Calculadas

Ze 10 KW 14,46 KW

Zs 4,7 KW 4,7 KW

OBSERVACIONES:

En el amplificador de emisor común la señal sale invertida 180º respecto a laseñal de entrada pero amplificada.

Al conectar el condensador de desacoplo hace que la señal aumente deamplitud y por ello aumenta la ganancia de tensión.

Leyes de Kirchoff

Se trata de dos 'reglas' que permiten estudiar circuitos en forma sistemática.

Estas reglas se deducen en forma directa de las ecuaciones de campo.

Para formular las leyes se necesita definir algunos conceptos:

i) Circuito: Un camino conductor, en el que se encuentran fuentes de 'Fem.' (baterías).

ii) Nudo o Nodo : Puntos en un circuito en los que se unen al menos tresconductores.

• Ley de Nodos: Es la ecuación de continuidad -régimen permanente-.

"La suma algebraica de las corrientes que entran a un nodo es siemprecero."

• Ley de Mallas: Es la 'relación fundamental', discutida recientemente:

`En toda trayectoria cerrada en un circuito, la suma algebraica de las'Fem.' y las caídas de potencial (RI) es igual a cero'.

Observamos que para aplicar correctamente esta leyes es necesarioestablecer una convención:

• Cuando, al recorrer la trayectoria, nos movemos en el sentido de la

corriente, la caída de potencial (RI) tiene signo (-).





• Si al pasar por una fuente de 'Fem.' nos movemos del terminal (-) al terminal (+), la 'Fem.' en cuestión se toma con signo (+).

Leyes de Kirchoff:

Las leyes de Kirchoff son dos, y junto a la de Ohm son las leyesFUNDAMENTALES de la electrotecnia, por consiguiente de la electrónica.

Primera ley de Kirchoff : "La suma del valor de las corrientes entrantes a unnodo es igual a la suma de las corrientes salientes de dicho nodo". Nodo lellamamos a un punto en el cual se juntan varios conductores.

Segunda ley de Kirchoff : "La suma algebraica de las caídas de tensión en uncircuito cerrado es igual a 0". Significa que la suma de las tensiones aplicadasa las cargas, tiene que ser igual a la aplicada al sistema.

PRÁCTICA DE UN CIRCUITO APLICANDO LAS LEYES DE KIRCHOFF

1.OBJETIVO

En todo trabajo científico, los pasos a seguir consisten en etapas comorealizar observaciones y experimentos, formular hipótesis, extraer resultados y

analizarlos e interpretarlos.En esta práctica nosotros nos limitaremos al área de la experimentación,

aplicada a la ciencia de la electricidad, y confirmando, o bien rechazando, lavalidez de las leyes de Kirchoff según el método científico seguido.

Hay que decir que para rechazar una ley previamente aceptada por lacomunidad científica, sería necesario demostrar varias veces y con precisiónque ésta es errónea, no teniendo validez un experimento aislado que siempre puede estar sometido a factores que se escapan a nuestro control, entre losque se incluyen la falta de precisión, o avería de nuestro aparatos de medida.





2. MEDIDAS Y CÁLCULOS REALIZADOS

En el apartado de las medidas, no se hará ninguna en principio,

basándonos en las inscripciones de valores de los componentes, y confiandoen su fiabilidad. Sólo después de hacer las necesarias comprobaciones con el amperímetro, podremos sacar conclusiones sobre la precisión de loscomponentes utilizados.

El circuito está compuesto de dos fuentes de alimentación V1 y V2, devalor 1,5 voltios, y no son ni más ni menos que dos pilas secas de tamaño R14. Además se usarán tres resistencias, siendo R1 y R2 de 10 , y R3 de 47 .Por último, se usarán los correspondientes cables y clavijas necesarios para lacorrecta interconexión de los componentes, y usaremos un amperímetro para

las comprobaciones. A continuación se detallan los cálculos realizados para averiguar, a nivel

teórico, las intensidades I 1 e I 2 , que serán las que comprobaremos a nivel práctico, y también la intensidad I 3.

En primer lugar indicaré el criterio de intensidades.

• La intensidad I 1 será la que recorre solamente los componentes V 1 y R 1.

• La intensidad I 2 será la que recorre los componentes V 2 y R 2 .

• La intensidad I 3 será la que recorre la resistencia R 3.

El criterio de intensidades elegido en I 1 e I 2 es de una intensidad a favor de la de las fuentes de alimentación, esto es, hacia arriba, mientras que I 3tendría una intensidad hacia abajo, al ser la suma de las dos intensidadesanteriores.

1,5 - 10 I 1+10 I 2 - 1,5 = 0

1,5 - 10I2 - 47 I 3 = 0

I 3 = I 1 + I 2

Despejando:

I 1 = I 2

1,5 - 10 I 2 - 47 I 1 - 47 I 2 = 0

1,5 - 10 I 1 - 47 I 1 - 47 I 1 = 0 1,5 - 104 I 1 = 0





I 1 = 0,014423 A = 14,423 mA

I 2 = 14,423 mA

I 3 = 14,423 +14,423 = 28,846 mA

La medida de tensiones, en este caso realizadas sobre las fuentes dealimentación, se harán con conexión en paralelo a dichas fuentes.

Las tensiones medidas con el voltímetro fueron de 1,6 voltios para V 1 y de1,5 voltios para V 2 .

En los esquemas se indican dos de las mediciones, para medir lasintensidades I 1 e I 2 .

Para medir intensidades, el amperímetro se ha de colocar en serie al circuito que queramos medir, según lo indicado en el esquema

. Si desconocemos el valor de la intensidad que vamos a medir,situaremos la escala en el valor más alto para no averiar el instrumento,bajando la escala progresivamente para ganar precisión, hasta un valor adecuado.

Este paso nos lo podemos ahorrar si conocemos la magnitud aproximadade la intensidad a medir, y en este caso podemos situar la escala del aparato

directamente en un valor adecuado.

A la vista de los resultados obtenidos de las mediciones con el miliamperímetro, la intensidad I 1 dio un valor de 12 milamperios, dentro de loesperado, con motivo del margen de tolerancias.

El valor medido de la intensidad I 3 fue de 26,6 miliamperios.

La medición de la intensidad I 2 fue la más problemática, que nos dejó, al menos en un principio, realmente perplejos, puesto que esperábamos unaintensidad similar a I 1, y cual fue nuestra sorpresa cuando la aguja se desvióligeramente hacia la izquierda.

