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PRÁCTICA Nº 1

RESISTENCIAS

1. OBJETIVO Interpretar el código de colores para marcado de resistencias. Asociación serie y paralelo de resistencias. Familiarizarse con el manejo del polímetro como óhmetro. 2. PROCEDIMIENTO 2.1 Dibuja cuatro resistencias con sus respectivos códigos de colores, e indica sus respectivos valores de resistencia y tolerancia. Para el valor real utiliza el polímetro como óhmetro. 2.2 Asocia en serie tres de las resistencias del apartado 2.1 y determina teórica y prácticamente (con el óhmetro) el valor de la resistencia equivalente. 2.3 Asocia en paralelo tres de las resistencias del apartado 2.1 y determina teórica y prácticamente (con el óhmetro) el valor de la resistencia equivalente 3. RESULTADOS 3.1 Dibuja cuatro resistencias con sus respectivos códigos de colores, e indica sus valores: Nominal, máximo, mínimo, real o medido, y tolerancia.

Aspecto real

Valor Nominal Tolerancia Valor máximo Valor mínimo Valor medido con el óhmetro 3.2 Asociación Serie. Valores de las resistencias según código de colores Valores de las resistencias medidos con el óhmetro

Resistencia equivalente serie calculada con los valores según el código de colores

Resistencia equivalente serie medida con el óhmetro

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 3.3 Asociación Paralelo. Valores de las resistencias según código de colores Valores de las resistencias medidos con el óhmetro

Resistencia equivalente paralelo calculada con los valores según el código de colores

Resistencia equivalente paralelo medida con el óhmetro

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PRÁCTICA Nº 2

CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE LA LEY DE OHM

1. OBJETIVO Comprobar se forma práctica la ley de Ohm, a la vez que familiarizarse con el manejo del polímetro.

2. PROCEDIMIENTO – RESULTADOS a 2.1 Utilizando el entrenador de electrónica analógica, monta un circuito como el de la figura.

L b

12 V I

c

2.2 Coloca un voltímetro, en el alcance adecuado, sobre los puntos b y c, y mide la tensión según tengas el interruptor I abierto o cerrado. Refleja estos resultados en la siguiente tabla. I abierto

I cerrado

Estado de la lámpara

Vbc 2.3 Repite el apartado anterior pero entre los puntos a y b. I abierto

I cerrado

Estado de la lámpara

Vab 2.4 Intercala un amperímetro, en el alcance adecuado, en serie con el circuito, y mide la intensidad según tengas el interruptor I abierto o cerrado. I abierto

I cerrado

Estado de la lámpara Intensidad 2.5 Según las medidas de tensión e intensidad en lámpara L, determina su resistencia equivalente cuando se encuentra encendida, y compáralo con el valor en frío (medido con el óhmetro). Valor en caliente Resistencia de la lámpara

Valor en frío

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 2.6 Utilizando el entrenador de electrónica analógica, monta un circuito como el de la figura y determina las medidas del amperímetro y del voltímetro de forma práctica y teórica

a R 2K2

V

b

V 12V

A c

Amperímetro

Voltímetro

Valores medidos (forma práctica)

Valores calculados (forma teórica)

2.7 Calcula el valor de la resistencia R para tener una intensidad de 23 mA con una tensión de alimentación V=5V. Elige el valor práctico más próximo para R y efectúa las medidas prácticas comparándolas con las teóricas. Cálculos:

Valor práctico elegido (resistencia normalizada):

Valor práctico medido con el amperímetro:

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PRÁCTICA Nº 3

MAGNETISMO

1. OBJETIVO Realizar diversos experimentos con imanes permanentes y con electroimanes. Construcción de un electroimán y de un motor homopolar. Observar la interacción entre polos de igual y distinto tipo. Comprobar de forma práctica la regla del sacacorchos. Comprobar la relación entre los sentidos de: arrollamiento, corriente eléctrica y flujo magnético, así como la ley de Faraday. 2. MATERIAL Dos imanes permanentes de neodimio. Una barrita de cobre, o aluminio, de unos 2 mm de diámetro y de unos 30 mm de largo. 2 metros de hilo esmaltado de 0,5 mm de diámetro. Polímetro, fuente de alimentación y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO – RESULTADOS 3.1 Con los imanes permanentes observa la interacción entre ellos y localiza sus polos. 3.2 Con una barrita no ferromagnética como núcleo, construye un electroimán de 200 espiras agrupadas en 4 capas de 50 cada una (cuidado de enrollar siempre en el mismo sentido, tal como se indica en la figura). Remata cada extremo de la bobina con un cable provisto de una hembrilla que te permita el conexionado con los demás componentes de tu entrenador. 3.3 Mide la resistencia óhmica de la bobina. 3.4 Determina sus polos N y S, para una cierta polaridad de tensión, aplicando la regla del sacacorchos 3.5 Dimensiona un circuito como el de la figura para alimentar a la bobina con una intensidad de entre 0,5 y 1A. Para ello, conecta una resistencia en serie con la bobina que compense su poca resistencia, y considera que vas a utilizar una tensión de alimentación alrededor de los 5V. Realiza los correspondientes cálculos (atención a la potencia de la resistencia). Una vez dimensionado el circuito (anota los valores junto al circuito) ensaya el electroimán.

R

B1

I V

A

3.6 Utilizando los electroimanes, realiza la siguiente experiencia: sitúa ambos electroimanes enfrentados por sus polos y comprueba el efecto de atracción y de repulsión entre dichos polos según la polaridad de la tensión aplicada a las bobinas. 3.7 Construye un motor homopolar con un imán de neodimio, un tornillo, una pila AA, y un trocito de cable. Explica el funcionamiento de este sencillo motor.

+ -

3.8 Comprueba de forma práctica la ley de Faraday: Con el polímetro como voltímetro de alterna en la escala más baja, mide la tensión engendrada al mover rápidamente un imán de neodimio en las proximidades de una bobina (puedes utilizar la bobina de un pequeño relé).

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PRÁCTICA Nº 4 1

CONDENSADORES

OBJETIVO

Identificar tipos de condensadores, y su marcado. Medir capacidades con el polímetro y comprobar de forma práctica la equivalencia sobre las asociaciones serie y paralelo de condensadores. 2

MATERIAL

Diversos tipos de condensadores del entrenador de electrónica analógica y Polímetro. 3

PROCEDIMIENTO – RESULTADOS 3.1 Identifica tres tipos de condensadores, e indica: Tipo, capacidad, Tolerancia y Tensión.

Aspecto real y tipo

Capacidad Nominal Tolerancia Tensión

3.2 Conecta en paralelo dos de los condensadores y mide la capacidad resultante con el polímetro. Compara este valor con el determinado teóricamente. Capacidad de los condensadores (valores nominales) Capacidad equivalente calculada a partir de los valores nominales Capacidad equivalente medida con el polímetro

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 3.3 Conecta en serie dos de los condensadores y mide la capacidad resultante con el polímetro. Compara este valor con el determinado teóricamente.

