TRABAJO COLABORATIVO 2
PRESENTADO POR: MILTON ALONSO VALENCIA RINCON COD.1123304819 EDUARDO MUÑOZ LARA COD.1059908498 EDGAR HORACIO QUISTIAL VELA COD: 18155243 KARINA ALEJANDRA JURADO COD: 1.123.327.291 1.123.327.291 SAULO GUERRA SANCHEZ COD: 1126448182
FÍSICA ELECTRÓNICA CÓDIGO: 100414_124
PRESENTADO A: HUGO ORLANDO PEREZ NAVARRO
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE: CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CEAD VALLE DEL GUAMUEZ MARZO DE 2015
INTRODUCCION
Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, componentes, tales como resistencias, como resistencias, inductores, inductores, condensadores, condensadores, fuentes, fuentes, interruptores interruptores y semiconductores) semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. El presente trabajo consta de tres circuitos con sus diferentes componentes tanto activos como pasivos donde observamos y analizamos el comportamiento de cada uno de estos elementos para luego obtener una conclusión a este análisis que logremos plantear en cada uno de los circuitos.
OBJETIVOS
General
Abarcar y apropiarse de los conocimientos adquiridos a lo largo de la segunda unidad del curso de física general, con la realización de simulación de circuitos y reconocer r econocer las funciones de sus componentes.
Específicos
Los estudiantes identificaran la función de los transistores t ransistores
Lograr Identificar la función de los l os condensadores condensadores
Lograr Identificar la función que cumplen los diodos
Interpretar la simulación de los diferentes circuitos
Fase 1 1. Diodo como rectificador – recortador recortador de voltaje
Realice el montaje del siguiente circuito. Tenga en cuenta que V3 es una fuente de voltaje AC de 10Vp con una frecuencia de 60Hz.
a)
¿Qué papel está desempeñando el diodo D1?
Debido a que el diodo se encuentra polarizado inversamente con la fuente de generadora de voltaje AC esta funcionando como un interruptor abierto dejando el circuito abierto sin alterar el voltaje después de hacer contacto lo cual explicaremos a continuación evidenciando la presente gráfica.
b)
¿Qué papel está desempeñando el diodo D2?
Como este diodo se encuentra polarizado directamente con la fuente generadora de voltaje AC el circuito se encuentra cerrado, permitiendo el flujo de corriente de atreves de él, pero si visualizamos la gráfica notamos que el voltaje se recorta a 5,6 voltios ya que se genera la presencia de un voltaje de barrera barrera como se puede puede evidenciar evidenciar en la presente gráfica. gráfica.
c)
Mida el voltaje de salida con el osciloscopio entre el cátodo de D1 y tierra. ¿Cómo afecta la señal de salida las fuentes de Voltaje V1 y V2?
Como se evidencia en las presentes imágenes observamos como el voltaje de salida se mantiene constante, lo cual es normal ya que los diodos se encargan de limitar la corriente en estos puntos del circuito. Recordemos que el diodo internamente posee un voltaje de barrera de 0.6 voltios, si observamos la presente grafica podemos visualizar como analizando la gráfica y las fuentes de voltaje V1 y V2 conectadas al diodo observamos como ese voltaje de salida se limita al valor especificado en las fuentes V1 y V2. d)
¿En la señal de salida se puede apreciar el efecto de la tensión de barrera del diodo?, explique.
Si se puede apreciar cómo se ilustra en la imagen Recordemos que el diodo internamente posee un voltaje voltaje de de barrera barrera de 0.6 voltios. voltios. Estos Estos se encargan de limitar la corriente para eliminar eliminar tensiones que no interesan que lleguen a un determinado punto y perjudiquen el funcionamiento del circuito.
2. Rectificador – re r egul ador de voltaj e
Realice el montaje del siguiente circuito y efectúe el análisis de acuerdo con los cuestionamientos planteados planteados para el mismo.
a)
¿Qué papel están desempeñando los diodos D1, D2, D3 y D4?
r// De
acuerdo al análisis en el circuito se puede observar que los diodos D1, D2, D3 y D4 cumplen la función de un puente rectificador el cual se emplea para convertir una señal de de corriente alterna de entrada (Vi) en en corriente continua de salida (Vo) pulsante. Describiendo el flujo de la corriente más detalladamente podemos observar que durante el ciclo positivo pasara por el diodo D2 ya que hará contacto con el ánodo pero no podrá pasar por el nodo D4 ya que hará contacto con el catodo, viéndose obligada a salir por el nodo C a B. El mismo proceso se cumplirá durante el ciclo positivo la corriente fluirá por el nodo D4 ya que hará contacto con el ánodo pero no lograra pasar por el diodo D2 porque hará contacto con el catodo viéndose obligada a salir por el nodo C a B. En cuanto el ciclo negativo el proceso será exactamente igual, la corriente fluirá simultáneamente por los diodos D1 y D3 haciendo contacto con los catodos pero no logra circular por los diodos D2 y D4 ya que estos impiden su paso al intentar cruzar por sus ánodos viéndose obligada a salir por el nodo que se encuentra entre los diodos D1 y D3 b)
Con el osciloscopio mida el voltaje entre el nodo C y tierra. Tenga en cuenta que debe desconectar el cable verde que se encuentra entre el nodo C y B. ¿Qué señal se observa?, ¿Cómo intervienen los diodos en la señal observada?
