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APLICACIONES DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS PARA SISTEMAS DE COMUNICACIONES ELECTRÓNICAS
ANGEL EMMANUEL ORTIZ CRUZJESÚS GABRIEL BEJARANO PULIDO
JIMY ALEXANDER CÁRDENAS PARRA
SENADISEÑO IMPLEMENTACION Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS DE
TELECOMUNICACIONES CEET
[email protected]@misena.edu.co
Resumen
En el siguiente informe se describe de manera grafica y con la solución de varios problemas el funcionamiento y aplicación de señales alternas y directas, transformadores y rectificadores de onda.
I. INTRODUCCIÓN
a. Importancia del conocimiento de los principios básicos de electrónica para alguien cuyo desempeño será en telecomunicaciones.
Es muy importante porque con los equipos que se usan, están compuestos por dispositivos electrónicos que funcionan con corriente DC.
b. Importancia de analizar, simular e implementar fuentes de voltaje DC
El análisis y simulación nos permite conocer previamente como nos llegaría a funcionar nuestra fuente mediante prueba y error en el papel por ejemplo. Ya al implementarlo tendremos en físico todo los que se planeó.
II. PARA MEJORAR EL DESEMPEÑO DE UNA FUENTE DC
- Usar un convertidor boost. El convertidor Boost (o elevador) es un convertidor DC a DC que obtiene a su salida una tensión continua mayor que a su entrada. Es un tipo
de fuente de alimentación conmutada que contiene al menos dos interruptores semiconductores y al menos un elemento para almacenar energía. Frecuentemente se añaden filtros construidos con inductores y condensadores para mejorar el rendimiento.
III. DIFERENCIAS EXISTEN ENTRE SEÑALES ALTERNAS Y SEÑALES DIRECTAS
La señal directa se grafica con una línea recta en el plano cartesiano. La corriente continua o directa (CC o DC) se genera a partir de un flujo continuo de electrones (cargas negativas) siempre en el mismo sentido, el cual es desde el polo negativo de la fuente al polo positivo. Al desplazarse en este sentido los electrones, los huecos o ausencias de electrones (cargas positivas) lo hacen en sentido contrario, es decir, desde el polo positivo al negativo
Figura 1. Señal Directa
La señal alterna se grafica con una línea senoidal en el plano cartesiano. En la corriente alterna (CA o AC), los electrones no se desplazan de un polo a otro, sino que
Realizado por: Emanuel Ortiz, Jimmy Cárdenas, Gabriel Bejarano
a partir de su posición fija en el cable (centro), oscilan de un lado al otro de su centro, dentro de un mismo entorno o amplitud, a una frecuencia determinada (número de oscilaciones por segundo).
Figura 2. Señal alterna
IV. DIFERENCIAS SI LAS HAY ENTRE VOLTAJE PICO, VOLTAJE PICO A PICO, VOLTAJE MEDIO, VOLTAJE RMS O EFICAZ Y VOLTAJE AC?
Voltaje PicoEs el valor máximo de la amplitud de una corriente periódica
Voltaje Pico A Pico
Es la diferencia entre el pico máximo positivo y el pico negativo a su vez es igual al doble del voltaje pico.
Voltaje Medio
Voltaje Promedio en corriente alterna es el promedio aritmético de todos los instantes de tensión medidos en un cierto tiempo.En el Periodo Completo de una sinusoide: el valor medio = 0 porque el semiperiodo positivo se anula con el semiperiodo negativo.En cambio en un semiperiodo el
, siendo Vmax el valor máximo de tensión en el semiperiodo.
Voltaje RMS O Eficaz
Un valor en RMS de una corriente es el valor, que produce la misma disipación de calor que una corriente
continua de la misma magnitud.
Voltaje AC
Como la señal cambia su valor cada instante se tienen presentes varios valores: f frecuencia, número de veces que la señal periódica se repite en un segundo se mide en Hertz. T periodo, tiempo en el cual la señal vuelve a repetirse, es el inverso de la frecuencia.
Tabla 1.
V. SIGNIFICADO DE FRECUENCIA, PERIODO Y LONGITUD DE ONDA
Frecuencia: Es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico, a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa. La frecuencia f es igual a la velocidad v de la onda, dividido por la longitud de onda λ (lambda).
Periodo: Es el tiempo requerido para que el movimiento de oscilación de la onda describa un ciclo completo.
Longitud de onda: La longitud de onda (simbolizada por λ) es la distancia entre dos crestas o valles seguidos. Se mide en unidades de longitud, tales como el metro (m), sus múltiplo o submúltiplos según convenga. Así, en la óptica, la longitud de onda de la luz se mide en nanómetros.
