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Para el proyecto de aula usaremos la guía donde están todas las instrucciones para su correcta realización.

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Realizar autoevaluación acerca de Transistores bipolares

Instrucciones para realizar la autoevaluación, para la realización de la autoevaluación debe dar click al enlace de abajo, aparecerá un cuadro de diálogo en el cual deberá colocar su primer o segundo nombre nada más, al completar eso se da continuar y se procede a responder el cuestionario, al final el sistema dará una nota que sólo conocerá usted, puede repetir las veces que desee el custionario hasta que obtenga una calificacion que le satisfaga.

Clíck aquí para realizar autoevaluación.

Presentación

Vladimir Alberto Polanco Zepeda.

Soy Ingeniero Electricista de profesión, adicionalmente he recibido capacitación en el manejo y uso de fuentes emisoras de radiación ionizante, posgrado en Geotermia, y actualmente posgrado en Educación a distancia, usando medios virtuales.

Trabajo en el Centro de Investigaciones y aplicaciones Nucleares con cede en la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad de El Salvador, donde mis ocupaciones son: diseño y evaluación de salas de rayos X de uso médico, encargado del servicio de Control de calidad de eqipos de rayos X de uso médico, y mantenimiento de Instrumentación electrónica Nuclear.

Desde el año 2013 me desempeño como Docente en la Universidad Tecnológica de El Salvador impartiendo las Asignaturas de Análisis de Circuitos, Electrónica Analógica y Electrónica Digital, impartiendo estas asignaturas tanto en la modalidad virtual como presencial.

Este blog es un apoyo tanto para la modalidad virtual como para la modalidad presencial, espero que sea una herramienta útil para su educación en el fascinante mundo de la electrónica y el análisis de circuitos.

Uso del breadboard.

Una de las herramientas imprescindibles en el taller de Electrónica y muy importante para todo estudiante es el breadboard o tableta de experimentación.

La siguiente fotografía muestra un breadboard.

Así se ve un circuito electrónico armado en breadboard.

Las tabletas de experimentación nos sirven para interconectar elementos de circuito, a continuación puede ver un video donde le explico como se usa un breadboard.

Ahora puede ver este video que hice para ver como armar un circuito en breadboard.

Espero que estudien este material y luego a armar sus circuitos de clase.

PROYECTO DE AULA

FUENTE DE VOLTAJE AJUSTABLE CON INTEGRADO LM317T

Sistema de evaluación para la fuente de voltaje ajustable.

El proyecto de construcción de la fuente tendrá dos componentes a evaluar:

1.      Construcción del circuito

2.      Reporte escrito

El trabajo será realizado en grupos de cuatro estudiantes (número máximo estrictamente) si aparecen más de cuatro en el grupo toda la actividad será evaluada en base a 8.0

Nota: no hay ningún problema con grupos de tres, dos o incluso un alumno.

El circuito con el reporte adjunto será presentado el día domingo

En el circuito se evaluaran los siguientes aspectos:

1.      (10%) Deben estar presentes los 4 integrantes del grupo.

2.      (10%) Presentación general del circuito (aspecto visual ordenado, elementos colocados firmemente sin presentar falsos contactos, ni cortocircuitos)

3.      (70%) Funcionamiento general, el circuito debe proporcionar voltajes de salida entre 1.2V y 15V (si su circuito da voltaje de salida de menos de 1.2V hay errores de conexión), si el voltaje no varia o tiene problemas para ajustar un voltaje deseado hay problemas de montaje o falsos contactos.

4.      (10%) El transformador debe tener su respectivo tomacorriente debidamente conectado y aislado.

En el reporte se evaluarán los siguientes aspectos:

1.      (10%) Portada, debe contener: título de la actividad, materia, sección, fecha, nombre de los integrantes (absténgase de escribir a mano los nombres de los integrantes), si uno de los ítems listados hace falta o si aparecen nombres de integrantes a mano pierde el porcentaje. Nota: no es necesario poner el número de carné

2.      (10%) Introducción

3.      (10%) Objetivos, general y específicos

4.      (30%) Marco teórico, asegúrese escribir el marco teórico con sus propias palabras es decir no copie y medio maquille el marco teórico de otro grupo, aunque el trabajo esté maquillado siempre se nota que es copia de otro trabajo. Sugerencia: describa las etapas del circuito citando los elementos usados y su operación dentro del circuito, cite los niveles de voltaje que hay en algunos puntos de que considere de interés en el circuito, haga mención de las limitaciones y alcances del circuito construido.

