Descripción completa
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Manual de Electrónica Aplicada UNIDAD: 1.- Circuitos básicos electrónicos 1.1 Medición de temperatura con termistor.
Conceptos Básicos 1. Un Termistor es una mezcla comprimida de óxidos metálicos sensibles a la temperatura. 2. Un termistor tiene un coeficiente negativo de temperatura. 3. Con frecuencia la sensibilidad del termistor hace innecesaria la amplificación. 4. los termistores se utilizan cuando se necesita detección, medición, compensación o control preciso de temperatura. Información introductoria Los termistores son semejantes a la cerámica en las propiedades mecánicas, químicamente estables, físicamente pequeños e inherentemente robustos dentro de un rango amplio de3 medios ambientes. Tiene una esperanza de vida limitada cuando se opera dentro de su clasificación de temperatura y potencia. Los termistores consisten en óxidos de metales tales como manganeso, níquel, cobalto, cobre o hierro; se utiliza una mezcla comprimida de estos óxidos par crear las característica deseadas. Calcinar quiere decir unir la mezcla de óxidos metálicos en una masa compacta y coherente calentándola a una temperatura inferior al tiempo de fusión de los materiales . L a diversidad de los tamaños y formas del termistor permite montarlos en contacto directo con una superficie, lo que produce un abaja capacitancia de calor y respuesta rápida. La operación del
termistor es independiente de la dirección de corriente debido a que es esencialmente una resistencia variable. La sensibilidad del termistor es mucho mayor que la de los termómetros y termopares convencionales. Algunos termistores muestran algún cambio en la resistencia de varios miles de ohms por grado de temperatura. Los valores de resistencia en los termistores pueden variar desde una hasta un megohm; los valores más altos de resistencia pueden provocar que las resistencias de las puntas y conexiones sean mínimas aunque el termistor lejos de las instrumentación asociada. Por lo general se utilizan termistores de alta resistencia (100 KΩ, hasta 1MΩ a 26º C) Para temperaturas altas (147º C a 312º C); termistores de resistencia intermedia (2KΩ a 75KΩ a 25ºC) para temperaturas de 65ºC a 147 ºC y termistores de resistencia baja (100Ω a 1Ω a 25ºC) para temperaturas e _ 73ºC a 65ºC. La operación del termistor depende de un cambio en la temperatura ambiente, externa al termistor, o por una mayor corriente a través del termistor (de calentamiento propio). La potencia que se disipa dentro de un termistor puede provocar que este se caliente por sobre la temperatura ambiente. Los circuitos que tienen potencia aminita se pueden utilizar para que la temperatura del termistor no aumente o no tenga suficiente potencia para producir calentamiento propio en distintos medios ambientes térmicamente conductores. Los termistores que no son de calentamiento propio se utilizan para la compensación de temperatura de elementos que tienen un coeficiente positivo de temperatura, medición de temperatura y control de voltaje de carga. El calentamiento propio se utiliza en las mediciones de conductividad térmica en que se puede usar a dos termistores en un circuito puente como analizador de gas, flujometro, anemómetro o medidor de vacío. Al balancear el puente con ambos termistores en el mismo ambiente (gas, liquido o vacio), y exponer luego exponer un termistor a un medio ambiente variable, se detectan las variaciones del termistor expuesto con relación al de referencia mediante un medidor en la salida del circuito puente.
1.2 Aislador – separador fotoeléctrico. Discusión En el experimento anterior, usted uso la celda foto eléctrica como un dispositivo interruptor actuando al interrumpirse la señal luminosa. En este experimento la fotocelda se utiliza como un separador para acoplar una señal de tensión entre dos circuitos aislados o separados el uno del otro. Esta característica es de especial utilidad cuando los circuitos requieren tensiones de operación distintas, por ejemplo entre circuitos de control y circuitos de poder.
Por ejemplo, en circuitos en donde la tensión a masa o tierra vacía, es posible usar un separador para hacer que la señal de línea permanezca eléctricamente independiente del resto del circuito. Separador: Un dispositivo que aísla o separa un etapa de un circuito de la siguiente. La figura 5 muestra un circuito separador tipo básico. Una señal variable de entrada produce el parpadeo de la lámpara. Eso mismo hace que la resistencia de la celda varié. La variación de resistencia altera las condiciones de tensión del circuito acoplado. Estos cambios se pueden usar como salida o amplificarse para otras aplicaciones. En esta aplicación la energía se convierte en energía luminosa y se recobra como energía eléctrica.
1.3 Relé con fotocelda transistorizado.
Conceptos básicos.
1. Una celda fotoconductiva actúa como resistencia variable y su resistencia disminuye con aumentos de intensidad luminosa, aun cuando dicha relación no es lineal.
2. Materiales fotosensitivos mas usados son sulfuro de cadmio (CdS), Seleniuro de cadmio (CdSe) o sulfuro de plomo (PbS).
Información introductoria
Una celda fotoconductiva actúa como una resistencia variable y su resistencia disminuye con aumentos de la intensidad luminosa, aun cuando dicha relación es no lineal.
Materiales fotosensitivos mas usados son de cadmio (CdS), seleniuro de cadmio (CdSe) o sulfuro de plomo (PbS). El material fotosensitivos constituye una pequeña capa sobre un substrato de vidrio o cerámica. Dos electrodos de metal están dispuestos sobre el material fotosensitivos. El conjunto tiene una forma ondulada, para aumentar el área sensitiva a la luz y mantener su tamaño físico lo más pequeño posible.
Este dispositivo no tiene las características de un PN. Para un nivel luminoso dado, la resistencia del dispositivo es la misma sin importara la dirección de la corriente través del mismo. Por tal razón, este dispositivo a menudo se le conoce como fotocelda foto resistiva. Las terminales de la salida están conectadas a los electrodos.
Estas celdas pueden tener más de 2.5cm de diámetro y soportar tensiones de operación Relativamente altas (aproximadamente 300 VCC). Su potencia nominal, en todo caso, es baja (típicamente 30 a 300mW).
Las flechas representan su característica foto sensitiva, también a veces se usa la letra griega lambda. Lambda es el símbolo normalizado para longitud de onda. 1.4 Generador de onda diente de sierra “Bootstrap”.
Conceptos básicos.
1. El generador de dientes de sierra “bootstrap” usa un capacitor de retroalimentación cargado para producir una salida de diente de sierra lineal.
2. Un circuito de sincronía RC controla la pendiente de los dientes de sierra.
3. El disparo de entrada debe ser corto en comparación con la constante de
tiempo de
recuperación del capacitor de retroalimentación.
