Chevrotronica II

8/4/2019 Chevrotronica II

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Chevrotrnica II


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CETElectrnica

La Electrnica es una disciplina que abarca un amplio abanico de actividadesrelacionadas con el control de seales elctricas (flujo de electrones).

A diferencia con la Electricidad -rama de la Fsica de la que arranca laElectrnica-, esta moderna disciplina vuelca su inters en la informacin

transportada por las seales elctricas; bsicamente tensin y corrienteelctrica.

La puesta en prctica de las tcnicas electrnicas toma cuerpo en losdenominados sistemas electrnicos, los cuales manipulan las sealeselctricas para generar, canalizar y presentar la informacin.


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CETCampos de la Electrnica

La seal ser todo aquello que transporta informacin de un puntoa otro, y dependiendo del tipo de informacin que transmita, sepodr hablar entonces de seal analgica y seal digital.

Los conceptos de seal analgica y digital, se basan en sucaracterstica de acumular informacin. Segn el modo deacumular informacin se obtendr una seal analgica o unadigital.


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Electrnica Analgica

La principal fuente deinformacin la constituye suamplitud.

U

tiliza un nmero infinito devalores posibles pararepresentar la informacin.

Seal Continua


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CETSeal Anloga


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CETElectrnica Digital

La principal fuente deinformacin la constituye sufrecuencia.

U

tiliza un nmero finito devalores posibles pararepresentar la informacin.

Seal Discreta


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CETSeal Digital


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CETComponentes Pasivos

Son aquellos que no puedencontribuir con la ganancia deenerga o amplificacin de uncircuito o sistema electrnico.

stos no tienen accin de controly no necesitan ninguna otraentrada ms que una seal paraejecutar su funcin. A este grupopertenecen las resistencias,condensadores, bobinas,

conectores, interruptores yconductores.


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Es la propiedad de un materialpara presentar oposicin al pasode la corriente elctrica. Suunidad de medida es el ohm, yse representa con la letra (omega) del alfabeto griego.

Resistencias


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CETCondensadores (Capacitores)

Tienen su origen en la botella deLeyden, la cual era capaz dealmacenar energa elctrica.

Un capacitor es un componenteelectrnico con la propiedad de

almacenar energa para liberarlaposteriormente. Un capacitorelemental consiste en dosplacas metlicas paralelas

aisladas una de la otra por unmaterial dielctrico.


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Bobinas (Transformador)Basa su funcionamiento en un la diferenciade potencial entre 2 bobinas, que son variosmetros de devanado enrollados en unncleo ferromagntico.

Interruptor

Es una simple interconexin entre dosmateriales conductores que permiten elpaso de la corriente al estar unidos, ycuando estn separados, simplemente lacorriente no circula.


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CETComponentes Activos

Son aquellos que tienen lacapacidad de controlarvoltajes o corrientes y quepueden crear una accin

de amplificacin o deconmutacin, sta es, elintercambio de una sealentre dos estados en elcircuito al que pertenecen.Entre ellos tenemos los

diodos, los transistores, ylos circuitos integrados,entre otros.


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CETDiodos

El diodo deja circular corriente a travs suyo cuandose conecta el polo positivo de la batera al nodo (+),y el negativo al ctodo (-), y se opone al paso de lamisma si se realiza la conexin opuesta.

Esta interesante propiedad puede utilizarse pararealizar la conversin de corriente alterna encontinua, a este procedimiento se le denominarectificacin.

Si se aplica a este diodo una tensin alterna,nicamente se producir circulacin de corriente en

las ocasiones en que el nodo (+) sea ms positivoque el ctodo (-).

-+


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Los LEDs son diodos que emiten luzcuando son conectados a un circuito.

Su uso es frecuente como luces piloto en

aparatos electrnicos para indicar si elcircuito est cerrado.

Los elementos componentes sontransparentes o coloreados, de un materialresina-epoxi, con la forma adecuada eincluye el corazn de un LED: el chip

semiconductor.

Diodos LED (Light Emitting Diode)


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Transistores

Es el invento que revoluciono laelectrnica.

Sirven como compuertas o switches

electrnico.Son componentes que funcionancomo amplificadores de la sealelctrica.

Un transistor de tipo BJT (BipolarJ

unctionT

ransistor) sirve paraamplificar la corriente, mientras queun FET (Field Effect Transistor)sirve para amplificar el voltaje.

Las 3 patas de un BJT son:emisor, base y colector.

