re sistencia voltaje · 2010. 3. 30. · CIRCUIT O SERIE CIRCUIT O P ARALELO CIRCUIT O MIXT O (1)...

LA LEY DE OHM

cuando las cargas al

moverse chocan con los átomos

del alambre

PILA

la Fuerza la hace la....

pierden fuerza, porque

encuentranresistencia y

"rozan"

las Qs al moverse por el alambre...

al rozar se

produce caloren el alambre

"cae" parte del voltaje

en las resistencias

Rea

lizad

o po

r: P

rof.

FCo.

Jav

ier

G. B

ravo

. EN

-07

fuerza eléctrica

para impulsar las Qs por el

alambre

f.e.mfuerza elctro-motriz

si cogemos un trozo

de alambre

tenemos una...

resistencia¿por qué?

todo

s los

cuerp

os

tienen

resist

encia

al alambre le aplico un...

voltajeque es...

circula entonces por el alambre una...

corriente

que es...

¿de qué depende esacorriente?

Aumenta cuando

V (la fuerza)

es mayor

Disminuye si

R (la resistencia)

se hace más grande

I = V / Rley de Ohm

CIR

CU

ITO

SER

IEC

IRC

UIT

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AR

ALE

LO

CIR

CU

ITO

MIX

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CIR

CU

ITO

MIX

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2)

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CU

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ÉCT

RIC

OS

BÁ

SIC

OS

Realizado por: Prof. FCo. Javier G. Bravo. MAY-08

circuito SERIE! ! ! ! !

Características nominales:

- Diodo LED: 1,7v / 20mA

- Bombilla: 3,5v / 0,2 A.

Elemento Voltaje (v) Corriente (A) Potencia (w) Pot. Nominal(w)

circuito PARALELO

Elemento Voltaje (v) Corriente (A) Potencia (w) Pot. Nominal (w)

circuito MIXTO 1


circuito MIXTO 2


CIRCUITOS ELÉCTRICOS BÁSICOS. Mediciones

Minimemoria. (hoja 2). Alumno/a: ......................................................................... Curso: .................. Nº: ...........

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GUIA TÉCNICA DE APLICACIÓN: INSTALACIONES INTERIORES

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INSTALACIONES INTERIORES EN VIVIENDAS NÚMERO DE CIRCUITOS Y CARACTERÍSTICAS

%

0.0. DIFERENCIAS MÁS IMPORTANTES ENTRE EL RBT 2002 Y EL RBT 1973 %

1. GRADO DE ELECTRIFICACIÓN BÁSICO. %

2. CIRCUITOS INTERIORES. %

2.1 Protección general. %2.2 Previsión para instalaciones de sistemas de automatización, gestión técnica de la energía y seguridad. %2.3 Derivaciones. %)GFG>%.H?:IJ9K9:L:9;<%MNA9:LG%%)GFG)%.H?:IJ9K9:L:9;<%?H?@L8LG%%

3. DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE CIRCUITOS, SECCIÓN DE LOS CONDUCTORES Y DE LAS CAIDAS DE TENSIÓN. %