Información introductoria
Los voltajes de diente de sierra se utilizan en muchas aplicaciones en la electrónica. Una de las más comunes es los circuitos de reflexión de los osciloscopios y otros despliegues de tubos de rayos CATODICOS. Uno de los muchos circuitos que se utilizan para generara una onda de diente de sierra es el generador de onda de diente de sierra “bootstrap” que produce un voltaje de rampa lineal que puede servir como señal de base de tiempo calibrada o como voltaje de barrido lineal. La designación de bootstrap (cordón de bota) se refiere al tipo de circuito en que una fuente de voltaje secundaria, generalmente un capacitor cargado, se eleva así mismo por
decirlo por medio de sus propios cordones de bota obteniendo su valor de un voltaje existente de circuito. El efecto aplicar efecto “bootstrap” es una retroalimentación positiva para fines de hacer la salida lineal.
En la figura 26-1 se muestra al circuito básico de un generador de dientes de sierra. Suponiendo que inicialmente que la onda cuadrada de entrada en su alternación positivo, Q1 está en saturación por tanto el voltaje a través de C1 y bases de Q2 es muy pequeño. En consecuencia C1 esta esencialmente descargado. Sin embargado, Q2 polarizado directamente para conducción estática y el voltaje en el emisor es el voltaje de saturación menos la caída de base a emisor. El transistor Q2 es un emisor seguido de ganancia unitaria y voltaje salida estática es aproximadamente cero. El capacitor C2 de retroalimentación conectado entre el emisor de Q2 y el catodo de CR1 se carga a Vcc bajo estas condiciones (excepto por una pequeña caída de diodo y un pequeño voltaje negativo de emisor). El voltaje a través de R2 también es aproximadamente igual Vcc.
Ahorra supongamos que la onda cuadrad de entrada va a negativo. El transistor Q1 corta y su colector se constituye en un circuito abierto. El capacitor C2 actúa como una fuente de voltaje para C1, y este comienza a cargarse por medio de R2. El diodo CR1 se polariza inversamente en este momento y continua así hasta que termine el diente de sierra. El capacitor C2 de retroalimentación suministra toda la corriente de carga para C1. Sin embargo, ya que el valor de C2 es grande en comparación con C1. Sin embargo, ya que le valor de C2 es grande en comparación con C1, C2 se descarga muy poco y suministra una corriente esencialmente constante de carga para C1. Por tanto, C1 se carga de manera lineal y la carga máxima que puede obtener es la carga atreves de C2, o de Vcc. Al cargarse C1, aumenta el voltaje directo en la base de Q2, lo que provoca que Q2 conduzca más fuerte. Eso aumenta el flujo de la corriente atreves de la resistencia R3 del emisor, lo que produce un voltaje de salida de diente de sierra (con respecto a tierra) que aumenta con el tiempo. En todo este proceso, el efecto del capacitor C2 de retroalimentación es suministrar una corriente de carga constante para C1 de manera que se asegure una salida lineal. Sin C2 en el circuito, C1 se carga atreves de de CR1 hacia Vcc. En este caso la salida atreves de R3seria un diente de sierra que aumenta exponencialmente, ya que el voltaje de base de Q2 seguiría el aumento exponencial en el voltaje a través de C1.
Cuando la onda cuadrada de entrad va de nuevo a positivo, Q1 va a saturación y C1 se descarga atreves de de Q1, lo que regresa a Q2 a su condición estática y termina el diente de sierra. En este tiempo, el diodo CR1 se polariza directamente debido a la carga perdida de C2, lo que permite que este vuelva a carga a Vcc antes de que inicie el siguiente diente de sierra. Si la duración de la onda cuadrada de entrada es demasiado corta, C2 no tiene tiempo de recuperar toda su carga perdida entre los ciclos, lo que hace que disminuya la pendiente del diente de sierra de salida. Recíprocamente, si la duración de la onda cuadrada de entrada es negativa es demasiado larga en comparación de la constante de tiempo de R2C1, C1 se carga al máximo voltaje (Vcc) de C2 antes de que termine la entrada, por lo que Q2 se opera a la saturación. Ya que la corriente a través de R3 no puede aumentar más cuando Q2 se satura, la onda de salida se aplana en la parte superior y se recorta el pico del diente de sierra. Una constante RC de tiempo demasiado corto produce este mismo resultado. Normalmente se ajusta la constante RC de tiempo y el disparo de entrada negativa entre sí de manera que C1 jamás se carga totalmente a Vcc, esto asegura que la salida sea una verdadera onda de diente de sierra. 1.5 Multivibrador astable con transistores.
Los amplificadores operacionales tienen muchas aplicaciones en el campo comercial e industrial. Ejemplos de sus usos son: amplificadores de audio y video, reguladores de tensión y de corriente, osciladores, Multivibradores y generadores de fusión. Agregando algunas componentes externas es posible usar circuitos amplificadores operacionales y adecuarlos a los usos indicados.
1.6 Circuito de disparo Schmitt.
El circuito de disparo de Schmitt es un circuito para formación de ondas cuadradas que se utiliza para convertir una onda de entrada sinusoidal o irregular en una onda de salida rectangular. El circuito es básicamente una compuerta electrónica de dos capas que comprende dos transistores acoplados por cd que emplean la retroalimentación regenerativa a través de una resistencia de emisor común para producir acción positiva de interrupción. El nivel de la señal de entrada inicia los tiempos de encendido y apagado. Refiérase a la Fig. 21-1. Los transistores Q1 y Q2 están polarizados de manera que Q1 inicialmente es apagado y Q2 encendido. La polarización directa y estabilidad de polarización par q1 proviene del divisor de voltaje R1 L resistencia variable RB2 de base y de resistencia Re de emisor común determinan la polarización directa y estabilidad de polarización del transistor Q2 . La resistencia variable RB1 fija el nivel de polarización de Q1y por lo tanto controla el nivel de disparo o de umbral en que Q1 va a conducción bajo señal aplicada. La señal de entrada se alimenta atreves de la resistencia R1 de entrada, que en este circuito proporcionan limitación de corriente para Q1 e impide que se cargue la etapa anterior. Cuando la señal de entrada que va al positivo excede el nivel de disparo, Q1 rápidamente pasa a conducción completa. Al hacerlo, el voltaje de colector de Q1cae de un valor alto a uno bajo. Esto reduce la polarización directa de base de Q2 a un valor bajo , lo que hace que Q2 rápidamente vaya al corte. Cuándo Q2 comienza a apagarse , se produce retroalimentación positiva a través de Re. La caída de voltaje atreves de Re actúa como una polarización inversa en el emisor de Q1. Conforme comienza a disminuir la corriente de Q2 la caída de voltaje a través de Re (y por lo tanto la polarización inversa en el
emisor de Q1) tiende a decrecer, lo que ayuda a que Q1 conmute rápidamente a conducción. Sin embarga , la disminución en la corriente de Q2 queda contrarrestada por un aumentó en la corriente de Q1, con el resultado de que el flujo neto de corriente a través de Re permanece esencialmente constante , manteniendo un voltaje positivo que actúa como polarización inversa en el emisor de Q2. En consecuencia, la señal de salida en el colector de Q2 pasa de un valor bajo a un valor positivo alto (Vcc). La señal de salida se mantiene en un alto nivel en tanto la señal de entrada positiva excede el voltaje de apagado de Q1 (que no tiene que ser el mismo valor que el nivel de disparo de encendido). Cuando la señal de entrada positiva cae por debajo del valor requerido para mantener a Q1 en saturación, Q1 se apaga rápidamente. El voltaje de colector de Q1 se eleva a un alto valor, estableciendo la nueva polarización directa en la base de Q2. Esto hace que Q2 entre en saturación, disminuyendo el voltaje de colector a su nivel anterior y determinando el pulso positivo de salida. La retroalimentación regenerativa que produce el voltaje atreves de Re como resultado de la transición aumenta la acción de interrupción semejante a como se describió entes. Los valores del voltaje de señal de entrada que se requiere para que Q1 se encienda y del requerido para que se apague pueden a no ser iguales, dependiendo del diseño del circuito y el propósito del circuito de disparo Schmitt. A la diferencia entre estos 2 voltajes se le conoce como voltaje de histeresis. 1.7 Limitadores y fijadores con diodos.
