PRACTICAS V | ELECTRONICA ANALOGICA

PRACTICAS V

Universidad Tecnológica De Aguascalientes

Integrantes:

Pérez Rodríguez Martin Alejandro

Vázquez de la Cruz Jovani

Flores Gutiérrez José Luis

26 DE MARZO DE 2015 MECATRONICA

2.-C

1

Índice

Resumen ................................................................................................................................. 2

Marco teorico. ......................................................................................................................... 2

Funcionamiento básico del SCR ................................................................................................ 3

Operación controlada del rectificador controlado de silicio .............................................................. 3

Objetivo .................................................................................................................................. 4

Material y equipo .................................................................................................................... 4

Desarrollo ............................................................................................................................... 4

Discusión ................................................................................................................................ 8

Conclusiones. .......................................................................................................................... 9

Referencias. ............................................................................................................................ 9

Resumen ............................................................................................................................... 10

Marco Teórico ...................................................................................................................... 10

Objetivo ................................................................................................................................ 11

Material y equipo .................................................................................................................. 11

Desarrollo ............................................................................................................................. 11

Discusiones ........................................................................................................................... 13

Conclusión ............................................................................................................................ 13

Bibliografía ........................................................................................................................... 14

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Resumen

Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los

tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es

bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de

conmutar la corriente alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición

que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso

pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza

aplicando una corriente al electrodo puerta. Por medio de dicha práctica aprendimos como es

el funcionamiento de los tiristores conocidos como SCR (Controlador Rectificado de

Silicio) y TRIAC (Un Triodo para Corriente alterna), conociendo cual es la asignación de

sus pines, cuál es su comportamiento con respecto a su onda, así como su funcionamiento

con respecto a la configuración interna.

Marco teórico.

El triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el

flujo de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en ambos

sentidos y puede ser bloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la corriente por

debajo del valor de mantenimiento. El triac puede ser disparado independientemente de la

polarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.

El Triac es un dispositivo semiconductor que pertenece a la familia de los dispositivos de

control: los tiristores. El triac es en esencia la conexión de dos tiristores en paralelo pero

conectados en sentido opuesto y compartiendo la misma compuerta. (Ver imagen).

A1: Ánodo 1, A2: Ánodo 2, G: Compuerta

El triac sólo se utiliza en corriente alterna y al igual que el tiristor, se dispara por la

compuerta. Como el triac funciona en corriente alterna, habrá una parte de la onda que será

positiva y otra negativa.

Funcionamiento del Triac

La parte positiva de la onda (semiciclos positivo) pasará por el triac siempre y cuando haya

habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de arriba

hacia abajo (pasará por el tiristor que apunta hacia abajo), de igual manera:

La parte negativa de la onda (semiciclos negativo) pasará por el triac siempre y cuando

haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de

abajo hacia arriba (pasará por el tiristor que apunta hacia arriba)

Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición

pnpn Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción

3

entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional

(sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la

vez.

Rectificador controlado de silicio SCR (silicón controlled rectifier)

Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición

pnp Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción

entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional

(sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la

vez.

El SCR se asemeja a un diodo rectificador pero si el ánodo es positivo en relación al cátodo

no circulará la corriente hasta que una corriente positiva se inyecte en la puerta. Luego el

diodo se enciende y no se apagará hasta que no se remueva la tensión en el ánodo-cátodo,

de allí el nombre rectificador controlado.

El SCR se asemeja a un diodo rectificador pero si el ánodo es positivo en relación al cátodo

no circulará la corriente hasta que una corriente positiva se inyecte en la puerta. Luego el

diodo se enciende y no se apagará hasta que no se remueva la tensión en el ánodo-cátodo,

de allí el nombre rectificador controlado.

Funcionamiento básico del SCR

El siguiente gráfico muestra un circuito equivalente del SCR para comprender su

funcionamiento.

Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos

corrientes: IC2 = IB1.

IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1

(IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más

corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1.

Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del SCR.

Operación controlada del rectificador controlado de silicio

Como su nombre lo indica, el SCR es un rectificador construido con material de silicio con

una tercera terminal para efecto de control. Se escogió el silicio debido a sus capacidades

de alta temperatura y potencia.