4. PUNTOS DE UTILIZACIÓN.

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0.0. DIFERENCIAS MÁS IMPORTANTES ENTRE EL RBT 2002 Y EL RBT 1973 %

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2.2 Previsión para instalaciones de sistemas de automatización, gestión técnica de la energía y seguridad %.<%?H%:LAD%8?%9<AILHL:9D<?A%8?%A9AI?ULA%8?%LCIDULI9[L:9;<\%V?AI9;<%I]:<9:L%8?%HL%?<?JVYL%X%8?%A?VCJ98L8\%SC?%A?%8?ALJJDHHL%?<% HL% #(2&'(&*>\% HL%LH9U?<IL:9;<%L% HDA%89AQDA9I9@DA%8?%:D<IJDH%X%UL<8D%:?<IJLH9[L8D%8?%HDA%A9AI?ULA%?H?:IJ;<9:DA%A?%dLJN%U?89L<I?%C<%9<I?JJCQIDJ%LCIDUNI9:D% 8?% :DJI?% DU<9QDHLJ% :D<% 89AQDA9I9@D% 8?% QJDI?::9;<% :D<IJL% ADMJ?:LJVLA% X%:DJID:9J:C9IDA%SC?%A?%QD8JN%A9ICLJ%LVCLA%LJJ9ML%8?%:CLHSC9?J%9<I?JJCQIDJ%89K?J?<:9LH\%A9?UQJ?%SC?%AC%LH9U?<IL:9;<%A?%J?LH9:?%L%IJL@]A%8?%C<L%KC?<I?%8?%+'(-%D%+'(T\%A?Vf<%#(2&'(&FWG%%2.3 Derivaciones %4DA% I9QDA%8?%:9J:C9IDA% 9<8?Q?<89?<I?A%A?JN<% HDA%SC?%A?% 9<89:L<%L%:D<I9<CL:9;<%X%?AILJN<%QJDI?V98DA% :L8L% C<D% 8?% ?HHDA% QDJ% C<% 9<I?JJCQIDJ% LCIDUNI9:D% 8?% :DJI?% DU<9QDHLJ% :D<%L::9D<LU9?<ID% UL<CLH% X% 89AQDA9I9@DA% 8?% QJDI?::9;<% :D<IJL% ADMJ?:LJVLA% X% :DJID:9J:C9IDA%:D<%C<L%9<I?<A98L8%LA9V<L8L%A?Vf<%AC%LQH9:L:9;<%?%9<89:L8L%?<%?H%LQLJIL8D%FG%%)GFG>%.H?:IJ9K9:L:9;<%MNA9:L%%29J:C9IDA%9<8?Q?<89?<I?A%%

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3. DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE CIRCUITOS, SECCIÓN DE LOS CONDUCTORES Y DE LAS CAIDAS DE TENSIÓN %.<% HL% (LMHL% >% A?% J?HL:9D<L<% HDA% :9J:C9IDA% UY<9UDA% QJ?@9AIDA% :D<% ACA% :LJL:I?JYAI9:LA%?H]:IJ9:LAG%%

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LAS PILAS: Son generado-res de corrienteContinua quedisponen decierta cantidadde energíaa lma c en ad a .Esta energía sem a n i f i e s t acuando seconecta a susterminales cual-quier tipo dereceptor o

carga. Entonces se pone en circula-ción una corriente de' electronescuyos efectos dependen de la natu-raleza del receptor: Si se trata deuna bombilla, ésta lucirá al sercalentado su filamento por lacorriente de electrones.

INTERRUPTOR:Es un elemento común a la mayorlade los circuitos eléctricos y electró-nicos. Su misión consiste simple-mente en poner en funcionamientoel aparato de que se trate. Al estarcerrado, circula corriente y al abrirsese corta la circulación de dichacorriente. Tiene dos posiciones esta-bles: ABIERTO y CERRADO.

Corriente EléctricaLa corriente eléctrica está constituida por el paso de electrones de unosATOMOS a otros, dentro de determinados materiales. Generalmente en losmetales, los electrones se encuentran más libres y tienen más posibilidadesde fluir en forma de corriente.

Circuito Eléctrico

El circuito eléctrico simple consta de un GENERADOR, un receptor y cablesCONDUCTORES. Se dice que un circuito eléctrico está ABIERTO cuando se encuentra inte-rrumpido en cualquiera de sus partes y se hace imposible la circulación decorriente. Un circuito eléctrico se encuentra cerrado cuando los polos + y - lIegandirectamente a los terminales del receptor, se forma entonces un caminocerrado y se pone en circulación la corriente eléctrica.

El generador establece una diferencia de potencial entre sus polos, a con-secuencia de la cual, y siempre que el circuito esté cerrado, se pone en cir-culación una corriente eléctrica cuya intensidad depende de la mayor omenor oposición (resistencia) que ofrezca el receptor.

El receptor es cualquier aparato o dispositivo que es atravesado por lacorriente eléctrica y que normalmente usa la electricidad convirtiéndola enotro tipo de energía. Por ejemplo, la bombilla, el motor, un timbre, un diodoLED, la resistencia del calefactor, etc, etc.

Cualquier receptor se calienta al pasar por el la corriente eléctrica. De ellodeducimos dos cosas: primera, que parte de la energía eléctrica se pierdeen forma de calor y segunda, que el receptor ofrece resistencia al paso dela corriente. Cuando, en nuestra experiencia diaria, por ejemplo la rueda dela bici es frenada, ésta se calienta porque parte de su movimiento ha encon-trado resistencia en el freno. Lo mismo ocurre con el movimiento de elec-trones, cuando encuentran resistencia a su paso el dispositivo o conductorse calienta.

1Prof. Fco. Javier G. Bravo Dpto.

CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD

CONDUCTOR:Es un simple cable formado por varioshilos muy finos y aislados mediante untubo de plástico.