Concepto básico 1. Los limitadores e utilizan para eliminar los extremos de amplitud de una onda. 2. Un diodo polarizado inversamente puede producir limitación controlada. 3. Un fijador puede mantener extremos de amplitud de una onda en un nivel dado de referencia.
4. un circuito de RC con una resistencia en paralelo con un diodo puede producir fijación. Información introductoria El término limitador se refiere a quitar por medios electrónicos un extremo u otro de una onda de entrada. A los circuitos que realizan esta función se les llama limitadores o rectificadores. Los limitadores son útiles en los circuitos de formación de ondas en que es deseable recortar en forma cuadrada las extremidades de señal aplicada. Se puede aplicar una onda senoidal a un circuito limitador para obtener una onda rectangular. Se puede aplicar una onda en pico a un limitador para eliminar el pico positivo o negativo de la salida. En los receptores de FM, en que es necesario limitar la amplitud de señales aplicada al sistema de detección a un valor constante, se emplean circuitos limitadores. Los limitadores también se usan como dispositivos de protección en los circuitos en que se deben impedir que el voltaje de entrada a una etapa varié demasiado en las direcciones positiva o negativa. La conducción unidireccional del diodo de silicio lo hace especialmente adaptable a los circuitos limitadores, aunque la limitación puede lograrse de otra manera (tal como con un amplificador forzado). Los limitadores de diodo se dividen en dos categorías generales: en serie y paralelo. En el limitador básico en serie, el diodo esta en serie con la señal de entrada; una resistencia en paralelo desarrolla el voltaje de salida. La corriente fluye a través de la resistencia en paralelo cuando el diodo conduce y produce una señal de salida. El voltaje de salida es igual al voltaje a través de la resistencia menos la caída en el diodo. En el medio ciclo opuesto el diodo se polariza inversamente y no se desarrolla voltaje a través de la resistencia de salida.
En la fig.18-1 se muestra el limitador básico de diodo paralelo junto con las ondas de entrada y salida. L a resistencia esta en serie con la entrada y el diodo en paralelo con la salida. En esta configuración se conecta el diodo de manera que limite las señales positivas aproximadamente en el potencial a tierra Ya que el catodo se mantiene a potencial a tierra, el diodo conduce a todo el
semiciclo positivo. La corriente fluye a través del diodo y de la resistencia R en serie. Ya que R es grande en comparación con la resistencia directa de este diodo, esencialmente todo el voltaje de entrada se desarrolla a través de R y el voltaje de salida es solo la muy pequeña caída de voltaje a través del diodo, ed. El diodo no se conduce en la alteración negativa de la entrada, por lo que no fluye corriente a través de R y el voltaje salida es igual a la entrada. Invirtiendo las condiciones del diodo, se puede conectar este circuito para limitar las señales negativas a potencial a tierra. Adicionalmente, el agregar un voltaje de polarización inversa en serie con el diodo puede cambiar la cantidad de limitación en el ciclo positivo o negativo. En este último caso se recorta el voltaje de señal excedente del voltaje de señal excedente del voltaje de polarización, y la señal restante se entrega la salida. A un circuito que retiene cualquier extremo de amplitud de una onda en un nivel de referencia de potencial dado en un nivel de referencia de potencial de dado se conoce como circuito de fijación. Comúnmente también se utilizan los termistores restauradores de cd y estabilizadores de la línea de base. El tipo de más simple de circuito de fijación utiliza un diodo en paralelo con la resistencia de un circuito ordinario de acoplamiento RC. Dependiendo de la polaridad de la conexión del diodo, el circuito es un fijador positivo (fija el pico negativo) o fijador negativo (fija el pico positivo).La fig18-2 muestra el circuito básico de un fijador positivo. La fijación es el resultado de que el capacitador C se cargue durante el periodo corto de la constante de tiempo cuando el diodo CR1 esta polarizado directamente en el ciclo de entrada negativa. El capacitor conserva esta carga durante el periodo larga de la constante de tiempo cuando CR1 esta polarizado inversamente en la alternación positiva. Esta carga produce atreves de R igual al pico de la onda cuadrada. La polarización es positiva en el catodo de CR1 y tiende a mantener el diodo polarizado inversamente. Después de que el capacitor alcanza su carga inicial, la única vez que en que CR1 conduce posteriormente es en el pico negativo de la onda cuadrada para reponer la carga perdida del capacitor. Por tanto, la polarización a través de R se mantiene esencialmente constante y el pico negativo de la onda cuadrada de entrada se fija en el nivel de polarización. Ya que el capacitor aísla la entrada de la salida de cd, el nivel de polarización es la referencia cero. Si al señal de entrada tiene forma de onda distinta a una onda cuadrada simétrica, la carga que alcanza el capacitor es voltaje promedio de la alteración negativa. En este caso la onda de salida se fija a un nivel igual a la carga promedio del capacitor. Parar producir una buena fijación, la constante de tiempo de carga del capacitor debe ser corta y la constante de tiempo de descarga debe ser larga en comparación con el periodo de la señal de entrada. Si la constante de tiempo de descarga es demasiado corta, la polarización atreves de la resistencia disminuye debido a la descarga de l capacitor, lo que provoca corrimiento del nivel de fijación y distorsión en forma de onda inclinada. Si la constante de tiempo de descarga es demasiado largo, el capacitor no se vuelve a cargar en cada ciclo, en cuyo caso pierde cierta carga entre los ciclos de carga, lo que produce un corrimiento en el nivel de fijación de un ciclo al siguiente , que a su vez produce un efecto de rebote en el nivel de fijación.
UNIDAD: 2.- Aplicaciones electrónicas 2.1 Operación Astable, Monoestable y Biestable con Timer 555.