La operación básica del SCR es diferente de la del diodo semiconductor de dos capas

fundamental, en que una tercera terminal, llamada compuerta, determina cuándo el

rectificador conmuta del estado de circuito abierto al de circuito cerrado. No es suficiente

sólo la polarización directa del ánodo al cátodo del dispositivo. En la región de conducción

la resistencia dinámica el SCR es típicamente de 0.01 a 0.1

La resistencia inversa es típicamente de 100 k o más. Un SCR actúa a semejanza de un

interruptor. Cuando esta encendido (ON), hay una trayectoria de flujo de corriente de baja

resistencia del ánodo al cátodo. Actúa entonces como un interruptor cerrado. Cuando esta

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apagado (OFF), no puede haber flujo de corriente del ánodo al cátodo. Por tanto, actúa

como un interruptor abierto. Dado que es un dispositivo de estado só1ido, la acción de

conmutación de un SCR es muy rápida.

Objetivo *Aprender a realizar conexiones usando el SCR y TRIAC.

*Aprender cual es la forma de onda del diodo.

*Observar la acción del SCR y TRIAC en la señal de la carga.

*Realizará la conexión del SCR y TRIAC para el control de la potencia en la carga.

Material y equipo

•1 SCR

•1 TRIAC

•1 Foco de 127Vac

•1 Foco de 12Vcd

•1 R=100Ω, 1kΩ, 4.7kΩ, 10kΩ,

22kΩ, 33kΩ

•1 Capacitor

•1 potenciómetro= 50kΩ

•1 osciloscopio c/sonda

•1 multímetro

•1 extensión

•1 protoboard

•4 caimanes

Desarrollo A) PRUEBA EN CD

1. Arme el siguiente circuito con SCR:

5

Abrir el switch y observar que sucede:

___no se apaga el foco por que se enclava.

Con el switch abierto y el foco

encendido aplicar momentáneamente un

cortocircuito entre ánodo y cátodo y observe

que sucede:

Se desenclava y se convierte en interruptor.

2. Arme el siguiente circuito con TRIAC:

Abrir el switch y observar que sucede:

___no pasa nada.

Con el switch abierto y el foco encendido aplicar momentáneamente un

cortocircuito entre T2 y T1 y observe que sucede:

_____pasa exactamente que con el SCR

Con el foco apagado y el switch

abierto mida:

VRL = _____0V______

VAK = _____12.24V__

Estado carga (on/off= off

Cierre el switch y vuelva a medir:

VRL = _11.51v____

VAK = __.78v_____

Estado carga (on/off) = ___On___

Cierre el switch y vuelva a medir:

VRL = ___________

VAK = ___________

Estado carga (un/off) = ___________

Con el foco apagado y el switch abierto mida:

VRL = ____0V_______

VT2 T1 = ___12.43V___

Estado carga (on/off) =__Off__

Cierre el switch y vuelva a medir:

VRL = _____11.51__

VT2 T1 = ______0.78V_____

Estado carga (on/off) =__On__

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B) PRUEBA EN CA

SCR

1. Arme el siguiente circuito con SCR:

2. Con ayuda del osciloscopio

Observe las señales en la carga

Y grafíquelas:

3. Ahora use R1=1KΩ en serie con un potenciómetro de 50KΩ. Observando con el

osciloscopio y la intensidad del foco indique que sucede:

R1 Gráfica Carga R1 Gráfica Carga

a)

1

kΩ

d)

22 kΩ

b)

4.7

kΩ

e)

33 kΩ

c)

10

kΩ

f)

Abierto

7

TRIAC

4. Arme el siguiente circuito con TRIAC:

5. Con ayuda del osciloscopio

Observe las señales en la carga

Y grafíquelas:

6. Ahora use R1=1kΩ en serie con un potenciómetro de 50kΩ. Observando con el

osciloscopio y la intensidad del foco indique que sucede.