5.      (20%) Adjunte al marco teórico la solución del siguiente cuestionario:

a)      Por qué el valor de voltaje obtenido en el capacitor de filtrado (el que está inmediatamente después del puente rectificador) no tiene el mismo valor que el voltaje medido en el bobinado secundario del transformador

b)      Cuál es la corriente máxima de salida de su fuente y de que elementos depende.

c)      Qué elementos del circuito determinan los voltajes mínimo y máximo obtenidos a la salida del circuito.

d)      Investigue (en internet puede ser) como aumentar la potencia de salida de esta fuente y mencione brevemente una solución.

6.      (20%) Conclusiones

Este circuito como pueden ver es congruente con lo que vimos en clase, tiene los mismos bloques de construcción, ahora pondré algunos comentarios para que lleven a buen término este circuito. 

En el lado izquierdo tenemos el transformador este transformará de 120V de corriente alterna a 24V de corriente alterna o a 12V de corriente alterna (depende del transformador que compren), son muy comunes los transformadores que dan 12V de salida (este voltaje de salida del transformador es un valor RMS tal como lo estudiamos en la materia del ciclo anterior) para conocer el valor pico de esa señal debemos multiplicar por 1.4142 (raiz cuadrada de dos) o sea que si compran un transformador de 12V podran obtener aproximadamente 17V de corriente directa (ya rectificando y filtrando con un capacitor la señal de salida)

Ejemplos de transformadores

 

El rectificador es un rectificador tipo puente ahí aparece el diodo  rectificador BY255 (ese numero lleven a casa rivas o a josnab para comprarlo), si no tuvieran ese diodo pueden pedir el 1N5060 y si no diganle al vendedor que les de algún otro diodo de 2A (dos amperios), pueden si quieren también usar puentes de diodos (esos ya traen integrados los 4 diodos adentro)

Este es el diodo que usarán recuerden que la bandita gris marca el cátodo.

si compran un puente de diodos tendrá este aspecto donde tiene el signo ~ es donde deben poner las terminales de salida del transformador y donde está el + pues es la salida positiva de DC y donde esta el signo menos - ... bueno ya me entendieron.

Los capacitores C1 y C3 son electrolíticos y el C2 es de cerámica (o de pastilla).

El capacitor C1posee una capacitancia elevada y será el el que haga la tarea de filtrar la señal (es el capacitor que elimina el rizo de salida).

El C2 lo recomienda el fabricante del LM317 pero si quieren pueden anularlo, no vamos a notar diferencia, el C3 si se lo vamos a poner a fuerza es electrolítico también, tomen en cuenta que el capacitor electrolítico tiene polaridad y los de pastilla no (si el electrolítico lo ponen al revés se daña e incluso puede explotal)

Capacitor electrolítico,

tiene polaridad así debe 

ser el aspecto de C1 y C3

En el capacitor verán los valores de capacitancia y de voltaje máximo que el dispositivo soporta, ustedes pidanse uno que soporte unos 50V o más.

Nótese como está marcado el terminal negativo tiene una banda blanca con un signo menos que marca el terminal negativo

 

El capacitor C2 es opcional y si lo compran tendria el aspecto siguiente:

 

Estos capacitores no tienen polaridad pueden ponerse de cualquier forma.

El circuito integrado regulador es el LM317 y tiene este aspecto físico

Deben conectar exactamente así los pines en pin 1 es la entrada de DC (ya rectificada y filtrada), el pin 2 se llama ajuste y ahi lleva un resistor variable (potenciometro) y un resistor de 220V que une a pin 2 y a pin 3 (ver diagrama arriba detallado), el pin 3 es la salida del voltaje ya regulado, cuando muevan la perilla del potenciómetro el voltaje de salida (pin 3) variará desde 1.2V hasta el voltaje máximo (que podrian ser unos 16V para su caso)

Aspecto físico del potenciometro, tiene tres pines ustedes usen el pin del centro y uno de los pines extremos y les funcionará perfecto, debo aclarles que en el diagrama aparece una conexión que algunos podrán ver rara, lo que han hecho en esa conexión es: han unido el pin del centro con uno de los pines del extremo y de ahí han sacado un único terminal, el otro terminal sale del pin del extremo que no se tocó, el potenciómetro que deben usar es de 5K

Si hay problemas de como va el potenciómetro aquí esta un diagramita, tierra es el terminal negativo en nuestro caso no lo olviden.

 Las fuentes de laboratorio (que son muy caras) tienen este aspecto 

Ustedes presentarán la fuente sin caja la presentarán en breadboard sin circuito impreso, ni caja.