r// Los diodos limitan la
salida de voltaje de la fuente generadora de corriente 12V a 11.6 debido al porcentaje de barrera todos estos diodos por el cual pasa esta corriente. Podemos notar que el circuito rectificador permite el flujo de corriente en los ciclos positivo, negativo negativo y con la misma polaridad polaridad en el mismo punto señal de de la corriente.
c) Desconecte el cable conectado entre el nodo B y la resistencia de 200Ω (el cable
entre el nodo C y el nodo B debe estar conectado). Mida el voltaje en el nodo B con el osciloscopio. ¿Qué señal se observa?, ¿A qué se debe el cambio entre la señal medida en el nodo C y la medida en el nodo B? r// Nos Nos damos cuenta que
la corriente al pasar pasar por D2 y D4 el flujo es continuo continuo porque el capacitor elimina el elemento de corriente alterna que da el rectificador ya no se observan hondas solo se ve una curva, toma parte de esta corriente la almacenarla para posteriormente descargarla
d)
Con todos los cables conectados mida el voltaje en el nodo A con el osciloscopio. ¿Qué señal se observa?, ¿Qué función está desempeñando el diodo D5?
r//vemos que la señal es constante en en el nodo nodo A, El diodo D5 (zener) rectifica la señal.
e)
Realice una breve descripción del papel de cada uno de los elementos que conforman el circuito. Rectificador de Onda Completa
El circuito rectificador de onda completa de la primera figura fi gura más abajo, es el que se utiliza si lo que se desea es utilizar todo el voltaje el voltaje del secundario del transformador (en el caso de un transformador con derivación central). Cuando se utiliza la derivacion puesta a tierra, en el circuito con transformador de derivación central, la tensión de salida depende de la mitad de la tensión del secundario
En este circuito el transformador el transformador es alimentado por una tensión en corriente alterna. Los diodos Los diodos D1 y D3 son polarizados en directo en el semiciclo positivo, los diodos D2 y D4 son polarizados en sentido inverso. Ver que la corriente atraviesa la resistenciad la resistenciadee carga RL.
El semiciclo negativo, la polaridad del transformador es el inverso al caso anterior y los diodos D1 y D3 son polarizados en sentido inverso y D2 y D4 en sentido directo. La corriente como en el caso anterior también pasa por la carga RL. en el mismo sentido que en el semiciclo positivo.
La salida tiene la forma de una onda rectificada completa. Esta salida es pulsante y para "aplanarla" se pone un condensador (capacitor) en paralelo con la carga. Este capacitor se carga a la tensión máxima y se descargará por RL mientras que la tensión de salida del secundario del transformador disminuye disminuye a cero ("0") voltios, y el ciclo se repite.
Diodo
El diodo semiconductor semiconductor es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar, prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio.
Los diodos constan de dos partes, una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura llamada barrera o unión. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el diodo de germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio. El diodo se puede hacer trabajar de 2 maneras diferentes: Polarización Directa
Es cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta de la flecha (la del diodo), o sea del ánodo al cátodo. En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como como un corto circuito. circuito.
Polarización Inversa
Es cuando la corriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto.
Diodo Zener
El diodo zener es un tipo especial especial de diodo, de diodo, que que siempre se utiliza polarizado inversamente. inversamente. Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus
características de polarización directa y polarización inversa), conducen siempre en el sentido de la flecha. En este caso la corriente la corriente circula en contra de la flecha que representa el diodo. Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo rectificador común. Cuando el diodo zener funciona polarizado inversamente mantiene entre sus terminales un voltaje un voltaje constante.
Se analizará el diodo Zener, no como un elemento ideal, si no como un elemento real y se debe tomar en cuenta que cuando éste se polariza en modo inverso si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.
Capacitor
Es un dispositivo formado por dos placas metálicas separadas por un aislante llamado dieléctrico. El condensador eléctrico o capacitor eléctrico almacena energía en la forma de un campo eléctrico (es evidente cuando el capacitor funciona con corriente directa) directa) y se llama capacitancia llama capacitancia o capacidad a la cantidad de cargas eléctricas que es capaz de almacenar
3. Transistor como Interruptor
Realice el montaje del siguiente circuito y efectúe el análisis de acuerdo con los cuestionamientos cuestionamientos planteados para el mismo.
a)
Teniendo en cuenta el tipo de circuito, explique su funcionamiento.
