-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
1 de 22
PRCTICA 5 -ELECTRNICA ANALGICA BSICA-
1. Introduccin. La electrnica es la ciencia que estudia una
serie de fenmenos en los que intervienen cargas elctricas aplicadas
en ciertos componentes principalmente compuestos de materiales
semiconductores. El desarrollo de esta ciencia ha permitido el
desarrollo actual de las telecomunicaciones y la informtica. En
esta prctica estudiaremos y comprobaremos el comportamiento de
componentes electrnicos bsicos. Para ello iremos realizando una
serie de montajes elementales sobre una placa de entrenamiento
llamada protoboard y tomaremos las medidas necesarias de
resistencia, tensin e intensidad con el polmetro. Por ello en este
primer apartado nos vamos a dedicar a explicar la estructura de la
placa protoboard y el funcionamiento del polmetro.
1.1. Placa protoboard o placa de prototipos.
Esta formada por un soporte de plstico sobre el que hay unas
perforaciones dispuestas en filas paralelas conectadas entre s por
unas lneas conductoras generalmente de cobre. Con este tipo de
placas se montan circuitos de manera temporal para hacer pruebas o
para aprovechar de nuevo los componentes, ya que con ellas no hay
que soldar porque los terminales de los componentes se insertan
directamente en las perforaciones. Contienen unas ranuras y unas
lengetas para interconectar ms placas protoboard entre s, en el
caso de querer probar circuitos muy grandes. Normalmente, las
placas protoboard estn divididas en tres zonas:
Buses: Son las lneas horizontales superior e inferior, que
contienen las perforaciones conectadas entre s, de tal manera que
cualquier terminal (patilla) que insertes en una de ellas estar
conectada al resto de sus perforaciones. Generalmente a los buses
se conectan los polos, positivo y negativo, de la fuente de
alimentacin o pila.
Pistas: Son las lneas verticales que tienen sus perforaciones
conectadas verticalmente. En esta zona se insertan los terminales
de los componentes que se conectan entre s, y en el caso de que
necesites ms huecos puedes disponer de otra pista conectada a la de
inters mediante un cable.
Canal central: Las pistas se cortan en la parte central de la
placa que no dispone de perforaciones. Esta zona se reserva para
insertar los circuitos integrados den forma perpendicular a las
pistas.
En general, estas placas se utilizan para realizar circuitos
sencillos, ya que de lo contrario, el exceso de conexiones
dificultara su visualizacin y aumentara la probabilidad de cometer
algn error. Adems, el cable para realizar las conexiones debe ser
rgido y unifilar. Ten en cuidado de no daar las perforaciones a la
hora de insertar los terminales y los cables, ya que podras
desconectar las pistas o buses de manera accidental.
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
2 de 22
1.2. Funcionamiento del polmetro.
El polmetro, tester o multmetro es el aparato de medida ms
conocido y utilizado en electricidad, ya que con el podemos medir
el voltaje (tensin), la intensidad y la resistencia, entre otras
magnitudes. Sirve tanto para corriente continua como para corriente
alterna. Bsicamente existen dos tipos de polmetros: los analgicos,
cuya lectura se efecta mediante una aguja que se desplaza sobre una
escala graduada, y los digitales, que realizan la misma funcin pero
presentando el valor de la magnitud a medida a travs de una
pantalla. Existen unas reglas comunes bsicas que debes tener
siempre presentes para la utilizacin del polmetro:
Conocer el tipo de magnitud que deseas medir (U, I , R) . Saber
que clase de corriente quieres medir (alterna o continua). En el
caso de
corriente continua hay que tener en cuenta que existe polaridad.
Elegir la escala. Si ignoras el valor aproximado que puedes
obtener, hay que
empezar siempre por el valor ms alto para evitar sobrecargas que
puedan daar el aparato de medida.
Situar correctamente el polmetro en el circuito que vas a medir:
o En serie si se desea medir corriente. o En paralelo si deseas
medir tensin o resistencia. En este ltimo caso
debers adems desconectar la pila o fuente de alimentacin.
Interpretar correctamente la escala (en los analgicos) o la unidad
seleccionada
(en los digitales). El manejo del polmetro digital es muy fcil:
una vez insertada la clavija en la hembrilla correspondiente, se
selecciona el campo de medida con la rueda selectora y se procede a
la conexin de las puntas de prueba en el circuito. Finalmente, el
visualizador muestra el valor y la unidad de medida.