R1 Gráfica Carga R1 Gráfica Carga

a)

1 kΩ

d)

22 kΩ

b)

4.7 kΩ

e)

33 kΩ

c)

10 kΩ

f)

Abierto

R1 Gráfica Carga R1 Gráfica Carga

a)

1

kΩ

d)

22 kΩ

b)

4.7

kΩ

e)

33 kΩ

c)

10

kΩ

f)

Abierto

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7. Ahora coloque a éste último circuito un capacitor de valor C=___0.22_____ entre G

(gate) y T1 (terminal 1). Indique qué sucede:

__________se estabiliza la señal________________

----Conteste hasta el final de la práctica----------

Cuestionario:

a) ¿Qué resultados presenta con cada una de las resistencias usadas el SCR y el

TRIAC?

Los resultados al cambiar las resistencias de los tiristores, fueron los mismos, no vario

en nada, incluso la gráfica nos salió de la misma manera. b) ¿Qué pasa cuando se usa el potenciómetro de 50K?

El circuito funciona de una manera similar al dimmer, nos variaba la potencia

c) ¿Para el circuito del TRIAC son simétricos los dos semiciclos?

No, se puede observar que la primera parte de la gráfica llega a un punto

más alto, mientras que la parte posterior llega al eje de las x y se cambia de

posición

Discusión Al terminar la práctica número 9 de esta unidad, todos nosotros observamos que nuestros

objetivos que planteamos al inicio de la práctica se cumplieron todos exitosamente, ya que

todos nosotros aprendimos como es que se arman diferentes circuitos con los diferentes

componentes electrónicos, uno de ellos fue el TRIAC, el cual es un dispositivo electrónico

con el que podemos controlar el flujo de corriente de una carga. Otro de los componentes

electrónicos que ocupamos fue un SCR que por sus siglas en ingles nos dice que es un

rectificador de silicio. De la misma manera todos nosotros observamos como las diferentes

señales eléctricas cambiaban conforme a la impedancia, estos cambios que observamos de

las señales los pudimos visualizar mediante un osciloscopio, estos diferentes cambios de la

onda o señal eléctrica se vio reflejada en la lámpara la cual encendía o apagaba según su

impedancia, es decir, la luminosidad del foco variaba conforme a la impedancia.

También pudimos reconocer los diferentes tipos de componentes electrónicos identificando

el tipo de componente que era, el tipo de encapsulado, los voltajes de alimentación, los

pines correspondientes para cada cosa, entre otras características aprendidas.

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Conclusiones.

Con respecto a todos los objetivos que planteamos en todos los circuitos electrónicos que

armamos los cuales prácticamente encendían una lámpara de 12vDC o 120vAC por medio

de interruptores observamos y llegamos a una conclusión general en donde claramente

observamos que según el tipo de componente electrónico que conectáramos y según la

configuración que hayamos hecho podíamos controlar diferentes componentes ya sea en

corriente directa o alterna.

Todos estos cambios que veíamos en las lámparas como la intensidad luminosa de nuestra

lámpara la pudimos observar por medio de un osciloscopio en donde observábamos las

señales eléctricas que nuestro circuito generaba, y aunque en ocasiones utilizábamos

lámparas de C.D. y en otras ocasiones de C.A., las señales eléctricas que nos generaban

nuestros diferentes circuitos eran muy similares.

Referencias.

Unicrom. (2002). TRIAC. 2007, de Max Web Sitio web:

http://www.unicrom.com/Tut_triac.asp

Monografías. (2003). Rectificador controlado. 2006, de Blog Sitio web:

http://www.monografias.com/trabajos78/rectificador-controlado-silicio-scr/rectificador-

controlado-silicio-scr.shtml

Practica 10

10

Resumen

De la siguiente práctica conocimos que este circuito integrado combina un dispositivo

semiconductor formado por una foto emisor, una foto receptora y entre ambos hay un

camino por donde se transmite la luz. Todos estos elementos los encontramos dentro del

mismo encapsulado que es un chip de 8 pines. Esta práctica nos sirvió para conocer la

distribución de los pines, así como para reforzar los conocimientos adquiridos en la práctica

pasada usando el TRIAC junto con el MOC3011.