Y las de un FET son: compuerta,drenaje y fuente


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CETCircuito Integrado (CI)

Es un arreglo de componentes pasivosy activos que generan una funcinespecfica dentro de unencapsulamiento ms compacto queel arreglo original. Debido a que cada

CI es de uso diferente, existendocumentos conocidos comodatasheet que explican el

funcionamiento del CI.

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CETInterpretacin de Smbolos y Diagramas

Como ya vimos, cada componente electrnico tiene su propio smbolo.Qu ocurre cuando unimos estos?

++

10V


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Generalmente, el 1er contacto que tendremos con un circuitoelectrnico tanto al implementarlo como al disearlo, ser con sudiagrama o esquema.

Interpretacin de Smbolos y Diagramas


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El esquema deber ser correctamente interpretado para armar su prototipo.



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Y finalmente, si as se desea, se har el circuito impreso.



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CETAisladores Conductores y

Semiconductores


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Semiconductores

Un semiconductor es un elemento material cuya conductividadelctrica puede considerarse situada entre las de un aislante y lade un conductor, considerados en orden creciente. Lossemiconductores ms conocidos son el silicio (Si) y el germanio(Ge)


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Semiconductores

Cuando el silicio se encuentra formado por tomos del tipoexplicado en el apartado anterior, se dice que se encuentra enestado puro o ms usualmente que es un semiconductorintrnseco

Una barra de silicio puro est formada por un conjunto de tomos

en lazados unos con otros segn una determinada estructurageomtrica que se conoce como red cristalina

Toda inyeccin de energa exterior produce pues un procesocontinuo que podemos concretar en dos puntos:

Electrones que se quedan libres y se desplazan de un tomo aotro a lo largo de la barra del material semiconductor de silicio.Aparicin y desaparicin de huecos (espacios que ocupaban loselectrones) en los diversos tomos del semiconductor.


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Semiconductor Intrnseco: Silicio


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Semiconductor Dopado

El dopaje consiste en sustituir algunos tomos de silicio por tomos de otroselementos. A estos ltimos se les conoce con el nombre de impurezas.Dependiendo del tipo de impureza con el que se dope al semiconductorpuro o intrnseco aparecen dos clases de semiconductores.

Hueco Exceso de electrones

Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N


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Semiconductor Tipo N

En esta situacin hay mayor nmero de electrones que de huecos. Por elloa estos ltimos se les denomina "portadores minoritarios" y "portadoresmayoritarios" a los electronesLas Impurezas tipo N ms utilizadas en el proceso de dopado son elarsnico, el antimonio y el fsforo


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Semiconductor Tipo P

Sustituimos uno de sus tomos (que como sabemos tiene 4 electrones ensu capa exterior) por un tomo de otro elemento que contenga treselectrones en su capa exterior, resulta que estos tres electrones llenarn loshuecos que dejaron los electrones del tomo de silicio, pero como soncuatro, quedar un hueco por ocupar.


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Unin P- N

Cuando se efecta esta unin, los electrones y los huecos inmediatos a launin se atraen, cruzan la unin y se neutralizan.


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Diodo: polarizacin directa

Si ahora aplicamos a dicha unin una tensin exterior de signo contrario ala barrera de potencial interna, sta ir disminuyendo en anchura. A mayortensin aplicada externamente corresponder una barrera interna menor ypodremos llegar a conseguir que dicha barrera desaparezca totalmente.


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Diodo: polarizacin inversa

Si la tensin aplicada externamente al diodo es del mismo signo que labarrera de potencial interna se dice que el diodo est polarizadoinversamente. El terminal positivo de la pila atrae a los electrones delmaterial N apartndolos de la unin, mientras que el negativo a trae a lascargas positivas del material P, apartndolos tambin de la unin.


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Diodo: Smbolo y circuito equivalente


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MEDIDA DE UN DIODO DE SILICIO

La figura muestra las Puntas de Prueba midiendo la polarizacin directa deun Diodo de Silicio, en donde vemos que la Punta de Prueba POSITIVAest en el nodo y la Punta de Prueba NEGATIVA en el Ctodo, lajuntura tiene un valor similar a la juntura de un TRANSISTOR.


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La figura muestra las Puntas de Prueba midiendo la polarizacin inversa de

un Diodo de Silicio, en donde vemos que la Punta de Prueba POSITIVAest en el Ctodo y la Punta de Prueba NEGATIVA en el nodo, lajuntura tiene un valor infinito.