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
3 de 22
Si se desconoce de que orden es el valor de la magnitud a medir,
se debe seleccionar la rueda de tal manera que el polmetro realice
la lectura mxima, con lo que evitars que se deteriore. Si la escala
resulta desproporcionada, puedes ir pasando a escalas inferiores
hasta que consigas el rango de lectura apropiado.
A continuacin se muestran distintos ejemplos de colocacin del
polmetro segn la magnitud a medir:
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
4 de 22
2. Resistencias fijas: Cdigo de colores. Medida con polmetro.
Son componentes, normalmente fabricadas con grafito, que ofrecen
cierta oposicin al paso o circulacin de la corriente, y por tanto
limitan la cantidad de corriente que atraviesa el circuito. Entre
sus extremos o terminales se produce una cada de tensin o
diferencia de potencial. Las caractersticas ms importantes que
definen el comportamiento de la resistencia son: 9 La potencia
mxima que es capaz de disipar la resistencia. Se expresa en
Vatios;
y depende la intensidad y tensin en ella. 9 El valor nominal, es
decir, la cantidad de resistencia que ofrece. Se expresa en
Ohmios. 9 La tolerancia establece los lmites establecidos por el
fabricante entre los cuales
puede estar el valor real de la resistencia. Para conocer el
valor nominal y la tolerancia de una resistencia se pintan sobre
ella mediante 3 o 4 franjas de colores normalizados: La primera
franja (empezando por la izquierda) es la primera cifra
significativa. La segunda franja es la segunda cifra significativa.
La tercera franja es el nmero de ceros a aadir a la derecha de las
2 primeras cifras significativas. La cuarta cifra indica la
tolerancia o margen de error expresado en % sobre el valor
nominal.
El cdigo o convenio utilizado es el siguiente:
Color Negro Marrn Rojo Naranja Amarillo Verde Azul Violeta Gris
Blanco1,2,3 Franja
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
4Franja
% de Tolerancia
- 1% 2% - - 0,5% 0,25% 0,1% - -
* Otros cdigos para tolerancias son: Oro=5%; Plata=10%;Sin
anillo= 20% Por ejemplo, para una resistencia con franjas
verde-azul-rojo-plata obtendramos su valor nominal y tolerancia de
la siguiente forma: Primera cifra Verde 5 Segunda cifra Azul 6
Tercera cifra Rojo 00 Factor multiplicador = 100 Valor nominal = 56
x 100 =5600 Ohmios
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
5 de 22
Cuarta franja Plata 10% de tolerancia sobre el valor nominal.
Por lo tanto la tolerancia ser el 10% de 5600 Ohmios: Tolerancia =
10x5600/100=560 Ohmios Es decir que los valores mximo y mnimo entre
los que se encontrar el valor real sern: Rmax = Valor nominal +
Tolerancia = 5600+ 560 = 6160 Ohmios. Rmin = Valor nominal
Tolerancia = 5600-560 = 5040 Ohmios. Hasta ahora, hemos visto como
hallar el valor nominal y la tolerancia de fabricacin de una
resistencia a partir de su cdigo de colores, es decir nos referimos
a su valor terico; pero Como sabemos su valor real?. La solucin a
esta cuestin la hallaremos usando el polmetro. En este caso es
imprescindible desconectar la fuente de alimentacin o pila para no
daar la lectura del aparato. Lo pondremos en la escala de ms alta e
iremos bajando a escalas inferiores hasta que el polmetro nos de
una medida apreciable. 9 Prctica 1: Para cada una de las
resistencias suministradas, hallar primero su
valor nominal y su tolerancia. Posteriormente medir con el
polmetro su valor real. Rellenar la tabla adjunta como se indica en
el ejemplo.
Primera Franja
SegundaFranja
Tercera Franja (factor multiplicador)
Cuarta Franja (tolerancia)
Valor nominal
Tolerancia
Valor medido
Dentro de tolerancia si/no
Verde Azul Rojo Plata 5 6 100 10% 5600 +/- 560 5336 si
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
6 de 22
3. Resistencias variables: Potencimetro. LDR. Termistores. Las
resistencias variables son las tienen la propiedad de variar o
modificar su valor hmico en funcin de algn parmetro. Vamos a
estudiar tres tipos de resistencias: Los potencimetros,
resistencias dependientes con la luz (LDR) y las resistencias
dependientes de la temperatura (Termistores).