RECTIFICACIÓN DE LA CORRIENTE ALTERNA (C.A.) EMPLEANDO SEMICONDUCTORES DIODOS

La rectificación de una corriente alterna (C.A.) para convertirla en corriente directa (C.D.) —denominada. también corriente continua (C.C.)— es una de las tecnologías más antiguas empleadas en los circuitos electrónicos desde principios del siglo pasado, incluso antes que existieran los elementos semiconductores de estado sólido, como los diodos de silicio que conocemos en la actualidad. Puesto que los diodos permiten el paso de la corriente eléctrica en una dirección y lo impiden en la dirección contraria, se han empleado también durante muchos años en la detección de señales de alta frecuencia, como las de radiodifusión, para convertirlas en audibles en los receptores de radio. En la actualidad varios tipos de diodos de construcción especial pueden realizar otras funciones diferentes a la simple rectificación o detección de la corriente cuando se instalan en los circuitos electrónicos. Funcionamiento de un diodo rectificador común de media onda Para comprender mejor la forma en que funciona un semiconductor diodo, es necesario recordar primero que la corriente alterna (C.A.) circula por el circuito eléctrico formando una sinusoide, en la que medio ciclo posee polaridad positiva mientras y el otro medio ciclo posee polaridad negativa. Es decir, cuando una corriente alterna circula por un circuito eléctrico cerrado su polaridad cambia constantemente tantas veces como ciclos o hertz por segundo de frecuencia posea. En el caso de la corriente alterna que llega a nuestros hogares la frecuencia puede ser de 50 o de 60 ciclos en dependencia del sistema que haya adoptado cada país en cuestión. En Europa la frecuencia adoptada es de 50 ciclos y de 60 ciclos en la mayor parte de los países de América (Ver tabla de frecuencia de la corriente por países y los respectivos voltajes).

Animación de un circuito rectificador simple de media onda, compuesto por un solo diodo.

En la animación de arriba se puede apreciar que en el proceso de rectificación de la corriente alterna (C.A.) utilizando un solo diodo, durante un primer medio ciclo negativo los electrones circularán por el circuito atravesando primero el diodo y a continuación el consumidor o carga eléctrica, representado por una resistencia (R). En ese instante, en los extremos de la resistencia se podrá detectar una corriente directa "pulsante" que responde a ese medio ciclo. En el medio ciclo siguiente (esta vez positivo), los electrones cambiarán su sentido de circulación y no podrán atravesar ni la resistencia, ni el semiconductor diodo, porque en ese instante el camino estará bloqueado por el terminal positivo del diodo y no habrá circulación de corriente por el circuito. A continuación y durante el medio ciclo siguiente negativo, de nuevo el diodo vuelve a permitir el paso de los electrones, para bloquearlo nuevamente al cambiar la corriente el sentido de circulación y así sucesivamente mientras se continúe suministrándole corriente al diodo. Por tanto, durante cada medio ciclo negativo de una fuente de corriente alterna (C.A.) conectada a un diodo se registra una polaridad fija en los extremos de un consumidor conectado al circuito de salida del propio diodo, mientras que durante el siguiente medio ciclo positivo no aparecerá polaridad alguna debido al bloqueo que ofrece el propio diodo al paso de los electrones en sentido inverso. De esa forma, a través del consumidor circulará una corriente pulsante, pues en este caso el diodo actúa como un rectificador de corriente alterna de media onda. Funcionamiento de los diodos rectificadores de onda completa Cuando un circuito eléctrico o electrónico requiere de una corriente directa que no sea pulsante, sino mucho más lineal que la que permite un simple rectificador de media onda, es posible combinar de dos a cuatro diodos rectificadores de forma tal que la resultante sea una corriente directa (C.D.) con menos oscilaciones residuales.

La estructura más usual para obtener un puente rectificador de "onda completa" es la compuesta por cuatro diodos conectados de forma conveniente. Sin embargo, en algunos casos se obtiene un efecto similar conectando solamente dos diodos, empleando como fuente de suministro de corriente alterna (C.A.) un transformador con una derivación en el centro del enrollado secundario. Esa derivacióncentral permite alimentar por igual a cada uno de los diodos gracias a su simetría en contrafase que hace  posible  que el

punto medio del enrollado sea siempre el polo negativo mientras el polo positivo cambia en  sus  extremos cada medio ciclo de frecuencia alterna de la corriente aplicada al circuito.  Sin  embargo,  a la  salida  del circuito rectificador se obtiene una corriente directa (C.D.) de onda completa.

Animación del funcionamiento de un circuito rectificador de corriente alterna de onda completa compuesto por dos diodos de silicio.