PULSADOR: La misión del pulsador es similar a la delInterruptor,. es decir, abrir y cerrar círcui-tos. Se diferencia del Interruptor en quesólo posee una posición estable (normal-mente ABIERTO). Permanece cerradosólo mientras se mantiene pulsado

CITO ABIERTO:cuando se encuentra interrumpido encualquiera de sus partes y se hace impo-sible la circulación de corriente eléctrica.

CITO CERRADO:cuando los polos + y - están conectadossin interrupción al receptor y como con-secuencia la corriente tiene un caminocerrado para fluir.

Prof. Fco. Javier G. Bravo

La ley de Ohm establece la relación que existe en todo circuito entrela tensión, la resistencia e intensidad:

2

La unidad de voltaje es el : VOLTIO (v)La unidad de intensidad de corriente es el: AMPERIO (A)La unidad de resistencia eléctrica es el. OHMIO (!!))

LEY DE OHM

LAS RESISTENCIAS: Una resistencia como componente, essencillamente un trozo de material con-ductor (generalmente grafito) provisto dedos terminales para ser conectado a dospuntos de un circuito.

¿COMO SE LEE EL VALOR ENOHMIOS DE UNA RESISTENCIA? Por lo general se hace uso de un códigode colores adoptado internacionalmente.

Se lee de izquierda a derecha, teniendoen cuenta que es precisamente a estelado donde hay que situar el color OROo PLATA.:- Al primer color le corresponde la prime-ra cifra. - Al segundo la segunda cifra. - Al tercer color le corresponde el multi-plicador (nº de ceros añadidos a la 1ª y2ª cifra). - El cuarto color indica la tolerancia, esdecir, el margen dado en %, dentro delcual se encontrará el valor real de la resis-tencia.


La resistencia eléctrica es una propiedad que poseen todos los mate-riales los cuáles ofrecen mayor o menor, oposición al paso de lacorriente. Según esto, los distintos materiales empleados en electri-cidad y electrónica, pueden estar en tres grandes grupos:

BUENOS CONDUCTORES Metales en general, Plata, Cobre, Mercurio, Latón, Aluminio,Hierro

MALOS CONDUCTORES Semiconductores, Cuerpo humano, Resistencia de carbón, Ciertas aleaciones metálicas, Agua (buen conductor en

determinadas ocasiones)

AISLANTESPlásticos, cristal, baquelita, madera seca, papel y cartón,

porcelana, goma, tejidos.

EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA Los efectos producidos por la energía eléctrica son numerosos: calen-tar la resistencia de una estufa, hace girar a un motor, permite queel altavoz emita sonidos, hace que el filamento de una bombillaemita luz o que en la pantalla del televisor se forme una imagen.

Cualquiera de los aparatos que convierten energía eléctrica en otrotipo de energía, poseen una resistencia determinada.

La corriente, al atravesar una resistencia,siempre se pierde algo deenergía eléctrica que se convierte en calor. Este efecto se llama efec-

3

La resistencia del ejemplo tiene unvalor nominal (teórico) de 4700 !! o 4,7K!!. Su valor real estará comprendidoentre:4230 !! (4700-470) y5170 !! (4700+470) Sumamos o restamos 470 !! debidoa que el último color es “plata” y el10% de 4700 !! es 470!!.4

RESISTENCIA ELÉCTRICA

TIPOS DE RESISTENCIAS:POTENCIÓMETROS: consiste en unaresistencia formada por una pista circular

de grafito.Posee unterminal encada extre-mo y otroen el centro

(cursor) que se va des-lizando por la pista.Dependiendo de laposición del cursor laresistencia toma uno u

otro valor.

FOTORRESISTENCIAS:consiste en una resistenciacuyo valor depende de laluz que recibe. También sele llama célula fotoeléctricao L.D.R. (Light DependentResistor).El valor de la resistenciasigue una función inversa a la intensidad

de la luz ambiente: amás luz, menor resis-tencia y viceversa.

TERMORRESISTENCIAS: son resis-tencias cuyo valor depende de la tempe-ratura externa. También reciben el nom-bre de termistores.Existen dos tipos:NTC y PTC.En los NTC a más temperatura, menores la resistencia y vicevarsa.En los PTC a más temperatura mayor esla resistencia y viceversa.


to Joule.Ejercicio: ¿Cuál será la resistencia de la lamparilla L1, sabiendo que sise aplican 9V se pone en circulación una corriente de electrones de30 mA.

