Intro Hasta Cap III

INTRODUCCIÓN

El Instituto Tecnológico Superior “Sucre”, como parte de sus instalaciones cuenta con talleres de Electrónica, y dentro de estos con equipo tecnológico como: osciloscopios, paneles electrónicos, multímetros, fuentes de poder, que están destinados a ser las herramientas educacionales, con las cuales el estudiante desarrollará su fase aplicativa dentro del proceso técnico de formación.

En la actualidad y conforme a los avances tecnológicos y científicos que se vienen dando especialmente en el campo educativo, reviste vital importancia que la institución por ser de carácter técnico, cuente con todos estos insumos, los mismos que deben estar en perfectas condiciones de funcionamiento para su utilidad.

Es importante considerar que el medio en el cual nos desenvolvemos es mucho más exigente, complejo y cambiante, ya no basta solo con tener los conocimientos adecuados, sino que cada vez es mas determinante con el éxito personal y profesional el desarrollo aplicativo para potenciar el verdadero trabajo de una persona.

Sin embargo la institución no cuenta con un material en perfectas condiciones de funcionamiento, o por lo menos no en su totalidad, lo que se constituye en un impedimento tanto para la Institución ya que no satisface en su totalidad las necesidades de acepción de conocimientos de los estudiantes, y repercute en su operatividad que se ve reducida en esta área.

Por otro lado los estudiantes se ven afectados ya que no todos desarrollan las mismas capacidades, y no ejecutan las mismas horas de prácticas precisamente porque existen pocos equipos en buen estado y un mayor numero de estudiantes recibiendo instrucción.

En esta investigación se a optado por investigar la necesidad de una fuente de voltaje de corriente continua, ya que este equipo es uno de los que mas se los utiliza dentro del área técnica de la Electrónica, y es muy importante para poder alimentar varios circuitos electrónicos que son diseñados por los estudiantes durante sus practicas de laboratorio. Esta investigación ha ido desde un planteamiento del problema para poder realizar la investigación respectiva, hasta una propuesta que será de mucha ayuda para los estudiantes de electrónica.

1

El capítulo I denominado EL PROBLEMA se estructura con: Planteamiento

del Problema, Contextualización, Macro, Meso, Micro, Árbol de Problemas,

Análisis Crítico, Prognosis, Formulación del Problema, Objetivo General,

Objetivos Específicos y su respectiva justificación

El capítulo II se denomina como MARCO TEÓRICO y se conforma con:

Antecedentes Investigativos, Fundamentaciones, Fundamentación Filosófica,

Fundamentación Axiológica, Epistemológica, Ontológica, Fundamentación

Psicopedagógica, Sociológica, Organizador Lógico de Variables, Constelación de

ideas de la Variable Independiente, Constelación de ideas de la Variable

dependiente y desarrollo de variables.

El capítulo III describe la METODOLOGÍA que se aplicó Enfoque,

Modalidades Básicas de la investigación, Niveles o Tipos de Investigación,

Población y muestra, Técnicas e Instrumentos, Validez y confiabilidad.

El capítulo IV ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS,

presenta el tratamiento estadístico de los datos, el análisis cuantitativo, la

interpretación y la verificación de la pregunta directriz.

El capitulo V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES, describe los

resultados obtenidos en la investigación y las recomendaciones, en función de los

objetivos propuestos.

El capítulo VI esta la PROPUESTA cuyos aspectos principales son: Tema,

Datos Informativos, Antecedentes de la Propuesta, Justificación, Objetivos,

Objetivo General, Objetivo Especifico, Análisis de la Factibilidad,

Fundamentación, Metodología, Modelo Operativo, Plan de Acción,

Administración, Previsión de la Evaluación.

Finalmente se acompaña a este informe la respectiva bibliografía que sirvió

como base para el desarrollo de esta investigación. También se incluyen los

anexos.

2

CAPITULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Contextualización

Macro Contexto

A nivel mundial una fuente de voltaje es el circuito electrónico más utilizado

como un equipo de trabajo principal, siendo su aplicación la más importante para

alimentar circuitos electrónicos y el equipo mas utilizado por miles de técnicos

electrónicos en todo el mundo. En menos de una década este equipo electrónico

ha revolucionado el mundo tecnológico en donde el 90% de técnicos electrónicos

en el año 2011 afirmaron que no se podría realizar prácticas o trabajar sin una

fuente de corriente continua a la mano.

En la actualidad, se puede afirmar que una fuente de voltaje es un equipo de

trabajo obligatorio a nivel profesional para poder acceder al campo laboral. Por

el avance imparable de la tecnología.

Meso Contexto

En el Ecuador desde el año 2009 hasta la actualidad el 80% de los estudiantes

de especialidad electrónica entre los colegios técnicos e institutos tecnológicos

han optado por dejar atrás la alimentación de circuitos electrónicos por medio de

pilas o baterías, ya que el principal problema era su tiempo de vida muy corto, en

especial las baterías de mercurio sustancia química que afecta el ambiente, ya que

por ser las mas baratas, los estudiantes compraban pilas y baterías en exceso. Cabe

destacar que existen baterías y pilas alcalinas que son mejores en duración y no

3

contienen mercurio, pero aun así, estas no suministran la corriente necesaria para

la alimentación de un circuito electrónico que necesita gran suministro de

corriente para poder funcionar correctamente. Es por eso que los estudiantes se

han visto en la necesidad de utilizar baterías recargables, las cuales ayudan a bajar

un 10% de contaminación con pilas de mercurio, pero el problema es que tienen

un numero considerable de veces para poderlas cargar, y no son convenientes para

el funcionamiento constante de un circuito.

Es por eso que la mayoría de estudiantes de especialidad electrónica se han

puesto a investigar como construir una fuente de voltaje la cual puede ser una de

voltaje fijo, regulable, conmutado etc.

Micro Contexto

En el Instituto Tecnológico Superior “Sucre”, exige que la enseñanza –

aprendizaje tenga el desarrollo integral del estudiante, para que se inserte a la

sociedad productiva dotándole de las herramientas que le ayudarán a la búsqueda

y satisfacción del bien propio y de los demás.

Una de las herramientas fundamentales es la fuente de voltaje, en donde las

prácticas de laboratorio son continuas, y cada día de práctica en el laboratorio de

electrónica es fundamental para la formación profesional del estudiante, el cual

aprenderá de las personas que conocen o son especializados en la materia. En

estas prácticas de laboratorio el 99% de los estudiantes durante el año 2011 hasta

el año actual se ha preocupado por la adquisición de una fuente de voltaje, pero el

problema es el costo de dicho aparato o equipo, ya que estos pueden llegar a

costar más de 20 dólares. Es de tal modo que el estudiante se ve en la obligación

de construir su propia fuente de voltaje, que aparte de ser más económico

construirla uno mismo, se adquieren conocimientos técnicos sobre sus principios

de funcionamiento, en donde como apoyo se tiene el internet en donde se pueden

encontrar varios esquemas de fuentes, desde fuentes lineales hasta fuentes

conmutadas según el uso que le quiera dar el estudiante a su fuente de voltaje.

4

ANÁLISIS CRÍTICO

EFECTOS

PROBLEMA

CAUSAS

Grafico Nro. 1: Árbol de Problemas

Elaborado Por: Henry Sandoval

5

Funcionamiento inadecuado de

circuitos electrónicos

Los dispositivos electrónicos de

una placa se quemarían

instantáneamente

La red eléctrica entrega corriente

alterna

Las prácticas de laboratorio

continuas

Las pilas y baterías no

suministran la corriente

necesaria para alimentar un

circuito

MONTAJE DE UNA FUENTE VOLTAJE DE C.C. Y SU IMPORTANCIA EN EL USO PARA LA ALIMENTACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS DE LOS ESTUDIANTES DE SEGUNDO SEMESTRE DE LA ESPECIALIDAD DE ELECTRÓNICA DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR SUCRE DURANTE EL PERIODO OCTUBRE 2012 – MARZO 2013

Los circuitos diseñados se

quedarían sin alimentación

Las pilas y baterías no suministran la corriente necesaria para un circuito

electrónico lo que lleva al estudiante al montaje de una fuente de voltaje de

corriente continua, ya que algunos circuitos necesitan gran suministro de corriente

lo que las pilas y baterías comunes la mayoría de mercurio no lo hacen y llevan un

funcionamiento adecuado de cualquier circuito que necesite gran suministro de

corriente. Puede funcionar, pero cuando hablamos de un circuito que necesita gran

suministro de corriente estamos hablando de un circuito con varias etapas de

funcionamiento. Las pilas y baterías no son las recomendables para estos

circuitos, ya que aparte de no suministrar la corriente necesaria, estos tiene un

corto tiempo de vida, y eso no es todo luego de ese tiempo estas derraman un

liquido toxico como acido, que se riega en la circuitería que este alimentando.

Esto provocaría un corto circuito en la placa donde estén los elementos.

Las prácticas de laboratorio continuas para los estudiantes de electrónica el

montaje de una fuente de voltaje es muy importante. Ya que si no existe una

fuente de alimentación los circuitos diseñados por el estudiante se quedarían sin

su respectiva alimentación y no se puede conocer el funcionamiento de un circuito

si no existe alimentación. En un laboratorio nunca debe faltar una fuente de

voltaje ya que es uno de los equipos mas utilizados en el campo técnico

electrónico, puede ser cualquier fuente sea lineal o conmutada, lo importante es

que siempre debe estar al alcance del técnico electrónico o el estudiante en

preparación para que pueda realizar sus respectivas practicas y se pueda

desenvolver en el campo laboral.

La red eléctrica nos entrega corriente eléctrica lo cual no sirve para alimentar

circuitos electrónicos en donde el montaje de una fuente es necesaria para que esta

corriente alterna se transforme en otro tipo de corriente que es la Continua o

directa, ya que si no es así los circuitos electrónicos se quemarían

instantáneamente, salvo el caso que sea el circuito de una fuente de voltaje, ya que

el voltaje de la red eléctrica de 110v es transformado a un voltaje mas pequeño y

pasa por las etapas de rectificación y filtrado de la fuente en donde se obtiene

corriente continua. La corriente alterna no es nada más que una señal sinusoidal

que cambia constantemente en el tiempo. En cambio la corriente continua

6

permanece constante en el tiempo, es decir no varia en función del tiempo y seria

una línea recta. Gracias a la construcción de una fuente se pueden obtener voltajes

desde 1v hasta los que se necesiten en electrónica, pueden ser fuentes de 5v

necesarias para alimentar los circuitos digitales o fuentes de 12 v para los circuitos

electrónicos en general. Así como también se pueden obtener voltajes negativos,

pero esto es gracias a la existencia de reguladores de voltaje de las series 78xx de

voltaje positivo y 79xx de voltajes negativos, así como también voltajes variables

positivos con el LM317T y voltajes negativos variables con el LM337T.