Capacidad de los condensadores

Capacidad equivalente calculada a partir de los valores nominales

Capacidad equivalente medida con el polímetro

3.4 Monta un circuito para cargar a un condensador electrolítico de 1000µF / 25v, a través de una resistencia de 220 y con una tensión de 15V. Déjalo cargando unos segundos y seguidamente, retirándolo del circuito, prueba a descargarlo cortocircuitando sus patillas y observa la pequeña chispa que se produce. Determina la energía que el condensador eliminó a través de dicha chispa.

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PRÁCTICA Nº 5 1

TRANSFORMADORES

OBJETIVO

Manejo práctico de un transformador. Observar las precauciones propias de la utilización de tensiones peligrosas como es la de 230V-50Hz. Determinación de sus bobinas y de la relación de transformación. Comprobación del funcionamiento en carga y en vacío. 2

MATERIAL

Transformador de 230V / 12V - 0V - 12V. Polímetro, fuente de alimentación y entrenador de electrónica analógica. 3

PROCEDIMIENTO – RESULTADOS 3.1 Utilizando el óhmetro identifica cuál es el primario y el secundario efectuando la medida de sus resistencias. Resistencia del primario Resistencia del secundario 3.2 Aplicando al primario una tensión de 230V - 50Hz, realiza el siguiente ensayo en vacío: Mide la tensión primaria y secundaria (ten en cuenta que el secundario es de 12-0-12), y a partir de aquí determina la relación de transformación (referida a un solo devanado secundario). Esquema del transformador:

Tensión Primaria Medida: Tensión Medida en cada secundario: Relación de Transformación según Medidas: Tensión Primaria Teórica: Tensión Teórica en cada secundario: Relación de Transformación Teórica: Corriente Primaria en Vacío: Pérdidas del cobre en vacío:

3.3 Conecta en uno de los secundarios una resistencia de potencia de 22 . En estas condiciones de carga, efectúa las correspondientes medidas: Corriente Medida en el Primario. Corriente Medida en el secundario. Corriente secundaria determinada a partir de la relación de transformación según medidas y de la corriente medida en el primario.

Corriente secundaria determinada a partir de la relación de transformación teórica y de la corriente medida en el primario

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PRÁCTICA Nº 6 1

ELEMENTOS REACTIVOS EN ALTERNA

OBJETIVO

Estudiar el comportamiento de las bobinas y los condensadores en circuitos de corriente alterna. Determinar de forma práctica el coeficiente de autoinducción de una bobina. Determinar de forma práctica la impedancia compleja de un circuito serie de alterna.

2

MATERIAL

Polímetro, fuente de alimentación y entrenador de electrónica analógica.

3

PROCEDIMIENTO 3.1 Aplica una tensión alterna de 24V y 50Hz a una inductancia o bobina (utiliza el primario del Transformador 230V/2x6V–2A). Ten en cuenta la resistencia, nada despreciable, de la bobina. En definitiva, el circuito (apartado 4.1) estará formado por una bobina ideal en serie con la resistencia interna de la bobina. 3.2 Sobre el circuito del apartado 4.1 efectúa medidas con el polímetro y realiza los correspondientes cálculos, para determinar los parámetros que se indican en el apartado 4.3 3.3 Considera un circuito serie compuesto por una inductancia o bobina (utiliza el primario del Transformador 230V/2x6V–2A) con un condensador de 220nF y alimentado con una tensión alterna de 24V y 50Hz. Ten en cuenta la resistencia, nada despreciable, de la bobina. En definitiva, el circuito (apartado 4.2) estará formado por un condensador, una bobina y la resistencia interna de la bobina. 3.4 Sobre el circuito del apartado 4.2 efectúa medidas con el polímetro y realiza los correspondientes cálculos, para determinar los parámetros que se indican en el apartado 4.4

4

CIRCUITOS - RESULTADOS 4.1 Circuito Serie RL

4.2 Circuito Serie RLC

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 4.3 Cálculos y Resultados. Resistencia óhmica de la bobina (medida) Tensión de alimentación (medida) Intensidad (medida) Impedancia serie, o total del circuito, determinada a partir de medidas anteriores Reactancia inductiva de la bobina, determinada a partir de valores anteriores Coeficiente de autoinducción de la bobina, determinado a partir de la reactancia inductiva Ángulo de desfase entre la tensión de alimentación de 24V y la intensidad

4.4 Cálculos y Resultados. Utilizando los resultados del apartado anterior, las mediciones efectuadas en el circuito del apartado 4.2 y los cálculos oportunos, determina el ángulo de desfase entre la tensión de alimentación de 24V y la intensidad.

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PRÁCTICA Nº 7

1

MANEJO BÁSICO DEL OSCILOSCOPIO Y DEL GENERADOR DE ONDAS I

OBJETIVO

Tener una primera toma de contacto con el osciloscopio y del generador de ondas. Familiarizarse con los mandos y el ajuste de los diversos parámetros del osciloscopio. Obtener diversas ondas senoidales, de amplitudes y frecuencias variadas, con el generador de ondas, y visualizarlas con el osciloscopio. Medición de amplitudes y frecuencias con el osciloscopio. 2

MATERIAL

Polímetro, fuente de alimentación, osciloscopio y generador de ondas. 3

PROCEDIMIENTO 3.1 Con el generador de ondas, selecciona una señal senoidal entre 50 y 100Hz ; visualízala con el osciloscopio, dibújala, y completa la tabla correspondiente de valores.

Con el voltímetro

Con el osciloscopio

Volt/Div

Divisiones Verticales de un semiperiodo

Vp (V)

Vpp (V)

Vef (V)

Vef (V)

Con el osciloscopio

Time/seg (ms/div)

Divisiones Horizontales de un periodo

Periodo T (ms)

Frecuencia F (Hz)