VI. PRECAUCIONES GENERALES CON LAS HERRAMIENTAS
Si bien los aparatos tienen algunas características de auto protección, es necesario ser cuidadoso en el uso de ellos, para no afectar su funcionamiento y para obtener medidas correctas, se deben observar las siguientes precauciones:
a. Osciloscopio
1. Evitar golpear o mover bruscamente los aparatos, ni marcar nada sobre ellos.
2. No desconectar el cable de potencia mientras no se haya apagado el osciloscopio.
3. Mover los controles e interruptores en forma moderada, para evitar su daño.
4. Evitar aplicar voltajes mayores que los tolerados por cada aparato (generalmente indicado en el panel de controles).
5. Usar adecuadamente el control de intensidad, para evitar quemar o dañar de manera permanente la capa fosforescente que recubre la pantalla.
6. No maltratar los cables de conexión y conectadores de entrada, evitar tocar las partes expuestas, si se trabaja con alto voltaje.
7. Asegurarse que el osciloscopio esté adecuadamente conectado a tierra.
Realizado por: Emanuel Ortiz, Jimmy Cárdenas, Gabriel Bejarano
8. Al utilizar el osciloscopio con otros aparatos conectados a la red, debe verificarse qué terminales, especialmente los de tierra, pudieran provocar un cortocircuito, ya que la referencia es la misma para la mayoría de aparatos en el laboratorio y están por lo tanto conectados a través de la red eléctrica.
b. Multímetro1. Cuando el multímetro no esté en uso, o
vaya a ser trasladado de un lugar a otro, el selector debe estar en la posición de OFF (apagado).
2. Coloque el selector en la escala correcta, de acuerdo con lo que desea medir.
3. Nunca exceda los valores límites de protección indicados en las especificaciones por cada rango de medición. Si no sabemos el valor de la escala a medir, se recomienda usar el rango más alto.
4. Antes de usar la perilla selectora de rangos para cambiar funciones, desconecte las puntas de prueba del circuito bajo prueba, y de todas las fuentes de corriente eléctrica.
5. Nunca realice medidas de resistencia si el circuito se encuentra energizado. Apague la fuente de voltaje antes de hacer la medición.
6. Cuando se lleven a cabo mediciones en televisiones o circuitos de poder (potencia) interrumpidos, siempre recuerde que habrá pulsos de voltaje con altas amplitudes lo cual puede dañar el multímetro.
7. Siempre sea cuidadoso cuando trabaje con voltajes alrededor de 60VCD ó 30V~
8. Mantenga los dedos detrás de las barreras de prueba mientras mida.
VII. TRANSFORMADORES
Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores.La relación de transformación (m) de la tensión entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.
Figura 3. Circuito de un transformador
a. Problemas
a) El transformador de un timbre domiciliario reduce la tensión de 110 V a 25 V. Suponga que el bobinado del secundario tiene 22 vueltas. ¿Cuántas vueltas tiene el primario?
b) Suponer que se tiene un transformador reductor 5:1 al cual se pretende conectar un amplificador de audio de 50 Watt, si el transformador funciona o tiene en el primario 110 V, determine las características que debe tener el transformador (Vs, Np y Ns).
c) Un transformador reductor con una relación de vueltas de 7 a 5, toma 2 A de la línea. Encontrar el valor de la intensidad de corriente en el secundario.
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VIII. RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una señal de corriente alterna de lleno conducen cuando se polarizan inversamente. Además su voltaje es positivo.
Figura 4. Circuito rectificador de media onda
Figura 5.Onda rectificada (Media onda)
IX. RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA
Un rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua.
Figura 6. Circuito rectificador de onda completa
Figura 7. Onda rectificada (Onda Completa)
X. FUENTES REGULADAS DC
Figura 8. Fuente regulada con regulador LM317
Figura 9. Onda regulada
Figura 10. Fuente regulada con regulador 7805
Figura 11. Onda regulada
Realizado por: Emanuel Ortiz, Jimmy Cárdenas, Gabriel Bejarano
XI. LABORATORIO PRÁCTICO
Laboratorio practico, montaje de fuente regulada con regulador 7805.
Para el montaje de la fuente se usaron:-Protoboard-Transformador de 115V a 9V-4 Diodos-1 condensador de 220µF-1 condensador de 4.7 µF-1 regulador 7805
Figura 12. Fuente montada en Protoboard
Para la medición se usaron:-1 multímetro.-1 osciloscopio.
Al hacer la medición con multímetro se obtiene un resultado de 4.97 voltios.
Figura 13. Medición de 5V con osciloscopio
Al hacer la medición con el osciloscopio se obtiene un resultado de 5 voltios.
Figura 14. Medición de 5V con osciloscopio
I. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Como conclusión en el taller realizado pudimos ver las diferencias entre el análisis y la simulación de fuentes de DC y de AC con los instrumentos indi cados tomando las precauciones estudiadas para cada situación.
II. REFERENCIAS
[ARQ]www.arqhys.com/arquitectura/cableado-elementos.html [WIK.a]es.wikipedia.org/wiki/Rack[WIK.b]es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.3
Realizado por: Emanuel Ortiz, Jimmy Cárdenas, Gabriel Bejarano