Prognosis

Si el problema de montaje de una fuente no se soluciona en un corto plazo los

estudiantes de segundo semestre de la especialidad de electrónica de podrían

llegar a desinteresarse de la materia, ya que si no existe una fuente de voltaje ellos

no podrán alimentar los circuitos electrónicos que diseñen como parte de su

formación técnica, lo cual llevaría a un retraso de temas importantes en el área, ya

que sin este equipo de trabajo los estudiantes no podrán realizar practicas de

laboratorio y se quedarían inmersos en la teoría y dejarían un vacio en la mente de

los estudiantes técnicos.

Si a mediano plazo el problema no se soluciona, los estudiantes se retrasarían

mucho en el aprendizaje técnico y solo quedarían en aprendizaje teórico lo cual no

es conveniente para la formación profesional del estudiante ya que en el área

técnica la teoría y la practica es fundamental para que el estudiante pueda

demostrar la teoría que el docente especializado en la materia le hace conocer

mediante el apoyo de libros. Esto llevaría al estudiante a realizar prácticas solo

por simulación en programas como Proteus, Cocodrile Clips, Multisim, PSpice,

LimeWire, PCB Wizard, entre otros los cuales solo se podrá conocer el

funcionamiento virtualmente sin tomar los parámetros de potencia que son los

mas importantes para que un circuito electrónico funcione correctamente.

Todo lo anterior podría suceder si no se soluciona el problema a mediano

plazo, pero ahora el problema es si no se lo soluciona a largo plazo. Esto seria el

surgimiento de otro problema para los estudiantes en el campo profesional, ya que

7

si no existe una fuente de voltaje como equipo de práctica los estudiantes se

quedarían en la duda. Lo cual llevaría al los estudiantes a desinteresarse

totalmente de la materia, lo cual ya no afectaría solo a los estudiantes de segundo

semestre de electrónica sino que también afectaría a todos los estudiantes de esta

especialización lo cual seria un problema grave ya que en el campo laboral no

podrán destacarse lo cual llevaría a levantar criticas sobre el mal aprendizaje en el

Instituto Tecnológico Superior “Sucre” y llevaría a la institución a bajar de

categoría o inclusive a clausurarse.

Formulación del Problema

¿De que manera el montaje de una fuente de voltaje de c.c. afecta en la

importancia del uso para la alimentación de circuitos electrónicos de los

estudiantes de segundo semestre de la especialidad de electrónica del Instituto

Tecnológico Superior “sucre” durante el periodo octubre 2012 – marzo 2013?

Objetivos

Objetivo General

Determinar porque es importante el montaje de una fuente de voltaje de

C.C. en el uso para la alimentación de circuitos electrónicos de los estudiantes

de segundo semestre de la especialidad electrónica del I.T.S. “Sucre durante el

periodo octubre 2012 – marzo 2013, mediante una investigación sobre de los

diferentes tipos de fuentes de alimentación existentes, para que los estudiantes

puedan realizar sus prácticas de laboratorio.

Objetivos Específicos:

Diseñar el diagrama electrónico para el montaje de una fuente de voltaje

de C.C. y armarlo en un protoboard.

Conectar una fuente de voltaje a cualquier circuito electrónico para su

respectivo funcionamiento.

Elaborar una propuesta en donde se explique como montar una fuente de

voltaje de corriente continua.

8

Justificación

Este proyecto fue realizado por la necesidad de una fuente de voltaje de C.C.

para las prácticas estudiantiles, es por eso que este trabajo es original del autor

quien lo investigo en fuentes de internet y en libros relacionados con el tema.

La elaboración de la investigación tiene interés porque sirve como fuente de

información segura y confiable, se buscó las mejores alternativas que se plasmó

en un documento que se entregó a las autoridades, y estudiantes del Área, para

alcanzar un buen desempeño académico y formación integral de los estudiantes

para su mejor desenvolvimiento en la formación técnico-profesional y que se

pueda desempeñar de mejor manera en el campo laboral.

La importancia radica en buscar nuevas estrategias de motivación que

permitan a los docentes ayudar a los estudiantes para que puedan realizar prácticas

de laboratorio con una fuente de voltaje además, desarrollar oportunidades de

superación personal y profesional. La investigación contribuyó al cumplimiento

de la misión y visión institucional porque está orientada a la educación integral de

los estudiantes basada en principios universales de integridad, valores y

motivación en el ámbito personal y colectivo, indispensables para el

fortalecimiento del estudiante en su formación técnico profesional.

Los beneficiarios directos de esta investigación serán los estudiantes de

segundo semestre de la especialidad de electrónica del Instituto Tecnológico

Superior “Sucre”, ya que este tema esta relacionado con el área técnica en este

caso el área de Electrónica, porque hablar de la necesidad de una fuente es muy

importante ya que este es el equipo electrónico que nunca debe faltar para que un

estudiante pueda realizar sus practicas de laboratorio.

Existe una utilidad teórica porque se recurrió a una información bibliográfica

actualizada y experta sobre el tema y un beneficio práctico porque se efectuó una

propuesta de solución al problema investigado. Esta investigación fue factible

porque contó con los recursos materiales, tecnológicos, bibliográficos y

económicos suficientes; además el conocimiento sobre la investigación

científica de los maestrantes. 9

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

Antecedentes Investigativos

Revisado los archivos de la Biblioteca del Instituto Tecnológico Superior

“Sucre”, no se encontró un trabajo de investigación similar al tema Investigado.

Fundamentaciones

Fundamentación Filosófica

El presente trabajo de investigación se basa en el paradigma crítico propositivo

que relaciona a los estudiantes de segundo semestre de la especialidad de

electrónica del Instituto Tecnológico Superior Sucre con el montaje de una fuente

de corriente continua. También se investigará los valores del sujeto de manera

cualitativa y cuantitativa para así determinar la mejor solución para el problema

“Montaje de una fuente de voltaje de c.c. y su importancia en el uso para la

alimentación de circuitos electrónicos de los estudiantes de segundo semestre de

la especialidad de electrónica del instituto tecnológico superior sucre durante un

periodo considerable”.

Fundamentación Sociológica

El presente trabajo de investigación se basa en el campo social ya que los

estudiantes se forman profesionalmente en el instituto tecnológico superior sucre

y se ha visto en la necesidad de investigar si durante sus practicas de laboratorio

utilizan una fuente de voltaje como equipo de practica para poder alimentar todos

los circuitos electrónicos que los estudiantes diseñen, ya sean circuitos pequeños o

10

de gran complejidad. Una fuente de voltaje es muy importante en el área de

electrónica ya que es uno de los equipos principales para que los estudiantes

puedan realizar sus prácticas y así se puedan formar como unos buenos

profesionales y que puedan enfrentar los problemas que existen en la sociedad

actual ya que un profesional tiene que ser competitivo y salir adelante teniendo

como base principal sus conocimientos adquiridos en todos los años de estudio en

donde los padres son los que principalmente apoyan siempre para que un hijo

salga en adelante en sus estudios y que los mismos hacen una inversión para que

su hijo sea un profesional.

Fundamentación Técnica

La sociedad moderna tiene la necesidad de desarrollarse tecnológicamente

mediante la utilización de equipos actualizados que permiten una investigación

experimental y analítica que permite descubrir, medir, observar, inventar,

proponer, disponer, crear hipótesis y ensayar para lograr con esto incrementar los

conocimientos.

Los países en desarrollo van de la mano con la tecnología ya que ésta siempre

va dando grandes cambios y exige actualización permanente y constante. En el

cual existe una nueva era de formación del hombre, la ciencia y la tecnología se

han convertido en el mundo actual, la deficiencia de equipos modernos en los

laboratorios de estudios técnicos, es el principal problema que hay que resolver

pues es un hecho que no solamente afecta a nuestra sociedad sino a nuestros

países y continentes subdesarrollados.

Si la educación no facilita una rápida implementación adecuada será imposible

garantizar el progreso de la sociedad. En virtud de lo anterior con una utilización

adecuada de laboratorios bien equipados y con el compromiso perenne de los

estudiantes se puede obtener un grandioso producto que es el conocimiento y con

ello un aporte a la ciencia y tecnología que la sociedad exige.

11

ORGANIZADOR LÓGICO DE VARIABLES

Variable Independiente Variable Dependiente

Grafico Nro. 02: Red de Inclusiones

Elaborado por: Henry Sandoval

12

Electricidad

Fuentes Eléctricas

Corriente eléctrica

Fuente de Voltaje de C.C.

La Electrónica

Electrónica Analógica y

Digital

Componentes Electrónicos

Alimentación de Circuitos Electrónicos

CONSTELACIÓN DE IDEAS DE LA VARIABLE INDEPENDIENTE

Grafico Nro. 03: Constelación de Ideas de la Variable Independiente.


13

Fuente De Voltaje de C.C.

Tipos de fuente

Funcionamiento de una fuente lineal

Rectificador

Transformador

Reguladas

No Reguladas

Filtrado

Reguladas linealmenteConmutadas

Regulador

Conmutadas en Secundario

Conmutadas en Primario

CONSTELACIÓN DE IDEAS DE LA VARIABLE DEPENDIENTE

Grafico Nro. 04: Constelación de Ideas de la Variable Dependiente.


14

Alimentación de Circuitos

Electrónicos

Clasificación

Material Semiconductor

Introducción

Componentes activos

Componentes pasivosResistencias

Condensadores Bobinas

Material tipo N

Material tipo P

Desarrollo de Variables

Variable Independiente

ELECTRICIDAD

Origen

La electricidad es la mas flexible y versátil de todas las formas de energía, sus numerosas aplicaciones tanto casera como industriales, nos ayudan hacer de nuestras vidas un mundo mas fácil, entretenida e interesante.

Sin embargo fue el filósofo griego Theophrastus (374-287 AC) que dejo constancia del primer estudio científico sobre la electricidad al descubrir que otras sustancias tienen también el mismo poder de atracción.

Definición

La electricidad no es invento del hombre sino fuerza natural; fuerza o fenómeno físico que se origina por cargas electro-estáticas o en movimiento. Cuando una carga se encuentra en reposo produce fuerzas sobre otras situadas en su entorno. Si la carga se desplaza produce también fuerzas magnéticas

Es decir que es un agente físico que llena la estructura atómica de la materia, y todo lo que vemos, sentimos y ocupa un lugar en el espacio, esta constituido por diminutas partículas o corpúsculos de electricidad, denominados electrones

15

Según Córdova Edison, (2009). Hace 600 años antes de Cristo este fenómeno fue observado por un filósofo griego, Thales de Mileto (630-550 AC), quien descubrió un misterioso poder de atracción y de repulsión cundo frotaba un trozo de ámbar amarillo con una piel o una tela. Esta sustancia resinosa, denominada “Elektron” en griego, dio origen al nombre de la partícula atómica Electrón de la cual se deriva termino “electricidad”. (pág. 2)

Según Córdova Edison, (2009). La electricidad es una forma invisible de energía que produce como resultado la existencia de diminutas partículas llamadas ELECTRONES LIBRES en los átomos de ciertos materiales o sustancias. Estas partículas, al desplazarse a través de la materia, constituyen lo que denominamos una corriente eléctrica. (pág. 4)

FUENTES ELÉCTRICAS

Según un artículo de Wikipedia (2012). “En electricidad se entiende

por fuente al elemento activo que es capaz de generar una diferencia de

potencial (d. d. p.) entre sus bornes o proporcionar una corriente eléctrica para que

otros circuitos funcionen”.