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PRÁCTICA Nº 8

RESONANCIA

1. OBJETIVO Comprobar el comportamiento de circuitos en resonancia serie y paralelo, poniendo especial énfasis en la impedancia de estos circuitos. Efectuar el cálculo de la frecuencia de resonancia. 2. MATERIAL Bobina de 27 mH, condensador MKT de 1F, resistencias de 22 y de 220, y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Determina, teóricamente, la frecuencia de resonancia para una bobina de 27 mH, y un condensador de 1F. 3.2 Monta un circuito serie formado por el generador de frecuencias con onda senoidal, la resistencia de 22, la bobina de 27 mH, y el condensador de 1F. Selecciona una frecuencia en el generador de ondas igual a la determinada en el apartado 3.1. Observa y mide con el osciloscopio la tensión en extremos de la resistencia, efectuando ligeros ajustes para alcanzar la frecuencia real de resonancia (lo notarás cuando la caída de tensión en la resistencia sea máxima). Recuerda que esta tensión en la resistencia, que estás midiendo con el osciloscopio, es indicativa de la intensidad, la cual podrás determinar sin más que aplicar la ley de Ohm. 3.3 Calcula la impedancia de resonancia del circuito serie anterior, a partir del valor de la intensidad (la tienes del apartado anterior) y de la tensión aplicada por el generador de ondas (deberás de determinarla con el osciloscopio). 3.4 Monta un circuito formado por la asociación serie del generador de frecuencias, la resistencia de 220, y la asociación paralelo de la bobina de 27 mH con el condensador de 1F. Selecciona una onda senoidal en el generador de funciones y ajusta la frecuencia a la de resonancia determinada en el apartado 3.1. Efectúa ligeros ajustes para alcanzar la frecuencia real de resonancia (lo notarás cuando la caída de tensión en la resistencia sea mínima). Observa y mide con el osciloscopio la tensión en extremos de la resistencia. Recuerda que esta tensión es indicativa de la intensidad, la cual podrás determinar sin más que aplicar la ley de Ohm. 3.5 Calcula la impedancia de resonancia del circuito paralelo anterior, a partir del valor de la intensidad (la tienes del apartado anterior) y de la tensión aplicada por el generador de ondas (deberás de determinarla con el osciloscopio).

4

CIRCUITOS 4.1 Circuito Resonante Serie

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 4.2 Circuito Resonante Paralelo.

5

RESULTADOS 5.1 Cálculo de la frecuencia de resonancia.

5.2 Frecuencia real de resonancia: Tensión en la resistencia: Intensidad: 5.3 Impedancia de resonancia:

5.4 Frecuencia real de resonancia: Tensión en la resistencia: Intensidad:

5.5 Impedancia de resonancia:

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PRÁCTICA Nº 9

1

MANEJO BÁSICO DEL OSCILOSCOPIO Y DEL GENERADOR DE ONDAS II

OBJETIVO

Visualizar, con el osciloscopio, ondas senoidales y cuadradas obtenidas con el generador de ondas. Medir una tensión continua con el osciloscopio, y ver el efecto del mando CC , AC , GND. Medir una intensidad con el osciloscopio. 2

MATERIAL

Polímetro, fuente de alimentación, osciloscopio, generador de ondas y entrenador de electrónica analógica. 3

PROCEDIMIENTO - RESULTADOS 3.1 Con la fuente de alimentación, regula una tensión continua entre 2 y 5 voltios y mídela con el voltímetro. Seguidamente aplícala al osciloscopio y efectúa la medida con éste. Observa el efecto de seleccionar, con el mando correspondiente, las posiciones CC, AC y GND. Tensión medida con el polímetro Volt/Div

Medidas con el osciloscopio

Divisiones en vertical que varía la traza al pasar el mando desde GND a CC Tensión

Mando en CC Conclusiones observadas al actuar sobre el mando: CC - AC - GND Según se varíe el valor de la tensión continua entre 2 y 5V

Mando en AC

Mando en GND

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 3.2 Visualiza con el osciloscopio una onda cuadrada, obtenida con el generador de ondas. Utilizando el mando: CC - AC - GND , comprueba si la onda es simétrica respecto a los 0V (alterna) o, si por el contrario, es siempre positiva. Dibuja la onda e indica donde se encuentra el nivel de 0V.

Vot/Div: Vp: Vpp: Time/Div: Periodo T: Frecuencia f:

3.3 Monta un circuito como el de la figura, y selecciona, en el generador de ondas, una señal senoidal de frecuencia aproximada a los 50Hz y una amplitud tal que el amperímetro, en alterna, marque una intensidad de unos 5 mA. En estas condiciones, mide con el osciloscopio la tensión entre a y b, y mediante la Ley de Ohm determina la intensidad que pasa por la resistencia de 1K Ten en cuenta que el amperímetro nos da valores eficaces, mientras que en el osciloscopio se lee directamente el valor máximo. Valor medido con el polímetro Intensidad (valor eficaz)

Valores determinados con el osciloscopio Vab (valor de pico)

Vab (valor eficaz)

Intensidad (valor eficaz)

50

A a 1K b

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PRÁCTICA Nº 10

EL DIODO. CURVA CARACTERÍSTICA

1. OBJETIVO Determinar el ánodo y el cátodo de un diodo con el polímetro. Comprobar el efecto rectificador. Trazar la curva característica del diodo.

2. MATERIAL Diodo 1N4007, resistencia de potencia de 10, polímetro, fuente de alimentación y entrenador de electrónica analógica.

3. PROCEDIMIENTO 3.1 Utilizando el polímetro comprueba el patillaje del diodo 1N4007. Dibújalo, y señala el ánodo y el cátodo. 3.2 Monta un circuito como el de la figura y ve variando la tensión de alimentación, partiendo de 0V, de forma que la intensidad no sobrepase los 500 mA. Toma nota de la tensión en extremos del diodo para cada intensidad. Cuando alcances los 500 mA, vuelve a poner la tensión de la fuente de alimentación en 0V, e invierte la polaridad de la misma. Repite la experiencia, tomando pares de valores de tensión ánodo-cátodo e intensidad en el diodo. Ten en cuenta que, en este caso, la intensidad será prácticamente nula, por lo que los incrementos los efectuarás sobre la tensión ánodo-cátodo, la cual podrás aumentar hasta el máximo de 30V que te dará la fuente de alimentación. Con los pares de valores de tensión – intensidad, completa la tabla del apartado 5.2, y la gráfica del 5.3

4. CIRCUITO

R 10

1N4007 0 – 30V

A

5. RESULTADOS 5.1.

V

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 5.2. En polarización directa: Vd Id

500m A

0mA

En polarización inversa: - Vd

0V

30V

- Id

5.3.

Id

Vd

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PRÁCTICA Nº 11 1

DIODO LED

OBJETIVO

Dimensionar circuitos con diodos LED. Ver el efecto de la variación de la luminosidad con la intensidad eléctrica. 2

MATERIAL

Diodo LED. Polímetro, fuente de alimentación y entrenador de electrónica analógica. 3

PROCEDIMIENTO 3.1 Monta un circuito serie compuesto por una resistencia de 220 y un led en polarización directa, alimentado por una tensión continua de 5V. Mide la tensión en extremos del diodo y de la resistencia, así como la intensidad. ¿En qué estado se encuentra el LED? 3.2 Sobre el mismo circuito del apartado 3.1, prueba a invertir la polaridad del diodo. ¿Qué es lo que sucede? 3.3 Sobre el mismo circuito del apartado 3.1, sustituye la resistencia por otra de 100Ω. Repite las mediciones. ¿Observas alguna variación en la luminosidad? 3.4 Determina la resistencia que tendrías que colocar en serie con el LED, si la tensión de alimentación fuese de 12V.