3.1. Potencimetro. Son resistencias que varan linealmente al
desplazar manualmente un contacto mvil que segn la posicin que
ocupe, da al componente un valor resistivo comprendido entre 0 y un
valor mximo (Rmax). Normalmente estas resistencias tienen 3
contactos, llamados tambin terminales o patillas. Su smbolo es el
siguiente:
Los terminales 1 y 2 son los terminales fijos y la resistencia
existente entre dichos terminales es Rmax. El comportamiento entre
estos 2 terminales es similar al de una resistencia fija. El
terminal C se llama cursor y suele ser el que se encuentra en la
posicin central. El valor de resistencia que existe entre C y
cualquiera
de los terminales fijos, vara en funcin de la posicin que ocupa
el contacto mvil. Se cumple que: R1C + R2C = Rmax 9 Prctica 2:
Vamos a medir y escribir el valor mximo, terico y prctico, as
como los valores que hay entre el terminal cursor y otro fijo,
medidos girando al mximo, , , ,y el mnimo posible.
Medir con el polmetro
Resistencia terica mxima
() Rmax
Resistencia prctica
mxima () Rmax
R3/4
R1/2
R1/4
Rmin
Potencimetro
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
7 de 22
3.2. LDR.
LDR significa Light Depending Resistor, es decir, resistencia
dependiente de la luz. La LDR vara su valor nominal de resistencia
segn la cantidad de luz que incide sobre ella, de tal forma, que
aumenta la resistencia cuando se encuentra a oscuras y que
disminuye cuando se ilumina. Dichas resistencias constan de un
cuerpo ms o menos transparente de forma circular (pueden adoptar
otras formas) y de dos hilos metlicos (patillas o contactos) que
sirven de unin al circuito. Su smbolo es: 9 Prctica 3: Con la
resistencia LDR mide su valor en la oscuridad (bastar con
que tapes su rejilla con el pulgar), a iluminacin ambiental y
junto a una fuente de luz. Tambin pon la LDR sobre cinta negra y
sobre fondo blanco, anota las medidas.
Resistencia ofrecida por la LDR OSCURIDAD LUZ AMBIENTE JUNTO A
FUENTE DE LUZ SOBRE CINTA NEGRA SOBRE FONDO BLANCO
Conclusiones:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.3. Termistores. La resistencia ofrecida por estos dispositivos
depende de la temperatura a que se encuentren sometidos. Pueden ser
de dos tipos: NTC: Disminuyen su resistencia al aumentar la
temperatura. PTC: Aumentan la resistencia al aumentar la
temperatura. 9 Prctica 4: Con las resistencias NTC y PTC, medir la
resistencia a temperatura
ambiente y a otras 2 temperaturas, una alta y otra baja. La
temperatura alta se puede conseguir acercando brevemente la punta
de un soldador caliente; y la temperatura fra acercando un bloque
de hielo o refresco fro.
Temperatura NTC PTC Ambiente Alta Baja
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
8 de 22
Conclusiones:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
En la figura adjunta se muestra el smbolo de la NTC. El smbolo de
la PTC es similar, slo que aparece un signo + antes de la t. 4.
Asociacin de resistencias en serie y en paralelo. Recordar que en
un circuito existen 2 formas fundamentales de asociar resistencias
y que en cada caso se puede calcular la resistencia que produce el
mismo efecto que el conjunto de todas las resistencias:
Serie: Las resistencias se conectan una a continuacin de otra,
siendo la resistencia equivalente calculada por la siguiente
frmula
Re = R1+R2+R3.+ Rn Paralelo: Los terminales de todas las
resistencias se conectan entre los mismos
puntos. La resistencia equivalente se calcula con la siguiente
frmula 1/Re = 1/R1+1/R2+1/R3.+ 1/Rn 9 Prctica 5: Realiza los
montajes que a continuacin se proponen y medir los
valores que se proponen en la tabla adjunta:
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
9 de 22
MEDIR EXPERIMENTALMENTE CON EL POLMETRO
Montaje Tipo de Asociacin Serie o paralelo
R1 R2 R3 Re (Polmetro en extremos
del circuito)
1 - 2 3 - 4
Conclusiones:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Asociacin de resistencias: Circuito mixto. Las tres resistencias
de la prctica anterior tambin se pueden asociar de la siguiente
forma: El circuito anterior es un circuito mixto. R2 y R3 estn en
paralelo y su equivalente se calcular como: 1/R23 = (1/R2)+(1/R3)=
1 + 1 = 2 1/R23= 2 R23= = 0.5 La resistencia equivalente total, se
calcular teniendo en cuenta que R1y R23 estn en serie:
Re = R1 + R23 = 1+ 0.5 = 1.5 9 Prctica 6: Monta el circuito
anterior y comprueba experimentalmente los
resultados.