4

CÓD I G O D E C O LO R E S

NTC PTC

TIPOS DE CONDENSADORES.

Los condensadores sediferencian por el tipo demateriales y proceso defabricación al que han sidosometidos en su construc-

ción. Debido a ello algunos no presen-tan polaridad (cerámicos y estiroflex) yotros sí (electrolíticos). Debemos tenercuidado al conectar los condensa-dores electrolítocos y respetar supolaridad según se indica en losesquemas.

En los electroliticos los valores frecuen-tes de capacidad se expresan en:microFaradios µµF.En los cerámicos y estiroflex, general-mente se expresan en:picoFaradios, pF. El picofaradio es un

unidad muy pequeña y por eso habla-mos de miles de picofaradios (p. ejem:10000 pF) y hablamos en términos de“Ks” como en las resistencias (p.ej.: uncondensador de 10000 pf, lo pediríamosal fabricante como un condensador de10K)


Después de las resistencias, quizá sean los condensadores los com-ponentes electrónicos más utilizados.

¿ Qué es un condensador? Consiste en dos placas metálicas llamadas ARMADURAS, separadaspor un material aislante llamado DIELÉCTRICO. A cada armadura seconecta un hilo formándose así los dos terminales del condensador.

¿ Cómo funciona el condensador? Si se aplica tensión a las armaduras, éstas almacenan corriente (Elcondensador se carga). Después, cuando las armaduras no admitenmás carga, se puede retirar la pila y el condensador se comportarácomo otra pila -en t 10V- de manera tal, que si a sus terminales seconecta una lamparita, ésta se encenderá durante unos instantes. Elcondensador se habrá descargado a través de la bombilla.

¿De qué depende la magnitud de la carga? Esencialmente de la constitución del condensador. La cantidad decarga que puede almacenar un condensador se llama CAPACIDAD.

Por tanto, el valor de los condensadores se expresa por su capaci-dad. La unidad de capacidad es el FARADIO. No obstante, al sermuy grande esta unidad se emplea dos submúltiplos: EL MICROFA-RADIO (MF o uF) y el picofaradio (pF). '

5

Cerámicos

Electrolíticos

Estiroflex

EL CONDENSADOR

ELECTRONES Y HUECOS:Sabemos que el electrón tiene carganegativa y que se mueve en grandescantidades produciendo la corriente eléc-trica. Imaginemos que un e- se mueve,entonces dejarán un “hueco” libre paraque otro electron pueda ocuparlo. Si un

e-, tiene carga negativa, al “hueco” porconvenio entre los científicos se le asig-na carga positiva. Las “corrientes dehuecos”, las podemos entender si utili-zamos como símil una fila para pagar enel banco. Cuado pasa el primero, dejaun hueco y el segundo avanza para ocu-parlo; el tercero avanza entonces alhueco dejado por el segundo, y asísucesivamente. Entonces las personas(los electrones) avanzan hacia adelante,y los huecos que van dejando avanzanen sentido contrario, hacia atrás. Por esolas corrientes de electrones y huecosavanzan en sentido opuesto. En lossemiconductores tipo N la corriente dee- es mayor que la de huecos (hay máse-) y en los tipo P es al contrario (haymás huecos)


Estos materiales, además de no ser buenos conductores, poseenunas características especiales que los diferencian del resto: su con-ductividad (o lo que es lo mismo, su resistencia) depende tanto dela temperatura como de la luz. Recuerda ahora la fotorresistencia(LDR). Ella está hecha con material semiconductor aprovechando lasegunda de las características mencionadas. Son por ejemplo semiconductores el GERMANIO o el SILICIO, queen forma de minerales cristalizados nos ofrecen la naturaleza. Un trozo de estos cristales se comporta, por tanto, como una resis-tencia si en sus extremos se colocan los correspondientes terminalesmetálicos

Para cambiar las características de estos cristales semiconductorespuros, es decir, para aumentar o disminuir su resistencia sin necesi-dad de cambiar su tamaño, se recurre a veces a introducir en ellosuna cantidad mínima de otros materiales (impurezas). Pero enton-ces se obtienen -dependiendo del tipo de impureza utilizada - dostipos de semiconductores: unos electropostivos (añadimos Alumnio), que carecen de algunos electrones y otros electronegativos (añadi-mos Antimonio) que los tienen de más. Debido a ello, los identifi-can como de tipo P y los segundos de tipo N.