No obstante, la mayoría de los circuitos eléctricos o electrónicos que funcionan con corriente directa (C.D.), emplean rectificadores de onda completa compuestos por cuatro diodos. A continuación se ilustran tres formas de esquematizar en un diagrama la conexión de esos cuatro diodos para obtener un rectificador de onda completa. Diferentes formas de representar esquemáticamente un mismo puente rectificador de onda completa integrado por cuatro diodos, aunque la figura de la izquierda es la forma más común de representarlo.   Un puente rectificador de cuatro diodos funciona de la siguiente forma: como se puede observar en la parte (A) de la ilustración, durante el primer medio ciclo negativo (–) de la corriente que proporciona la fuente de suministro alterna (C.A.) conectada al puente rectificador, los electrones atraviesan primero el diodo (1), seguidamente el consumidor (R) y después el diodo (2) para completar así la circulación de la corriente de electrones por una mitad del circuito correspondiente al puente rectificador. Como aclaración, al llegar los electrones en su recorrido al punto de conexión (a), no pueden atravesar el diodo (4) porque, de acuerdo con la colocación que éste ocupa en el circuito, bloqueará o impedirá la circulación de los electrones en ese sentido. Una vez que los electrones continúan su recorrido, al llegar al punto de conexión (b), tampoco pueden atravesar el diodo (4), porque la corriente de electrones nunca circula en dirección a su propio encuentro (de forma similar a como ocurre con la corriente de agua en un río), sino que siempre se mueve en dirección al polo opuesto de la fuente de suministro que le proporciona la energía eléctrica, o sea, el polo positivo de la corriente alterna (C.A.) en este caso. En la parte (B) de la ilustración podemos ver que la corriente alterna cambia la polaridad y, por tanto, el sentido de circulación de los electrones. En esta ocasión, los electrones atraviesan primeramente el diodo (3), a continuación atraviesan el consumidor (R) y, por último, el diodo (4) para retornar a la fuente de suministro eléctrico y completar así el circuito. De forma similar a lo ocurrido en el ciclo anterior, ahora el diodo (1) es el encargado de bloquearle el paso a los electrones para que se puedan dirigir en dirección al consumidor (R), mientras que el diodo (2) tampoco pueden atravesarlo los electrones, porque no pueden ir a su propio encuentro, tal como ocurre en el medio ciclo anterior. Animación del funcionamiento del rectificador de onda completa o puente rectificador, compuesto por cuatro diodos. Como se habrá podido apreciar, tanto en el primer medio ciclo, como en el siguiente, los signos de polaridad positiva (+) y negativa (–) a la salida del circuito del puente de rectificación donde se encuentra conectado el consumidor (R), se mantiene constante, pues una vez rectificada la corriente alterna (C.A.) y convertida en directa (C.D.) las polaridades no sufren variación alguna como ocurre con la corriente alterna a la entrada del circuito. En esa ilustración se puede ver también que a la salida del circuito de rectificación se obtienen una serie de pulsaciones continuas, es decir, no intermitentes como ocurre cuando se emplea un solo diodo rectificador en un circuito de media onda.

ENCAPSULADOS DIFERENTES DE LOS DIODOS

En dependencia de la tensión o voltaje que soportan, la intensidad de la corriente de trabajo, la función específica que tendrán asignada dentro de un circuito electrónico y la potencia que disipan en watt, los diodos se comercializan con diferentes tipos de encapsulados. Además, un diodo específico puede tener tamaño y características de trabajo diferentes, así como diferente forma de encapsulado.

En esta ilustración aparecen varios diodos de características y usos. diferentes y con encapsulados también diferentes. El tipo de encapsulado de estos diodos se identifica con las. siguientes. siglas: 1.- DO35, 2.- DO-41, 3.- SOD-57, 4.- TO-3, 5.- TO-48, 6.- SOD-23, 7.- KBL, 8.- WOW. Además  de  estos  ejemplos  existen  muchos. tipos más de. encapsulados.

 

Muestra de dos diodos rectificadores de silicio de diferentes características y encapsulados también diferentes, ambos comparados con un céntimo de euro. El diodo de arriba, de menor tamaño, puede soportar una  corriente  de 1 ampere y trabajar con un voltaje de 1000 volt. A ese diodo le corresponde un encapsulado DO-41. El diodo de abajo, de mayor tamaño, puede soportar una corriente de 10 ampere y trabajar, igualmente, con un voltaje de 1000 volt, pero a diferencia del anterior  a  éste  le  corresponde  un  encapsulado R-6.

 

Existen también componentes miniaturizados para montar directamente sobre circuitos impresos, denominados “SMD” (Surface Mount Device – Dispositivo de montaje en superficie). Entre esos componentes podemos encontrar, igualmentle, diodos de silicio como los que aparecen en la foto de la izquierda identificados como D7 y D8. Nótese los pocos milímetros que poseen tanto esos dos diodos como el resto de los componentes que le acompañan [capacitores (C) y resistencias (R)].