Conceptos básicos. 1. OPERACIÓN ESTABLE. Identificar el uso de relojes y circuitos astables para producir señales de tiempo en circuitos digitales y construir circuitos multivibradores astables. 2. OPERACIÓN MONOESTABLE. Identificar la función de retardo de tiempo en circuitos multivibradores monoestables y construir circuitos monoestables de retardo y divisores de frecuencia. 3. APLICACIONES DE TIMER 555. Construir circuitos usando el timer 555 y conocer sus aplicaciones. Información introductoria Los circuitos complejos están formados de varios circuitos más simples, los cuales deben operar en un orden específico. Para generar y sincronizar dichas operaciones, se necesitan los timers. Por ejemplo, las computadoras usan osciladores o generadores de pulso llamados relojes para controlar operaciones digitales internas. Los relojes patrones proveen una serie de pulsos a un cierto rango de variación o frecuencia para controlar la operación del sistema. Timer. Un circuito o grupo de circuitos que proveen conjuntos de variaciones de tiempo muy exacto u otras formas de ondas. Pueden ser usados como sincronizadores, base de tiempo o de retardo de tiempo. Reloj. Osciladores u otros tipos de circuitos que producen pulsos o variaciones exactas de tiempo. Los relojes de salida o alimentación generan una serie de pulsos de tiempo muy exactos. Reloj Patrón. Constituye una frecuencia principal de pulsos en un sistema electrónico. Provee señales para alimentar otros relojes denominados subordinados, esclavos o auxiliares. Aún así, el reloj patrón no es capaz de proveer todos los cambios de tiempo y algunas señales deben ser cambiadas o invertidas dependiendo de la función de control necesaria. Los circuitos que proveen estos pulsos adicionales de tiempo se denominan relojes subordinados. Estos relojes también producen señales a un cierto rango o frecuencia, pero no son generadores independientes. El reloj patrón controla y sincroniza los relojes subordinados. Los circuitos de reloj se diseñan normalmente usando dispositivos multivibradores. Un multivibrador es un oscilador de relajación que usa dos elementos de interrupción, tal como transistores. Cuando un elemento está desenergizado o desconectado el otro esta activo o conectado. Un circuito RC es usado para generar la activación y desactivación. Los circuitos multivibradores se usan en los relojes patrones y subordinados.
En este capítulo usted estudiara y construirá varios circuitos de tiempo o timers. Reloj subordinado. Circuito electrónico de reloj controlado por un reloj patrón. Multivibrador. Termino general que se asigna a un grupo de osciladores de relajación que usan dos dispositivos activos y que generan ondas nosenoidales. Los dos dispositivos están acoplados mediante un circuito RC el que determina los periodos de activación/ desactivación de los dispositivos. Operación astable. Las tablas de verdad son herramientas básicas de trabajo en lógica digital e indican las reacciones de un circuito a ciertas señales de entrada. Otra herramienta básica es el diagrama de tiempo o timer. Este indica cuando el circuito reacciona a una señal. La Figura 1 muestra un diagrama básico de tiempo junto a un diagrama de bloques.
Figura 1 Diagrama básico de tiempo. El diagrama de bloques representa un circuito multivibrador con sus entradas y salidas. La onda A representa la salida del reloj patrón y a su vez es la entrada del reloj subordinado No.1. La situación de tiempos que se muestra en la figura 1, tiene referencia a la frecuencia patrón. En este ejemplo, los relojes subordinados cambian sus estados de activación en el lado o borde positivo de cada señal de entrada. Igualmente se podría haber usado el lado negativo. Como resultado, la frecuencia de B es la mitad de frecuencia patrón. Asimismo, la frecuencia de la onda C, es la mitad de B. Cuando los multivibradores se usan de esta manera, la combinación se denomina divisor de frecuencia. La Figura 2 muestra un circuito de tiempo mas complejo. El reloj patrón consiste de un oscilador de 3 MHz y un circuito formador de ondas. Los pulsos de salida son de forma cuadrada y son adecuados para activar los otros circuitos.
Figura 2 Diagrama de tiempo Divisor de frecuencia. Un circuito que genera una señal de salida cuya frecuencia es un submúltiplo de la señal de entrada. Un Multivibrador flip-flop tiene dos estados estables. Los pulsos patrones se aplican a multivibradores biestables. El circuito puede permanecer indefinidamente en un estado, hasta que se active el otro estado. Compare las ondas B y C de la figura 2. Por cada dos señales patrones hay solo una subordinada. La señal subordinada tiene una frecuencia igual a la mitad de la correspondiente señal patrón. El circuito flip-flop de la figura 2, también produce señales subordinadas fuera de fase. La onda D esta 180° fuera de fase con respecto a C. esto es útil cuando se requiere tal cambio de fase. La señal patrón también se aplica a otro divisor de frecuencia. Este producirá una señal de salida solo cuando ha recibido un número específico de señales de entrada. Estos son circuitos complejos que usan varios basculadores y compuertas. Ahora compare las ondas B y E en la figura 2. El divisor de frecuencia produce una señal de salida por cada tres de entrada. Esto implica un divisor tres. Es esencial, la figura 2 muestra las señales sucesivas usadas en circuitos de tiempo. En este ejemplo hay un reloj patrón y tres señales subordinadas. En circuitos más complejos se pueden usar docenas de relojes y otros tipos de circuitos de tiempo.
En la mayoría de los casos el tiempo depende de la constante de tiempo generada por las combinaciones RC. La constante de tiempo indica la rapidez de respuesta de un circuito capacitivo a las variaciones en la tensión de entrada. La tensión de un capacitor representa una carga de electrones. Como usted sabe, su carga es proporcional al tamaño de sus placas. Asimismo, su tiempo de carga depende de la resistencia presentada de paso de las cargas. El tiempo de carga de un capacitor depende de ambos la capacitancia y la resistencia del circuito RC. La figura muestra la curva de carga de un capacitor. La forma de la curva viene dada por el efecto de oposición entre la tensión de alimentación y la de carga. Multivibrador Biestable. La operación permanece en cada estado hasta que se activa para cambiar a uno nuevo. También se denominan circuitos flip-flop. Constante de tiempo. El tiempo requerido por un capacitor para alcanzar 63,2% de su carga total o descarga total en un circuito RC.
Figura 3 Curva de carga de un capacitor. Al inicio el aumento es drástico y luego decrece, se va aplanando hacia el extremo superior. A medida que el capacitor aumenta su carga, la corriente decrece y subsecuentemente la razón de carga decrece. Por definición, el capacitor alcanza 63,2% de su carga total en una constante de tiempo. Asimismo, almacena un 63,2% del valor restante durante la siguiente constante de tiempo y las sucesivas constantes de tiempo, tal como se muestra en la figura. El valor (t) depende del valor del capacitor
(C) y la resistencia (R) en serie con el capacitor. La expresión matemática para la constante de tiempo es t = RC. Donde, T = tiempo en segundos. R = resistencia en ohms. C = capacitancia en farads. Por ejemplo, la constante de tiempo en un circuito con C = 0,001 microfarads y R = 50 k Ohms, es: t = 0,000000001 farad x 50,000 Ohms t = 0,00005 segundo o t = 50 microsegundos La figura 4 muestra La curva de descarga de un capacitor. Este descarga 63,2% de su carga total en una constante de tiempo. El tiempo de descargas también viene dado por la formula t = RC.
Figura 4 Curva de descargas de un capacitor. La constante de tiempo RC se usa en timers para generar los intervalos de tiempo o ciclos deseados. Los parámetros R, C también determinan la frecuencia de operación, periodo o duración de cada ciclo. El circuito timer 555 es un dispositivo versátil usando para generar pulsos y tiempos de retardo exactos. Su frecuencia es fácil de cambiar y se puede conectar de varias maneras.
2.4 Divisor de frecuencia.
La figura 10 muestra el circuito temporizador monoestable 555, usado como un divisor de frecuencia. Esto se logra aplicando un pulso de reloj al punto 2 y ajustado el ciclo de tiempo. El oscilador de relajación de unijuntura produce los pulsos de reloj. El ciclo de tiempo se ajusta mediante R1.
2.5 Detector de intensidad de luz.
En la figura 6, el 555 se usa como un de tector de intensidad luminosa. Una fotocelda se usa como medidor de frecuencia, recuerde que la resistencia de una fotocelda varía con la intensidad de luz. Esto afecta la constante de tiempo del circuito RC externo
2.6 Circuito de alarma contra robos. Aplicaciones del Timmer 555 Discusión
Los dos experimentos anteriores mostraron las funciones principales del timer 555. estas funciones se pueden utilizar de muchas maneras. El multivibrador es un circuito básico encontrado en muchos equipos. Los tipos estables son muy usados en equipos generadores de ondas.
Asimismo, son muy usados otros instrumentos de laboratorio que producen otras formas de ondas especiales. Dentro de estas formas especiales se encontraran las ondas cuadradas. Estas se usan como ondas de pruebas en el diseño y reparaciones de radios, televisión y circuitos amplificadores de audio.
La capacidad de generar una onda cuadrada sin distorsionar es indicativo de la calidad de un circuito el timer 555. Este se usa como un generador de ondas de bajo costo. Entre otro tipo de aplicaciones, multivibradores de onda cuadrada se usan para controlar pulsos de luz. En estos casos el corte vertical de la señal produce un rápido encendido y apagado de la lámpara. Las señales cuadradas actúan como interruptores electrónicos, por ejemplo en luces estroboscopias y otros usos similares. Los temporizadores 555 se encuentran ene sas o otras aplicaciones. Las señales de salida de los multivibradores también se usan para controlar dispositivos auditivos como alarmas de sonido o sirenas. Los circuitos electrónicos hacen posible su variación en intensidad, duración y otros efectos de intermitencia. Los 555 también se usan en otros tipos de generadores de tono o sonido. En estos casos el temporizador 555 controla la duración del sonido y otros circuitos producen lo mismo. Esta combinación se usa en instrumentos de examen auditivo. El circuito de la figura 6 usa una fotocelda para controlar la frecuencia. Estos circuitos se usan para controlar el espesor de materiales transparentes en una línea de producción. El material transparente viaje entre luz y la fotocelda y cualquier variación en el espesor produce una variación en la frecuencia de salida. Finalmente, una señal alerta al operador para su acción. En otras aplicaciones se usan dispositivos sensibles a diferencias de presión o calor en vez de fotocelda. El circuito 6 también se hace extensivo a este tipo de aplicaciones. En general, estas aplicaciones son ampliamente usadas en procesos industriales de control de calidad.
Los dispositivos 555 también se usan en circuitos electrónicos de automóviles. Una de sus aplicaciones es producir una variación en el tiempo e encendido con relación a velocidad del motor. Variaciones producidas por eje de leva que opera el 555 como un elemento monoestable de retardo. Subsecuentemente, el 555 produce una señal de operación un sistema electrónico de ignición.
El mismo principio se puede aplicar en la operación de un tacómetro electrónico con dispositivo 555. En este caso el dispositivo actúa como un elemento inestable y las señales alimentan circuitos adicionales que producen la lectura en el instrumento.
UNIDAD: 3.- Aplicaciones con OPAM 3.1 Amplificador inversor con OPAM.
Objetivos. Mostrar como funciona un amplificador inversor con operacional integrado y medir su corrimiento de fase entre la entrada y la salida. Determinar el efecto de la resistencia de una retroalimentación en la ganancia de un amplificador operacional. Medir la respuesta a la frecuencia de un amplificador operacional inversor y mostrar el efecto de un cambio en la resistencia de retroalimentación en el ancho de banda. Conceptos básicos. Un amplificador inversor con operacional invierte la señal de entrada. Para estabilizar al amplificador operacional se utiliza retroalimentación negativa de voltaje. La ganancia aproximada (Av) de un amplificador operacional con retroalimentación queda determinada por la relación de la resistencia (RF) de retroalimentación a la resistencia (RI) de entrada. El aumentar la relación de RF/RI aumenta la ganancia pero disminuye el ancho de banda. El disminuir la relación RF/RI disminuye la ganancia, pero aumenta el ancho de banda.
Información preliminar. Los amplificadores operacionales tienen una ganancia de malla abierta muy alta, a veces del orden de 500,000 o más. Un cambio muy pequeño en el voltaje de cualquiera de las entradas produce un cambio muy grande en el voltaje de salida, lo que lo hace muy inestable debido a que se saturan rápidamente en cualquier dirección. Desde luego podrían diseñarse especialmente el amplificador operacional para usarse en la configuración de malla abierta, lo que aumentaría el costo del circuito. Para que pueda utilizarse los amplificadores operacionales disponibles comercialmente de manera económica, tal como el amplificador en CI, es necesario emplear algún tipo de control de ganancia. El método para lograrlo es utilizar retroalimentación negativa o degenerativa.
Del anterior experimento de laboratorio recordara que si se aplica una señal a la entrada inversora (-) la señal aparece invertida o desfasada 180 grados en la salida. Si se retroalimenta parte de este voltaje de salida desfasado a la entrada inversora, se obtiene retroalimentación negativa. La señal de salida todavía estará invertida, pero tendrá menor amplitud debido a la retroalimentación degenerativa. La figura 18-1 muestra un amplificador operacional con retroalimentación degenerativa. La señal de entrada ei esta acoplada a la terminal inversora a través de la resistencia RI de entrada. La señal eo de salida amplificada e invertida se desarrolla a través de la resistencia RL de carga. Parte del voltaje ef de salida se retroalimenta a la entrada inversora a través de la resistencia RF de retroalimentación. En la unión de RF y RI ocurre la suma ef y ei. Entonces se amplifica e invierte la resultante en el amplificador operacional y aparece en la salida como eo (con retroalimentación). Un efecto beneficio de la retroalimentación degenerativamente en el aumento en el ancho de banda global del amplificador operacional. La ganancia de un amplificador operacional con retroalimentación degenerativa queda determinada por la relación de RF a RI. En forma de ecuación, esto se expresa como: Av = RF/RI El signo menos (-) indica inversión. La ganancia del amplificador operacional con o sin retroalimentación también es la relación del voltaje eo de salida al voltaje ei de entrada, o en forma de ecuación. Av = eo/ei Cuando se utiliza retroalimentación degenerativa, las dos ecuaciones se relacionan como sigue: eo/ei = -RF/RI Se puede reordenar esta última ecuación para despejar cualquiera de las cuatro cantidades si se conocen las otras tres. Otra cantidad importante para un amplificador operacional con retroalimentación e el factor de retroalimentación, al voltaje eo de salida, que se presenta mediante la letra griega beta (β) (que no debe confundirse con la β del transistor). Expresado matemáticamente, el factor de retroalimentación es: β = ef/eo el amplificador operacional inversor es una de las configuraciones básicas del amplificador operacional y tienen numerosas aplicaciones. Se pueden utilizar para propósitos de amplificación simple o para realizar operaciones matemáticas. Se usa extensamente en los circuitos analógicos del equipo electrónico: militar, comercial e industrial.
3.2 Amplificador sumador con OPAM.
Objetivos.
Mostrar que se puede utilizar un amplificador operacional integrado para sumar dos voltajes de cd. Mostrar cómo funciona un amplificador operacional sumador que se utiliza como sumador a escalas. Mostrar la capacidad de un amplificador operacional sumador para producir un voltaje de salida proporcional al promedio de dos voltajes de entrada. Conceptos básicos. Un amplificador sumador tiene dos o más entradas. El voltaje de salida está relacionado con la suma de los voltajes de entrada. La relación de RF/R1 (resistencia de retroalimentación a resistencia entrada) determina cuánta amplificación recibe cada entrada. Los amplificadores operacionales pueden funcionar en voltajes de señal de cd a ca.
Información preliminar. Los primeros computadores analógicos utilizaban voltajes como análogos de los números para resolver ecuaciones. Se utilizaron distintos circuitos eléctricos para realizar operaciones tales como adición y sustracción. El voltaje de salida final era proporcional a la solución numérica de la ecuación. El amplificador operacional sumador fue uno de los circuitos básicos utilizados. Aunque los computadores analógicos como tal se utilizan menos frecuentemente en la actualidad, las técnicas analógicas se han extendido a muchos tipos de equipo electrónico militar e industrial. También se han extendido las aplicaciones de los amplificadores sumadores y forman buena parte de los circuitos analógicos contemporáneos.
Como su nombre lo implica, el amplificador operacional sumador suma una cantidad de voltajes de entrada y produce un voltaje de salida proporcional al total. Son posibles muchas variaciones eléctricas de este circuito amplificador operacional dependiendo de la operación de suma que se realice. Por ejemplo, el objetivo puede ser una adición simple. Alternativamente, las entradas pueden representar cantidades a escala que deben sumarse. Otra aplicación seria encontrar el promedio simple de una cantidad de entradas. Para cada uno de estos, el circuito básico es el amplificador sumador con entradas múltiples. La operación que realiza el amplificador sumador depende principalmente de la relación de la resistencia de entrada. La Figura 20-1 muestra un amplificador sumador con dos voltajes de entrada ei2 y ei2, aplicados a través de las resistencias Ri1 y Ri2. Son posibles las entradas múltiples debido a que el amplificador operacional requiere una corriente de entrada mínima, por lo que hay suma directa de los voltajes en la terminal de entrada inversora, lo que a su vez hace predictible la salida del amplificador sumador, esto es, la salida es proporcional a la suma de cada voltaje de entrada multiplicada por el factor respectivo de ganancia, determinado por la relación de la resistencia RF de retroalimentación a cada resistencia R1 de entrada. Para el circuito de la figura 20-1, esto se expresa como lo siguiente: eo = - [( RF/RI1) ei1+ ( RF/RI2) e12]
Aparte de ello, la operación del circuito es igual a La que se estudio antes para el amplificador operacional inversor. La salida se invierte, lo cual no tiene importancia ya que lo que cuenta es la magnitud del voltaje. Si se utiliza el amplificador sumador para adición simple, RF, RI1 y RI2 tiene el mismo valor, lo que hace que las relaciones RF/RI1 y RF/RI2 sean la unidad, por lo que la ecuación se reduce a : eo = -(ei1+ei2) Para la operación como modificador de escala, los voltajes ei1 y ei2 de entrada pueden tener distintos valores o pueden ser iguales.
Entonces se escogería a los valores de RI1 y RI2 con respecto a RF de manera que ocurra la conversión de escala apropiada. La salida seria la suma de las entradas a escala. La ecuación simplifica para el circuito escalador dependerá de todos estos factores. Es posible realizar un promedio simple de ei1 y ei2 haciendo que RF sea igual a un medio de RI1 y RI2. En este caso, la ecuación se reduce a:
eo = - (0.5ei1 + 0.5ei2) = - (ei1/2 + ei2/2) = - (ei1 + ei2)/2 3.3 Comparador de voltaje con OPAM.
Un comparador de voltaje se utiliza para comparar voltajes. El amplificador operacional básico ideal. Un cambio muy pequeño ene una estrada con respecto a la otra produce un gran cambio en el voltaje de salida. La polaridad o fase de la salida queda determinada por la entrada predominante. El circuito amplificador operacional básico se satura muy rápidamente debido a la ganancia de malla abierta, aunque de toda manera proporciona una comparación entre las dos entradas. Si no se utilizan componentes externos o voltajes de referencia, la comparación se realiza con respecto a tierra como se muestra en la figura 21-1.
También se puede hacer una comparación entre voltaje de entrada y un voltaje e de referencia. En este circuito, si él es más positiva que el de referencia, el voltaje e0 ira en relación negativa. Recíprocamente, si él es más negativo que er ef, el voltaje e0 de salida ira en dirección positiva. En
consecuencia e0 indica si él es más positiva o no que er ef . er ef determina el voltaje de salida a menos que ei cambie en una u otra dirección.