Lo primero que pensamos fue en un error de conexiones, es decir, quehabríamos confundido los cables, por lo que la intensidad se marcaría con unvalor negativo. Pero al intercambiar los cables, el resultado fue el mismo.

Según este experimento, tanto las leyes de Kirchoff como las de Ohmserían falsas, pero una confirmación así con un solo experimento es absurda, y mientras no se repita esto en más ocasiones y con otros aparatos de medida,consideraremos el incidente como un simple error instrumental, es decir, el

amperímetro falló por un motivo desconocido para nosotros.





3. ESQUEMAS DE CIRCUITOS

Aunque los dos esquemas representan al mismo circuito que estamosestudiando, se detallan las dos posiciones en la que se colocó el amperímetro, para medir en primer lugar I 1 y en segundo lugar I 2 .

4. CONCLUSIONES

Aunque sepamos todos nosotros que el estudio y comprensión de laelectrónica es imprescindible para lograr el perfeccionamiento de lasinvenciones, este es un buen ejemplo de que por muy perfectos que hagamoslos cálculos, en una ciencia como ésta habrá que tomar los valores de un modoun poco relativo, y hemos de saber que no lograremos nunca una máquina quese comporte según nuestro cálculos matemáticos, a lo sumo se aproximará.

Parece mentira que en un circuito en el que sólo había que aplicar lasleyes de Ohm y de Kirchoff, se puedan escapar de nuestro alcance tantosfactores, lo que, en el fondo, más que desesperarnos, nos atrae cada vez mása una ciencia tan amplia como la de la electricidad-electrónica.

Practica #2 Práctica de las Leyes de Kirchoff

Objetivos: Que el estudiante pruebe prácticamente las leyes teóricas dekirchoff y al mismo tiempo siga su adiestramiento en el armado decircuitos y tomas de medidas eléctricas.





Preguntas.

1) Defina:

Nodo: Punto en un medio o en un campo que permanece inalteradocuando más de una perturbación actúa simultáneamente sobre él.

Ramas: Líneas del gráfico que unen los nodos.

Lazo: Lazo que no contienen otro lazo en su interior.

2) Aparte de errores de lectura a que causa atribuiría errores de losvalores calculados en I1 y Vs con respecto a los valores debidos.

– Por el estado de los equipos. – Por terminales mal conectados.

3) Con los valores obtenidos en el circuito 1, calcule V12 y pruebe queVs=I1xR1xV12.

Datos.

R1=15.2 I1=0.51AR2=98.7 I2=-0.18AR3=51.7 I3=0.33A

V12=I2xR2

=98.7(-0.18)= -17.80v

25V=(-0.18)(15.2) + 17.50

25V=25.25





4) Con los valores obtenidos en el circuito II, calcule el valor de lacorriente de la fuente Is, pruebe que Is=V1/R1=V2/R2=V3/R3Vs/R1+R2+R3.

Is=V/R =25/165.6

V1/R1 =2.36/15.2

V2/R2 =15.8/58.7

V3/R3 =7.98/51.7

Vs/R1+R2+R3= 25/15.2+98.7+51.7 Equipos y Materiales

-Fuente Universal

-Multimetro Dígital

-Cables

Procedimiento.

Para medir corriente en el circuito en paralelo se conecto el amperímetroen serie con cada una de las resistencias y se apunto los valores queestán presentados más arriba, para el circuito en serie se conectaron losvoltímetros en paralelo con la resistencia, con los valores obtenidos enambos circuitos se calculo lo que se pidió en la parte teórica de la practica.

Conclusión

En la practica #2 hemos comprobado que los valores calculados puedenvariar a los valores medidos por causas exteriores o por la mínimadiferencia entre el uso de las cifras significativas.

En esta practica comprobamos que las medidas en los circuitoseléctricos pueden variar un poco, depende del numero de cifrassignificativas que se utilicen.

Leyes de Kirchoff





La ley de Ohm se aplica a cualquier parte del circuito tanto como al circuitocompleto. Puesto que la corriente es la misma en las tres resistencias de lafigura 1, la tensión total se divide entre ellas.

La tensión que aparece a través de cada resistencia (la caída de tensión)

puede obtenerse de la ley de Ohm.Ejemplo: Si la tensión a través de Rl la llamamos El, a través de R2, E2, y através de R3, E3, entonces;

figura1

El = IxRI = 0,00758 X 5000 = 37,9 V

E2 = IxR2 = 0,00758 X 20.000 = 151,5 V

E3 = IxR3 = 0,00758 X 8000 = 60,6 V

La primera ley de Kirchhoff describe con precisión la situación del circuito: La

suma de las tensiones en un bucle de corriente cerrado es cero.Las resistencias son sumideros de potencia, mientras que la batería es una

fuente de potencia, por lo que la convención de signos descrita anteriormentehace que las caídas de potencial a través de las resistencias sean de signoopuesto a la tensión de la batería.

La suma de todas las tensiones da cero. En el caso sencillo de una únicafuente de tensión, una sencilla operación algebraica indica que la suma de lascaídas de tensión individuales debe ser igual a la tensión aplicada.

E= El + E2 + E3

E= 37,9 + 151,5 + 60,6

E= 250 V

En problemas como éste, cuando la corriente es suficientemente pequeña paraser expresada en miliamperios, se puede ahorrar cantidad de tiempo y problemas expresando la resistencia en kilohms mejor que en ohms. Cuandose sustituye directamente la resistencia en kilohms en la ley de Ohm, lacorriente será en miliamperios si la FEM está en voltios.





Resistencias en paralelo

En un circuito con resistencias en paralelo, la resistencia total es menor que lamenor de las resistencias presentes. Esto se debe a que la corriente total essiempre mayor que la corriente en cualquier resistencia individual. La fórmula

para obtener la resistencia total de resistencias en paralelo esR=1 / (1/R1)+(1/R2)+(1/R3)+...

donde los puntos suspensivos indican que cualquier número de resistencias pueden ser combinadas por el mismo método.

En el caso de dos resistencias en paralelo (un caso muy común), la fórmula seconvierte en

R= R1xR2 / R1+R2

Ejemplo: Si una resistencia de 500 O está en paralelo con una de 1200 O, la

resistencia total es:R = 500x1200/500+1200=600000 / 1700 =353

Segunda ley de Kirchhoff

Hay otra solución para el problema. Suponga que las tres resistencias del ejemplo anterior se conectan en paralelo como se muestra en la figura 2.

figura2

La misma FEM, 250 V, se aplica a todas las resistencias.