4

CIRCUITOS - RESULTADOS

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PRÁCTICA Nº 12

RECTIFICADORES. FILTROS PARA RECTIFICADORES

1. OBJETIVO Experimentar los circuitos rectificadores monofásicos de media y doble onda, observando y midiendo los diversos parámetros sin y con filtrado por condensador, así como la influencia de la impedancia de la carga. 2. MATERIAL Diodos 1N4007. Polímetro, osciloscopio, fuente de alimentación y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Monta un rectificador de media onda, utilizando como alimentación la tensión de 12V de alterna de un secundario del transformador de 230V / 12V – 0V – 12V. Como carga coloca la resistencia de potencia de 220Ω. Utilizando el osciloscopio, dibuja los cronogramas correspondientes a la tensión alterna de 12V, la tensión en extremos del diodo, y en la carga (acota los valores). Calcula los valores medio y eficaz de la tensión en la carga. 3.2 Sobre el mismo circuito del apartado 3.1, añade un filtrado por condensador, utilizando el electrolítico de 470µF 25V, primero, y el de 2200µF / 50V, después. Utilizando el osciloscopio, dibuja los cronogramas correspondientes a la tensión, esta vez sólo en la carga, con cada condensador (acota los valores). 3.3 Monta un rectificador de doble onda de toma intermedia, utilizando como alimentación la tensión del transformador de 230V / 12V – 0V – 12V y como carga la misma resistencia de potencia de 220Ω de los apartados anteriores. Utilizando el osciloscopio, dibuja el cronograma correspondiente a la tensión en la carga (acota los valores). Calcula los valores medio y eficaz de la tensión en la carga. 3.4 Monta, con cuatro diodos, un rectificador de doble onda en puente, utilizando como alimentación una de las tensiones secundarias del transformador de 230V / 12V – 0V – 12V y como carga la misma resistencia de potencia de 220Ω de los apartados anteriores. Utilizando el osciloscopio, dibuja los cronogramas correspondientes a la tensión alterna de 12V del secundario y la de la carga (acota los valores). Calcula los valores medio y eficaz de la tensión en la carga. 3.5 Utilizando un puente rectificador integrado, añade como filtro un condensador de 2200µF / 50V. Como carga utiliza la misma que el apartado anterior. Dibuja el cronograma de la tensión en la carga con valores acotados. Conviene que dibujes un detalle de la tensión de rizado, a diferente escala, para poder acotar claramente los valores máximo y mínimo (cresta y valle).

4. CIRCUITOS - RESULTADOS

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PRÁCTICA Nº 13

DIODO ZENER

1. OBJETIVO Observar el efecto estabilizador de la tensión en los diodos zener. 2. MATERIAL Diodo zener de 6.2V. Polímetro, fuente de alimentación y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Comprueba, con el óhmetro, el estado del diodo zener (comprobación de la unión PN). 3.2 Monta el circuito estabilizador de tensión del apartado 4, ajustando una tensión de entrada de 10V, y efectúa las siguientes medidas: Intensidad en la resistencia limitadora, en el zener, y en la carga. Tensiones de entrada, en la resistencia limitadora, y en la carga. 3.3 Prueba a variar la tensión de entrada entre 8 y 12V, y comprueba las variaciones en la tensión de salida (carga). 3.4 Con una tensión de entrada de 10V, observa el valor de la tensión de salida, para cargas de 1K, 1K2 y 2K2

4. CIRCUITO R 220

0 a 30V

5. RESULTADOS

6V2

Rc 1K

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PRÁCTICA Nº 14

EL TRANSISTOR I

1. OBJETIVO Realizar comprobaciones básicas de patillaje, tipo y estado de un transistor. Comprobar el concepto de la polarización de transistores (determinación del punto estático de funcionamiento). Comprobar el funcionamiento de régimen de conmutación (Corte-Saturación) en un transistor. 2. MATERIAL Un transistor BC547B, otro BD137, y un BD140. Polímetro, fuente de alimentación y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Con el polímetro, identifica el patillaje de los tres transistores, así como su tipo (PNP o NPN). Dibuja cada uno de ellos con su patillaje y tipo. 3.2 Monta un circuito como el del apartado 4.1, y ajusta P1 para tener una VCE algo inferior a 10V. Mide las corrientes de Base, Emisor y Colector, así como las tensiones Base-Emisor, ColectorEmisor y Colector-Base. Comprueba si los valores así medidos están correctamente relacionados según las leyes de los nudos y de las mallas. Determina los parámetros  y , así como la potencia de disipación del transistor. NOTA: La pequeña resistencia del amperímetro, al medir la corriente de Emisor, modifica la polarización Base-Emisor, por lo que, si medimos las corrientes de Colector y Emisor una después de la otra, nos podemos encontrar con resultados sorprendentes. Para evitar este problema, manténgase un amperímetro fijo en el emisor mientras con otro se miden las corrientes de colector y de base. 3.3 Monta el circuito del apartado 4.2, y comprueba el régimen de funcionamiento de corte y saturación. Efectúa las medidas de las corrientes de Base, Emisor y Colector, así como las tensiones Base-Emisor, Colector-Emisor y Colector-Base, según el conmutador S1 se encuentre en la posición 1 o 2. 4. CIRCUITO 4.1.Circuito básico de polarización en Emisor Común.

+20V R1 10K Rb 1K

P1 1K

Rc 470 Q1 BD137

+5V 4.2.Transistor en Régimen de Conmutación (Corte – Saturación).

10K 1 S1 2

100 Q1 BC547B

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 5. RESULTADOS 5.1. Patillaje Determinado con el Polímetro.

Medidas obtenidas con el Polímetro Digital en comprobación de uniones PN, o con el polímetro analógico en el alcance de  x 1 Colocando las picas de forma que polaricen: BC 547B BD 137 BD 140 Directamente B–E Inversamente B–E Directamente B–C Inversamente B–C

5.2. IB

IE

IC

VBE



VCB

VCE



Pdisipación

Aplicando mallas alrededor del transistor. Aplicando nudos en las patillas del transistor. Determinación de  Determinación de  Cálculo de la Potencia de disipación.