Clasificación

Una posible clasificación de las fuentes eléctricas es la siguiente.

Fuentes ideales

Grafico Nro. 05: Símbolos de las fuentes ideales de tensión, a), e intensidad, b).

Fuente: Wikipedia Org.

16

Las fuentes ideales son elementos utilizados en la teoría de circuitos para el análisis y la creación de modelos que permitan analizar el comportamiento de componentes electrónicos o circuitos reales. Pueden ser independientes, si sus magnitudes (tensión o corriente) son siempre constantes, o dependientes en el caso de que dependan de otra magnitud (tensión o corriente).

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FuentesIdeales.png

Las fuentes ideales son elementos utilizados en la teoría de circuitos para el

análisis y la creación de modelos que permitan analizar el comportamiento de

componentes electrónicos o circuitos reales. Pueden ser independientes, si sus

magnitudes (tensión o corriente) son siempre constantes, o dependientes en el

caso de que dependan de otra magnitud (tensión o corriente).

En este punto se tratarán las fuentes independientes, dejando las dependientes

para el final. Sus símbolos pueden observarse en la figura 1. El signo + en la

fuente de tensión, indica el polo positivo o ánodo siendo el extremo opuesto

el cátodo y E el valor de su fuerza electromotriz (fem). En la fuente de intensidad,

el sentido de la flecha indica el sentido de la corriente eléctrica e I su valor. A

continuación se dan sus definiciones:

Fuentes Reales

Grafico Nro. 6: símbolos de las fuentes reales de tensión, a), e intensidad, b).

Fuente: Wikipedia Org.

17

Según la fuente de Wikipedia (2012). Fuente de intensidad ideal es aquella que proporciona una intensidad constante e independiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es cero se dirá que la fuente está en cortocircuito, y si fuese infinita estaríamos en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de intensidad ideal no puede estar en circuito abierto.

Según la fuente de Wikipedia (2012). Fuente de tensión ideal es aquella que genera una d. d. p. entre sus terminales constante e independiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es infinita se dirá que la fuente está en circuito abierto, y si fuese cero estaríamos en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de tensión ideal no puede estar en cortocircuito.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FuentesReales.png

A diferencia de las fuentes ideales, la d. d. p. que producen o la corriente que

proporcionan fuentes reales, depende de la carga a la que estén conectadas.

Fuentes de tensión

Una fuente de tensión real se puede considerar como una fuente de tensión

ideal, Eg, en serie con una resistencia Rg, a la que se denomina resistencia

interna de la fuente. En circuito abierto, la tensión entre los bornes A y B (VAB) es

igual a Eg (VAB=Eg), pero si entre los mencionados bornes se conecta una carga,

RL, la tensión pasa a ser:

que como puede observarse depende de la carga conectada. En la práctica las

cargas deberán ser mucho mayores que la resistencia interna de la fuente (al

menos diez veces) para conseguir que el valor en sus bornes no difiera mucho del

valor en circuito abierto.

Como ejemplos de fuentes de tensión real podemos enumerar los siguientes:

Batería

Pila

Fuente de alimentación

Célula fotoeléctrica

18

Según la fuente de Wikipedia (2012). Sostiene que: La potencia que entrega o consume una fuente se determina multiplicando su fem o voltaje por la corriente la atraviesa P = V I. Si esta corriente atraviesa a la fuente desde el terminal negativo hacia el positivo entonces diremos que la fuente entrega energía. Si dicha corriente atraviesa a la fuente desde el terminal positivo hacia el negativo entonces la fuente consume energía.

CORRIENTE ELÉCTRICA

Para lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o dirección,

es necesario una fuente de energía externa.

Cuando se coloca un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados

con diferente potencial (tienen diferente carga), los electrones se moverán desde el

cuerpo con potencial más negativo hacia el cuerpo con potencia más positivo.

Grafico Nro. 7: Movimiento de Electrones

Fuente: Obra “Elementos de Electrónica”

“El flujo de electrones va del cuerpo con potencial negativo al cuerpo con

potencial positivo. Sin embargo, en la práctica, se toma por convención que el

sentido de la corriente eléctrica va desde el potencial positivo al potencial

negativo”.

Esto se puede visualizar como el espacio (hueco) que deja el electrón al

moverse de un potencial negativo a un positivo. Este hueco es positivo (ausencia

de un electrón) y circula en sentido opuesto al electrón.

La corriente eléctrica se mide en Amperes (A) y se simboliza como I.

19

Según De la Peña Valencia Blanca y Del Castillo Rodríguez Felipe, (2009). La corriente eléctrica es un flujo ordenado de electrones que atraviesa un material. Los metales que en conjunto son buenos conductores eléctricos tienen electrones libres que pasan con facilidad de un átomo a otro. Estos electrones, si se mueven en una misma dirección conforme saltan de átomo a átomo, se vuelven en su conjunto, una corriente eléctrica. (pág. 4)

Tipos de Corriente

Corriente Alterna

Este tipo de corriente es la que nos llega a nuestras casas y sin ella no

podríamos utilizar nuestros artefactos eléctricos y no tendríamos iluminación en

nuestros hogares. Con esta corriente puede ser generada por un alternador o

dinamo, la cual convierten energía mecánica en eléctrica.

Grafico Nro. 8: Circuito de Corriente Alterna

Fuente: Obra “Módulo de Electricidad Básica”

El mecanismo que lo constituye es un elemento giratorio llamado rotor,

accionado por una turbina el cual al girar en el interior de un campo magnético

(masa), induce entre sus terminales de salida un voltaje determinado voltaje. A

este tipo de corriente se le conoce como corriente alterna (a)

Córdova Edison, (2009). Manifiesta que, “la forma de onda de la corriente

alterna mas comúnmente utilizada es la de una onda senoidal, con lo que se

consigue una transmisión mas eficiente de la energía”

20

Según Córdova Edison (2009). La corriente alterna es aquella que circula durante un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto, volviéndose a repetir el mismo proceso en forma constante. Su polaridad se invierte periódicamente, haciendo que la corriente fluya alternativamente en una dirección y luego en la otra. Se conoce en castellano por la abreviación CA y en ingles por la de AC. (pág. 11)

Sin embargo, en algunas aplicaciones, se utilizan otras formas de onda, tales

como la triangular, rectangular, dientes de sierra o la cuadrada.

Grafico Nro. 9: Onda senoidal


Corriente Continua

A este tipo de corriente se le conoce como corriente continua (c.c.) o corriente

directa (c.d.), y es generada por una pila, batería o una fuente de alimentación por

lo general es una línea recta que no varia en el tiempo como la señal senoidal de la

corriente alterna.

Grafico Nro.10: Onda Continua


21

Según Córdova Edison (2009). Corriente continua es aquella corriente en donde los electrones circulan en la misma cantidad y sentido, es decir, que fluye en una misma dirección. Su polaridad es invariable y hace que fluya una corriente de amplitud relativamente constante a través de una carga. (pág. 12)

Este tipo de corriente es muy utilizado en los aparatos electrónicos portátiles

que requieren de un voltaje relativamente pequeño. Generalmente estos aparatos

no pueden tener cambios de polaridad, ya que puede acarrear daños irreversibles

en el equipo.

Grafico Nro. 11: Circuito de Corriente Continua


FUENTE DE VOLTAJE DE CORRIENTE CONTINUA

La mayoría de los dispositivos electrónicos requieren voltajes de cc para

operar.

Según Wikipedia (2012). “Son útiles las baterías en dispositivos de baja

potencia o portátiles, pero el tiempo de operación está limitado a menos que se

recarguen o reemplacen las baterías”.

La fuente disponible de potencia más fácil de obtener es el contacto de pared a

110 VCA, a 60 Hz. El circuito que convierte este voltaje de corriente alterna (CA)

en un voltaje de corriente continua (CD) se le llama fuente de alimentación.

22

Según Wikipedia (2012). En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.).

Tipos de Fuentes de Alimentación y su Diseño

Existen dos tipos principales de fuentes de alimentación: fuentes de

alimentación reguladas y no reguladas. Las fuentes de alimentación reguladas se

dividen en fuentes de alimentación reguladas linealmente y fuentes de

alimentación conmutadas.

Grafico Nro. 12: Descripción de los tipos de fuentes de alimentación

Fuente: Obra “Manual de Aplicación Fuentes de Alimentación

A continuación se explican los distintos tipos de fuentes de alimentación en

mayor detalle. No obstante, las explicaciones sólo se refieren a la tecnología

básica y no a los detalles de diseño de los circuitos.

Fuentes de alimentación no reguladas

Grafico Nro. 13: Fuente de alimentación no regulada

Fuente: Obra “Manual de Aplicación Fuentes de Alimentación”

La tensión de red de CA (50/60 Hz) aplicada a la parte de entrada se

transforma a un nivel inferior y se rectifica posteriormente mediante un

23

rectificador. Seguidamente, un condensador C suaviza la tensión de salida del

rectificador. Las dimensiones del transformador dependen de la tensión de salida

deseada.

Debido a la sencillez de su diseño, las fuentes de alimentación no reguladas

son muy robustas y duraderas. Su rendimiento aproximado es del 80%.

Las fuentes de alimentación no reguladas se emplean principalmente en

aplicaciones electromecánicas sencillas que no requieren tensiones de salida

exactas, por ejemplo para alimentar contactores; en cambio los que si necesitan un

voltaje fijo para trabajar son los circuitos digitales.

Ventajas Desventajas

Alto rendimiento Gran tamaño

Durabilidad Alto rizado residual

Rentabilidad Ausencia de alimentación de CC

Fuentes de alimentación reguladas linealmente

Grafico Nro. 14: Fuente de alimentación regulada linealmente


24

Según ABB Stotz-Kontakt GmbH, (2006). Debido al diseño del circuito eléctrico, la tensión de salida depende directamente de la tensión de entrada, lo que a su vez significa que las variaciones en la tensión de red tienen un efecto directo sobre la parte de salida. Puesto que no se efectúa regulación en el secundario, el rizado residual de la tensión de salida se sitúa en el orden de los voltios y se especifica como un porcentaje de la tensión de salida de CC. (pág. 6)

La entrada de tensión de red CA se transforma a un nivel de voltaje menor, se

rectifica y suaviza mediante el condensador C1. Seguidamente se realiza la

regulación de tensión, normalmente a través de un transistor de potencia. El

transistor de potencia actúa como una resistencia variable, que se controla para

mantener la tensión de salida constante.