La corriente en cada una puede obtenerse de la ley de Ohm como se muestra

más abajo, siendo I1 la corriente a través de Rl, I2 la corriente a través de R2,e I3 la corriente a través de R3.

Por conveniencia, la resistencia se expresará en kilohms, por tanto la corrienteestará en miliamperios.

I1=E / R1=250 / 5 = 50mA

I2 = E / R2 = 250 / 20 =12,5mA

I3 = E / R3 = 250 / 8 = 31,25 mA

La corriente total es

I total =I1 + 12 + 13 = 50 + 12,5 + 31,25 = 93,75 mAEste ejemplo ilustra la ley de corriente de Kirchhoff.





"La corriente que circula hacia un nodo o punto de derivación es igual a lasuma de las corrientes que abandonan el nodo o derivación."

Por tanto, la resistencia total del circuito es

Rtotal= E / I = 250 / 93,75 = 2,667 KO

3/ Leyes de Kirchhoff

Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en1845, mientras aún era estudiante.

Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de lacorriente y el potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de laaplicación de la ley de conservación de la energía.

Estas leyes nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto deecuaciones al que ellos responden. En la lección anterior Ud. conoció el

laboratorio virtual LW.El funcionamiento de este y de todos los laboratorios virtuales conocidos se

basa en la resolución automática del sistema de ecuaciones que genera uncircuito eléctrico.

Como trabajo principal la PC presenta una pantalla que semeja un laboratoriode electrónica pero como trabajo de fondo en realidad esta resolviendo lasecuaciones matemáticas del circuito.

Lo interesante es que lo puede resolver a tal velocidad que puede representar los resultados en la pantalla con una velocidad similar aunque no igual a la real

y de ese modo obtener gráficos que simulan el funcionamiento de unosciloscopio, que es un instrumento destinado a observar tensiones quecambian rápidamente a medida que transcurre el tiempo.

En esta entrega vamos a explicar la teoría en forma clásica y al mismo tiempovamos a indicar como realizar la verificación de esa teoría en el laboratoriovirtual LW.

La primera Ley de Kirchoff

En un circuito eléctrico, es común que se generen nodos de corriente. Un nodo

es el punto del circuito donde se unen mas de un terminal de un componenteeléctrico.

Si lo desea pronuncie “nodo” y piense en “nudo” porque esa es precisamente larealidad: dos o mas componentes se unen anudados entre sí (en realidad soldados entre sí).

En la figura 1 se puede observar el mas básico de los circuitos de CC (corriente continua) que contiene dos nodos.





Fig.1 Circuito básico con dos nodos

Observe que se trata de dos resistores de 1Kohms (R1 y R2) conectados sobreuna misma batería B1.

La batería B1 conserva su tensión fija a pesar de la carga impuesta por los dosresistores; esto significa cada resistor tiene aplicada una tensión de 9V sobreél.

La ley de Ohms indica que cuando a un resistor de 1 Kohms se le aplica unatensión de 9V por el circula una corriente de 9 mA

I = V/R = 9/1.000 = 0,009 A = 9 mAPor lo tanto podemos asegurar que cada resistor va a tomar una corriente de9mA de la batería o que entre ambos van a tomar 18 mA de la batería.

También podríamos decir que desde la batería sale un conductor por el quecirculan 18 mA que al llegar al nodo 1 se bifurca en una corriente de 9 mA quecircula por cada resistor, de modo que en el nodo 2 se vuelven a unir pararetornar a la batería con un valor de 18 mA.


http://electronicacompleta.com/lecciones/leyes-de-kirchhoff/attachment/kirchhoff-2/





Fig.2 Aplicación de la primera ley de Kirchoff

Es decir que en el nodo 1 podemos decir que

I1 = I2 + I3

y reemplazando valores: que

18 mA = 9 mA + 9 mA

y que en el nodo 2

I4 = I2 + I3

Es obvio que las corriente I1 e I4 son iguales porque lo que egresa de labatería debe ser igual a lo que ingresa.

Simulación de la primera Ley de Kirchoff

Inicie el LW. Dibuje el circuito de la figura 2. Luego pulse la tecla F9 de su PC

para iniciar la simulación. Como no se utilizó ningún instrumento virtual novamos a observar resultados sobre la pantalla. Pero si Ud. pulsa sobre lasolapa lateral marcada Current Flow observará un dibujo animado con lascorrientes circulando y bifurcándose en cada nodo.

Para conocer el valor de la corriente que circula por cada punto del circuito y latensión con referencia al terminal negativo de la batería, no necesita conectar ningún instrumento de medida. Simplemente acerque la flecha del mouse a losconductores de conexión y el LW generará una ventanita en donde se indica V e I en ese lugar del circuito.

Verifique que los valores de corriente obtenidos anteriormente son loscorrectos.

Para detener la simulación solo debe pulsar las teclas Control y F9 de su PC al mismo tiempo.

Enunciado de la primera Ley de Kirchoff

La corriente entrante a un nodo es igual a la suma de las corrientes salientes.Del mismo modo se puede generalizar la primer ley de Kirchoff diciendo que lasuma de las corrientes entrantes a un nodo son iguales a la suma de las

corrientes salientes.La razón por la cual se cumple esta ley se entiende perfectamente en formaintuitiva si uno considera que la corriente eléctrica es debida a la circulación deelectrones de un punto a otro del circuito.

Piense en una modificación de nuestro circuito en donde los resistores tienenun valor mucho mas grande que el indicado, de modo que circule una corrienteeléctrica muy pequeña, constituida por tan solo 10 electrones que salen del terminal positivo de la batería.

Los electrones están guiados por el conductor de cobre que los lleva hacia el

nodo 1. Llegados a ese punto los electrones se dan cuenta que la resistencia





eléctrica hacia ambos resistores es la misma y entonces se dividen circulando5 por un resistor y otros 5 por el otro.

Esto es totalmente lógico porque el nodo no puede generar electrones ni retirarlos del circuito solo puede distribuirlos y lo hace en función de la

resistencia de cada derivación.En nuestro caso las resistencias son iguales y entonces envía la mismacantidad de electrones para cada lado. Si las resistencias fueran diferentes, podrían circular tal ves 1 electrón hacia una y nueve hacia la otra de acuerdo ala aplicación de la ley de Ohm.

Mas científicamente podríamos decir, que siempre se debe cumplir una ley dela física que dice que la energía no se crea ni se consume, sino que siempre setransforma.

La energía eléctrica que entrega la batería se subdivide en el nodo de modo

que se transforma en iguales energías térmicas entregadas al ambiente por cada uno de los resistores.