MEDIR EXPERIMENTALMENTE CON EL POLMETRO
Montaje Tipo de Asociacin: MIXTO
R1 R2 R3
R23 Re
1
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
10 de 22
6. Medida de tensiones en un circuito. 9 Prctica 7: Realizar,
para cada uno de los dos circuitos propuestos, las medidas
necesarias para rellenar la tabla adjunta.
Para medir voltaje (tensin) con el polmetro selecciona la escala
de 20V / DC. Coloca las puntas de prueba en extremos del componente
cuya tensin deseas medir.
Conclusiones:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Conclusiones:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Montaje 1 Componente Con interruptor Abierto Con interruptor
cerrado U1 (Tensin en R1) U2 (Tensin en R2) U3 (Tensin en R3) UInt
(Tensin en interruptor)
Montaje 2 Componente Con interruptor Abierto Con interruptor
cerrado U1 (Tensin en R1) U2 (Tensin en R2) U3 (Tensin en R3) UInt
(Tensin en interruptor)
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
11 de 22
7. Divisor de tensin: Regulacin de la tensin de salida. 9
Prctica 8: A partir de una pila de petaca de 4.5V, interruptor, una
resistencia de
100 y un potencimetro de 10 K, monta el circuito de la figura
adjunta. A continuacin realizars la siguiente experiencia: Para
cada una de las posiciones del potencimetro propuestas en la tabla
adjunta mide con el interruptor abierto (desconectado) la
resistencia ofrecida entre los puntos A (cursor) y B (negativo de
la alimentacin); y con el interruptor cerrado (conectado) la tensin
entre A y B. Rellena los resultados obtenidos.
Conclusiones:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Rel Es un componente electrnico que consta de un circuito de
mando y un circuito de control, que elctricamente son
independientes. El circuito de control del rel consta de un
conmutador cuya posicin de funcionamiento es controlado o gobernado
por el circuito de mando. Dicho circuito consta de un electroimn,
tambin llamado bobina.
Posicin del cursor Con interruptor Abierto RAB
Con interruptor cerrado UAB
Rmax R1/4 R1/2 R3/4 Rmin
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
12 de 22
Si por la bobina (terminales 1 y 2) no circula corriente, el
contacto C estar unido con NC. Por el contrario mientras circule
corriente por la bobina, C estar unido con NA.
Tambin existen rels de 2 circuitos, cuya diferencia con el visto
hasta ahora es que existen 2 conmutadores en el circuito de
control, siendo el funcionamiento similar al descrito
anteriormente. Su smbolo es: Este componente nos va a permitir
realizar el control del sentido de giro de un motor (inversin de
giro). Para ello, debemos conectar juntos los contactos cruzados
del rel, NA1 con NC2 ( y a un extremo del motor) y NA2 con NC1 (y
al otro extremo del motor). Los contactos C1 y C2 van a los polos
de la fuente de alimentacin o pila respectivamente.
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
13 de 22
9 Prctica 9: Monta el circuito que invierte el sentido de giro
del motor,
comprueba su funcionamiento y mide la tensin que existe en
extremos del motor y de la bobina en cada caso. Rellena la tabla
adjunta.