Las fuentes de alimentación reguladas linealmente se emplean en todas las

aplicaciones que requieren una tensión de salida muy exacta, por ejemplo en

dispositivos médicos de gran precisión y en todos los circuitos digitales que

necesitan (+5v) cinco voltios positivos exactos para funcionar.


Tiempos de regulación cortos Bajo rendimiento

Bajo rizado residual Gran tamaño

Circuitos sencillos Ausencia de alimentación de CC

Fuentes de alimentación conmutadas en primario

Grafico Nro. 15: Fuente de alimentación conmutada en primario


25

Según ABB Stotz-Kontakt GmbH, (2006). El rendimiento de las fuentes de alimentación reguladas linealmente sólo es del 50% aproximadamente, debido a las elevadas pérdidas dentro del transistor de potencia. La energía restante se emite en forma de calor. Por este motivo, se requiere ventilación suficiente para refrigerar la fuente de alimentación. En comparación con las fuentes de alimentación no reguladas, las reguladas linealmente presentan un rizado residual muy pequeño de la tensión de salida (del orden de mili voltios). (pág.7)

En las fuentes de alimentación conmutadas en primario, primero la tensión de

red de CA se rectifica y se suaviza y después se interrumpe ("conmuta"). La

interrupción significa que la tensión de CC se conmuta periódicamente a una

frecuencia de 40 a 200 kHz mediante un transistor de potencia.

Las fuentes de alimentación conmutadas en primario pueden emplearse para

todos los cometidos. Por ejemplo, son adecuadas para alimentar toda clase de

equipos electrónicos y también aplicaciones electromecánicas.

Este tipo de fuente también sirven para alimentar los circuitos digitales, ya que

estas fuentes conmutadas entregan una tensión fija que no varia como en las

fuentes lineales y el voltaje mas adecuado para que los circuitos digitales

funcionen es de +5v.


Pequeño tamaño Circuitos complejos

Peso reducido Contaminación de red

Amplio rango de La alta frecuencia tensiones de entrada requiere medidas

de supresión de interferencias

Facilidad de regulación Precio elevado

Alto rendimiento

Alimentación de CC

Compensación en caso de fallo de tensión de red

26

Según ABB Stotz-Kontakt GmbH, (2006). En comparación con las fuentes de alimentación reguladas linealmente, el transistor de potencia no actúa como una resistencia variable sino como un interruptor. Ello genera una tensión de CA de onda cuadrada que se transforma hacia el circuito secundario a través de un transformador de alta frecuencia. En el circuito secundario, la tensión se rectifica y se suaviza. La cantidad de energía transformada hacia el circuito secundario se controla en función de la carga variando la tasa de interrupción. Cuanto más tiempo conduzca el transistor, mayor será la cantidad de energía transformada hacia el circuito secundario (modulación por anchura de impulsos).

Funcionamiento de las Fuentes lineales

Grafico Nro. 16: Circuito Equivalente a una Fuente Lineal

Fuente: Obra “Electrónica III”

Estas fuentes disponen de un transformador, un rectificador, un modulo de

filtrado y por último un regulador.

Grafico Nro. 17: Diagrama de una fuente de alimentación convencional

Fuente: Obra “Fuentes de Alimentación”

Transformador

Este dispositivo se encarga de elevar o reducir el valor del voltaje de entrada a

un valor deseado. En el transformador entra CA y nos da también CA, ya sea con

una amplitud mayor, igual o menor con un desfasamiento de 180º.

27

Según Abreu Raúl, (2005). Las primeras fuentes de alimentación eran lineales. Un transformador que reducía la tensión de entrada de 220/120 VAC a otra tensión de entrada de 220/120 VAC a otra tensión seguida de un puente de diodos y algún filtro para estabilizar la salida. (pág. 2)

Grafico Nro. 18: Forma de onda a la entrada y salida de un transformador


Rectificador

Según Abreu Raúl, (2005). “El rectificador es un diodo de material

semiconductor que se encarga de darle una polaridad al voltaje positivo, existen

de media onda y onda completa en el caso de un puente de diodos en donde es un

solo encapsulado”. (pág. 4)

Rectificador de media onda:

Este solo nos rectifica un medio ciclo y el otro lo elimina. Su medio ciclo

puede ser positivo o negativo según como se conecte el diodo rectificador en un

circuito de para la rectificación de corriente.

Grafico Nro. 19: Rectificador de ½ onda y su forma de onda


28

Rectificador de onda completa:

Este nos rectifica la onda completa (semiciclo positivo y negativo), es el más

empleado ya que se aprovechan los dos semiciclos.

Grafico Nro. 20: Rectificador de onda completa y su forma de onda


En lugar de los cuatro diodos, se puede emplear un circuito puente que

contiene los cuatro diodos de manera integrada obteniéndose los mismos

resultados.

Otra manera de obtener un rectificador de onda completa con dos diodos es la

mostrada a continuación la cual es la forma mas simple para poder sacar este tipo

de onda.

Grafico Nro. 21: Rectificador de onda completa con transformador de tap central.

Fuente: Obra “Fuentes de Alimentación”29

Filtrado

Se llama filtro a un circuito que convierte corriente continua pulsante en

corriente continua casi 100% pura o filtrada.

Grafico Nro. 22: Filtro y formas de onda con buen filtrado y mal filtrado.


Regulador

Como el filtrado no nos suministra CD 100% pura, ya que toda existe un

pequeño voltaje de CA llamado voltaje de rizo que para algunos equipos es

indeseable, el regulador lo elimina además de mantener constante el voltaje de

salida aún habiendo variaciones en el voltaje en entrada en la fuente.

Los reguladores pueden ser fijos o variables, y estos a su vez positivos o

negativos.

30

Un regulador fijo nos entrega un valor constante que no puede ser cambiado

por ningún medio como por ejemplo el 7805 nos entrega una tensión de +5v y

este valor no puede sr cambiado.

Un regulador variable nos entrega un valor constante del valor seleccionado o

ajustado como el LM317 el cual sirve pada diseñar una fuente de voltaje variable

con tensiones positivas o el LM337T el cual también es voltaje variable pero

entrega tensiones negativas..

Diagramas de fuentes reguladas simples

Grafico Nro. 23: Diagrama de una fuente unipolar con regulador integrado.


Grafico Nro. 24: Diagrama de una fuente bipolar variable.


31

Variable Dependiente

ELECTRÓNICA

Generalidades

Según Bueno Antonio, (2012) manifiesta que. “La electrónica es una parte de

la física que se encarga del estudio de los sistemas eléctricos enfocados desde el

punto de vista del comportamiento individual del electrón (la mínima partícula

eléctrica)”. (pág. 2)

Su relación con la electricidad es muy estrecha, entonces algunas veces es

complicado separar una de la otra.

Según Bueno Antonio, (2012) manifiesta que. “La electrónica se encarga de

controlar la circulación de los electrones de forma minuciosa. Se encarga de que

pasen en mayor o menor cantidad con dispositivos pasivos y activos”. (pág. 2)

Los dispositivos pasivos son: Resistencias, condensadores y bobinas.

Los dispositivos activos son diodos, transistores y circuitos integrados

(semiconductores).

Electrónica Analógica

Según Scribd.com (2007). “La electrónica digital considera valores discretos

de tensión, corriente o cualquier otra medida; estos son valores concretos

determinados, mientras que la electrónica analógica, considera y trabaja con

valores continuos de estas variables; pudiendo tomar, en teoría, valores infinitos”.

Ejemplo:

Disponemos de una medida real concreta; por ejemplo, la longitud total de un

coche.

En un sistema digital la medida del coche podría ser de 4 metros o de 4 metros

y 51 cm. Podremos darle cualquier precisión pero siempre serán números enteras.

32

En un sistema analógico la medida seria real; es decir 4,5152839...

teóricamente hasta que llegásemos a la mínima cantidad de materia existente

(siempre que el instrumento de medida sea lo suficientemente exacto).

Señal Analógica

En la naturaleza, el conjunto de señales que percibimos son analógicas, así la

luz, el sonido, la energía etc. son señales que tienen una variación continua.

Incluso la descomposición de la luz en el arco iris vemos como se realiza de una

forma suave y continúa.

Grafico Nro. 25: grafico de una señal analógica.

Fuente: es.scribd.com

Electrónica Digital

Según Scribd.com, (2007). “La electrónica digital es una parte de la electrónica

que se encarga del estudio de sistemas electrónicos en los cuales la información

está codificada en dos únicos estados”.

A dichos estados se les puede llamar "verdadero" o "falso", o más comúnmente

1 y 0. Electrónicamente se les asigna a cada uno un voltaje o rango de voltaje

33

Según Scribd.com, (2007). Una señal analógica es un voltaje o corriente que varía suave y continuamente. Una onda senoidal es una señal analógica de una sola frecuencia. Los voltajes de la voz y del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo.

determinado, a los que se les denomina niveles lógicos, típicos en toda señal

digital.

Se diferencia de la electrónica analógica en que, para la electrónica digital un

valor de voltaje codifica uno de estos dos estados, mientras que para la electrónica

analógica hay una infinidad de estados de información que codificar según el

valor del voltaje.

Esta particularidad permite que usando Álgebra de Boole y un sistema de

numeración binario se puedan realizar complejas operaciones lógicas o aritméticas

sobre las señales de entrada, muy costosas de hacer empleando métodos

analógicos.

Según Scribd.com, (2007). Manifestó que: “La electrónica digital ha

alcanzado una gran importancia debido a que es utilizada para realizar autómatas

y por ser la piedra angular de los sistemas micro programados como son las

computadoras”.

Señal Digital

Las señales digitales, en contraste con las señales analógicas, no varían en

forma continua, sino que cambian en pasos o en incrementos discretos. La

mayoría de las señales digitales utilizan códigos binarios o de dos estados.

Grafico Nro. 26: grafico de una señal digital.


En la técnica digital solamente existen dos posibles valores de la señal: 0 o 1,

pudiendo ser 1 un nivel alto, encendido on y 0 un nivel bajo, apagado, off.

34

Grafico Nro. 27: Ejemplo de sistema analógico.


Grafico Nro. 28: Ejemplo de Sistemas que utilizan métodos digitales y analógicos


Ventajas de los Circuitos Digitales

La revolución electrónica ha estado vigente bastante tiempo; la revolución del

"estado sólido" comenzó con dispositivos analógicos y aplicaciones como los

transistores y los radios transistorizados. Cabe preguntarse ¿por qué ha surgido

ahora una revolución digital?

De hecho, existen muchas razones para dar preferencia a los circuitos digitales

sobre los circuitos analógicos:

Reproducibilidad de resultados. Las salidas de un circuito analógico varían

con la temperatura, el voltaje de la fuente de alimentación, la antigüedad de los

componentes y otros factores.