5.3. S1 1 2

IB

IE

IC

VBE

VCE

VCB

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PRÁCTICA Nº 15

EL TRANSISTOR II. AMPLIFICADOR EN EMISOR COMÚN

1. OBJETIVO Montar y ensayar un amplificador de audiofrecuencia con un transistor en Emisor común. Elegir un adecuado punto estático de funcionamiento. Efectuar las adecuadas mediciones sobre las magnitudes eléctricas, tanto en continua como en alterna, así como la ganancia de tensión; determinar, también, las impedancias de entrada y de salida del amplificador, y los efectos de la elección del punto estático y de la amplitud de la entrada sobre la distorsión de la señal de salida. 2. MATERIAL Un transistor BC547B. Polímetro, fuente de alimentación, generador de frecuencias, osciloscopio y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Monta el circuito del apartado 4.1. Utiliza resistencias de ½ W y condensadores de 25V. Del generador de frecuencias se obtendrá la señal de entrada senoidal: Vi, de 1KHz y 0,1V de valor de pico o máximo. Sometiendo a ensayo este circuito, determina los parámetros que se indican en los apartado 5.1, 5.2 y 5.3 3.2 Sobre el mismo circuito del apartado 4.1, añade el potenciómetro P en serie con la entrada, tal como se indica en el detalle del apartado 4.2, y ve variando su valor hasta que, con el osciloscopio, observes que la señal en el punto x es la mitad de la de entrada Vi. Llegado a este punto, retira el potenciómetro del circuito y mide el valor ajustado, que corresponderá a la impedancia de entrada del amplificador. Recoge este resultado en el apartado 5.4 Retira el potenciómetro P, y vuelve al circuito del apartado 4.1 3.3 Sobre el mismo circuito del apartado 4.1, añade el potenciómetro P a la salida, tal como se muestra en el detalle del apartado 4.3, y con el osciloscopio en paralelo con dicho potenciómetro ajusta éste último hasta obtener una señal alterna de amplitud mitad de la obtenida para Vo en el resultado 5.2. Seguidamente, retira el potenciómetro del circuito y mide el valor ajustado, que corresponderá a la impedancia de salida del amplificador. Recoge este resultado en el apartado 5.4 Retira el potenciómetro P, y vuelve al circuito 4.1 3.4 Ir aumentado Vi hasta que Vo aparezca recortada en ambas alternancias. Refleja estos resultados en 5.5 3.5 Restaurando el nivel de Vi a su valor inicial de 0,1V de pico, ajustar P1 para mover el punto estático de funcionamiento hacia la zona de corte (observaremos que la VCE irá aumentando a la vez que la IC disminuye, y también se verá afectada la señal de entrada Vi). Detente en un punto en el que observes cómo la Vo aparece recortada en su semiciclo positivo, y refleja esta situación en el resultado 5.6

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 4. CIRCUITOS 4.1.Amplificador básico en Emisor común.

+10V

x

C1 1F

Rc 100

R1 10K S1

C3 1F Q1 BC547B

Vo

P1 4K7

Vi

R2 10

C2 22F

4.2.Detalle.

P 10K x

C1 1F

R1 10K S1 P1 4K7

Vi

4.3.Detalle.

+10V Rc 100

C3 1F Q1 BC547B

R2 10

P 1K

C2 22F

Vo

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 5. RESULTADOS 5.1. Con el interruptor S1 abierto, y el potenciómetro P1 ajustado para obtener una tensión de unos 4,5V entre el colector y el emisor IB IC IE VBE VCE VCB Comprobación de que se cumplen las leyes de nudos y mallas:

5.2.Con el interruptor S1 cerrado, observa las señales Vi y Vo con el osciloscopio de doble traza (utiliza el canal I para Vi, y el canal II para Vo).

CANAL I (Vi) Vot/Div: Vp: Vef. Time/Div: Periodo T: Frecuencia f: CANAL II (Vo) Vot/Div: Vp: Vef. Time/Div: Periodo T: Frecuencia f:

5.3.Ganancia o amplificación de tensión.

5.4.Determinación de las impedancias de entrada y de salida. Impedancia de Entrada (Zi) Impedancia de Salida (Zo)

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 5.5.Efecto del aumento de la señal de entrada sobre la distorsión de la salida

CANAL I (Vi) Vot/Div: Vp: Vef. Time/Div: Periodo T: Frecuencia f: CANAL II (Vo) Vot/Div: Vp: Vef. Time/Div: Periodo T: Frecuencia f:

5.6.Efecto, sobre la distorsión en la salida, de un inadecuado punto estático de funcionamiento: VCE = ___________

; IC = ___________

CANAL I (Vi) Vot/Div: Vp: Vef. Time/Div: Periodo T: Frecuencia f: CANAL II (Vo) Vot/Div: Vp: Vef. Time/Div: Periodo T: Frecuencia f:

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PRÁCTICA Nº 16

SONDA LÓGICA

1. OBJETIVO Construcción de un sencillo aparato para visualización de estados lógicos. Como soporte para el circuito se recomienda la utilización de una placa de circuito impreso para prototipos de la que se pueda cortar un trozo de aproximadamente 120x15 mm, ligeramente apuntada en el extremo de la pica, para la cual se utilizará una aguja de coser gruesa, y para la alimentación, sendas pinzas de cocodrilo (una roja para +5V y otra negra para la masa) a través de cables de unos 50 cm de largos y de unos 0,5 mm2 de sección. Con el fin de que los tirones que se puedan dar sobre estos cables, no repercutan sobre las soldaduras en la PCB, se les dotará de un sistema de fijación mecánica. Se dará al conjunto un aspecto estético y ergonómico, como corresponde a una herramienta que habrá de ser utilizada con una mano para tocar con la pica en puntos tales como patillas de integrados. 2. CIRCUITO

+5V

+5V

220

220 15 K

220

220

18 K BC547B

Verde

BC557B

Rojo

20 K Rojo

15 K BC547B

Verde

BC557B

Pica

Pica

a) Con led bicolor

El alumno habrá de cumplimentar los apartados siguientes: 3. CARA DE COMPONENTES 4. CARA DE PISTAS 5. LISTA DE MATERIAL Y PRESUPUESTO 6. ASPECTO EXTERNO 7. FUNCIONAMIENTO

b) Con dos leds

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PRÁCTICA Nº 17

TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO

1. OBJETIVO Realizar comprobaciones básicas de patillaje sobre un JFET. Comprobar el concepto de la autopolarización del JFET, y ver una aplicación como amplificador.

2. MATERIAL JFET BF245C. Polímetro, fuente de alimentación, generador de frecuencias, osciloscopio y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Con polímetro efectúa mediciones entre las patillas del JFET, observando los efectos de unión PN y resistivos. 3.2 Procede a ensayar el circuito amplificador del apartado 4. Observa y dibuja los oscilogramas correspondientes a las señales de entrada y de salida. 3.3 Observa el efecto del condensador de desacoplo: C3 sobre la ganancia del amplificador. Para ello, prueba a cambiar el condensador C3 de 22F por otro de 1F

4

CIRCUITO - RESULTADOS VDD = +15V RD

1K

C2

C1 BF245C va 2V (Vpp) 1kHz

100nF

vo

100nF RG 1M

RS 330

C3 22F

CANAL I (Va) Vot/Div: Vp: Vef. Time/Div: Periodo T: Frecuencia f: CANAL II (Vo) Vot/Div: Vp: Vef. Time/Div: Periodo T: Frecuencia f:

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PRÁCTICA Nº 18

AMPLIFICADOR OPERACIONAL I

1. OBJETIVO Observar y corregir los efectos de la tensión de Offset. Realizar unos montajes básicos de aplicación del amplificador operacional. 2. MATERIAL Amplificador operacional 741, polímetro, osciloscopio, fuente de alimentación, generador de funciones y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Polariza simétricamente al µA, según el circuito del apartado 4.1, y procede a ajustar la tensión de Offset. Para ello, cortocircuita la entrada al µA (une directamente con un cable las patillas 2 y 3 a masa) y ajusta el potenciómetro P1 hasta lograr una tensión de salida de 0V, o lo más próximo a ella. 3.2 Procede a ensayar el circuito del apartado 4.2, correspondiente a un amplificador inversor. 4

CIRCUITOS 4.1 Regulación de la tensión de Offset. +15V 2

7

-

6

741 3

+

5

4

1

V

-15V

P1

4.2 Amplificador Inversor. 100K

R2

+15V 10K

2

7

-

R1

6

741 3

Vi

+

4

10K R3

-15V

10K R4

Vo

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 5

RESULTADOS 5.1 Tensión de salida sin corregir Offset (sin P1) Tensión de salida con Offset corregida Valor del potenciómetro para la tensión de Offset ajustada 10K

5.2 Aplica a la entrada una tensión continua Vi = 2V, y variando el potenciómetro de realimentación determina los márgenes entre los que fluctúa la tensión de salida. Determina la tensión de saturación de salida del µA Aplica a la entrada una tensión continua Vi = 5V, y ajusta el potenciómetro de realimentación R2 para obtener una salida de 10V. En estas condiciones mide las corrientes por R1 y R2 (utiliza dos amperímetros para hacer las mediciones a la vez). Repite el apartado anterior, pero varía el potenciómetro de realimentación de forma que la salida baje a 5V

Con el generador de ondas, aplica una entrada Vi senoidal de 2V de valor de pico. Variando el potenciómetro de realimentación dibuja y acota las señales de salida mínima, máxima sin sufrir distorsión y la señal distorsionada cuando se ajusta la ganancia al máximo.

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PRÁCTICA Nº 19

AMPLIFICADOR OPERACIONAL II

1. OBJETIVO Realizar unos montajes básicos de aplicación del amplificador operacional. Comprender el concepto de saturación en un operacional con alimentación simétrica y asimétrica. 2. MATERIAL Amplificador operacional 741, polímetro, osciloscopio, fuente de alimentación, generador de funciones y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Monta y ensaya un comparador simple, sin realimentación, con polarización simétrica como el del circuito del apartado 4.1. Regula P1 hasta obtener una tensión de 3V para aplicar a la entrada no inversora del operacional. Manteniendo fija esta tensión, varía la tensión Vi, observando los efectos sobre la salida Vo. Utiliza para medir la Vo un voltímetro digital, para así ver con mayor comodidad y seguridad las inversiones de polaridad de la salida. 3.2 Monta y ensaya un comparador simple, sin realimentación, con polarización asimétrica, como el del circuito del apartado 4.2. Regula P1 hasta obtener una tensión de 3V para aplicar a la entrada no inversora del operacional. Manteniendo fija esta tensión, varía la tensión Vi, observando los efectos sobre la salida Vo. 3.3 Monta y ensaya un disparador Schmitt realimentado como el del circuito del apartado 4.3 Puedes obtener la V1 del generador de señales utilizando una señal senoidal de 50Hz y de 10V de pico. Visualiza simultáneamente con el osciloscopio las tensiones V1 y VO y dibuja los cronogramas correspondientes. Prueba a ajustar P1 a diferentes valores. 3.4 Monta y ensaya un generador de onda cuadrada como el del circuito del apartado 4.4. Visualiza con el osciloscopio los cronogramas en el punto X y en la salida Vo, y determina la frecuencia, tanto teórica como prácticamente. 4

CIRCUITOS 4.1 Comparador simple sin realimentación y alimentación simétrica. +15V Vi

2

7

-

6

741 3

+

Vo

4 -15V

P1 100K

4.2 Comparador simple sin realimentación y alimentación asimétrica. +15V Vi

2

7

-

6

741 3

P1 100K

+

4

Vo

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 4.3 Disparador Schmitt realimentado.

+15V

R1 10K

V1

2

7

-

6

741 3

+

Vo

4 -15V P1 10K

4.4 Generador de onda cuadrada. P1 1K

+15V

R1 10K

X

R3 100

2

7

-

6

741 3 R2 10K

C1 1µF

5

+

R4 100

Vo

4 -15V

R5 10K

6V2

R6 8K2

6V2

RESULTADOS 5.1 Comparador simple sin realimentación y alimentación simétrica. Vi > 3V < 3V

Vo

Intenta ajustar un valor Vi = 3V para obtener una tensión de salida de 0V. ¿Encuentras alguna dificultad?:

5.2 Comparador simple sin realimentación y alimentación asimétrica. Vi > 3V < 3V

Vo

Intenta ajustar un valor Vi = 3V para obtener una tensión de salida de 0V. ¿Encuentras alguna dificultad?:

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 5.3 Disparador Schmitt con realimentación.

Vot/Div: Vp: Vpp: Time/Div: Periodo T: Frecuencia f:

5.4 Generador de onda cuadrada. Determinación teórica de la frecuencia de oscilación:

Oscilograma de la señal en el punto X.

Vot/Div: Vp: Vpp: Time/Div: Periodo T: Frecuencia f:

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) Oscilograma de la señal Vo.

Vot/Div: Vp: Vpp: Time/Div: Periodo T: Frecuencia f:

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PRÁCTICA Nº 20

INYECTOR DE SEÑALES DE AUDIO

1. OBJETIVO Comprobar el funcionamiento y realizar el ajuste de un sencillo oscilador senoidal por puente de Wien de aproximadamente 1 KHz para calibración y ensayo de equipos de sonido, entre otros. 2. MATERIAL Amplificadores operacionales 741, polímetro, osciloscopio, fuente de alimentación y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO Monta el circuito del apartado 4, de acuerdo con las siguientes indicaciones: Unos posibles valores podrían ser los siguientes: R3 = R4 = R = 1K5 ; R1 = R5 = R7 = 10K ; R2 = R6 = 50 K (valen de 68K) ; C1 = C2 = C = 100nF Como tensión de alimentación puedes utilizar cualquiera de las siguientes:  5V ;  12V ;  15V. También se puede utilizar una tensión asimétrica de 10 a 30V, y simetrizarla con un simple divisor de tensión resistivo (2 resistencias de unos 10K). Naturalmente, se pueden utilizar otros sistemas más sofisticados de simetrización mediante amplificador operacional. En vez del clásico operacional 741, se puede utilizar, por ejemplo, el LF411 4. CIRCUITO R2

R1

R6 +V +V

-

Vo

741

R5

-

+

Vs

741

+

-V

-V R7 C1

R3

C2

R4

fo 

1

R2

2. .R . C

R1

5. RESULTADOS 5.1. Valores de los componentes utilizados 5.2. Oscilogramas de las tensiones Vo y Vs, con los valores de tensión y de frecuencia.