Si los resistores son iguales y están conectados a la misma tensión, debengenerar la misma cantidad de calor y por lo tanto deben estar recorridos por lamisma corriente; que sumadas deben ser iguales a la corriente entregada por la batería, para que se cumpla la ley de conservación de la energía.

En una palabra, que la energía eléctrica entregada por la batería es igual a lasuma de las energías térmicas disipadas por los resistores.

El autor un poco en broma suele decir en sus clases. Como dice el MartínFierro, todo Vatio que camina va a parar al resistor. Nota: el Vatio es la unidad de potencia eléctrica y será estudiado oportunamente.

Segunda Ley de Kirchoff

Cuando un circuito posee mas de una batería y varios resistores de carga yano resulta tan claro como se establecen la corrientes por el mismo. En esecaso es de aplicación la segunda ley de kirchoff, que nos permite resolver el circuito con una gran claridad.

En un circuito cerrado, la suma de las tensiones de batería que se encuentran

al recorrerlo siempre serán iguales a la suma de las caídas de tensiónexistente sobre los resistores.

En la figura siguiente se puede observar un circuito con dos baterías que nos permitirá resolver un ejemplo de aplicación.





Fig.3. Circuito de aplicación de la segunda ley de Kirchoff

Observe que nuestro circuito posee dos baterías y dos resistores y nosotrosdeseamos saber cuál es la tensión de cada punto (o el potencial), conreferencia al terminal negativo de B1 al que le colocamos un símbolo querepresenta a una conexión a nuestro planeta y al que llamamos tierra o masa.

Ud. debe considerar al planeta tierra como un inmenso conductor de laelectricidad.

Las tensiones de fuente, simplemente son las indicadas en el circuito, pero si pretendemos aplicar las caídas de potencial en los resistores, debemosdeterminar primero cual es la corriente que circula por aquel.

Para determinar la corriente, primero debemos determinar cual es la tensión detodas nuestras fuentes sumadas. Observe que las dos fuentes estánconectadas de modos que sus terminales positivos están galvánicamenteconectados entre si por el resistor R1.

Esto significa que la tensión total no es la suma de ambas fuentes sino laresta. Con referencia a tierra, la batería B1 eleva el potencial a 10V pero la

batería B2 lo reduce en 1 V. Entonces la fuente que hace circular corriente esen total de 10 – 1 = 9V.

Los electrones que circulan por ejemplo saliendo de B1 y pasando por R1,luego pierden potencial en B2 y atraviesan R2. Para calcular la corrientecirculante podemos agrupar entonces a los dos resistores y a las dos fuentestal como lo indica la figura siguiente.






Fig.4 Reagrupamiento del circuito

¿El circuito de la figura 4 es igual al circuito de la figura 3? No, estereagrupamiento solo se genera para calcular la corriente del circuito original.De acuerdo a la ley de Ohms

I = Et/R1+R2

porque los electrones que salen de R1 deben pasar forzosamente por R2 y entonces es como si existiera un resistor total igual a la suma de los resistores

R1 + R2 = 1100 Ohms

Se dice que los resistores están conectados en serie cuando están conectadosde este modo, de forma tal que ambos son atravesados por la misma corrienteigual a

I = (10 – 1) / 1000 + 100 = 0,00817 o 8,17 mA

Ahora que sabemos cual es la corriente que atraviesa el circuito podemoscalcular la tensión sobre cada resistor. De la expresión de la ley de Ohm

I = V/R

se puede despejar que

V = R . I

y de este modo reemplazando valores se puede obtener que la caída sobre R2 es igual a

VR2 = R2 . I = 100 . 8,17 mA = 817 mV

y del mismo modo

VR1 = R1 . I = 1000 . 8,17 mA = 8,17 V

Estos valores recién calculados de caídas de tensión pueden ubicarse sobre el circuito original con el fin de calcular la tensión deseada.






Fig.5 Circuito resuelto

Observando las cuatro flechas de las tensiones de fuente y de las caídas detensión se puede verificar el cumplimiento de la segunda ley de Kirchoff, yaque comenzando desde la masa de referencia y girando en el sentido de lasagujas del reloj podemos decir que

10V – 8,17V – 1V – 0,817 = 0 V

o realizando una transposición de términos y dejando las fuentes a la derecha

y las caídas de tensión a la izquierda podemos decir que la suma de lastensiones de fuente

10V – 1V = 8,17V + 0,817 = 8,987 = 9V

Y además podemos calcular fácilmente que la tensión sobre la salida del circuito es de

0,817V + 1V = 1,817V

con la polaridad indicada en el circuito es decir positiva.

Trabajo práctico en el laboratorio virtual

Nuestro trabajo práctico consiste en dibujar el circuito en el LW. Activarlo conF9 y recorrerlo con el cursor anotando las caídas de tensión y la corriente encada punto del mismo. Se podrá verificar el cumplimiento estricto de losvalores calculados.

Posteriormente lo invitamos a resolver otro circuito que es el indicado acontinuación para el cual le damos una ayuda.






Fig.6 Circuito para resolver por el alumno

La ayuda que le vamos a dar es la siguiente:

1. Considere al circuito completo como construido con dos mayas. Lamaya I y la maya II. Resuelva la corriente en la malla I solamente,suponiendo que la II esta abierta.

2. Luego haga lo propio con la malla II; cada malla va a generar unacorriente por R3.

3. Súmelas considerando sus sentidos de circulación y obtendrá lacorriente real que la recorre cuando las dos mallas están conectadas y de allí podrá calcular la caída de tensión sobre R3.

4. Luego debe obtener las otras caídas de tensión y establecer la segundaley de Kirchoff.

5. Por último calculará la tensión de salida V1.

6. Luego dibuje el circuito en el LW y verifique que el resultado halladocorresponda con el circuito virtual y por supuesto con la realidad.

Descargas

• Livewire 1.2 Education Demo

• leccion3.lvw

• Trabajo práctico Leyes de Kirchoff

Conclusiones

De este modo ya estamos en poder de valiosas herramientas de trabajo que seutilizan todos los días en la resolución de circuitos electrónicos simples, queayudan al reparador a determinar los valores de tensión y corriente, existentesen los circuitos.

En la próxima lección, vamos a trabajar con fuentes de tensión alternaaplicadas a circuitos con resistores. Posteriormente, vamos a presentarle los

dos componentes pasivos que acompañan al resistor en los circuitos máscomunes: el capacitor y el inductor y en poder de todo este conocimiento, le


http://www.new-wave-concepts.com/lw_dl_ed.html

http://electronicacompleta.com/descargas/leccion3.lvw

http://electronicacompleta.com/descargas/trabajoPracticoL3.lvw


http://www.new-wave-concepts.com/lw_dl_ed.html

http://electronicacompleta.com/descargas/leccion3.lvw

http://electronicacompleta.com/descargas/trabajoPracticoL3.lvw




vamos a explicar cómo armar y probar su primer dispositivo útil; una radioelemental que nos permitirá conocer conceptos muy importantes de laelectrónica.

Física Aplicada: Técnicas Experimentales Básicas

Equation Chapter 1 Section 1000 PRACTICA Nº18 LEYES DE KIRCHHOFF. PUENTE DE WHEATSTONE.

El objetivo de esta práctica es el estudio y aplicación de las leyes oreglas de Kirchhoff, de gran importancia práctica en Electricidad y Electrónica.

Basadas en estas leyes, estudiaremos el análisis de mallas, para aprender asistematizar el estudio de un circuito eléctrico, y aplicaremos lo anterior al análisis de circuitos simples como el puente de Wheatstone.

1. FUNDAMENTO TEÓRICO .

1.1. Leyes de Kirchhoff.

Las leyes de Kirchhoff son una consecuencia directa de las leyesbásicas del Electromagnetismo (Leyes de Maxwell) para circuitos de bajafrecuencia.

Aunque no tienen validez universal, forman la base de la Teoría de

Circuitos y de gran parte de la Electrónica.Pueden enunciarse en la forma siguiente:

1) Ley de Kirchhoff para los nudos o de las corrientes.(Un nudo en un circuito es un punto en el que confluyenvarias corrientes).

2) La suma algebraica de las corrientes que inciden en unnudo, consideradas todas ellas entrantes o todas ellassalientes, es cero (ley de conservación de la carga).





Figura 1. Nudo en el que confluyen cinco ramas.

Ejemplo: La aplicación de esta ley al nudo de la figura 1.a puede

expresarse en la forma

1 2 3 4 50 I I I I I + + + + =

\* MERGEFORMAT0 0

La consideración de que una corriente es entrante o saliente se hace en principio de una forma totalmente arbitraria, ya que si una corriente I esentrante, se puede sustituir por una corriente -I saliente y viceversa.

El sentido real de la corriente dependerá de cual de los dos signos seanuméricamente el correcto.

En el nudo de la figura 2.b, las corrientes I 3 e I 5 se han supuestosalientes, por lo que -I 3 y -I 5 serían entrantes. La ley que discutimos nos proporciona en este caso la siguiente expresión:

( ) ( )1 2 3 4 5 0 I I I I I + + − + + − =

\* MERGEFORMAT0 0

o bien

1 2 4 3 5 I I I I I + + = +

\* MERGEFORMAT0 0

Por tanto, esta ley se podría enunciar en la forma equivalente: En unnudo, la suma de las corrientes entrantes ha de ser igual a la suma de lassalientes.

De forma análoga a la ley anterior, podremos expresarla simbólicamente

0nudo

j

j

I =∑

\* MERGEFORMAT0 0

donde I j es la corriente que entra por la rama j-ésima.





3) Ley de Kirchhoff para las mallas o de las tensiones. Enun circuito cerrado o malla, la suma algebraica de lasdiferencias de potencial entre los extremos de losdiferentes elementos, tomadas todas en el mismo sentido,es cero(ley de conservación de la energía).

Figura 2. Mallade un circuitoeléctrico.

Ejemplo:La aplicación de esta ley a la malla de la figura 2 puede expresarsematemáticamente en la forma siguiente:

( - ) ( - ) ( - ) ( - ) ( - ) 0a b b c c d d e e a

V V V V V V V V V V + + + + =

Donde las diferencias de potencial se han tomado en el sentido indicado por laflecha de la corriente de malla de la figura 2.

Esta ley se puede expresar simbólicamente como:

0malla

i

i

V =∑

\* MERGEFORMAT0 0

Siendo V i la diferencia de potencial entre los extremos del elemento i-ésimo.

1.2. Análisis de mallas .

Para analizar un circuito como el de la figura 3, supondremos unacorriente para cada malla independiente y plantearemos un sistema deecuaciones lineales con tantas ecuaciones e incógnitas como mallasindependientes haya.

Veamos el ejemplo de la figura 3:





Figura 3. Circuito eléctrico con dos mallas.

Este circuito tiene dos mallas independientes, por las que suponemosque circulan las corrientes I 1 e I 2 en el sentido de las agujas del reloj, tal comose indica en la figura.

Por el elemento R 2 circularán tanto I 1 como I 2 en sentidos contrarios, por tanto la corriente real que circula por él es la superposición de ambas: I 1− I 2 . La primera ecuación la obtendremos aplicando la ley de Kirchhoff de las tensionesa la primera malla:

1 1 1 1 2 2 1 3( )V I R I I R I R= + − +

\*

MERGEFORMAT0 0

La segunda ecuación se obtendrá aplicando la misma ley a la segunda

malla:

2 2 4 2 1 2( )V I R I I R− = + −

\* MERGEFORMAT0 0

Reagrupando términos, encontramos un sistema de dos ecuaciones condos incógnitas, que son las intensidades de malla, I 1 e I 2 :

( )

( )

1 1 1 2 3 2 2

2 1 2 2 2 4

V I R R R I R

V I R I R R

= + + −

− = − + +

\* MERGEFORMAT0 0

que puede ser expresado en forma matricial como

1 2 3 2 1 1

2 2 4 2 2

R R R R I V

R R R I V

+ + − = − + −

\*

MERGEFORMAT0 0

A la vista del resultado anterior, el planteamiento del sistema se puedesistematizar en la forma siguiente:

Se plantean tantas ecuaciones como mallas independientes. Estasecuaciones pueden expresarse como el producto de una matriz cuadrada de





impedancias o resistencias, por una matriz columna de intensidades de malla(incógnitas del sistema), que se iguala a una matriz columna de tensiones(términos independientes).

• Cada término de la matriz de tensiones (términos independientes del

sistema) es la suma de las fuentes de tensión de dicha malla, tomandocomo positivas las que favorezcan a la corriente y negativas las que seopongan a ella.

• Los términos de la matriz cuadrada de coeficientes se obtiene de laforma siguiente:

Los términos de la diagonal principal son la suma de todos loselementos pasivos (impedancias o resistencias) que tiene la malla.Los que están fuera de la diagonal principal se forman sumando loselementos comunes a las dos mallas relacionadas con ese coeficiente y cambiando la suma de signo.

