Ejercicios de componentes electrónicos ________________________________________________________________________________________________________________________

1. En el circuito de la figura, el amperímetro marca 12 µA con la LDR tapada y 24 mA con la LDR completamente iluminada. Si la resistencia de la bombilla es de 100 Ω, calcula la resistencia máxima y mínima de la LDR. V = I × Re = I × (RB + RLDR ) 12V V − 100Ω = 999.900Ω (máxima) R LDR = − RB = I 12 × 10 −6 A V 12 R LDR = − RB = − 100Ω = 400Ω (mínima) I 24 × 10 −3 A

2. En el circuito de la figura, el amperímetro marca 10 mA con la LDR tapada y 500 mA con la LDR completamente iluminada. Si la resistencia de la bombilla es de 5 Ω, calcula la resistencia máxima y mínima de la LDR. V = I × Re = I × (RB + RLDR ) 12V V − RB = − 5Ω = 1.195Ω (máxima) I 10 × 10 −3 A V 12 = − RB = − 5Ω = 19Ω (mínima) I 500 × 10 −3 A

R LDR = R LDR

3. En el circuito de la figura, el amperímetro marca 50 mA a 0 ºC y 110 mA a 40 ºC. Si la resistencia de la bombilla es de 100 Ω, calcula la resistencia máxima y mínima del termistor e indica de qué tipo es. V = I × Re = I × (RB + R NTC ) V 12V R NTC = − RB = − 100Ω = 140Ω (máxima) I 50 × 10 −3 A 12V V − 100Ω = 9,09Ω (mínima) R NTC = − RB = I 110 × 10 −3 A 4. En el circuito de la figura, el amperímetro marca 20 mA a 10 ºC y 800 mA a 40 ºC. Si la resistencia que ofrece el bobinado del motor es de 10 Ω, calcula la resistencia máxima y mínima del termistor e indica de qué tipo es. ¿Cuándo gira más rápido el motor? V = I × Re = I × (RM + R NTC ) 12V V − 595Ω (máxima) R NTC = − RM = I 20 × 10 −3 A V 12V R NTC = − RM = − 5Ω = 10Ω (mínima) I 800 × 10 −3 A

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5. Una bombilla que funciona a una tensión máxima de 4 V y 0,1 A está alimentada por una batería de 12 V. Para que no se funda se conecta un potenciómetro. Calcula el valor de la resistencia del potenciómetro y dibuja el circuito.

VB 4V = = 40Ω I 0,1A V = I × Re = I × ( R B + R P ) V 12V RP = − RB = − 40Ω = 80Ω I 0,1A

VB = I × RB ; RB =

6. Una bombilla que funciona a una tensión máxima de 3 V y 0,4 A está alimentada por una batería de 12 V. Para que no se funda se conecta un potenciómetro. Calcula el valor de la resistencia del potenciómetro y dibuja el circuito. VB 3V = = 7,5Ω I 0,4 A V = I × Re = I × ( R B + R P ) V 12V RP = − RB = − 7,5Ω = 22,5Ω I 0,4 A

VB = I × RB ; RB =

7. Calcula la carga que adquiere un condensador de 20 µF conectado a una batería de 12 V. Si se conecta a una resistencia de 100 KΩ, calcula la constante de tiempo y el tiempo total de descarga. Dibuja el circuito e indica el código de colores de la resistencia. q = C × V = 20 × 10 −6 F × 12V = 2,4 × 10 −4 C = 0,24mC = 240µC

τ = R × C = 100.000Ω × 20 × 10 −6 F = 2s t = 5 × τ = 10s 8. Calcula la carga que adquiere un condensador de 10 µF conectado a una batería de 12 V. Si se conecta a una resistencia de 220 KΩ, calcula la constante de tiempo y el tiempo total de descarga. q = C × V = 10 × 10 −6 F × 12V = 1,2 × 10 −4 C = 0,12mC = 120µC

τ = R × C = 220.000Ω × 10 × 10 −6 F = 2,2s t = 5 × τ = 11s 9. Dos condensadores de 60 µF se conectan en serie y se alimentan con una batería de 12 V. La carga de los mismos se realiza a través de una resistencia de 70 KΩ. Calcula la capacidad del condensador equivalente, la carga que adquiere y el tiempo que tarda en cargarse. Dibuja el circuito. 1 1 1 1 1 1 = + = + = ; C e = 30µF C e C1 C 2 60 60 30

q = C e × V = 30 × 10 −6 F × 12V = 3,6 × 10 −4 C = 0,36mC = 360 µC

t = 5 × τ = 5 × R × C e = 5 × 70.000Ω × 30 × 10 −6 F = 10,5s ________________________________________________________________________________________________________________________ Francisco González Página 2

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10. Dos condensadores de 50 µF se conectan en serie y se alimentan con una batería de 10 V. La carga de los mismos se realiza a través de una resistencia de 10 KΩ. Calcula la capacidad del condensador equivalente, la carga que adquiere y el tiempo que tarda en cargarse. 1 1 1 1 1 1 = + = + = ; C e = 25µF C e C1 C 2 50 50 25 q = C e × V = 25 × 10 −6 F × 10V = 2,5 × 10 −4 C = 0,25mC = 250µC t = 5 × τ = 5 × R × C e = 5 × 10.000Ω × 25 × 10 −6 F = 1,25s 11. Dos condensadores de 10 µF se conectan en serie y se alimentan con una batería de 6 V. La carga de los mismos se realiza a través de una resistencia de 5 KΩ. Calcula la capacidad del condensador equivalente, la carga que adquiere y el tiempo que tarda en cargarse. 1 1 1 1 1 1 = + = + = ; C e = 5µF C e C1 C 2 10 10 5 q = C e × V = 5 × 10 −6 F × 6V = 3 × 10 −5 C = 0,03mC = 30µC t = 5 × τ = 5 × R × C e = 5 × 5.000Ω × 5 × 10 −6 F = 0,125s 12. Dos condensadores de 60 µF se conectan en paralelo y se alimentan con una batería de 12 V. La carga de los mismos se realiza a través de una resistencia de 70 KΩ. Calcula la capacidad del condensador equivalente, la carga que adquiere y el tiempo que tarda en cargarse. Dibuja el circuito. C e = C1 + C 2 = 60 + 60 = 120µF q = C e × V = 120 × 10 −6 F × 12V = 1,44 × 10 −3 C = 1,44mC t = 5 × τ = 5 × R × C e = 5 × 70.000Ω × 120 × 10 −6 F = 42 s

13. Dos condensadores de 50 µF se conectan en paralelo y se alimentan con una batería de 10 V. La carga de los mismos se realiza a través de una resistencia de 10 KΩ. Calcula la capacidad del condensador equivalente, la carga que adquiere y el tiempo que tarda en cargarse. C e = C1 + C 2 = 50 + 50 = 100µF q = C e × V = 100 × 10 −6 F × 10V = 1 × 10 −3 C = 1mC t = 5 × τ = 5 × R × C e = 5 × 10.000Ω × 100 × 10 −6 F = 5s 14. Dos condensadores de 10 µF se conectan en paralelo y se alimentan con una batería de 6 V. La carga de los mismos se realiza a través de una resistencia de 5 KΩ. Calcula la capacidad del condensador equivalente, la carga que adquiere y el tiempo que tarda en cargarse. C e = C1 + C 2 = 10 + 10 = 20µF q = C e × V = 20 × 10 −6 F × 6V = 1,2 × 10 −4 C = 0,12mC t = 5 × τ = 5 × R × C e = 5 × 5.000Ω × 100 × 10 −6 F = 2,5s ________________________________________________________________________________________________________________________ Francisco González Página 3

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15. Calcula la capacidad del condensador equivalente del circuito de la figura. C ′ = C 2 + C 4 = 2 µF 2 1 1 1 1 1 1 1 5 = + + = + + = ; C e = µF = 0,4µF C e C1 C ′ C 3 1 2 1 2 5

16. En un circuito alimentado por una batería de 12 V, calcula el valor de la resistencia de protección e indica el código de colores de la misma, si la tensión máxima entre los extremos del diodo LED es de 3 V y la intensidad máxima es de 30 mA. Calcula la potencia disipada por la resistencia y la emitida por el diodo LED, expresadas en mw. Dibuja el circuito. V − VLED (12 − 3)V = 300Ω = I 30 × 10 −3 A (naranja, negro, marrón) 2 PR = I 2 × R = (0,03 A) × 300Ω = 0,27 w = 270mw V − VLED = I × R ; R =

PLED = I × VLED = 0,03 A × 3V = 0,09 w = 90mw

17. En un circuito alimentado por una batería de 9 V, calcula el valor de la resistencia de protección si la tensión máxima entre los extremos del diodo LED es de 2 V y la intensidad máxima es de 20 mA. Calcula la potencia disipada por la resistencia y la emitida por el diodo LED. V − VLED (9 − 2)V = 350Ω = I 20 × 10 −3 A 2 PR = I 2 × R = (0,02 A) × 350Ω = 0,14 w = 140mw

V − VLED = I × R ; R =

PLED = I × VLED = 0,02 A × 2V = 0,04 w = 40mw

18. En un circuito alimentado por una batería de 9 V, calcula el valor de la resistencia de protección si la tensión máxima entre los extremos del diodo LED es de 2 V y la intensidad máxima es de 12,5 mA. Calcula la potencia disipada por la resistencia y la emitida por el diodo LED. V − VLED = I × R ; R =

V − VLED (9 − 2)V = 560Ω = I 12,5 × 10 −3 A

PR = I 2 × R = (0,02 A) × 560Ω = 0,224 w = 224mw 2

PLED = I × VLED = 0,02 A × 2V = 0,04 w = 40mw

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Ejercicios de componentes electrónicos ________________________________________________________________________________________________________________________

19. Dos diodos LED se conectan en serie y se alimentan con una batería de 12 V. Para protegerlos se conecta una resistencia de 250 Ω. Si la caída de tensión en los diodos es de 2 V, calcula la intensidad que atraviesa el circuito, expresada en mA, y la potencia disipada por la resistencia y la emitida por los diodos, expresada en mw. Dibuja el circuito. V − V LED1 − VLED 2 = I × R V − V LED1 − V LED 2 (12 − 2 − 2 )V I= = = 0,032 A = 32mA R 250Ω 2 PR = I 2 × R = (0,032 A) × 250Ω = 0,256 w = 256mw PLED = I × V LED = 0,032 A × 2V = 0,064 w = 64mw

20. Dos diodos LED se conectan en serie y se alimentan con una batería de 10 V. Para protegerlos se conecta una resistencia de 200 Ω. Si la caída de tensión en los diodos es de 2 V, calcula la intensidad que atraviesa el circuito, expresada en mA, y la potencia disipada por la resistencia y la emitida por los diodos, expresada en mw. V − V LED1 − V LED 2 (10 − 2 − 2 )V = = 0,03 A = 30mA R 200Ω 2 PR = I 2 × R = (0,03 A) × 200Ω = 0,18w = 180mw

V − V LED1 − V LED 2 = I × R ; I =

PLED = I × V LED = 0,03 A × 2V = 0,06 w = 60mw

21. Dos diodos LED se conectan en paralelo y se alimentan con una batería de 12 V. Para protegerlos se conecta una resistencia de 250 Ω. Si la caída de tensión en los diodos es de 2 V, calcula la intensidad que pasa por cada diodo LED, expresada en mA, y la potencia disipada por la resistencia y la emitida por los diodos, expresada en mw. Dibuja el circuito. V − V LED = I × R

;

I=

V − V LED (12 − 2 )V = = 0,04 A 250Ω R

I = 0,02 A = 20mA 2 2 PR = I 2 × R = (0,04 A) × 250Ω = 0,4 w = 400mw

I = I1 + I 2 ; I1 = I 2 =

PLED = I × V LED = 0,02 A × 2V = 0,04 w = 40mw

22. Dos diodos LED se conectan en paralelo y se alimentan con una batería de 10 V. Para protegerlos se conecta una resistencia de 200 Ω. Si la caída de tensión en los diodos es de 2 V, calcula la intensidad que pasa por cada diodo LED, expresada en mA, y la potencia disipada por la resistencia y la emitida por los diodos, expresada en mw. V − V LED (10 − 2 )V = = 0,04 A = 40mA 200Ω R I I = I 1 + I 2 ; I 1 = I 2 = = 0,02 A = 20mA 2 2 2 PR = I × R = (0,04 A) × 200Ω = 0,32 w = 320mw

V − V LED = I × R ; I =

PLED = I × V LED = 0,02 A × 2V = 0,04 w = 40mw ________________________________________________________________________________________________________________________ Francisco González Página 5

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23. Indica el nombre de los componentes electrónicos que aparecen en el siguiente circuito, explica su funcionamiento e indica alguna posible aplicación. Componentes electrónicos: • Transistor NPN. • Resistencia electrónica de 1,8 K y potenciómetro de 10 K. • Termistor NTC. • Diodo rectificador. • Relé tipo conmutador. • Bombilla. • Motor eléctrico de corriente continua. Funcionamiento: Este circuito electrónico utiliza como sensor un termistor NTC. En condiciones de calor la resistencia de la NTC es pequeña por lo que una débil corriente entra por la base del transistor y activa la bobina del relé que pone en funcionamiento un motor eléctrico. En condiciones de temperatura baja la resistencia de la NTC es muy elevada por lo que no es posible desbloquear el transistor, con lo que no se activa la bobina del relé y se mantiene encendida la bombilla. Aplicación: circuito detector de calor.

24. Indica el nombre de los componentes electrónicos que aparecen en el siguiente circuito, explica su funcionamiento e indica alguna posible aplicación.

Componentes electrónicos: • Transistor NPN. • Resistencias electrónicas fijas de 2,7 K y de 220Ω, resistencia variable o potenciómetro. • Termistor NTC. • Diodo rectificador y diodo LED. • Relé tipo interruptor unipolar de dos direcciones (conmutador). • Zumbador. Funcionamiento: En la imagen de la izquierda, el termistor NTC presenta una elevada resistencia eléctrica debido a la baja temperatura ambiental, por lo que una débil corriente eléctrica entra por la base del transistor, que lo desbloquea y activa la bobina del relé, cuyo conmutador hace que se cierre el circuito señalizador del diodo LED. En la imagen de la derecha, el termistor NTC presenta una baja resistencia eléctrica debido a la alta temperatura ambiental, por lo que el transistor está en corte y no es capaz de activar la bobina del relé, cuyo conmutador hace que se cierre el circuito señalizador del zumbador. Aplicación: Circuito detector de frío de una cámara de congelación. ________________________________________________________________________________________________________________________ Francisco González Página 6