Al analizar el funcionamiento del circuito podemos notar como el circuito es alimentado por una fuente de voltaje AC de 12V cuya señal es amplificada, esto debido al función del transistor en este circuito como un amplificador de voltaje. Podemos notar como el nivel de voltaje disminuye a 11.19V al pasar por la resistencia R2 en el circuito pero luego la señal es amplificada gracias al transistor.
Este cambio podemos notarlo cuando medimos la señal de voltaje en la base del transistor y la magnitud de la señal en el colector la cual difiere con un voltaje pico de 11.98 como lo indica el osciloscopio.
b)
¿Qué papel está desempeñando el diodo?
Ya que el diodo esta polarizado inversamente con la fuente generadora de voltaje la corriente no puede fluir en este punto, quedando el circuito abierto.
c)
¿Qué implica el uso de un transistor PNP?
El uso de un transistor PNP beneficia al presente circuito ya que este actua como un regulador de voltaje de la corriente que circula en todo el circuito. d)
¿Qué sentido tiene usar un transistor si podríamos simplemente colocar una fuente de alimentación con una resistencia y un elemento de control (el switch que permite abrir y cerrar el circuito), como se muestra en la siguiente imagen?.
Tiene mucho sentido ya que el transistor cumple un papel importante en la mayoría de los componentes electrónicos que manejamos y/o empleamos en nuestra vida cotidiana, ya que estos pueden operar como una fuente reguladora de voltaje que permiten aumentar o disminuir el flujo de corriente claro está dependiendo de la fuente generadora de voltaje que se vaya a emplea en el circuito y la aplicación que se le vaya a asignar. e)
¿Nombre tres aplicaciones prácticas en las que puede ser usado este circuito? circuit o?
Podríamos utilizar este circuito en las siguientes aplicaciones: Circuitos de potencia, Circuito amplificador de señal, Interruptor de alta velocidad.
Conclusiones y Análisis de Resultados
Los estudiantes realizaron el ejercicio 1 y simularon el circuito propuesto, se logro evidenciar la acción rectificadora del diodo frente a un generador de señal. Se identificó su función y la polarización directa e inversa y cómo afecta al circuito. Para la siguiente simulación circuito 2 logramos evidenciar la función que cumple el puente rectificador, otorgando la señal de doble frecuencia, modificada después después por el filtro para generar una tensión continua, observamos como el diodo Zener se fija como regulador de voltaje generando una estabilidad en la tensión. En la tercera simulación circuito 3, logramos ver la función del transistor como interruptor de alta velocidad diseñado para controlar diferentes dispositivos.
Referencias
aprobarfacil. (13 de 03 de 2013). Rectificador onda completa con puente diodos. Obtenido de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=9-pZlwXy https://www.youtube.com/watch?v=9-pZlwXyXQw XQw Casanova, R. (s.f.). Elementos de un circuito eléctrico. Obtenido de Monografias: http://www.monografias.com/trabajos-pdf/eleme http://www.monografias.com/trabajos-pdf/elementos-circuito-electrico/elemen ntos-circuito-electrico/elementostoscircuito-electrico.shtml Electronica, L. (16 de 04 de 2014). El Capacitor; Que Es Un Capacitor? Para Que Sirve Y Como Funciona? | "LA ELECTRONICA" BASICA #3 . Obtenido de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=hvJxaetbsU0 Transis tor: Que Es Un Transistor?, Para Que Sirve y Electronica, L. (04 de 05 de 2014). El Transistor: Como Funciona?. | "LA ELECTRONICA" BASICA #5 . Obtenido de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=5cok72YyIMk
Moreno, J. D. (28 de 01 de 2013). BJT Parte 01 Transistor BJT videotutorial en español de electrónica. Obtenido de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=l_EG5 https://www.youtube.com/watch?v=l_EG544soDg 44soDg co mo funciona . Obtenido serta42. (27 de 11 de 2013). Puente rectificador como construirlo y como de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=Sv https://www.youtube.com/watch?v=SvpQuKP3xl0 pQuKP3xl0
Unicrom, E. (s.f.). Diodo Zener . Obtenido http://unicrom.com/Tut_diodozener_.asp
de
Electronica
Unicrom:
Unicrom, E. (s.f.). El diodo semiconductor . Obtenido de Electronica Unicrom: http://unicrom.com/Tut_diodo.asp Wikipedia. (10 de 11 de 2014). http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito
Circuito.
Obtenido
de
Wikipedia:
