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COMPONENTES ELECTRONICOS TRABAJO COLABORATIVO No.2 PRACTICA No. 4

JHON ALEXANDER TORRES GARCIA Cód. 7185575 Grupo: 100414_3 Ing. FREDDY TELLEZ [email protected] GUILLERMO SANABRIA JIMENEZ Cód. 7179256 Grupo: 100414_63 Ing. JORGE LUIS ESTRADA [email protected] MILENA LAITON COY Cód. 52458900 Grupo: 100414_101 Ing. FREDDY TELLEZ [email protected] GLORIA ESPERANZA PLAZAS PEREZ Cod. 46385386 Grupo: 100414_3 Ing. FREDDY TELLEZ [email protected] JOSE DAVID CRUZ Cód. 74356950 ADOLFO MARTINEZ Cód.: 7160515

Tutor de Práctica Ing. ERIKA RODRIGUEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD) ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍAS E INGENIERÍA INGENIERIA INDUSTRIAL FISICA ELECTRONICA Tunja, 13 de Mayo de 2.013

INTRODUCCIÓN

Hoy en día la tecnología es una herramienta cotidiana del ser humano, todos los días nos comunicamos con celulares y computadoras; cada día son más los aparatos digitales (neveras, lavadoras, aires acondicionados, televisores, etc.) los cuales brindan una gran variedad de funciones para cubrir nuestras necesidades. La Ingeniería Electrónica es una carrera cuyo campo de acción se encuentra en la fabricación, diseño, funcionamiento y reparación de dispositivos y sistemas como un medio de mejorar, procesar y transmitir la información confiable, segura y firme a la sociedad. La electrónica es una rama de la física que trata sobre el aprovechamiento y utilidad del comportamiento de las cargas eléctricas en los diferentes materiales y elementos como los semiconductores. La ingeniería electrónica es la aplicación práctica de la electrónica para lo cual incorpora además de los conocimientos teóricos y científicos otros de índole técnica y práctica sobre los semiconductores así como de muchos dispositivos eléctricos además de otros campos del saber humano como son dibujo y técnicas de planificación entre otros.. La energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté aplicando en sus extremos. Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través del cable conductor. Mediante el siguiente trabajo realizaremos la apropiación textual y documentación de la práctica 4 realizada en el laboratorio del curso de Física Electrónica.

DESARROLLO ACTIVIDADES PRACTICA Nº 4 COMPONENTES ELECTRICOS

OBJETIVO GENERAL T Conocer el funcionamiento general y la principal aplicación de tres de los componentes electrónicos más utilizados dentro de los circuitos y equipos electrónicos de hoy en día. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Conocer el funcionamiento general y la principal aplicación de los condensadores, rectificadores y transistores.  Realizar una práctica específica, donde identificaremos éstas aplicaciones.  Aprender a manipular de forma adecuada cada elemento utilizado en la práctica  Poner en práctica las capacidades y los conocimientos aprendidos mediante el módulo de Física Electrónica. MARCO TEÓRICO Condensadores o Capacitores. Un condensador es un elemento pasivo que tiene la particularidad de almacenar carga eléctrica. Los condensadores están formados por dos superficies metálicas conductoras llamadas armaduras, las cuáles se hallan separadas por un medio aislante denominado dieléctrico. Este dieléctrico puede ser aire, cerámica, papel o mica. Un condensador se suele utilizar básicamente para eliminar la componente continua de una señal eléctrica, como filtro o para almacenar tensión en un determinado momento (como batería temporal) y cederla posteriormente, por tanto podemos decir, que no permite el paso de la corriente continua. Sin embargo, la diferencia de potencial entre sus terminales es la misma que la del generador. Por tanto, el condensador a la vez que acumula carga almacena tensión entre sus armaduras. La diferencia de potencial de un condensador cargado no se pierde aunque se desconecte de la fuente que originó la carga.

El Diodo. El elemento semiconductor más sencillo y de los más utilizados en la electrónica es el diodo. Está constituido por la unión de un material semiconductor tipo N y otro tipo P. Su representación se muestra en la siguiente figura. El diodo idealmente se comporta como un interruptor, es decir, puede actuar como un corto o interruptor cerrado o como un circuito abierto dependiendo de su polarización. Debido a esto se suelen utilizar ampliamente como rectificadores de señales, aunque no es su única aplicación. El transistor. El impacto del transistor en la electrónica ha sido enorme, pues además de iniciar la industria multimillonaria de los semiconductores, ha sido el precursor de otros inventos como son los circuitos integrados, los dispositivos opto electrónicos y los microprocesadores. Es un dispositivo semiconductor de tres capas, dos de material P y una de material N o dos de material N y una de material P. Para cualquiera de los casos el transistor tiene tres pines denominados emisor, base y colector. Este dispositivo se puede emplear para muchas aplicaciones, pero se destaca como amplificador, como conmutador, en sistemas digitales y como adaptador de impedancias.

MATERIALES: - Un protoboard - Un multímetro - Una fuente de alimentación - Dos diodos LED - Resistencias: 100 Ω, 220 Ω, 1 K Ω y 6,8 K Ω - Condensadores: 470 µF y 1000 µF - Semiconductores: un diodo rectificador y un transistor 2N2222 o 2N3904 - Cables de conexión PROCEDIMIENTO 1. Identifique los componentes electrónicos y el equipo de laboratorio que utilizará en ésta práctica. Para realizar la implementación de circuitos eléctricos, se debe primero conocer los diferentes equipos y su función:

Protoboard: Es un tablero con orificios en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para desarrollar un circuito. Multímetro digital: Es un dispositivo electrónico portátil, mediante el cual se puede realizar mediciones de Corriente, Voltaje y Resistencia entre otros. Estas mediciones pueden ser realizadas en corriente directa (DC) y corriente alterna (AC). Fuente de Voltaje: Es un dispositivo electrónico, capaz de generar Voltaje(o Corriente dependiendo de la fuente) de corriente directa entre dos de sus terminales. Resistencia: Es un componente pasivo, es decir no genera intensidad ni tensión en un circuito. Su comportamiento se rige por la ley de Ohm. Cables de conexión (resistencia de 1K) Los cables de conexión disponen de un conector de cable y una caja de cable. Se utilizan principalmente para la conexión al distribuidor central y a los módulos. También aquí los contactos y los materiales de alta calidad proporcionan una conexión eléctrica eficaz. Diodo LED. Es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN en la cual circula por él una corriente eléctrica. Condensadores o capacitores. Un condensador es un elemento pasivo que tiene la particularidad de almacenar carga eléctrica. El transistor: Es un dispositivo semiconductor de tres capas, se puede emplear para muchas aplicaciones, pero se destaca como amplificador, como conmutador, en sistemas digitales y como adaptador de impedancias. 2. ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA EN UN CONDENSADOR. Construya el siguiente circuito.

R1 0.01k

+ V2 5V

R5 1k

C1 470

D1 LED0

3. Conecte los terminales de alimentación a la fuente y desconéctelos después de algún tiempo. Repita para el otro condensador. Explique lo sucedido.

Condensador

Tiempo

470 µF

3,74 seg

Condensador Electrolito

1000 µF

12 seg

Condensador Electrolito

Basándonos en el marco teórico expuesto anteriormente, sabemos que el condensador es un elemento que tiene la particularidad de cargar o almacenar energía, y esto, justamente lo evidenciamos en ésta practica, puesto que al desconectar la fuente de alimentación del circuito, el diodo LED queda encendido y se apaga lentamente gracias al efecto del condensador, con el condensador de 1000 µF dura más ya que puede almacenar más energía que el condensador 470 µF.