La diversidad de circuitos comparadores de voltaje que utilizan amplificadores operacionales integrados es numerosa. Los dos descritos muestran el principio básico de comparación de voltajes. Se pueden agregar componentes externos al circuito básico para suministrar cualquier comparación deseada. Comúnmente se utilizan diodos zener como elementos de referencia de voltaje en los circuitos comparadores. La entrada inversa del amplificador operacional se puede utilizar también, ya sea como voltaje de señal o como voltaje de referencia. En este caso el voltaje de referencia tiene polaridad opuesta al voltaje de señal y se modifica en escala a la magnitud apropiada endiente la resistencia de entrada. Otra práctica que se puede utilizar en el comprador amplificador operacional básico es acoplar una pequeña porción del voltaje de salida de vuelta a la terminal de entrada no inversora. Este voltaje está desfasado con la señal de entrada inversora y por yanto actúa en oposición a ella hasta que la venza la magnitud de la señal de la entrada. A esto se le conoce como histeresis y se utiliza para impedir la conmutación falsa de la salida provocada por los pulsos de ruido en la línea de entrada de la señal. La salida del comparador es más estable utilizando voltaje de histeresis pero también se disminuye la sensibilidad.
Los comparadores con amplificador operacional integrado se utilizan típicamente como detector de nivel en convertidores digital a analógico, analógico a digitales y tiempo a voltaje. 3.4 Filtro activo con OPAM.
Un filtro activo es el que utiliza un circuito eléctricamente activo junto con componentes pasivas para suministrara ganancia de voltaje de señal deseada y el rechazo de la señal indeseada al mismo tiempo, lo que contar con el filtro pasivo que reduce la señal deseada, consume potencia y
para dar mejores resultados debe acoplara la impedancia de los circuitos de entrada y salida. El amplificador operacional integrado significa una selección ideal para el elemento activo en un filtro activo debido a que es pequeño y económico. También tiene una alta impedancia de salida, lo que significa que es menos difícil el acoplamiento de impedancia. Más aun, los filtros activo con amplificadores operacionales integrados pueden diseñarse utilizando resistencias y capacitores como elementos pasivos sin necesidad de emplear bobinas voluminosas y costosas, lo que reduce el tamaño global y el costo de filtro. Algunas desventajas de los filtros activos con amplificador operación son: 1) requieren una fuente de energía por separado para la operación del amplificador, 2) son más susceptibles al ruido a frecuencias altas y 3) es más difícil diseñarlos para una respuesta específica.
En la figura 22-1 se muestra dos circuitos de filtración activos con amplificadores operacionales, junto con las curvas de respuesta típica. Además de los circuitos mostrados de paso alto y bajo, son posibles las configuraciones de paso de banda y rechazo de banda. En el circuito de paso bajo de a) el capacitor Cf
esta en paralelo con la resistencia Rf de
retroalimentación y presenta una la reactancia a bajas frecuencias. La impedancia en paralelo de Cf y Rf es alta en valor de la resistencia R1 de entrada. Debido a ellos, la ganancia del amplificador es máxima y las señales de entrada reciben máxima amplificación, lo que muestra la curva de respuesta. Si se eleva en forma suficiente la frecuencia de la señal de entrada, se alcanza una frecuencia en que se reduce la reactancia de Cf y queda igual al valor de Rf, lo que produce una reducción correspondiente en la ganancia del amplificador tal que el voltaje de salida se reduce a 0.707 multiplicado por su valor máximo. Este es el punto de voltaje de 3 dB siempre ocurre cuando la reactancia de Cf es igual a la resistencia de Rf. La frecuencia de corre se puede calcular utilizando la formula corte = 1 / 2 (Rf) (Cf) (pi)
f
3.5 Rectificador de precisión con OPAM. CCONESTE EL Circuito de la figura 10, correspondiente a una rectificador depresión. El circuito es de tipo seguidor de tensión con una oscilación de de media onda debido a CR1 y alimentación del terminal dos del dispositivo 741. Cuando la tensión de entrada es positiva, CR conduce. Durante el semiciclo negativo, CR1 está fuera de servicio y la salida es cero.
3.6 Multivibrador astable con OPAM. Los amplificadores operacionales tienen muchas aplicaciones en el campo comercial e industrial. Ejemplos de usos son: amplificadores de audio y video, reguladores de tensión y de corriente, osciladores, multivibradores y generadores de funciones. Agregando algunos componentes externos es posible usar circuitos amplificadores operacionales y adecuarlos a los usos antes indicados. La figura 7 corresponde a un Multivibrador aestable. La salida corresponderá a una onda cuadrada dentro de ciertos rangos controlados de frecuencia. El capacitor C1 y el resistor R2 determinarán las constantes de tiempo, para la retroalimentación y fijan la frecuencia.
UNIDAD: 4.- Aplicaciones de Control 4.1 Control de temperatura con termopar OPAM.
Objetivos del experimento. Calcular medir el voltaje de salida de un circuito detector de temperatura básico con termoparamplificador operacional. Mostrar la operación de un circuito de control de temperatura con termopar-amplificador operacional. Conceptos básicos. Un termopar es una unión de dos metales distintos cualesquiera. en la unión de un termopar existe potencial del contacto. el potencial de un contacto varía con la temperatura de la juntura. los termopares se utilizan en los circuitos de detección y control de temperatura. Información introductora. Un termopar consiste en dos alambres metálicos diferentes conectados entre si para formar una unión común. El potencial (voltaje) de contacto entre los dos metales varía con la temperatura en la unión. Si se conectan los dos extremos libres del termopar a un dispositivo amplificador tal como un amplificador operacional, se crea un efectivo circuito para medir la temperatura. El termopar detecta los cambios en la temperatura de la unión y suministra un pequeño voltaje al amplificador proporcional al cambio de temperatura. Entonces el voltaje amplificador se puede utilizar para operar un dispositivo de de supervisión calibrado que indique el cambio en la temperatura, o se puede utilizar para operar un circuito de control que inicie una acción correctiva prescrita para compensar el cambio en la temperatura. Los termopares se utilizan extensamente en la electrónica industrial como dispositivos de control de temperatura para hornos. Comúnmente se usan con amplificadores operacionales en estas aplicaciones debido a que proporcionan un método efectivo y económico de detección y control de temperatura.
4.2 Control de luz con celda fotoconductora.
Objetivos de experimento. Mostrar la operación de un circuito para control de luz por celda fotoconductora. Conceptos básicos. La conductividad de una celda fotoconductora cambia en función de la intensidad de luz incidente en la celda. La resistencia de la celda fotoconductora disminuye al aumentar la intensidad de la luz incidente en la celda. Se puede utilizar a las celdas fotoconductoras en los circuitos de control de exposición fotográfica.