9. Diodo semiconductor: Comprobacin de funcionamiento. Es un
componente electrnico, constituido de material semiconductor,
principalmente silicio, que permite el paso de corriente elctrica
nicamente en un sentido. Su smbolo es: Dispone de dos terminales,
nodo (A) y ctodo (K); de tal forma que slo puede circular corriente
por el si el nodo est conectado al polo positivo de la fuente de
energa y el ctodo al polo negativo de la fuente. Dicho con otras
palabras, la tensin nodo-ctodo debe ser positiva (UAK > 0
polarizacin directa). Es decir, polarizado directamente el diodo
ofrece una baja resistencia y conduce, y polarizado inversamente
ofrece una resistencia muy alta, no permitiendo la conduccin a su
travs. Idealmente podemos asemejar el comportamiento de un diodo a
un interruptor abierto si est polarizado en inversa y a un
interruptor cerrado si est polarizado en directa.
Sentido de giro del motor Tensin en el motor Tensin en extremos
de la bobina
Derechas Izquierdas
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
14 de 22
9 Prctica 10: Monta los circuitos propuestos en cada uno de los
casos adjuntos y mide en cada caso los valores de tensin
propuestos. (La tensin de alimentacin es de 4.5V).
Caso 1
Caso 2
Conclusiones________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________
10. Diodo LED: Comprobacin de funcionamiento. Es un tipo particular
de diodo especial, electroluminiscente; pero no es una bombilla de
incandescencia. La luz de un LED proviene de un cristal que emite
ondas electromagnticas visibles. Aunque la luz de un LED no es
fuerte, y por ello no puede remplazar a la bombilla de una
linterna, existen numerosas aplicaciones y aparatos modernos en los
que se utilizan como indicadores de funcionamiento como
ordenadores, relojes digitales, televisores Su smbolo grfico es:
Para que un LED se ilumine
Debe estar polarizado directamente. Su tensin nodo-ctodo no debe
exceder nunca de 1,6V, quemndose en caso
contrario.
Puesto que en la mayor parte de los montajes se utiliza una
tensin superior a 1,6V; esta se debe reducir con la ayuda de otro
componente, la resistencia. El circuito que se propone montar sera
el siguiente:
Tensin en Voltios
Luce bombilla? (si/no)
Polarizacin del diodo (directa/inversa)
Diodo (UAK) - Bombilla
Tensin en Voltios
Luce bombilla? (si/no)
Polarizacin del diodo (directa/inversa)
Diodo (UAK) - Bombilla
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
15 de 22
9 Prctica 11: Vamos a analizar la polarizacin de un diodo en
distintos casos, a la vez que estudiamos como vara la corriente por
el LED a medida que variamos la resistencia de proteccin R. Monta
el circuito propuesto anteriormente para los valores de resistencia
que se proponen y rellena la tabla adjunta.
Caso 1.) R = 130
Caso 2.) R = 180
Caso 3.) R = 1 K
Conclusiones:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9 Prctica 12: Vuelve a montar el circuito del caso 1, pero
invirtiendo la polaridad
del diodo LED. Rellena la tabla adjunta:
Conclusiones:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Luce LED? (si/no)
Tensin en Voltios
Corriente
Diodo (UAK) R -
Luce LED? (si/no)
Tensin en Voltios
Corriente
Diodo (UAK) R -
Luce LED? (si/no)
Tensin en Voltios
Corriente
Diodo (UAK) R -
Luce LED? (si/no)
Tensin en Voltios
Corriente
Diodo (UAK) R -
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
16 de 22
11. Condensador: Carga y descarga. El condensador es un
componente formado por 2 placas metlicas paralelas, separadas entre
s por el aire o por un aislante. Su caracterstica principal es que
es capaz de almacenar y descargar energa elctrica. La carga
almacenada (Q) por un condensador se mide en culombios y la
capacidad de un condensador (C) se calcula como su carga almacenada
entre su tensin: C = Q / U Dicha magnitud se mide en faradios, si
bien existen valores ms pequeos como el microfaradio (F), el
nanofaradio (nF) y el picofaradio (pF). Se conoce como constante de
tiempo de carga de un condensador al tiempo que tarda el mismo en
alcanzar 2/3 de su carga mxima (el 66% de la tensin de alimentacin
) cuando se carga a travs de una resistencia Rc. Se calcula: c = C
x Rc La expresin anterior tambin es aplicable a un condensador
cuando se descarga a travs de una resistencia Rd. d = Cx Rd Una
forma prctica de clasificar los condensadores es atendiendo a su
polaridad:
Polarizados: Es decir, existe polo positivo polo negativo, y
debe conectarse adecuadamente al circuito.