35

Facilidad de diseño. El diseño digital, a menudo denominado "diseño lógico",

es lógico. No se necesitan habilidades matemáticas especiales, y el

comportamiento de los pequeños circuitos lógicos puede visualizarse mentalmente

sin tener alguna idea especial acerca del funcionamiento de capacitores,

transistores u otros dispositivos que requieren del cálculo para modelarse.

Flexibilidad y funcionalidad. Una vez que un problema se ha reducido a su

forma digital, podrá resolverse utilizando un conjunto de pasos lógicos en el

espacio y el tiempo.

Por ejemplo, se puede diseñar un circuito digital que mezcle o codifique su voz

grabada de manera que sea absolutamente indescifrable para cualquiera que no

tenga su "clave" (contraseña), pero ésta podrá ser escuchada virtualmente sin

distorsión por cualquier persona que posea la clave. Intente hacer lo mismo con un

circuito analógico.

Programabilidad. Una gran parte del diseño digital se lleva a cabo en la

actualidad al escribir programas, también, en los lenguajes de descripción de

Hardware (HDLs, por sus siglas en inglés).

Velocidad. Los dispositivos digitales de la actualidad son muy veloces. Los

transistores individuales en los circuitos integrados más rápidos pueden

conmutarse en menos de 10 picosegundos, un dispositivo completo y complejo

construido a partir de estos transistores puede examinar sus entradas y producir

una salida en menos de 2 nanosegundos. Esto significa que un dispositivo de esta

naturaleza puede producir 500 millones o más resultados por segundo.

Economía. Los circuitos digitales pueden proporcionar mucha funcionalidad

en un espacio pequeño. Los circuitos que se emplean de manera repetitiva pueden

"integrarse" en un solo "chip" y fabricarse en masa a un costo muy bajo, haciendo

posible la fabricación de productos desechables como son las calculadoras, relojes

digitales y tarjetas musicales de felicitación.

Avance tecnológico constante. Cuando se diseña un sistema digital, casi

siempre se sabe que habrá una tecnología más rápida, más económica o en todo

caso, una tecnología superior para el mismo caso poco tiempo.

36

COMPONENTES ELECTRÓNICOS

Introducción

La electrónica ocupa un lugar muy importante en la sociedad actual, forma

parte de la industria, del hogar, de la medicina, etc.

Sin embargo para llegar a disponer de la tecnología electrónica tal y como la

conocemos en la actualidad, esta ha pasado por una serie de etapas:

1. Válvulas de vacío: Constituyen los primeros elementos usado en

electrónica. Estas están basadas en el descubrimiento por parte de Edison de que

en el vacío se podían producir diferentes fenómenos de conducción eléctrica.

2. Semiconductores: Son materiales como el Silicio y el Germanio, que se

caracterizan por permitir el paso de la corriente eléctrica o no según unas

determinadas condiciones. Según el Departamento de Tecnología I.E.S. Fuente

Nueva, (2008). “Los dispositivos electrónicos obtenidos con estos materiales

sustituyeron con gran éxito a los dispositivos construidos con válvulas de vacío

pues son más fiables, consumen menos energía, trabajan a tensiones más bajas,

etc.”. (pág. 1) Gracias a los materiales semiconductores se pueden construir los

primeros transistores.

3. Circuito integrado: es un dispositivo que contiene en un espacio muy

pequeño centenares de miles de transistores. Gracias a estos dispositivos los

equipos electrónicos han reducido mucho su tamaño, pasando por ejemplo de

ordenadores que ocupaban plantas de un edificio a los pequeños ordenadores que

tenemos en casa.

37

Según el Departamento de Tecnología I.E.S. Fuente Nueva, (2008). Se puede definir como la ciencia que estudia los fenómenos producidos por la circulación de electrones a través de sólidos, gases, e incluso el vacío. La tecnología electrónica aplica estos fenómenos para crear ordenadores, televisores, robots, sistemas de control de frigoríficos, el ABS de los coches, etc. (pág. 1)

El funcionamiento de cualquier dispositivo electrónico esta basado en una serie

de componentes básicos, como son la resistencia, el transistor, el diodo, que

veremos a lo largo de la unidad. Estos componentes permiten modificar los

valores que presenta la corriente eléctrica.

Concepto de Componentes Electrónicos

Hay que diferenciar entre componentes y elementos. Los componentes son

dispositivos físicos, mientras que los elementos son modelos o abstracciones

idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los mencionados

componentes. Así, los componentes aparecen en un listado de dispositivos que

forman un circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos

matemáticos de la teoría de circuitos.

Grafico Nro. 29: Componentes Electrónicos

Fuente: es.wikipedia.org

38

Según Wikipedia (2010). Se denomina componente electrónico a aquel dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se suele encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Componentes.JPG

Clasificación

De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas

clasificaciones. Seguidamente se detallan las comúnmente más aceptadas.

1. Según su estructura física

Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el

caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.

Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo

un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener

desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son

los denominados circuitos integrados.

2. Según el material base de fabricación.

Semiconductores (ver listado).

No semiconductores.

3. Según su funcionamiento.

Activos: proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control (ver

listado).

Pasivos: son los encargados de la conexión entre los diferentes

componentes activos, asegurando la transmisión de las señales

eléctricas o modificando su nivel (ver listado).

4. Según el tipo energía.

Electromagnéticos: aquellos que aprovechan las

propiedades electromagnéticas de los materiales

(fundamentalmente transformadores e inductores).

Electroacústicos: transforman la energía acústica en eléctrica y

viceversa (micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.).

Optoelectrónicos: transforman la energía luminosa en eléctrica y

viceversa (diodos LED, células fotoeléctricas, etc.).

39

Componentes semiconductores

Según Wikipedia, (2010). “Un semiconductor es una sustancia que se

comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del

ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la

tabla periódica se indican en la tabla adjunta.

Los materiales semiconductores mas utilizados son el Silicio y Germanio, a los

que se añade pequeñas cantidades de impurezas de otros materiales para aumentar

su conductividad eléctrica. Según el tipo de impurezas añadidas tenemos:

Materiales semiconductores Tipo N

Obtenidos al añadir impurezas como el Fósforo o el Antimonio y se

caracterizan por tener gran tendencia a ceder electrones (pues tienen en exceso).

Grafico Nro. 30: Material semiconductor Tipo N, donde los puntos redondos representan el exceso de electrones que fácilmente cederán, quedando de esta forma cargados positivamente.

Fuente: DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA I.E.S. FUENTE NUEVA

40

Según el Departamento de Tecnología I.E.S. Fuente Nueva, (2008). En electrónica los materiales semiconductores son los más utilizados. Entre los materiales conductores, que conducen la electricidad con una resistencia relativamente baja, y los materiales aislantes, que no conducen la electricidad, nos encontramos una gama de materiales con propiedades propias que denominamos semiconductores. El diodo y otros muchos componentes electrónicos están construidos con materiales semiconductores. (pág. 4)

Materiales semiconductores Tipo P

Obtenidos al añadir impureza como el Boro o el Indio y se caracterizan por

tener una gran tendencia a captar electrones (pues en su estructura presentan gran

número de huecos que fácilmente captarán electrones, quedando cargados

negativamente.).

Grafico Nro. 31: Material semiconductor Tipo P, donde los puntos cuadrados

representan huecos que fácilmente captarán electrones, quedando cargados

negativamente.


Diodos

Según el Departamento de Tecnología I.E.S. Fuente Nueva, (2008). “Es un

componente electrónico que permite el paso de la corriente eléctrica en un sentido

y lo impide en el contrario. Está provisto de ánodo y cátodo, y de manera general

conduce la corriente en el sentido ánodo-cátodo”. (pág. 5)

Grafico Nro. 32: Símbolo que representa el diodo


41

El diodo se obtiene a partir de la unión de materiales semiconductores P y N:

Grafico Nro. 33: Estructura interna de un Diodo


Los diodos se polarizan cuando se conectan a circuito eléctrico. Esta

polarización puede ser directa o inversa:

Según el Departamento de Tecnología I.E.S. Fuente Nueva, (2008).

“Polarización directa Se produce cuando el polo positivo del generador eléctrico

se une al ánodo del diodo (zona tipo P) y el polo negativo al cátodo (zona tipo N).

En este caso el diodo deja pasar la corriente”. (pág. 5)

Según el Departamento de Tecnología I.E.S. Fuente Nueva, (2008).

“Polarización inversa: se produce cuando los polos positivo y negativo del

generador eléctrico se conectan al contrario. En este caso el diodo no permite el

paso de la corriente”. (pág. 5)

Esta característica permite que los diodos sean utilizados como interruptores.

Además cuando el diodo está conduciendo, la caída de tensión entre sus

extremos es muy pequeña, alrededor de 0,7 voltios.

Además del diodo que acabamos de estudiar, existen otros tipos de diodos

usados ampliamente en electrónica:

Diodo LED.- Es un diodo que cuando está polarizado directamente emite

radiaciones luminosas. Su uso más habitual es en equipos electrónicos como

indicadores luminosos. 42

Grafico Nro. 34: Símbolo del diodo LED y su Grafico respectivo


Fotodiodo.- Es un diodo que tiene la propiedad de conducir si está polarizado

correctamente e incide luz sobre el. Su uso más habitual es como sensor en los

mandos a distancia.

Grafico Nro. 35: Símbolo del Fotodiodo


Diodo Zener.- Es un diodo especialmente diseñado para trabajar con tensiones

inversas. Es decir puede conducir en sentido contrario al habitual sin dañarse. Esto

lo hace con una caída de tensión fija entre sus extremos, por lo que se usa para

fijar la tensión.

Grafico Nro. 36: Símbolo del Fotodiodo


43

Transistor

Los primeros transistores que aparecieron fueron los transistores de unión.

Estos están formados por un semiconductor dopado en dos regiones con impureza

tipo P o N y en la otra región con la impureza contraria.

Grafico Nro. 37: Configuración de pines y símbolo del transistor NPN y PNP


Los terminales del transistor reciben el nombre de:

Colector

Base

Emisor

En general se cumple siempre que:

IE=Ib+Ic

44

Según el Departamento de Tecnología I.E.S. Fuente Nueva, (2008). Transistor Es el elemento electrónico por excelencia. Aunque existen muchos tipos, todos se caracterizan por estar constituidos por tres terminales y porque mediante la regulación de la señal en uno de ellos es posible controlar el paso de la corriente eléctrica entre los otros dos terminales. (pág. 7)

Si representamos la intensidad que circula por el colector frente a la tensión

que aplicamos al interruptor entre sus extremos tenemos una gráfica como la

siguiente en la que se representan tres estados de funcionamiento:

Grafico Nro. 38: Zonas de funcionamiento de un transistor


ACTIVA DIRECTA: El transistor se comportará en esta zona de

funcionamiento como un amplificador de corriente, es decir a medida que

aumente la intensidad de base, aumentará la intensidad que circula por el colector.