4. FUNCIONAMIENTO DEL DIODO EN CONTINUA. Construya el siguiente circuito. R1 0.22k

+ V1 5V

D2 LED1

D1 LED1

5. Identifique los terminales del diodo y conéctelo en el circuito de tal forma que quede en polarización directa. Qué sucede? Explique lo sucedido.

Al quedar en polarización directa el producto que obtenemos es un circuito cerrado y pasa corriente DC, por tanto enciende diodo LED. 6. Conecte el diodo ahora de tal forma que quede en polarización inversa. Qué sucede? Explique lo sucedido.

Colocando el diodo nuevamente en polarización inversa vemos un circuito abierto, lo cual impide el paso de corriente y por lo tanto el diodo LED no enciende. Inicialmente el diodo se encuentra ubicado en el circuito de forma inversa, por lo tanto no había paso de corriente, al ubicar el diodo en polarización directa la corriente fluye sin problema, lo anterior indica que el diodo funciona como un tipo de interruptor. Entonces el diodo led se enciende . 7. TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR. Construya el siguiente circuito.

R1 0.22k

R2 6.8k

D1 DIODE

D2 DIODE

Q2 2N2222

+ V1 10V

8. Observe la corriente de entrada ( I base ) y de salida ( I colector ) en función del brillo en los LEDS. El transistor está amplificando la corriente de entrada?

Cuando se activa la fuente de poder fluye una pequeña corriente que entra a la base del transistor, esta permite que el primer LED brille tenuemente, a continuación el transistor amplifica esta pequeña corriente para permitir que fluya una corriente mucho más grande a través de su colector y su emisor. Esta corriente de colector es lo suficientemente grande para hacer que el LED brille intensamente. Podemos notar que la pequeña corriente de base controla la corriente más grande de colector, en conclusión un transistor puede ser usado para amplificar pequeñas corrientes de salida de un circuito integrado logico, como amplificador siempre conduce corriente, además puede ser usado como un interruptor ya sea con máxima corriente en encendido o ninguna corriente en apagado. 9. Calcule la ganancia ( β ) del transistor.

La ganancia de un transistor está determinada por su configuración, los resultados más comunes resultan en una ganancia de voltaje, pero no en una ganancia de corriente. Es de aclara que la configuración del colector común tiene una ganancia de corriente, pero no ganancia de tensión. Así como la configuración de emisor común tiene tanto una ganancia de corriente como de tensión. Cuando determinas la tensión o la ganancia de corriente de un transistor, el voltaje a través de la base y el emisor del transistor, así como la tensión a través del colector y el emisor se utilizan.

ANALISIS DE LOS RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Luego de la realización de éste laboratorio podemos decir:  Las condiciones de polaridad directa e inversa del LED afectan la corriente que pueda fluir en el circuito, por ejemplo al estar conectado el LED en polaridad directa el diodo enciende y al estar en inversa no enciende puesto que no permite el paso de corriente.  Los transistores elementos que han facilitado, en gran medida, el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control.  Los circuitos integrados han permitido la reducción del tamaño de dispositivos reduciendo así los costos de fabricación, además del mantenimiento de los sistemas.  Existen diferentes tipos de transistores, según la conexión de sus componentes los hay de dos tipos, los NPN y los PNP.  Los diodos son de gran versatilidad, se pueden involucrar en muchos aspectos con el propósito de resolver algún problema.  Los condensadores tienen utilidad especial, la de almacenar carga a corto plazo, al igual que energía, ejemplo claro de esto es una lámpara de Flash de fotografía, que contiene un condensador que almacena la energía y la descarga cuando se necesite el destello.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Freddy Reynaldo Téllez Acuña. Modulo De Física Electronica. Universidad Nacional Abierta Y A Distancia Unad. Escuela De Ciencias Básicas Tecnología E Ingeniería. Guía De Actividades Física Electronica. Universidad Nacional Abierta Y A Distancia Plataforma Virtual Curso Física Electronica