No polarizados: No hay que tener en cuenta su polaridad.
11.1. Proceso de carga y descarga de un condensador 9 Prctica
13: Se pretende montar sobre placa protoboard, el circuito de carga
y
descarga de un condensador de la figura adjunta:
Presta atencin especial a la polaridad del diodo LED y del
condensador con respecto a la polaridad de la pila al conectarlos
en el circuito.
El polmetro ha de estar para realizar todas las medidas en DC y
escala hasta 20V.
Antes de comenzar mide la fuerza electromotriz de la pila (su
tensin): o Upila = _________ V
Monta el circuito propuesto anteriormente excepto la pila.
Comprueba que inicialmente el conmutador esta en la posicin que
conecta el condensador con el diodo LED.
Toca con el destornillador los 2 terminales del condensador a la
vez. Con ello habrs conseguido que el condensador este descargado
inicialmente.
Atencin conecta la pila, respetando el polo positivo y negativo
segn el esquema elctrico propuesto.
Conecta los terminales del polmetro en las patillas del
condensador y anota su lectura: Uc =____________V
Cambia de posicin el conmutador. A partir de ese momento mide la
tensin del condensador con el polmetro y rellena la tabla
adjunta:
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
17 de 22
A continuacin pon el conmutador en la posicin en la que el
condensador est en contacto con el diodo LED y observa atentamente:
Qu ha ocurrido? _________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________
Qu tensin tiene el condensador? Uc = _________ V Explica
brevemente el resultado anterior:______________________________
__________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________
12. Transistor: Principio de funcionamiento. Es un componente
electrnico que est compuesto por tres cristales semiconductores que
forman 2 uniones PN. E C B Cada uno de los cristales o regiones
semiconductoras dar lugar a un terminal accesible desde el
exterior, llamados base (B), colector (C) y emisor (E). Se dice que
el transistor funciona como una fuente de corriente controlada.
Esto quiere decir que regulando la corriente de la base, podremos
controlar la corriente por el
Tiempo (sg) Uc (Tensin en el condensador)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170
180
N P N
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
18 de 22
emisor y el colector, y en general, el modo de funcionamiento
del transistor. En funcin de la disposicin de las zonas P y N,
podremos encontrarnos con dos tipos de transistores cuyos smbolos
se muestran a continuacin:
En ambos tipos la flecha indica el sentido de la corriente por
el emisor. 9 Prctica 14: Se pretende estudiar el funcionamiento de
un transistor tipo NPN.
Para ello monta el circuito de la figura adjunta y responde a
las cuestiones planteadas. Hasta que no se te indique no aadas las
lmparas a los portalmparas. La tensin de alimentacin es de
4.5V.
A continuacin monta la lmpara L2. Qu
ocurre?_______________________
___________________________________________________________________
Qu explicacin das al hecho
anterior?___________________________________
___________________________________________________________________
Ahora monta la lmpara L1 en su portalmparas, Qu
ocurre?______________
___________________________________________________________________
Qu explicacin das al hecho
anterior?___________________________________
_________________________________________________________ Ahora
quita la lmpara L2 de su portalmparas, manteniendo puesta en el
suyo
la L1.Qu ocurre? Explica las
causas._________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
19 de 22
13. Punto de polarizacin de un transistor. El transistor es un
dispositivo que amplifica corriente. Esto quiere decir que si le
introducimos corriente por su terminal de entrada (base),
obtendremos en el terminal de salida (colector/emisor) una
corriente de mayor valor. Esta amplificacin es proporcional a un
valor denominado ganancia del transistor (). IC = *IB (EXPRESION 1)
Por otra parte, se debe cumplir la ley de Kirchoff, que dice en un
nudo de un circuito elctrico la cantidad de corriente que entra es
igual a la que sale. En nuestro caso, el transistor se comporta
como un nudo y se cumple la siguiente expresin. IE = IC +IB
(EXPRESION 2) Analizando las expresiones 1 y 2 para valores
extremos de IB , podemos analizar el cuales son las zonas de
funcionamiento de un transistor:
13.1. Zona de corte
Si IB = 0 De la EXPRESION 1 se deduce que IC = 0 con
independencia del valor de . Adems si sustituimos los valores en la
EXPRESION 2, obtenemos que IE = 0. De lo anterior se deduce que en
la zona de corte el transistor no conduce y por tanto el transistor
se comporta como un interruptor abierto. Se puede demostrar que en
estas condiciones UCE = Vcc (Tensin de alimentacin) y UBE < 0.7v
.