Este aumento lo hará en base a la relación siguiente:

SATURACIÓN: Esta zona de funcionamiento del transistor se caracteriza

porque conduce cualquier corriente por el colector. En cualquier caso la corriente

que conduce por el colector no depende de la corriente que se introduce por la

base.

CORTE: En esta zona el funcionamiento el transistor no conduce corriente

por el colector. En este caso la intensidad de base es nula.

45

De acuerdo con estas zonas tenemos los siguientes modos de funcionamiento

del transistor:

Amplificador de corriente, es decir en este modo de funcionamiento el

transistor permite controlar una corriente elevada (la que pasa por el colector) a

partir de una corriente pequeña (la que pasa por la base). Para que el transistor

funcione como amplificador debe funcionar en la ZONA DIRECTA.

Interruptor, es decir el transistor funciona entre dos estados, un estado en el

que permite el paso de la corriente y otro estado en el que lo impide. Esto se

consigue haciendo funcionar el transistor alternativamente entre las ZONAS de

SATURACIÓN (conduce corriente) y CORTE (no conduce corriente).

Componentes activos

Los componentes activos semiconductores derivan del diodo de Fleming y

del triodo de Lee de Forest. En una primera generación aparecieron

las válvulas que permitieron el desarrollo de aparatos electrónicos como la radio o

la televisión.

En la actualidad existe un número elevado de componentes activos, siendo

usual, que un sistema electrónico se diseñe a partir de uno o varios componentes

46

Según Wikipedia (2010). Los componentes activos son aquellos que son capaces de excitar los circuitos o de realizar ganancias o control del mismo. Fundamentalmente son los generadores eléctricos y ciertos componentes semiconductores. Estos últimos, en general, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relación entre la tensión aplicada y la corriente demandada no es lineal.

Según Wikipedia (2010). Posteriormente, en una segunda generación, aparecerían los semiconductores que más tarde darían paso a los circuitos integrados (tercera generación) cuya máxima expresión se encuentra en los circuitos programables (microprocesador y microcontrolador) que pueden ser considerados como componentes, aunque en realidad sean circuitos que llevan integrados millones de componentes

activos cuyas características lo condicionará. Esto no sucede con los componentes

pasivos. En la siguiente cuadro se muestran los principales componentes activos

mas usados por el tecnico junto a su función más común dentro de un circuito

electrónico.

Cuadro Nro. 1: Principales Componentes Activos

Componente Función más común

Amplificador

operacional

Amplificación, regulación, conversión de señal,

conmutación.

Biestable Control de sistemas secuenciales.

PLD Control de sistemas digitales.

Diac Control de potencia.

DiodoRectificación de señales, regulación, multiplicador

de tensión.

Diodo Zener Regulación de tensiones.

FPGA Control de sistemas digitales.

Memoria Almacenamiento digital de datos.

Microprocesador Control de sistemas digitales.

Microcontrolador Control de sistemas digitales.

Pila Generación de energía eléctrica.

Tiristor Control de potencia.

Puerta lógica Control de sistemas combinacionales.

Transistor Amplificación, conmutación.

Triac Control de potencia.

Fuente: es.wikipedia.org

47

Componentes pasivos

Son aquellos que no necesitan una fuente de energía para su correcto

funcionamiento. No tienen la capacidad de controlar la corriente en un circuito.

Los componentes pasivos se dividen en:

Componentes pasivos lineales:

Las Resistencias

Es un componente pasivo, es decir no genera intensidad ni tensión en un

circuito. Su comportamiento se rige por la ley de Ohm.

Grafico Nro. 39: Formas de las Resistencias Eléctricas


Su valor lo conocemos por el código de colores, también puede ir impreso en

cuerpo de la resistencia directamente.

Una vez fabricadas su valor es fijo.

Grafico Nro. 40: Símbolo de la resistencia y su unidad en ohmios


Características técnicas generales

Resistencia nominal: Es el valor teórico esperado al acabar el proceso de

fabricación.

48

Tolerancia: Diferencia entre las desviaciones superior e inferior. Se da en

tanto por ciento. Nos da una idea de la precisión del componente. Cuando el valor

de la tolerancia es grande podemos decir que la resistencia es poco precisa, sin

embargo cuando dicho valor es bajo la resistencia es mas precisa.

Potencia nominal: Potencia que el elemento puede disipar de manera continua

sin sufrir deterioro. Los valores normalizados mas utilizados son: 1/8, 1/4, 1/2, 1,

2.....

Tipos de Resistencias

Resistencias Fijas

Aglomeradas: Barras compuestas de grafito y una resina aglomerante. La

resistencia varía en función de la sección, longitud y resistividad de la mezcla.

Grafico Nro. 41: Diferentes tipos de Resistencias


De película de carbón: Se enrolla una tira de carbón sobre un soporte

cilíndrico cerámico.

De película metálica: El proceso de fabricación es el mismo que el anterior

pero la tira es una película metálica. Los metales mas utilizados son Cromo,

Molibdeno,

Wolframio y Titanio. Son resistencias muy estables y fiables.

Bobinadas: Tienen enrolladas sobre un cilindro cerámico, un hilo o cinta de

una determinada resistividad. Se utilizan las aleaciones de Ni-Cr-Al y para una

49

mayor precisión las de Ni-Cr. Disipan grandes potencias. Los modelos más

importantes son:

Cementados, vitrificados y esmaltados.

Grafico Nro. 42: Resistencias Cementadas, Vitrificados y esmaltados


Resistencias Variables

Grafico Nro. 43: Diferentes Tipos de Resistencias Variables

Fuente: Obra “Componentes Electrónicos Básicos”

Según el Departamento de Tecnología I.E.S. Fuente Nueva, (2008). “Las

resistencias variables de carbón se construyen colocando sobre un disco de fibra

un compuesto de carbón. Además tiene un brazo móvil de contacto que a medida

que gira su eje modifica las resistencias”. (pág. 11)

Las resistencias variable de metal se fabrican arrollando alambre de

resistencias sobre un aro de porcelana. También constan de un brazo de contacto

50

que se acoplan en cualquier posición del aro por medio de un eje rotatorio. Para

hacer variar una resistencia con respecto a uno o dos extremos de la misma se

puede unir un terminal con el contacto móvil.

Según el Departamento de Tecnología I.E.S. Fuente Nueva, (2008). Manifiesta

que, “Las resistencias de carbón se utiliza para controlar corrientes pequeñas,

pero el tamaño e la resistencia esta en relación con su capacidad, ya que a mayor

tamaño, mayor es la cantidad de material para absorber y transmitir calor”.

Código de Colores:

Grafico Nro. 44: Código de Colores de las Resistencias


51

Condensadores

Grafico Nro. 45: Variedad de Condensadores


Los hay de diversos tipos, cerámicos, de poliéster, electrolíticos, de papel, de

mica, de Tántalo, variables y ajustables.

Grafico Nro. 46: Tipos de Condensadores


52

Según Bueno Antonio (2007). En electricidad y electrónica, un condensador, a veces denominado incorrectamente con el anglicismo capacitor, es un dispositivo formado por dos conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o laminas, separados por un material dieléctrico, que sometidos a una tensión adquieren una determinada carga eléctrica. (pág. 5)

Los símbolos de los condensadores son:

Grafico Nro. 47: Simbología de Condensadores


El funcionamiento del condensador (si lo conectamos a una pila como en el

dibujo) es el siguiente:

Grafico Nro. 48: Carga y Descarga de un Condensador


Carga.- En un primer momento el condensador iniciará su carga aumentando la

diferencia de potencial (Voltaje) existente entre las placas. Durante este proceso

que continuará hasta que el voltaje entre las placas sea igual al de la pila la

bombilla permanecerá encendida. Cuando el voltaje entre las placas sea igual al de

la pila, la bombilla se apagará. El condensador permanecerá cargado aunque se

desconecte de la pila.

Descarga.- Cuando se cambie el interruptor de posición se cerrará el circuito

entre las placas y estas se descargarán permaneciendo la bombilla encendida

mientras dure el proceso de descarga.

53

Las Bobinas

Grafico Nro. 49: Simbología de las Bobinas


Características

Permeabilidad magnética: es una característica que tiene gran influencia

sobre el núcleo de las bobinas respecto del valor de la inductancia de las mismas.

Según Bueno Antonio, (2007). “Los materiales ferro magnéticos son muy

sensibles a los campos magnéticos y producen unos valores altos de inductancia,

sin embargo otros materiales presentan menos sensibilidad a los campos

magnéticos”. (pág.13)

El factor que determina la mayor o menor sensibilidad a esos campos

magnéticos se llama permeabilidad magnética.

Cuando este factor es grande el valor de la inductancia también lo es.

Factor de calidad (Q): Relaciona la inductancia con el valor óhmico del hilo

de la bobina. La bobina será buena si la inductancia es mayor que el valor óhmico

debido al hilo de la misma.

54

Según Bueno Antonio (2007). Son componentes pasivos de dos terminales que generan un flujo magnetico cuando se hacen circular por ellas una corriente electrica. Se fabrican arrollando un hilo conductor sobre un nucleo de material ferro magnético o al aire. Su unidad de medida es el Henrio (H) en el Sistema Internacional pero se suelen emplear los submúltiplos mH. (pág. 12)

Energía almacenada: La bobina almacena energía eléctrica en forma de

campo magnético cuando aumenta la intensidad de corriente, devolviéndola

cuando esta disminuye. Matemáticamente se puede demostrar que la energía,

almacenada por una bobina con inductancia L, que es recorrida por una corriente

de intensidad

I, viene dada por:

ALIMENTACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

El primer elemento de una fuente de alimentación de CC interna es el

transformador, que eleva o disminuye la tensión de entrada a un nivel adecuado

para el funcionamiento del equipo. La función secundaria del transformador es

servir como aislamiento de masa (conexión a tierra) eléctrica del dispositivo a fin

de reducir posibles peligros de electrocución. A continuación del transformador se

sitúa un rectificador, que suele ser un diodo.

Según Bueno Antonio (2007). “En el pasado se utilizaban diodos de vacío y

una amplia variedad de diferentes materiales (cristales de germanio o sulfato de

cadmio) en los rectificadores de baja potencia empleados en los equipos

electrónicos”. (pág. 14)

En la actualidad se emplean casi exclusivamente rectificadores de silicio

debido a su bajo coste y alta fiabilidad.

Las fluctuaciones y ondulaciones superpuestas a la tensión de CC rectificada

(percibidas como un zumbido en los amplificadores de sonido defectuosos)

pueden filtrarse mediante un condensador. Cuanto más grande sea el condensador,

55

Según Bueno Antonio (2007). La mayoría de los equipos electrónicos requieren tensiones de CC para su funcionamiento. Estas tensiones pueden ser suministradas por baterías o por fuentes de alimentación internas que convierten la corriente alterna, que puede obtenerse de la red eléctrica que llega a cada vivienda, en tensiones reguladas de CC. (pág. 14)

menor será el nivel de fluctuación de la tensión. Es posible alcanzar un control

más exacto sobre los niveles y fluctuaciones de tensión mediante un regulador de

tensión, que también consigue que las tensiones internas sean independientes de

las fluctuaciones que puedan encontrarse en un artefacto eléctrico.