NOT A: Cada Diodo sea de Germanio o de Silicio, presenta un valordiferente o similar pero la idea primordial es la de identificar laspolaridades de ste ( nodo y Ctodo )

MEDIDA DE UN DIODO DE SILICIO


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CETRectificacin

El proceso de rectificacin consiste en convertir una seal alterna(positivos y negativos) en una seal CD. Esto se logra por medio de unpuente de diodos.

La funcin del diodo, es permitir el paso de los ciclos de corriente en unciclo positivo y con el doble de frecuencia.

Obteniendo una onda con mximos y mnimos siempre positivos.

Seal Alterna Seal Directa

Smbolo


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Diodo rectificador : Media onda


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Diodo rectificador : Onda completa


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Diodo rectificador : Onda completa


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CETPuente rectificador de diodos


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CETPuente rectificador de diodos


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Como se sabe la corriente generada por el alternador trifasico no es adecuada para la batera nitampoco para la alimentacin de los consumidores del vehculo. Es necesario rectificarla. Unacondicin importante para la rectificacin es disponer de diodos de potencia aptos para funcionar enun amplio intervalo de temperatura.El rectificador esta, formado por un puente de 6 - 9 diodos de silicio, puede ir montado directamenteen la carcasa lado anillos rozantes o en un soporte (placa) en forma de "herradura", conexionados acada una de las fases del estator, formando un puente rectificador, obtenindose a la salida delmismo una tensin de corriente continua. Los diodos se montan en esta placa de manera que tres

de ellos quedan conectados a masa por uno de sus lados y los otros tres al borne de salida decorriente del alternador, tambin por uno de sus lados . El lado libre de los seis queda conectado alos extremos de las fases de las bobinas del estator..

Puente rectificador de diodos


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Los alternadores, con equipo rectificador de 9 diodos (nanodiodo), incorporan tres diodos masal puente rectificador normal, utilizandose esta conexin auxiliar para el control de la luzindicadora de carga y para la alimentacin del circuito de excitacin.El calentamiento de los diodos esta limitado y, por ello, debe evacuarse el calor de las zonasdonde se alojan, tanto los de potencia como los de excitacin. Con este fin se montan losdiodos sobre cuerpos de refrigeracin, que por su gran superficie y buena conductividadtrmica son capaces de evacuar rpidamente el calor a la corriente de aire refrigerante. Enalgunos casos, para mejorar esta funcin, estn provistos de aletas.La fijacin de la placa portadiodos a la carcasa del alternador se realiza con interposicin decasquillos aislantes, como se ve en la figura.



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No vamos a entrar en el modo de funcionamiento de los diodos simplemente decir que undiodo se comporta idealmente como una vlvula antirretorno en un circuito neumtico ehidrulico, segn como estn polarizados los diodos en sus extremos deja pasar la corrienteelctrica o no la deja pasar. Los diodos utilizados en el automvil pueden ser de dos tipos: de"anodo comn" son los que tienen conectado el nodo a la parte metlica que los sujeta (laherradura que hemos visto antes) y que esta conectada a masa. De "ctodo comn" son losdiodos que tienen el ctodo unido a la parte metlica que los sujeta (masa).



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Diodo Zener

El diodo zener trabaja exclusivamente en la zona de caracterstica inversay, en particular, en la zona del punto de ruptura de su caracterstica inversaEsta tensin de ruptura depende de las caractersticas de construccin deldiodo, se fabrican desde 2 a 200 voltios.Polarizado en directa acta como un diodo normal y por tanto no se utilizaen dicho estado


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Diodo Zener: Curva caracterstica

El Zener es un diodo que al polarizarlo inversamente mantiene constante latensin en sus bornes a un valor llamado tensin de Zener, pudiendo variarla corriente que lo atraviesa entre el margen de valores comprendidos entreel valor mnimo de funcionamiento y el correspondiente a la potencia dezener mxima que puede disipar


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Diodo Zener: Curva caracterstica

Tres son las caractersticas que diferencian a los diversos diodos Zener entre si:a.- Tensiones de polarizacin inversa, conocida como tensin zener.- Es la tensinque el zener va a mantener constante.b.- Corriente mnima de funcionamiento.- Si la corriente a travs del zener esmenor, no hay seguridad en que el Zener mantenga constante la tensin en susbornes.

c.- Potencia mxima de disipacin. Puesto que la tensin es constante, nos indicael mximo valor de la corriente que puede soportar el Zener.


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Diodo Zener: Regulador de voltaje

Se llama voltaje no regulado aquel que disminuye cuando el circuitoconectado a l consume ms corriente, esto ocurre en las fuentes DCconstruidas con solo el rectificador y el condensador de filtro, en losadaptadores AC-DC y en las bateras. Un voltaje regulado mantiene suvalor constante aunque aumente o disminuya el consumo de corriente. Unade las muchas formas de regular un voltaje es con un diodo Zener.