Información introductoria. Se puede utilizar la sensibilidad de la celda fotoconductora a los cambios en la intensidad de la luz en los circuitos de medición de luz, cortadores amplificadores de cd de bajo nivel, controles de alarmas y relevadores, fotómetros y circuitos de control de exposición fotográfica. Los procesos especializados en el campo de la fotografía solo tienen éxito y utilidad si se controla el foto procesó (revelado) con exactitud. El foto procesó tiene muchas etapas; después de que se revelan las películas (negativos), se pueden amplificar en papel fotosensible. El proceso de amplificación Puede ser la etapa mas critica; toda fluctuación en el fuente de luz durante la exposición medida en el tiempo del negativo en el papel fotosensible produce resultados variables e indeseados. El circuito de control de luz por celda fotoconductora de este procedimiento regula los cambios de la fuente de luz de manera que una vez ajustado se obtienen resultados repetitivos exactos. En el circuito de control de luz de la Fig. 13-1, la celda fotoconductora detecta los cambios en la intensidad de la luz de DS1; DS1 representa la fuente de luz de exposición media. El voltaje en la unión de CR1-R1 varia directamente con la intensidad de la luz de DS1. Cuando la intensidad de
DS1 disminuye, aumenta la resistencia de CR1, disminuye el voltaje através de R1 y consecuentemente disminuye el voltaje en la unión de CR1-R1 con la disminución en la intensidad de la luz. Cuando aumenta la intensidad de DS1, disminuye la resistencia de CR1, aumenta el voltaje a través de R1 y consecutivamente aumenta el voltaje en la unión de CR1-R1 y consecutivamente aumenta el voltaje en la unión de CR1-R1 con aumento en la intensidad de la luz. El voltaje en la unión de CR1-R1 determina el nivel de voltaje al que tratara de cargarse C1. C1, R2 y R3 determinan la constante de tiempo que es proporcional al tiempo de exposición. R3 es un ajuste de constante de tiempo. El tiempo de exposición (tiempo de encendido de DS1) se controla a través del valor del voltaje en la unión de CR1-R1 y del efecto de este voltaje en la constante de tiempo de RC. La constante de tiempo es la misma para cualquier variación de voltaje en la unión de CR1-R1. El tiempo que se requiere para alcanzar el voltaje necesario para disparar al PUT varía debido a que el nivel de voltaje al que se carga C1 depende del voltaje del circuito de la lámpara (intensidad de la luz). Cuando C1 trata de cargarse al voltaje en la unión de CR1-R1, el voltaje de ánodo del PUT alcanza un valor de 0.6V cd mayor que el voltaje de disparo programado en la compuerta del PUT, como lo determina el divisor de voltajes R5-R6. El PUT dispara al SCR en condición, que opera el relevador, apaga DS1 y termina el ciclo de exposición. Con DS1 apagado, la resistencia de CR1 aumenta, disminuye el voltaje en la unión de CR1-R1, C1 se descarga a través de CR2 y el SCR, y el PUT ya no conduce. Entonces debe abrirse S1 para restaurar el circuito para el siguiente ciclo de exposición de luz (lo que saca al SCR de conducción).
4.3 Control de luz con OPAM y celda fotovoltaica.
Información Introductoria La habilidad de la celda solar fotovoltaica para convertir la luz directamente en voltaje eléctrico se utiliza en una gran diversidad de circuitos de detección y un control de la luz fotográfica y el control de exposición automática de una cámara. Las celdas solares se pueden utilizar solas o en combinaciones en serie y paralelo para suministrar los niveles requeridos de voltaje y de corriente. También se pueden utilizar para operar un dispositivo amplificador tal como el amplificador operacional. En este caso el voltaje de salida del amplificador operacional es proporcianal a la intensidad de la luz o a los cambios en la intensidad de la luz detectados por la celda solar. Entonces se puede utilizar el voltaje de salida amplificador para operara un circuito de control que realicé la función deseada de control. 4.4 Control de potencia de CA con SCR.
Conceptos básicos. 1. La potencia que se entrega en una carga se puede controlar con un SCR que conduce durante una parte del ciclo de entrada. 2. Contol de fase significa controlar la fase del disparó con respecto a la del voltaje de ánodo, limitando con ello el tiempo de conducción de SCR. 3. El ángulo de conducción de un RCS es tiempo en grados eléctricos que conduce el SCR y que entrega potencia a la carga. 4. El retardo de fase es el tiempo en grados eléctricos en que se retrasa el disparó de compuerta con respecto al voltaje de ánodo cuando ambos recibe energía de la misma fuente de ca. Información introductoria. Las características de la carga de algunas aplicaciones de control de potencia de ca pueden ser tales que son se requiere potencia de entrada de forma continua. Un pulso de voltaje o corriente entregado ala carga periódicamente reduce la potencia promedio que basta para desarrollar todas la potencia necesaria. Al controlar de manera efectiva los pulsos periódicos se puede satisfacer los requerimientos potencia de la carga y al mismo tiempo evitar disipación innecesaria. La
característica unilateral de los SCR lo hace especialmente adaptable a este tipo de aplicación. Si se suministran los voltajes de compuerta y carga desde la misma fuente de ca, se puede ajustar el tiempo de conducción del SCR a la alternación positiva controlando la amplitud relativa del voltaje del disparo de compuerta con respecto al voltaje de carga . Mientras el SCR conduce se entrega corriente la carga y se suministra la potencia promedio requerida para la carga. Cuando el SCR se apaga en al alternación negativa el voltaje aplicado, se interrumpe el flujo de corriente y no se desarrolla el voltaje atreves de la carga. Dodo que la potencia se promedio en u ciclo completo, la fuente debe desarrollar suficiente potencia durante el tiempo de encendido del SCR para funcionara adecuadamente a la carga hasta el siguiente pulso. Por lo general, el voltaje de disparo se ajusta de manera que se puede variar el ángulo de conducción para satisfacer los requerimientos de carga.
4.5 Control de potencia de CA con TRIAC-DIAC.
Conceptos básicos. 1. Se pueden utilizar las características de ruptura bidireccional de un DIAC para suministrara corriente de disparo bidireccional a in TRIAC. 2. Se utiliza la característica de conducción bidireccional de un TRIAC para entregar energía a la carga tanto en la alternación positiva como la negativa del voltaje aplicado. 3. La histeresis en el circuito de disparo de un TRIAC se debe al voltaje no uniforme de disparo y produce no simétrico. Información introductoria.
El Triac se utiliza primordialmente en los circuitos de control de energía de ca debido a su conducción bidireccional. En ambas alternaciones del voltaje aplicado se entrega ebergaia ala carga, con la que se aprovecha mejor la energía disponible. Ya que el TRIAC tiene 4 modos de disparo independientes, se puede usar una infinidad de métodos de disparo. El DIAC se diseño especialmente para disparar el TRAIC. El DIAC conduce y produce un pulso de corriente de las direcciones. En consecuencia puede suministrar cualquier polaridad de corriente de disparo para el TRIAC. Al controlar la dirección del disparo del DIAC con respecto a la polaridad el voltaje a través de las terminales del TRIAC, se puede controlar de manera efectiva la dirección del flujo de corriente y el ángulo de conducción del TRIAC.