¿Cómo funciona un circuito electrónico?

Antes de explicar lo que es un circuito electrónico, daremos un repaso a lo que

es un circuito eléctrico primero. Cuando estás usando una batería, un grupo

electrógeno o una placa solar para producir electricidad, hay tres cosas que

siempre son iguales:

El origen de la electricidad tendrá dos terminales: un terminal positivo y un terminal negativo.

El origen del flujo eléctrico – ya sea un generador, batería, etc. – querrá empujar los electrones fuera de su terminal negativo a un cierto voltaje. Por ejemplo, una pila AA normalmente quiere empujar esos electrones a 1,5 voltios.

Los electrones tendrán que fluir desde el terminal negativo al terminal positivo por medio de un cable de cobre u otro tipo de conductor. Cuando hay un camino que va desde el terminal negativo al positivo, tienes un circuito, y los electrones pueden fluir por el cable.

Puedes incluir una carga de cualquier tipo (una bombilla, un motor, una televisión, etc.), en el centro del circuito. La fuente de electricidad alimentará la carga, y la carga hará su función (crear luz, generar imágenes, arrancar un motor, etc.).

56

Según Bueno Antonio (2007). Un sencillo regulador de tensión que se utiliza a menudo es el diodo de Zener, formado por un diodo de unión pn de estado sólido que actúa como aislante hasta una tensión predeterminada. Por encima de dicha tensión, se convierte en un conductor que deriva los excesos de tensión. Por lo general, los reguladores de tensión más sofisticados se construyen como circuitos integrados. (pág. 15)

Según Electrónica Basica.com, (2011). Los circuitos electrónicos

se pueden volver muy complejos, pero a un nivel muy básico,

siempre tienes la fuente de la electricidad (batería), la carga y

dos cables para conducir la electricidad entre la batería y la

carga. Los electrones se mueven desde el origen, por la carga y

de vuelta al origen.

http://www.electronica-basica.com/television.html

http://www.electronica-basica.com/electrones.html

http://www.electronica-basica.com/cables.html

http://www.electronica-basica.com/baterias.html

Los electrones que se mueven tienen energía. Según los electrones se mueven

de un punto a otro, pueden realizar un trabajo. Por ejemplo, en una bombilla de

filamento incandescente, la energía de los electrones se usa para crear calor, y el

calor a su vez para crear luz. En un motor eléctrico, la energía en los electrones

crea un campo magnético, y este campo puede interactuar con otros (por atracción

y repulsión magnética) para crear movimiento.

El circuito electrónico

Grafico Nro. 50: Circuito electrónico


Circuitos Analógicos

57

Según Electrónica Basica.com, (2011). Un circuito electrónico es un circuito eléctrico que también contiene dispositivos tales como transistores, válvulas y otros elementos electrónicos. Los circuitos electrónicos pueden hacer funciones complejas utilizando las cargas eléctricas, aunque se gobiernan con las mismas leyes que los circuitos eléctricos. Los circuitos electrónicos se pueden clasificar en tres grupos, los cuales son: analógicos digitales y mixtos.

http://www.electronica-basica.com/transistores.html

Grafico Nro. 51: Circuito electrónico Analógico

Fuente: juanmanuel04.blogspot.com

Circuitos Digitales

58

Según Electrónica Basica.com, (2011). Circuitos analógicos Son aquellos en que las señales eléctricas varían continuamente para corresponderse con la información representada. El equipamiento electrónico como los amplificadores de voltaje o de potencia, radios, televisiones, suelen ser analógicos con la excepción de muchos dispositivos modernos que suelen usar circuitos digitales. Las unidades básicas de los circuitos analógicos son pasivos – resistencias, capacitadores, inductores – y activos, fuentes de energía independientes y fuentes de energía dependientes.

Según Electrónica Basica.com, (2011). En estos circuitos, las señales eléctricas obtienen unos valores discretos para mostrar valores numéricos y lógicos que representen la información a procesar. Los transistores se utilizan principalmente como conmutadores para crear pasarelas lógicas. Algunos ejemplos de equipos electrónicos que utilizan circuitos digitales son las calculadoras, PDAs y los microprocesadores.

http://www.electronica-basica.com/microprocesadores.html

http://juanmanuel04.blogspot.com/

http://www.electronica-basica.com/capacitador.html

http://www.electronica-basica.com/amplificadores.html

Grafico Nro. 52: Diagrama de un circuito Digital (decodificador de 4 a 16)

Fuente: edgarpena.blogspot.com

Circuitos mixtos – Estos circuitos son híbridos y contienen elementos tanto

analógicos como digitales. Algunos ejemplos de estos circuitos son los

convertidores de analógico a digital y viceversa.

Grafico Nro. 53: Diagrama de un circuito Mixto (Convertidor Analógico Digital)

Fuente: edgarpena.blogspot.com

59

http://edgarpena.blogspot.com/

http://edgarpena.blogspot.com/

CAPITULO III

METODOLOGÍA

Enfoque de la Investigación

Para realizar la investigación se asumió el paradigma critico-propositivo de

carácter cuanti-cualitativo. Cuantitativo porque se proceso información numérica

estadística y cualitativo porque estos resultados estadísticos fueron sometidos a

interpretación critica y apoyo del marco teórico.

Modalidades Básicas de Investigación

Bibliográfica – documental

Porque la investigación tuvo un soporte bibliográfico a través de fuentes

secundarias como libros, revistas técnicas, folletos etc. Así como también soportes

a través de fuentes terciaras como el internet.

De Campo

Porque el investigador acudió al lugar de los hechos para adquirir información

primaria en la aplicación primaria de técnicas e instrumentos.

De Investigación Social o Proyecto Factible

Porque el investigador plantea una propuesta de solución al problema

investigado.

Niveles o Tipos de Investigación

Exploratorio

Por cuanto se indagaron los antecedentes de la problemática investigada a fin

de tener una caracterización adecuada de la misma.

60

Descriptivo

Porque en esta investigación se puntualizan las causas y las consecuencias que

afectan especialmente a la formación técnica-profesional de los estudiantes de

segundo semestre de la especialidad de electrónica.

Población y Muestra

Cuadro Nro. 2: Población y Muestra

INFORMANTES NÚMERO

Estudiantes de Segundo Semestre

especialidad Electrónica20

TOTAL 20


Técnicas e Instrumentos

Para obtener la información necesaria en esta investigación se aplico la técnica

de la encuesta a los estudiantes de segundo semestre de la especialidad de

electrónica del Instituto Tecnológico Superior Sucre.

Validez y Confiabilidad

El instrumento que se aplicó en la investigación de campo fue sometido a

criterio de validez a través del juicio de expertos entre los cuales tenemos:

Ing. Enrique Barreno, docente del Instituto Tecnológico Superior “Sucre”

Nivel Superior

Dr. Edgar Codena M.Sc. Vicerrector del Instituto Tecnológico Superior

“Sucre” y docente en el Nivel Superior del Mismo nombre.

Ing. Francisco Charro, docente del Instituto Tecnológico Superior “Sucre”,

Nivel Superior

Ing. Liderman Gualotuña, docente del Instituto Tecnológico Superior

“Sucre”, Nivel Superior

61

Mientras la confiabilidad se dio a través de una prueba piloto aplicada a una

pequeña muestra para detectar errores y corregirlos a tiempo antes de su

aplicación definitiva.

Análisis e Interpretación de Resultados

Análisis de los resultados estadísticos, destacando con tendencias o

relaciones fundamentales de acuerdo con los objetivos y a la pregunta

directriz

Interpretación de resultados con apoyo del marco teórico en el aspecto

pertinente del tema de investigación.

Verificación de la pregunta directriz.

Establecimiento de conclusiones y recomendaciones.

La información recolectada se codifico y se analizó con sumo cuidado para

poder relacionarlo con las variables y poder llegar a la verificación de la pregunta

directriz.

“Montaje de una fuente de voltaje de c.c. y su importancia en el uso para la

alimentación de circuitos electrónicos de los estudiantes de segundo semestre de

la especialidad de electrónica del instituto tecnológico superior sucre durante el

periodo octubre 2012 – marzo 2013”.

62

CAPITULO IV

ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

Pregunta 1: ¿Cree Ud. que las pilas y baterías de mercurio son mejores que una

fuente de voltaje de corriente continua?

Cuadro Nro. 3: Pilas y Baterías

ALTERNATIVAS FRECUENCIA PORCENTAJESI 6 30%

NO 14 70%TOTAL 20 100%


Gráfico Nro. 54: Pilas y Baterías

30%

70%

Pregunta Nro. 1

SI=30%NO=70%


Análisis e Interpretación

De todos los encuestados 6 afirman que las pilas y baterías sí son mejores que una

fuente de voltaje, lo que equivale al 30%; mientras que 14 encuestados afirman

que las pilas y baterías no son mejores que una fuente de voltaje, lo que representa

el 70%. Por lo tanto se saca la conclusión de que una fuente de voltaje de CC es

mejor que las pilas y baterías.

63

Pregunta 2: ¿Las pilas y baterías suministran la corriente necesaria para

alimentar circuitos electrónicos complejos?

Cuadro Nro. 4: Suministro de corriente de las pilas y baterías


NO 17 85%TOTAL 20 100%


Gráfico Nro. 55: Suministro de corriente de las pilas y baterías

15%

85%

Pregunta Nro. 2

SI=15%NO=85%



De todos los 20 encuestados, 3 afirman que las pilas y baterías si suministran la

corriente necesaria para alimentar un circuito electrónico complejo, lo que

equivale al 15%; mientras que 17 encuestados afirman que las pilas y baterías no

suministran la corriente necesaria para alimentar un circuito electrónico complejo,

lo que representa el 85%. Por lo tanto se saca la conclusión de que las pilas y

baterías no suministran la corriente necesaria para alimentar un circuito

electrónico de gran complejidad, ya que estos circuitos de gran complejidad tienen

varias etapas para el funcionamiento adecuado del mismo y necesitan estar en

funcionamiento constantemente por lo cual necesitan una fuente de tensión que

suministre un voltaje y una corriente constantes.

64

Pregunta 3: ¿Es necesaria una fuente de voltaje de C.C. para el funcionamiento

de un circuito electrónico?