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Fuente CC con regulacin de voltaje


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CETCOMO IDENTIFICAR Y MEDIR

ALGUNOS COMPONENTES

Como se ve en la imagen superior, el Tester Digital est seleccionadopara realizar mediciones de semiconductores ( smbolo del diodo ).Al colocar las Puntas de Prueba, POSITIVO en uno de los pinesdel TRANSISTOR y NEGATIVO en el otro extremo.....ste nos daun valor que es de .546 , a continuacin veremos la siguienteimagen :


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ALGUNOS COMPONENTES

Vemos que al mantener la Punta de Prueba Positiva en el mismo pin ycolocamos la Punta de Prueba Negativa en el pin central, el instrumentonos da un valor distinto y menor que la medicin anterior que es de .474.

Si nosotros invertimos las Puntas de Prueba y realizamos las mismasacciones anteriores, como se ve en las figuras siguientes :


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ALGUNOS COMPONENTES

Vemos que al colocar las Puntas de Prueba, NEGATIVO en uno de lospines del TRANSISTOR y POSITIVO en el otro extremo el instrumentonos da un valor infinito, a continuacin veremos la siguiente imagen :


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ALGUNOS COMPONENTES

Vemos que al mantener la Punta de Prueba Negativa en el mismo pin ycolocamos la Punta de Prueba Positiva en el pin central, el instrumentonos sigue dando un valor infinito.


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ALGUNOS COMPONENTES

Los resultados de stas pruebas nos estn demostrando algo que esprimordial, especialmente en la medicin de un TRANSISTOR deSilicio Bipolar y es la identificacin individual de cada uno de los pines.La imagen que muestra la FIG. 1 y FIG. 2 tienen en comn la Punta dePrueba POSITIVA, y recordando que las junturas de un TRANSISTORtienen en comn la BASE, ya tenemos identificado el primer pin.

La FIG. 1 y FIG. 2 muestran que el instrumento da DOS valores diferentesal usar la Punta de Prueba NEGATIVA . En la FIG. 1 el valor es

superior al de la FIG. 2 y por norma natural de las junturas la BASEEMISOR es mayor FIG. 1 que la BASE COLECTOR FIG. 2, es decirque el TRANSISTOR es del tipo ( N-P-N ), la P es la base ROJOPOSITIVO comn y est polarizado directamente por el tester digital ypara ambas junturas, una juntura N-P es la EMISOR-BASE y la otrajuntura P-N es la BASE-COLECTOR.


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NOTA: El Tester Digital entrega en las Puntas de Prueba un voltajesuficiente para hacer trabajar y polarizar directamente las junturas deltransistor; el voltaje es entregado por la batera interna y es un voltajecontinuo y no alterno.

FIG. 1 BASE - EMISOR MAYOR que FIG. 2 BASE COLECTOR MENOR

Para un TRANSISTOR P-N-P el proceso es inverso.

La FIG. 3 y la FIG. 4 nos muestran que al medir con polarizacin inversalas junturas del TRANSISTOR, ste se comporta como un aislante.

COMO IDENTIFICAR Y MEDIR

ALGUNOS COMPONENTES


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CETTransistores


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CETTransistores


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Diodo: Curva caracterstica


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Diodo LED Light Emitter Diode

Los diodos luminiscentes son diodos semiconductores que al seratravesados por una corriente elctrica emiten radiacioneselectromagnticas en una estrecha banda de longitudes de onda (565nm a950nm), dependiendo del semiconductor en que estn construidos.


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Condensadores

El principio del CONDENSADOR es: dos conductores prximos,llamados armaduras, separados por un dielctrico (aislante).

Este conjunto, sometido a una diferencia de potencial V, adquiereen cada armadura una carga Q, lo que supone la existencia de unacapacidad C = Q / V Esta capacidad se denomina CAPACIDADDEL CONDENSADOR, que es mayor que la que posee un solo

conductor. Los condensadores se utilizan para almacenarcarga elctrica.


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CETCondensadores: Tipos

Electrolticos

Polister

Cermicos


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Condensadores en serie

V / q = 1/ CT = 1/ C1 + 1 / C2 + 1 / C3

La carga total es inferior a la capacitancia ms baja.


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Condensadores en paralelo

CT = C1 + C2 + C3

La carga total es la suma de las capacitancias.

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