13.2. Zona de activa
En el apartado anterior hemos visto que si no llega corriente a
la base del transistor, est se comporta como un interruptor abierto
y no conduce. Por el contrario, si existe corriente por la base del
transistor, est va a conducir: IC = *IB (EXPRESION 1) IE = IC +IB
(EXPRESION 2) Si sustituimos la EXPRESION 1 en la EXPRESION 2: IE =
*IB +IB = ( +1) * IB (EXPRESION 3) De las expresiones 1 y 3, se
demuestra que, en zona activa la corrientes de emisor y colector
dependen de la corriente por la base. Es decir, el transistor se
comporta como un amplificador de corriente. Se puede demostrar que
las tensiones en el circuito de salida y entrada cumplen: 0,2 v
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
20 de 22
13.3. Zona de saturacin En el apartado anterior hemos visto que
a medida que crece la corriente de base, crece proporcionalmente la
corriente de colector y tambin la del emisor. Esta proporcionalidad
no aumenta indefinidamente, puesto que la corriente de colector
llega a un valor mximo llamado corriente de saturacin ICsat; y no
aumenta ms aunque sigamos aumentando la corriente de base.
IBmax > ICmax /
UCEsat = 0,2 v y UBE > 0.7v 9 Prctica 15: Montar el circuito
de la figura adjunta. La resistencia Rb de
polarizacin tomar diferentes valores segn el caso. Para cada uno
de los casos propuestos, se medirn los valores de resistencia y
tensin en Rb; y de aplicando la ley Ohm se calcular la intensidad
por la base del transistor. Igualmente se medir la tensin en la
lmpara y la tensin UCE. Aplicando la ley de Ohm en la lmpara se
calcular la intensidad por la lmpara que es la misma por el
colector. Indicar la zona de funcionamiento.
Antes de montar el circuito mide la resistencia de la lmpara
pues la usars en todos los casos:
RL = ___________
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
21 de 22
Conclusiones:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________
14. Par Darlington: Amplificacin de corriente continua. Como ha
sido comentado en la prctica anterior el transistor, en zona
activa, se comporta como un amplificador de corriente. Este fenmeno
consiste en aumentar la corriente de colector proporcionalmente a
la corriente de base y a la ganancia del transistor. La
amplificacin se mejora si en vez de utilizar un transistor se
disponen de dos transistores de forma que uno de ellos alimenta la
base del otro con la corriente amplificada del otro. A esta
disposicin de transistores se le denomina PAR DARLINGTON y mejora
la sensibilidad del sistema.
Casos: Valor de Rb= Magnitud 1k 25k 50k 100k
URb Ib = URb / Rb UL IC = UL / RL UCE
Zona de
funcionamiento
Como puede verse en la figura adjunta la corriente de emisor del
transistor T1 se introduce en el T2. Si suponemos los dos
transistores idnticos, el valor de ser la mismo para los dos. Por
lo tanto: IC1 = *IB1 IE1 = IC1 +IB1 = *IB1 + IB1 =IB2 IC2 = *IB2 =
( *IB1 + IB1 ) = ( + 1) IB1 Si por ejemplo = 100 IC2 = 100 x 101 x
IB1
IC1 = 10100 *IB1
-
Prctica 5- Prcticas de electrnica analgica
22 de 22
9 Prctica 16: Montar el circuito detector de oscuridad de la
figura adjunta.
Explica el funcionamiento del
circuito________________________________________
___________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
Con la LDR iluminada, En qu regin de funcionamiento se
encuentran los dos
transistores?____________________________________________________________
Justifica la
respuesta._____________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Con la LDR a oscuras, En qu regin de funcionamiento se
encuentran los dos
transistores?_________________________________________________________
Justifica la
respuesta.__________________________________________________
______________________________________________________________________
Explica que cambios realizaras en el circuito para convertirlo en
detector de
luminosidad.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________