• Finalmente, resolviendo el sistema, se obtendrían las corrientesincógnitas. Supongamos,

• por ejemplo, que los elementos del circuito anterior tienen los siguientesvalores:

R 1 = 1 KΩ; R 2 = 2 KΩ; R 3 = 3 KΩ; R 4 = 4 KΩ;

V 1 = 1 V; V 2 = 2 V.

Sustituyendo, el sistema de ecuaciones es:

1

2

6000 2000 12000 6000 2

I I

− = − −

con I 1 e I 2 en amperios, o bien

1

2

6 2 1

2 6 2

I

I

− = − −

con I 1 e I 2 en miliamperios. Este sistema tiene como solución:

1

1 2

2 6 6 4 20.0625 mA.

6 2 36 4 32

2 6

I

−

− −= = = =

− −

−

1

6 1

2 2 12 4 100.3125 mA.

6 2 36 4 32

2 6

I − − − + −

= = = = −− −

−





I 2 ha resultado negativa El sentido real de I 2 es contrario al representado enla figura.

1.3. El puente de Wheatstone:

El puente de Wheatstone es un circuito frecuentemente utilizado cuandose quieren medir pequeñas desviaciones de una magnitud eléctrica respecto deun valor nominal. Su estructura se representa en la figura 4.

FIGURA 4. PUENTE DE WHEATSTONE.

Se dice que un puente de Wheatstone está equilibrado cuando nocircula corriente por la rama central b-c; es decir cuando V b=V c y el voltímetro

que forma la rama central marca cero (V=0). Se puede demostrar fácilmenteque el puente está en equilibrio cuando se cumple

1 3

2 4

. R R

R R=

\* MERGEFORMAT0 0

Como por la rama bc sólo interesa saber si pasa o no corriente, el voltímetro se suele sustituir por un galvanómetro.

2. MATERIAL :

El material necesario será un polímetro y una o dos fuentes de tensióncontinúan.

Ambos dispositivos fueron descritos en la práctica anterior, así como el códigode colores necesario para conocer el valor de una resistencia. Se dispondrátambién de una placa base para montar los circuitos y diferentes resistencias

eléctricas.





Como se puede observar en la figura 4, la resistencia R 4 está cruzada por unaflecha, indicando que se trata de una resistencia variable.

Un potenciómetro, cuyo esquema se muestra en el figura 5, es unaresistencia eléctrica sobre la que se han tomando tres terminales, uno de ellos,

el central, es deslizante.Entre los terminales 1 y 3, siempre tendremos la misma resistencia, pero entrelos terminales 1 y 2 y entre los terminales 2 y 3, la resistencia eléctrica variaráconforme desplacemos el contacto deslizante. Una resistencia variable puedeobtenerse utilizando el terminal central y cualquiera de los extremos.

Figura 5. Esquema de un potenciómetro.

Nota: Si el contacto deslizante está en un extremo, una de las dosresistencias variables que podemos formar con un potenciómetro es cero o

cercana a cero.Si sometemos esta resistencia a una tensión, circulará por esta pequeñaresistencia una elevada corriente, que puede deteriorar el potenciómetro.

Por tanto, es aconsejable, al comenzar a trabajar con un potenciómetro, colocar el cursor deslizante en una posición intermedia.

3. PARTE EXPERIMENTAL:

3.1. Leyes de Kirchhoff:

Si se dispone de dos fuentes de tensión continua, montar el circuito dela figura 3. Si sólo se dispone de una fuente de tensión continua se monta el circuito de la figura 3, pero sustituyendo la fuente V 2 por una resistencia.

Compruébese que se cumple la ley de Kirchhoff de las corrientes en el nudo donde confluyen las resistencias R 1, R 2 y R 4. Para ello se medirá lastensiones en estas resistencias y se obtendrá las corrientes que fluyen por ellas dividiendo estas tensiones por el valor de la resistencia medida en cadauna de ellas con el polímetro





. Préstese atención sobre la polaridad de la tensión en las resistencias paraaveriguar la dirección que sigue cada una de las corrientes.

Compruébese que se cumple la ley de Kirchhoff de las tensiones en lasdos mallas que forman el circuito.

Para ello se medirá con el polímetro la caída de tensión en todos loselementos que forman el circuito.

3.2. Análisis de mallas:

Midiendo las tensiones en las resistencias R 1 y R 4 del circuito de la figura3, y conocido el valor de estas resistencias, medidas con el polímetro,calcúlense las corrientes de malla I 1 e I 2 que circulan por el circuito.

Préstese atención a la polaridad de la tensión en las resistencias paraaveriguar la dirección que sigue cada una de las dos corrientes.

3.3. Puente de Wheatstone:

Utilizando una fuente de tensión, un polímetro utilizado como voltímetro,tres resistencias fijas y un potenciómetro para obtener la resistencia variable,constrúyase el circuito de la figura 4. Cambie el cursor del potenciómetro, hastaconseguir equilibrar el puente, haciendo que el voltímetro marque cero.

Conseguido el equilibrio, deshaga el circuito y mida con el polímetro el valor dela resistencia variable, R 4, que ha equilibrado el puente.

4. RESULTADOS:

1) Siga los pasos que se describen en el apartado 3.1 y 3.2. Comparelas medidas experimentales que se obtienen con el polímetro, conlas medidas teóricas obtenidas a partir de la medida de lasresistencias con el código de colores y el valor de la tensión en los

terminales de las fuentes de alimentación, obtenidas con el polímetro.

Todas las medidas deben de ir acompañadas de su correspondientecota de error.

2) Monte el puente de Wheatstone que se describe en al figura 4 y equilíbrelo. Compruébese que en el equilibrio, y dentro de losmárgenes de error, se cumple la relación dada por la ecuación (11).

Demuéstrese teóricamente la ecuación de equilibrio (11).





Para esto último, téngase en cuenta que, al no circular corriente por la ramacentral, la corriente I ab es la misma que la I bd , y la corriente I ac es igual que la I cd . Así, I ab(R 1+R 2 ) debe ser igual a I ac (R 3+R 4 ), ya que la diferencia de potencial otensión en los extremos de ambas ramas es la misma porque sus extremosestán unidos y esta tensión viene dada por la fuente V 0 .