Cuadro Nro. 5: Fuente de voltaje de C.C


NO 4 20%TOTAL 20 100%


Gráfico Nro. 56: Fuente de voltaje de C.C

80%

20%

Pregunta Nro. 3

SI=80%NO=20%



De todos los 20 encuestados, 16 afirman que una fuente de voltaje de c.c. sí es

necesaria para el funcionamiento de circuitos electrónicos, lo que equivale al

80%; mientras que 4 encuestados afirman que una fuente de voltaje de c.c. no es

necesaria para el funcionamiento de circuitos electrónicos, lo que representa el

20%. Por lo tanto se saca la conclusión de que una fuente de voltaje si es necesaria

para el funcionamiento de varios circuitos electrónicos, ya sea analógicos,

digitales o mixtos. Estos circuitos pueden funcionar con otro tipo de fuente como

las pilas y baterías, pero el problema es que no duran lo suficiente durante la

alimentación de un circuito electrónico. Es por eso que esta pregunta ha

respondido exitosamente según lo esperado por el investigador.

65

Pregunta 4: ¿El voltaje de la red eléctrica, es el adecuado para la alimentación

de circuitos electrónicos?

Cuadro Nro. 6: Voltaje de la Red Eléctrica


NO 14 70%TOTAL 20 100%


Gráfico Nro. 57: Voltaje de la Red Eléctrica

30%

70%

Pregunta Nro. 4

SI=30%NO=70%



De todos los 20 encuestados, 6 afirman que el voltaje de la red eléctrica si es la

adecuada para la alimentación de circuitos electrónicos, lo que equivale al 30%;

mientras que 14 encuestados afirman que el voltaje de la red eléctrica no es el

adecuado para la alimentación de circuitos electrónicos, lo que representa el 70%.

Por lo tanto se saca la conclusión de que el voltaje de la red eléctrica no es el

adecuado para la alimentación de circuitos electrónicos, ya que la red eléctrica nos

entrega corriente alterna y un voltaje de 110v y los circuitos electrónicos no

pueden alimentarse con ese tipo de corriente ya que la adecuada para circuitos

electrónicos es la corriente continua y para transformar la alterna a continua se

necesitaría el montaje de una fuente de voltaje de c.c.

66

Pregunta 5: ¿Puede Ud. diferenciar entre corriente alterna y corriente continua?

Cuadro Nro. 7: Diferencia entre C. Alterna y C. Continua


NO 2 10%TOTAL 20 100%


Gráfico Nro. 58: Diferencia entre C. Alterna y C. Continua

90%

10%

Pregunta Nro. 5

SI=90%NO=10%



De todos los 20 encuestados, 18 afirman que si conocen la diferencia entre

corriente alterna y corriente continua, lo que equivale al 90%; mientras que 2

encuestados afirman no conocen la diferencia entre corriente alterna y corriente

continua, lo que representa el 10%. Por lo tanto se saca la conclusión de que la

mayoría de encuestados si pueden diferenciar entre lo que es corriente alterna y lo

que es corriente continua, lo que lleva a pensar al investigador que los

encuestados están muy bien relacionados con lo que es la teoría en el campo de la

electrónica. Y es muy necesario saber la diferencia, ya que el principio de

funcionamiento de una fuente de voltaje de c.c. es la transformación de corriente

alterna a corriente continua una de las diferencias seria su forma de onda senoidal

para la corriente alterna y una línea recta la de la corriente continua.

67

Pregunta 6: ¿Conoce Ud. El proceso de transformación de corriente alterna a

corriente continua en una fuente de voltaje?

Cuadro Nro. 8: Transformación de C. Alterna a C. Continua


NO 4 20%TOTAL 20 100%


Gráfico Nro. 59: Transformación de C. Alterna a C. Continua

80%

20%

Pregunta Nro. 6

SI=80%NO=20%



De todos los 20 encuestados, 16 afirman que si conocen el proceso de

transformación de corriente alterna a corriente continua en una fuente de voltaje,

lo que equivale al 80%; mientras que 4 encuestados afirman no conocen el

proceso de transformación de corriente alterna a corriente continua en una fuente

de voltaje, lo que representa el 20%. Por lo tanto se saca la conclusión de que la

mayoría de encuestados si conocen el proceso de transformación de corriente

alterna a corriente continua en una fuente de voltaje, ya que ese es el objetivo de

una fuente de voltaje transformar la corriente alterna que nos entrega la red

eléctrica a corriente continua que nos servirá para alimentar varios circuitos

electrónicos que serán diseñados por los estudiantes en las practicas.

68

Pregunta 7: ¿De acuerdo a los conocimientos adquiridos en el área técnica, Ud.

está capacitado para diseñar una fuente de voltaje de corriente continua?

Cuadro Nro. 9: Diseño de una Fuente de Voltaje de C.C


NO 7 35%TOTAL 20 100%


Gráfico Nro. 60: Diseño de una Fuente de Voltaje de C.C

65%

35%

Pregunta Nro. 7

SI=65%NO=35%



De todos los 20 encuestados, 13 afirman que si están capacitados para diseñar

una fuente de voltaje de C.C., lo que equivale al 65%; mientras que 7 encuestados

afirman no han adquirido los conocimientos necesarios y por ende no están

capacitados para diseñar una fuente de voltaje de C.C., lo que representa el 35%.

Por lo tanto se saca la conclusión de que la mayoría de encuestados de acuerdo a

sus conocimientos adquiridos si están capacitados para el diseñar una fuente de

voltaje de C.C., el 35% de encuestados que afirman que no han recibido los

conocimientos necesarios para diseñar una fuente tal ves necesiten un poco de

ayuda de parte del educador del área técnica, para que así el 100% pueda estar

capacitado para diseñar una fuente de voltaje.

69

Pregunta 8: ¿Los elementos electrónicos que se necesitan para el montaje de

una fuente de voltaje de c.c. están al alcance de su bolsillo?

Cuadro Nro. 10: Elementos electrónicos al alcance del Bolsillo


NO 6 30%TOTAL 20 100%


Gráfico Nro. 61: Elementos electrónicos al alcance del Bolsillo

70%

30%

Pregunta Nro. 8

SI=70%NO=30%



De todos los 20 encuestados, 14 afirman que los elementos electrónicos para el

montaje de una fuente de c.c. si están al alcance de su bolsillo, lo que equivale al

70%; mientras que 6 encuestados afirman que los elementos electrónicos

necesarios para el montaje de una fuente de voltaje de c.c., no están al alcance de

su bolsillo, lo que representa el 30%. Por lo tanto se saca la conclusión de que

para la mayoría de encuestados los elementos electrónicos que se necesitan para el

montaje de una fuente de voltaje de c.c si están al alcance de su bolsillo, lo que es

un dato favorecedor para la mayoría, ya que según datos consultados es mas

barato diseñar una fuente de voltaje que comprar una que ya este armada, ya que

estas pueden llegar a costar hasta 50 dólares.

70

Pregunta 9: ¿Ud. como estudiante de la especialidad electrónica, cree que una

fuente de voltaje de c.c. es muy importante para poder realizar sus prácticas de

laboratorio?

Cuadro Nro. 11: Importancia de la Fuente de Voltaje


NO 0 0%TOTAL 20 100%


Gráfico Nro. 62: Importancia de la Fuente de Voltaje

100%

Pregunta Nro. 9

SI=100%NO=0%



De todos los 20 encuestados, los 20 afirman que una fuente de voltaje si es

importante para poder realizar sus prácticas de laboratorio, lo que equivale al

100%; esto quiere decir que una fuente de voltaje es de vital importancia para los

estudiantes de electrónica ya que ningún encuestado sostiene lo contrario. Una

fuente de voltaje es importante en el laboratorio de electrónica porque durante las

practicas de laboratorio los estudiantes se dedican al diseño y montaje de varios

circuitos electrónicos entre los cuales están los analógicos y los digitales y para

poder alimentarlos no tienen otra opción que utilizar una fuente de voltaje ya que

es uno de los principales equipos electrónicos en un laboratorio.

71

Pregunta 10: ¿En el campo laboral, cree Ud. que le servirá una fuente de

voltaje como equipo de trabajo?

Cuadro Nro. 12: Fuente de Voltaje de C.C como Equipo de Trabajo


NO 2 10%TOTAL 20 100%


Gráfico Nro. 63: Fuente de Voltaje de C.C como Equipo de Trabajo

90%

10%

Pregunta Nro. 10

SI=90%NO=10%



De todos los 20 encuestados, 18 afirman que una fuente de voltaje si les servirá

como equipo de trabajo en el campo laboral, lo que equivale al 90%; mientras que

2 encuestados afirman que una fuente de voltaje no les servirá como equipo de

trabajo en el campo laboral, lo que representa el 10%. Por lo tanto se saca la

conclusión de que en el campo laboral una fuente de voltaje servirá como un

equipo de trabajo necesario para poder laborar. En un laboratorio nunca debe

faltar este equipo electrónico, ya que gracias a éste, los estudiantes del área de

electrónica se desenvuelven en la practica por eso es muy importante ya que la

formación técnica profesional del estudiante depende de las horas de practica que

aprendas en el laboratorio durante todos sus años de estudio.

72

CAPITULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones:

Se sacó como conclusión de que una fuente de voltaje es muy importante

para que los estudiantes puedan realizar sus prácticas de laboratorio, ya

que una fuente de voltaje en el área de electrónica esta considerada como

un equipo de trabajo que nunca debe faltar en un laboratorio.

Para alimentar un circuito electrónico es necesaria una fuente de voltaje de

corriente continua, ya que mediante una fuente de voltaje podemos obtener

corrientes desde 1 amperio lo que las pilas y baterías no lo hacen y así

como también se puede alimentar un circuito electrónico con voltajes fijos

y esto gracias a una fuente regulada.

También se puede concluir que el diseño esquemático de una fuente de

voltaje de Corriente Continua ayudaría a los estudiantes para que ellos

puedan realizar el montaje de una fuente ya puede ser regulada o fuente de

voltaje variable.

Recomendaciones:

Se recomienda a los estudiantes de la especialidad electrónica utilizar

adaptadores o cargadores de celular para poder realizar sus practicas de

laboratorio, ya que son fuentes de voltaje que pueden suministrar corriente

de hasta 2 amperios y son excelentes para alimentar circuitos electrónicos.

También se recomienda

73

CAPITULO VI

LA PROPUESTA

TEMA: PASOS PARA ELABORAR UNA FUENTE DE VOLTAJE DE C.C.

FIJA O VARIABLE PARA LOS ESTUDIANTES DE SEGUNDO

SEMESTRE DE LA ESPECIALIDAD DE ELECTRONICA DEL

INSTITUTO TECNIOLOGICO SUPERIOR “SUCRE”.

Datos informativos:

INSTITUCION INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR “SUCRE”

Provincia Pichincha

Cantón Quito

Parroquia San Bartolo

Dirección Teodoro Gómez de la Torre S14-127 y Joaquín Gutiérrez

Sostenimiento Fiscal

74

ESQUEMA DE LA PROPUESTA

75

TITULO DE LA PROPUESTA

ANTECEDENTES DE LA PROPUESTA

TITULO DE LA PROPUESTA

Intro Hasta Cap III

Documents

Transcript of Intro Hasta Cap III