2

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PRÁCTICA Nº 21

EL UJT. OSCILADOR DE RELAJACIÓN

1. OBJETIVO Comprender el funcionamiento básico de un UJT y ver una aplicación básica en un oscilador de relajación. 2. MATERIAL UJT 2N2646, polímetro, osciloscopio y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Con un óhmetro estudia la conductividad, en ambas polarizaciones, entre pares de patillas del UJT. 3.2 Monta el circuito del apartado 4.1 y sométele a ensayo y medidas. Varía el potenciómetro P1 y observa cómo influye en la frecuencia de los impulsos. Visualiza las ondas en los puntos E y B1.

4

CIRCUITOS

4.1 Oscilador de Relajación Mediante Transistor UJT.

+15V R1 220 P1 10K

R2 470 B2

E

UJT 2N2646

B1

C 100nF

5

R3 33

RESULTADOS 5.1 Conductividad entre Patillas del UJT y Patillaje del 2N2646

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 5.2 Oscilador de Relajación. Selecciona una frecuencia determinada, actuando sobre P1, correspondientes a las tensiones en el Emisor (VE) y en B1 (VB1)

y

dibuja

los

oscilogramas

CANAL I (VE) Vot/Div: Vp: Vef. Time/Div: Periodo T: Frecuencia f: CANAL II (VB1) Vot/Div: Vp: Vef. Time/Div: Periodo T: Frecuencia f:

Actuando sobre P1, determina los límites entre los que puedes variar la frecuencia de los impulsos en B1.

Frecuencia mínima de los impulsos VB1 Frecuencia máxima de los impulsos VB1

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PRÁCTICA Nº 22

EL TIRISTOR

1. OBJETIVO Comprender el funcionamiento básico de un TIRISTOR y ver una aplicación en un control de potencia con un UJT. 2. MATERIAL Tiristor TIC 106 o análogo, UJT 2N2646, polímetro, osciloscopio y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Con un óhmetro estudia la conductividad, en ambas polarizaciones, entre pares de patillas del Tiristor. 3.2 Monta el circuito del apartado 4.1 y somételo a ensayo y medidas. 3.3 Monta el circuito del apartado 4.2 y somételo a ensayo visualizando las ondas en los puntos: X, E, B1 y en extremos de la carga Rc. 4

CIRCUITOS 4.1 Control de un Tiristor en Continua. S2 Rg 39K

S1

D1

A SCR1

G

Rc 220

K 5V

10V

4.2 Control Sincronizado de un Tiristor Mediante Transistor UJT.

X

~

+

R1 470

Puente 24V

Rectificador

~

15V

Rc 220

R2 220 P1 10K

R3 470 B2

E

UJT 2N2646

G

B1

C 100nF

~

-

A

R5 180

R4 33

SCR1 TIC106 K

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RESULTADOS 5.1 Conductividad entre Patillas del Tiristor.

5.2 Control de un Tiristor en Continua. ESTADO DEL SCR SCR cebado o en conducción SCR bloqueado

VAK (Tensión Ánodo-Cátodo)

Vc (Tensión en la carga Rc)

5.3 Sobre el circuito 4.1, y sin introducir señal alguna por puerta, genera un disparo por dV/dt sin más que accionar intermitentemente el pulsador S2, o produciendo intermitencias de contacto con un cable del circuito de ánodo – cátodo. 5.4 Control Sincronizado de un Tiristor Mediante Transistor UJT. Ajusta P1 para obtener un ángulo de disparo próximo a los 90º y dibuja las ondas correspondientes a los puntos: X, E, B1 y la señal en la carga Rc.

VX

t VE

t VB1

t VRc

t

Prueba a variar el ángulo de disparo, mediante el ajuste de P1, y observa cómo varían las ondas anteriores.

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García)

PRÁCTICA Nº 23 EL TRIAC 1. OBJETIVO Comprender el funcionamiento básico de un TRIAC y ver una aplicación en un control de potencia junto con un DIAC. 2. MATERIAL Triac TIC 206 o análogo, DIAC, bombilla de 40W/230V y entrenador de electrónica analógica. 3. PROCEDIMIENTO 3.1 Con un óhmetro estudia la conductividad, en ambas polarizaciones, entre pares de patillas del TRIAC. 3.2 Con un óhmetro estudia la conductividad, en ambas polarizaciones, entre las patillas del DIAC. 3.3 Monta el circuito del apartado 4.1 y somételo a ensayo. Explica su funcionamiento. 3.4 Monta el circuito del apartado 4.2 y somételo a ensayo. Explica su funcionamiento. 4

CIRCUITOS 4.1 Control de un TRIAC Mediante un DIAC.

R1 1K P1 470K

40W 230V

2 DIAC

TIC 206

G

230V 50Hz

1

C1 47nF 400V

4.2 Control de un TRIAC Mediante un DIAC, con Corrección de Histéresis y Filtrado.

R1 1K P1 470K C1 47nF 400V

R2 10K C2 100nF 400V

R1 50

2 DIAC

TIC 206

G 1

C3 68nF

40W 230V 230V 50Hz

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RESULTADOS 5.1 Conductividad entre Patillas del TRIAC.

5.2 Conductividad entre Patillas del DIAC.

5.3 Control de un TRIAC Mediante un DIAC.

5.4 Control de un TRIAC Mediante un DIAC, con Corrección de Histéresis.

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PRÁCTICA Nº 24

EL IGBT

1. OBJETIVO Comprender el funcionamiento básico de un IGBT y ver una aplicación en un control de potencia junto con un modulador PWM. 2. MATERIAL IGBT STGF10NB60SD. Entrenador de electrónica. Fuente de Alimentación, Generador de Señales, Osciloscopio y transformador de aislamiento.

3. PROCEDIMIENTO 3.1 Con el polímetro, en medida de uniones PN, efectúa todas las medidas posibles entre las patillas del IGBT, variando polaridades. Justifica los resultados obtenidos acudiendo a la estructura cristalina de este dispositivo, así como a las hojas de datos del fabricante del STGF10NB60SD. 3.2 Monta el circuito del apartado 4. Con el generador de señales obtén una onda triangular, no simétrica, de 500Hz. Ajusta la amplitud de dicha señal a un valor tal que, mediante la variación del potenciómetro P1, se obtenga el mayor margen posible de modulación en la señal de puerta del IGBT

4

CIRCUITO

12V

R1 4k7 Vi

P1 4k7

C

+15V

+

1N4007 741 -15V

R2 1k

G

+ STGF10NB60SD

E

13 a 15V

-

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RESULTADOS. 5.1 Análisis con el polímetro.

5.2 Variando el P1 se obtiene en la salida del operacional una señal PWM que será la señal de control de puerta del IGBT al que controlará su ciclo de trabajo, obteniéndose más o menos potencia aplicada en la carga (bombilla de 12V). Dibuja los oscilogramas de Vi y de VG

CANAL I (Vi) Vot/Div: Vp: Time/Div: Periodo T: Frecuencia f: CANAL II (VG) Vot/Div: Vp: Time/Div: Periodo T: Frecuencia f:

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PRÁCTICA Nº 25

FUENTES DE ALIMENTACIÓN

1. OBJETIVO Ensayar la conexión serie y paralelo de secundarios de transformadores, así como los integrados 7805 y LM317 en la implementación de fuentes de alimentación lineales típicas.

2. MATERIAL Integrados 7805 y LM317. Transistor PNP TIP32. Puente rectificador de 3A. Transformador de 230V/2x6V– 2A (2x12VA). Transformador de 230/12V 0V 12V – 1 a 2ª. Módulo de cargas resistivas. Condensadores electrolíticos de 1F / 25V ; 2200F / 25V ; 4700F / 25V. Condensadores cerámicos de 100nF. Demás dispositivos del entrenador de electrónica. 3. CIRCUITOS 3.1.

Ensayo de Conexiones en Secundarios.

6V 230V 50 Hz

12V 6V Serie

3.2.

6V

6V 230V 50 Hz

230V 50 Hz 6V

0V

6V

6V

Oposición

Paralelo

Módulo de Cargas.

Es de gran utilidad disponer de una carga resistiva variable. La podemos construir fácilmente con un potenciómetro y un par de resistencias de potencia. El conjunto se podría montar sobre una placa de circuito impreso, o bien mediante un montaje alambrado al aire.

Entrada para ensayar fuentes de hasta 5V Utilizar sólo una de las entradas de cada vez

Entrada para ensayar fuentes de hasta 12V

R1

3,3 10W

R3

100 5W

R2

15 10W

NOTA: Para los siguientes circuitos, Ro (obtenida del módulo de cargas) corresponderá a la asociación en serie de una resistencia de 3,3 / 10W y un potenciómetro de 100 / 5W, para el ensayo de fuentes de 5V. Para el ensayo de las fuentes de hasta 12V, Ro corresponderá a la asociación en serie de una resistencia de 15 / 10W y un potenciómetro de 100 / 5W.

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 3.3.

Fuente no Estabilizada. + 230V 50 Hz

+ Ro

Puente Rectificador

12V

Vo

C1 -

3.4.

Ensayo del 7805.

+ 230V 50 Hz

12V

1

3

+

7805

Puente Rectificador

Vi

Ro

2

C1

Vo

C2 -

7805

-

Aumento de las Prestaciones de Corriente en el 7805.

VEB

12V

Puente Rectificador

1 Vi

3

7805

C1

C2

4700F

100nF

io

is

Rx

+ 230V 50 Hz

ic

Q1

TIP32

3.5.

C3

2

Ro

+ Vo

100nF -

-

LM317 como Fuente Variable de Tensión.

LM317

3.6.

iT

is 3

+

io

2

+

LM317 1

230V 50 Hz

12V

Puente Rectificador

R1

C1 Vi

i2 -

VREF

iadj

Ro R2

i1 -

Vo

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 4. PROCEDIMIENTO – RESULTADOS 4.1.

Se trata de identificar los terminales correspondientes de ambos secundarios. Para ello se procede, partiendo de los circuitos del apartado 3.1, a realizar una conexión serie, aunque en principio no sabremos si será serie u oposición, cosa que averiguaremos según la tensión resultante sea de 12V o de 0V respectivamente.

4.2.

Antes de proceder al ensayo de las fuentes de alimentación de los apartados siguientes, es conveniente que te familiarices con el módulo de cargas del apartado 3.2. Para ello, efectúa los cálculos teóricos necesarios y completa las siguientes tablas

a) Para una tensión de 5V aplicada en la entrada correspondiente (R1 en serie con R3).

Intensidad R3

Potencia disipada en R1

Potencia disipada en R3

0 100

Situación de máxima potencia en R3 Valor de R3

Situación de máxima potencia en R1

Potencia máxima en R3

Valor de R3

Potencia máxima en R1

b) Para una tensión de 12V aplicada en la entrada correspondiente (R2 en serie con R3).

Intensidad R3

Potencia disipada en R2

Potencia disipada en R3

0 100

Situación de máxima potencia en R3 Valor de R3

Potencia máxima en R3

Situación de máxima potencia en R2 Valor de R3

Potencia máxima en R2

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 4.3.

Monta el circuito del apartado 3.3 y, tras someterlo a ensayo, dibuja los oscilogramas correspondientes a la tensión de salida (Vo) para diversos valores de filtrado y de carga Con C1 = 2200F

Vot/Div:

Time/Div:

Con C1 = 4700F

Vot/Div:

y Ro = 15

y Ro = 15

Time/Div:

Con C1 = 2200F

Vot/Div:

y Ro = 115

Time/Div:

Con C1 = 4700F

y Ro = 115

Vot/Div:

Time/Div:

Vot/Div:

Time/Div:

En este último oscilograma se trata de ensayar la fuente en vacío, para ello bastará con que desconectes la carga (módulo de cargas). Con C1 = 4700F

y Ro =  

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 4.4.

Monta el circuito del apartado 3.4 y, tras someterlo a ensayo, completa la siguiente tabla de resultados para diversos valores de resistencia de carga (Ro) y de filtro C1. Para las medidas utiliza el polímetro como voltímetro de continua. Como C2 puedes emplear el condensador de 1F / 25V.

Con C1 de 2200F / 25V Vi

Con C1 de 4700F / 25V

Vo

Vi

Vo

Con Ro = 3,3 Con Ro = 103,3

4.5.

Monta el circuito del apartado 3.5 y determina el valor de Rx para que el transistor comience a conducir a partir de una corriente de carga de unos 220mA (lo que habrá de suceder con una VEB de hacia 0,5V). Elige la resistencia más próxima de la dotación que tienes. Cálculo y Elección de Rx:

Utilizando la resistencia Rx elegida, completa la siguiente tabla de medidas para valores distintos de resistencia de carga (entre 3,3 y 103,3). Los tres casos, para dicho ensayo, elígelos de tal forma que en el primero el transistor no conduzca, en el segundo cuando el transistor comienza a conducir, y en el tercero, para una corriente de carga de 400mA. Para las medidas utiliza el polímetro como voltímetro de continua. VEB

Vo

is

ic

io

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) 4.6.

Realiza los cálculos oportunos sobre el circuito del apartado 3.6 para implementar una fuente variable entre 1,25V a unos 12V. Elige para C1, R1 y R2 los valores más próximos de entre la dotación de material de que dispones. Cálculos para una Vo = 12V

Determinación de la Vomáx para la R2 elegida.

CENTRO DE FORMACIÓN PROFESIONAL REVILLAGIGEDO (Jesuitas-Gijón) DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA (José Manuel Fdez García) Con los valores elegidos monta el circuito del apartado 3.6 y sométele a ensayo para tres valores de R2 que proporcionen la mínima tensión de salida, máxima tensión, y otra tensión intermedia. Realiza los ensayos a la mínima carga (resistencia de carga máxima) y completa la tabla siguiente.

Vi

VREF

VR2

Vo

Ajusta R2 para una tensión de salida de 12V, y prueba a variar la resistencia de carga observando que se mantiene constante la tensión de salida.