Marco Teórico

Opto acoplador: Es un dispositivo que podemos encontrar en múltiples aplicaciones dentro

de un equipo electrónico, cuando una señal debe ser transmitida desde un circuito

específico a otro, sin que exista conexión eléctrica entre ambos. A pesar de ser un elemento

muy utilizado, encierra muchos misterios en su interior y estas incógnitas se profundizan

cuando su funcionamiento correcto se pone en duda. ¿Se pueden controlar? ¿Cómo

sabemos si funcionan correctamente? Por lo general, la transmisión de la información

dentro de un Opto acoplador se realiza desde un LED infrarrojo que no responde, en las

mediciones con el multímetro, a lo que conocemos como un LED tradicional. ¿Qué

podemos hacer entonces? Veamos si en este artículo podemos encontrar las respuestas que

necesitamos.

Son conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico, basan su

funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un

circuito a otro sin conexión eléctrica. Estos son muy útiles cuando se utilizan por ejemplo,

Microcontroladores PICs y/o PICAXE si queremos proteger nuestro microcontrolador este

dispositivo es una buena opción. En general pueden sustituir los relés ya que tienen una

velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de rebotes. La gran ventaja de un

optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre los circuitos

de entrada y salida. Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente

emisora de luz, y un fotosensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del

emisor luminoso, todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo

general es del tipo DIP.

En iluminación, el foco es un elemento óptico destinado a proyectar la luz de una

lámpara hacia una región concreta.

Principalmente se usan para iluminar instalaciones deportivas, alumbrado ornamental de

edificios emblemáticos, publicidad y seguridad. También son elementos esenciales en

las artes escénicas como el teatro, el cine, la televisión u otros espectáculos en vivo.

El foco eléctrico fue inventado por el estadounidense Thomas Alva Edison el 21 de octubre

de 1879. Durante dos años trabajó en su laboratorio buscando un alambre o filamento, a

través del cual fluyera la electricidad, para insertarlo en un tubo de vidrio que no tuviera

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aire. Finalmente, con el tubo y un filamento de carbón que provenía de un hilo de algodón,

fabrico un bulbo de luz. Este bulbo, foco o lámpara estuvo encendido durante dos días

en Menlo Park (Nueva Jersey).

Existen varios tipos de focos, dependiendo de su geometría:

Los asimétricos. Se usan en alumbrados intensivos.

Los simétricos. Se usan en alumbrados extensivos. Los alumbrados extensivos son unos

de los principales causantes de la contaminación lumínica. Es habitual que estén

situados en torres.

Objetivo *Realizar la conexión básica de un optoacoplador para el control de la potencia en la carga

con TRIAC.

*Realizar la conexión básica de un optoacoplador para el control de la potencia en la carga

con transistor NPN.

Material

• 1 4N28

• 1 MOC3011

• 1 Foco de 127Vac

• 1 Foco de 12Vcd

• 1 R=180Ω, 330Ω, 1kΩ

• 1 multímetro

• 1 extensión

• 1 protoboard

• 4 caimanes

Desarrollo A) OPTOACOPLADOR SALIDA TRANSISTOR

1.- Arme el circuito con un optoacoplador de salida a transistor.

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2.-Active la señal y observe si la carga se activa

La carga si se activa al presionar el botón pulsador.

B) OPTOACOPLADOR SALIDA TRIAC

3.- Arme el circuito con un optoacoplador de salida a TRIAC

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4.-Active la señal y observe si la carga se activa

La carga si se activa al presionar el botón pulsador.

Discusiones En esta práctica hicimos un circuito donde podíamos prender un foco mediante un

MOC3011 y un triac para regular el voltaje.

Conclusión Cumplimos todos los objetivos planteados ya que por medio de un MOC y un 4N28

encendimos un foco de 12v ya que estos componentes tienen transistores en su interior.

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Bibliografía

Juan Pérez. (2007). Definición de diodo. 2015, de Acerca Sitio web:

http://www.definicionabc.com/tecnologia/diodo.php

Gilbert M... (2003). clases de diodos. 2007, de Códigos Sitio web:

http://www.areaelectronica.com/semiconductores-comunes/clases-diodos.html

Electrónica. (2005). Tipos de diodos. 2010, de Largest Selección Sitio web:

http://www.electronica2000.com/temas/diodostipos.htm