TEOREMA DE THEVENIN

Cualquier circuito, por complejo que sea, visto desde dos terminalesconcretos, es equivalente a un generador ideal de tensión en serie conuna resistencia, tales que:

• La fuerza electromotriz del generador es igual ala diferencia de potencial que se mide en circuito abiertoen dichos terminales

•

La resistencia es la que se "ve" HACIA el circuitodesde los terminales en cuestión, cortocircuitando losgeneradores de tensión y dejando en circuito abierto los decorriente

Para aplicar el teorema de Thévenin, por ejemplo, en el caso de laFigura 6, elegimos los puntos X e Y y, suponemos que desconectamostodo lo que tenemos a la derecha de dichos puntos, (es decir, estamossuponiendo que las resistencias R3 y R4, las hemos desconectadofísicamente del circuito original) y miramos atrás, hacia la izquierda.

En esta nueva situación calculamos la tensión entre estos dos puntos (X,Y)que llamaremos la tensión equivalente Thévenin V th que coincide con la

tensión en bornes de la

Resistencia R2 y cuyo valor es:

El siguiente paso es, estando nosotros situados en los puntos indicados(X Y) mirar hacia la izquierda otra vez y calcular la resistencia quevemos, pero teniendo en cuenta que debemos suponer que losgeneradores de tensión son unos cortocircuitos y los generados decorriente son circuitos abiertos, en el caso de nuestro circuito original,





sólo hay un generador de tensión que, para el cálculo que debemoshacer lo supondremos en cortocircuito y ¿qué es lo que vemos?

Pues si miráis la figura 6, lo que vemos es que, las resistencias R1 y R2 están en paralelo.

Por lo que la resistencia equivalente Thévenin, también llamadaimpedancia equivalente, Z th. vale:

El circuito estudiado a la izquierda de los puntos X, Y se reemplaza ahora por el circuito equivalente que hemos calculado y nos queda el circuito de la figura7, donde ahora es mucho más fácil realizar los cálculos para obtener el valor Vo

La otra forma de calcular Vo es, la de la teoría de mallas, que calculamos en lafigura 8 y donde observamos que los resultados son los mismos.

Pero las ecuaciones resultantes son bastante más laboriosas.





En primer lugar se calcula la tensión de salida Vo, proporcionada por el generador V 1, suponiendo que el generador V 2 es un cortocircuito. Aesta tensión así calculada la llamaremos V 01 (cuando V 2 = 0)

Seguidamente se calcula la tensión de salida Vo, proporcionada por el

generador V 2 , suponiendo que el generador V 1 es un cortocircuito. Aesta tensión así calculada la llamaremos V 02 (cuando V 1 = 0)

TEOREMA DE NORTON Cualquier circuito, por complejo que sea, visto desde dos terminales concretos, esequivalente a un generador ideal de corriente en paralelo con una resistencia, talesque:

• La corriente del generador es la que se mide en el cortocircuito entre los terminales en cuestión.

• La resistencia es la que se "ve" HACIA el circuitodesde dichos terminales, cortocircuitando los generadores detensión y dejando en circuito abierto los de corriente.-( Coincide con la resistencia equivalente Thévenin)





Aplicando el Teorema de Norton al circuito de la figura 6, nos quedará el siguiente circuito:

Donde hemos cortocircuitado los puntos X Y de la figura 6. La corrienteque circula por entre estos dos puntos la llamaremos I th y lógicamentees igual a la tensión V del generador de tensión dividido por la

resistencia R1 (Ley de OHM) I th = V / R 1 la resistencia Thévenin es lamisma que la calculada anteriormente, que era el paralelo de R1 y R2 Z th =R 1 //R 2 = R 1 x R 2 / (R 1 + R 2 )

5.4 EQUIVALENCIA ENTRE THEVENIN Y NORTON

Sea cual sea el equivalente obtenido es muy fácil pasar al otro equivalente sinmás que aplicar el teorema correspondiente, así por ejemplo, supongamos quehemos calculado el equivalente Thévenin de un circuito y hemos obtenido el

circuito de la izquierda de la figura siguiente :

Aplicando el teorema de Norton a la figura de la izquierda, cortocircuitaremos lasalida y calcularemos la corriente que pasa entre ellos que será la corriente: I th= 10 / 20 = 0,5 A. y la resistencia Norton es 20 W . por lo que nos quedará el circuito equivalente Norton de la derecha





Aplicación de Métodos de Resolución de Circuitos Eléctricos


I




Este circuito fue analizado a través de todos los métodos (de mallas,nodos, transformación de fuente, superposición, teorema de thevenin y denorton).

Superposición

El método de superposición dice que al tener un circuito conformado por n número de fuentes, sean de corriente o de voltaje, este se puede dividir en ncircuitos, activando solo una sola fuente en cada circuito, para luego estosresultados al sumarlos son igual a los del circuito completo. Esto se aplica paracircuitos lineales.

Ahora resolviendo el circuito por superposición, llamamos a la fuente de17V = f1, a la de 6V = f2 y a la de 4A = f3.

Activando solo f1:

Malla 1: Malla 2:


I2I1If1




5I 1 – 2I 2 = -17 -2I 1 + 4I 2 = 0

Calculamos el sistema de ecuaciones mediante la utilización de unacalculadora graficadora.

I 1 = -4,25 A I 2 = -2,125 A donde I f1 = I 2 = -2,125 A Activando solo f2:

Malla 1: Malla 2: Malla 3:

5 I 1 – 2 I 3 = 0 3 I 2 = -6 → I 2 = -2 -2I 1 + 4 I 3 = 6

Resolvimos el sistema de ecuaciones a través de una calculadoragraficadora, obteniendo lo siguiente:

I 1 = 0,75A I 3 = 1,875A

Luego Ix = I 3 – I 2 = 1,875 – 0,75 = 1,125A


I2I3I1

IxIf2




I f2 = I 1 + Ix – I 2 = 3,875A

Activando solo f3:


I 1 = 4A 4I 2 – 2I 3 = 8 -2I 2 + 5I 3 = 0

Resolvimos el sistema por la calculadora graficadora, obteniendo losiguiente:

I 2 = 2,5 A I 3 = 1 A

Como la corriente I f3 es la misma corriente I 2 , podemos decir que:

I f3 = 2,5 A

Luego la corriente total I es igual a la suma de las corrientes de lasfunciones.


I1I3If3I2




I = I f1 + I f2 + I f3 = -2,125 + 3,875 + 2,5 = 4,25 A

Mallas

El método de mallas consiste en la aplicación de la Ley de Voltajes de

Kirchoff, la cual dice que: “La suma algebraica de los voltajes de una malla esigual a cero”

Para este caso se aplico cuatro mallas, con todas las fuentes activadas.


IxII1I4I2I3





3I 1 = -6→I 1 = -2A 5I 2 – 2I 3 = -17 -2I 2 + 4I 3 = 14

Malla 4:

I 4 = 4A

Luego calculamos el sistema de ecuaciones mediante la utilización deuna calculadora graficadora.

I 2 = -2,5A I 3=2,25A

Donde Ix = I 3 – I 2 = 2,25 – (-2,5) = 4,75A

A través de la aplicación de la Ley de corrientes de Kirchoff, resolvimoslo siguiente:

I = Ix + I 2 – I 1 = 4,75 – 2,5 + 2 = 4,25 A

Transformación de Fuentes

Este método se basa en la Ley de Ohm, aplicándose en el caso de quese encuentre una fuente de corriente en paralelo con una resistencia, esta se puede transformar a una fuente de tensión en serie con dicha resistencia,calculando el voltaje de dicha fuente a través de dicha ley, y viceversa.





Primero transformamos la fuente de 17V en serie con la resistencia de 3a una fuente de corriente en paralelo con la misma resistencia. Calculamos el valor de la fuente de corriente a través de la siguiente ecuación:

66,53

17===

R

V I

Sumamos las resistencias en paralelo de 2Ω y 3Ω, encontrando un Ry, para luego transformar ambas fuentes de corriente, aplicando las siguientesformulas:

Vx = Is2 . Ry = 6,792V

Vy = Is1 . R4 = 8V

Quedando el siguiente





Luego algebraicamente sumamos ambas fuentes, colocando las polaridadesde la mayor.

Vz = 8V – 6,792 = 1,208V

Y las resistencias enserie se suman.

Rz = Ry + R4 = 3,2Ω

Luego transformamos lafuente de tensión en serie con laresistencia a una fuente de corrienteen paralelo con dicha resistencia,calculando el valor de la corriente através de la Ley de Ohm.

A Rz

Vz Iz 3775,0

2,3

208,1===

Quedando de la siguientemanera:





Luego sumamos ambas resistenciasen paralelo, para luego volver a transformar la fuente de corriente Iz en paralelo con el resultado de esa suma, en una fuente detensión en serie con dicha resistencia.

Ω=⇒+=− 55,1

3

1

2,3

11 Ry Rw

Vw = Iz . Rw = 0,3775 . 1,55 = 0,585V

Quedando el siguiente circuito:

Para luego aplicar una ley de voltajes de kirchoff, obteniendo la

siguiente ecuación:

-6 +(1,55 . I)–0,585 = 0 → 1,55 I = 6,585 → I = (6,585 / 1,55) = 4,25A

Nodos

Esté método se basa en la Ley de Corrientes de Kirchoff, cuyoenunciado dice: “La suma de las corrientes que entra a un nodo es igual a lasuma de los corrientes que salen del mismo”





Nodo 1 (V1): Supernodo (V2 – V3):

V 1 = -17

66,926

5

4223

3

2

3212

−=+⇒−=++− V

V

V V V V

Ecuación de Control (V2 – V3):

V3 – V2 = 6

Resolvimos el sistema de ecuaciones mediante la utilización de unacalculadora graficadora, obteniendo los siguientes resultados:

V2 = -9,495V V3 = -3,495V

Luego aplicamos la ley de corriente de kirchoff en el nodo V2, quedandola siguiente ecuación:

I I V V V V V

+

+−

+−

=+−

⇒+

−

+=−

3

495,3495,9

2

495,9

3

495,917

3

32

2

2

3

21

Donde despejamos a I, quedando:

I = -2,5 + 4,75 + 2 = 4,25A





Teorema de Thevenin

Este teorema consisteen que todo circuito lineal tieneun circuito equivalente dethevenin, el cual estáconformado por una resistencia(Resistencia de Thevenin) enserie con una fuente de voltaje(Voltaje de Thevenin), entre loterminales en estudio.

En este caso estamos buscando la corriente que circula por la rama de lafuente de 6V, entre los terminales a y b, para esto extraemos dicha rama y

analizamos en busca del circuito equivalente de thevenin entre esos dosterminales, quedando el circuito





Para calcular la resistencia del circuito equivalente de Thevenin (Resistenciade Thevenin), desactivamos todas las fuentes independientes (Las de voltajese cortocircuitan, y las de corriente se abren), y se calcula la resistencia total.

Calculamos Ry a través de la suma de esas dos resistencias en paralelo

Ω==⇒=+=− 2,15

6

6

5

2

1

3

11 Ry Ry

Luego sumamos estas resistencias obteniendo una Rx.

Rx = Ry + R4 = 1,2 + 2 = 3,2Ω

La resistencia total es igual a la suma de estas dos resistencias en paralelo.





Ω=⇒+=− 55,12,3

1

3

11 RT RT

Ahora bien, para calcular el valor de la fuente de voltaje del circuitoequivalente (Voltaje de Thevenin), dejando las fuentes activas, y calculando el voltaje que hay entre los terminales a y b (V ab ).

Primero calculamos la corriente que circula por la resistencia de 3Ω quese encuentra entre los terminales a y b, para luego calcular el voltaje de dicharesistencia, el cual es el mismo que se encuentra entre dichos terminales.


5I 1 - 2I 2 = -17 -2I 1 + 7I 2 = 8 I 3 = 4ª

Resolvimos el sistema de ecuaciones a través de una calculadoragraficadora, obteniendo lo siguiente:

I 1 = -3,32A I 2 = 0,19

Como la corriente que circula por la resistencia de 3Ω, que se encuentraentre los terminales a y b, es igual a I 2 , podemos decir que:

V ab = I 2 . 3Ω = 0,19 . 3 = 0,58V

Ya con estos datos podemos armar el siguiente circuito equivalente:


I3I2I1




Y al aplicar la Ley de Voltajes de Kirchoff encontramos la corriente quecircula por el circuito, como se puede apreciar en la siguiente ecuación

- V ab – Vs2 + (RT . I) = 0

Despejando I:

==+

=+

=55,1

58,6

55,1

58,062

RT

VsV I ab

4.245A

El teorema de no es aplicable en este caso debido a que el únicométodo conocido por nosotros para calcular la corriente en el circuitoequivalente de norton, es la transformación de fuente, para luego buscar lacorriente, pero al hacer esto, lo transformamos a un circuito equivalente deThevenin.

Módulos de Electrónica I II y III Página 142

electrnica bsica i copia2 (1)

Documents