6

LOS SEMICONDUCTORES


EL DIODOYa hace tiempo que los físicos se dieron cuenta de que jun-

tando dos cristales impuros de distinto tipo, es decir, uno P y otroN, se obtenía un bloque características completamente diferentes, erael DIODO.

Se observó que la corriente eléctrica pasaba perfectamente desde el

N al P, pero no al revés, ocurría que el bloque se comportaba comoconductor y aislante a la vez! .

Esta propiedad del diodo se aprovecha en electrónica, entre otrascosas, para detectar o demodular las señales de alta frecuencia deradio, como tendrás ocasión de comprobar en algunos proyectos.

Más adelante, en 1948, haciendo pruebas y combinaciones con cris-tales P y N, tres científicos norteamericanos descubrieron el TRAN-SISTOR.

En realidad, lo que hicieron fue muy sencillo: colocaron alternada-mente cristales N y P en forma de emparedado, de forma análoga acomo se muestra en la figura. Consiguieron de este modo dos blo-ques diferentes, uno NPN y otro PNP a los que dispusieron loscorrespondientes terminales metálicos, uno en cada cristaI. Cada unode estos bloques estaba hecho, de tal forma que el del centro eramucho más delgado que los otros dos.

7

El DIODO:Es un componente hecho de "malos"conductores. Concretamente de materia-les SEMICONDUCTORES de los cuáleslos más representativos son el GERMA-NIO (Ge) Y EL SILICIO (Si). Hay quetener precaución al conectarlo ya que susdos terminales tienen polaridad. El diodo'posee 'dos ' terminales o electrodos lla-mados cátodo (K, negativo) y ánodo(A,positivo).

DIODOS “L.E.D.”:Son diodos ElectroLuminiscentes, esdecir que emiten luz, al ser conectados.Las siglas LED, significan en ingles: LightEmision Diode (Diodo de Emisión deLuz).

Es uno delos diodosmás utiliza-dos.Sustituye alas tradicio-nales bom-billas queusas en loscircuitosdebido aque duranmuchomá´s, con-sumenmuchomenos y

tienen un tamaño reducido.

+ -

EL DIODO

EL TRANSISTOR:Este es un,componente hecho de los mis-mos materiales que los,diodos. Puededecirse que es el más representativo delos dispositivos construidoscon semiconductores.

El transistor sirve básicamen-te para amplificar corrienteseléctricas como tendrás oca-sión de comprobar al realizarlos proyectos en los que, estecomponente interviene.

Los transistores tienen, nor-malmente tres electrodos quese denominan: colector,emisor y base. Estos se loca-lizan en la cápsula soporte de cada tran-sistor. Gracias a las distintas nomenclatu-ras y claves de clasificación de los fabri-cantes podemos saber cuáles son los ter-

minales deun transis-tor en larealidad.

EL CHIP:También llamado Circuito Integrado, estáformado por miles de transistores y otroscomponentes electrónicos integrados enminiatura dentro de una cápsula forman-do auténticos circuitos listos para funcio-nar. El proceso que ha permitido construiry diseñar chips se llamaMINIATURIZACIÓN. Se consiguió integrar en un mismo chip,todo un ordenador, que recibió en nom-bre de MICROPROCESADOR. Este ele-mento es la base de los ordenadores per-sonales o PC,s.


Al principio en las investigaciones, conectaron los polos de una piladirectamente a los terminales correspondiente a los cristales exterio-res del transistor, que llamaron COLECTOR y EMISOR respectiva-mente, no circulaba corriente eléctrica. habían fracasado! Sin embar-go, se les ocurrió utilizar el terminal del cristal del centro, al que lla-maron BASE.

Observaron que aplicando sólo una pequeñísima corriente a este ter-minal con ayuda de otra pila y una resistencia, la corriente del circui-to principal aumentaba enormemente y el dispositivo se hacía con-ductor. Inmediatamente pensaron que serviría para amplificar corrien-tes recogidas por una antena de radio y convertirlas en otras máspotentes capaces de excitar un altavoz. El Transistor también puede funcionar entonces como un interruptorelectrónico. Cuando tiene un pequeño voltaje en la base, conduce,

es decir permite el paso de la corriente, como un interruptor cerra-do. En cambio cuando la base no tiene voltaje (cuando no está pola-rizada), el transistor no conduce, como un interruptor abierto

Así, posteriormente, se consiguió fabricar los aparatos de radio yotros muchos aparatos electrónicos.

8

EL TRANSISTOR

NPN PNP

BOBINA: consiste en un hilo de cobreesmaltado, devanado sobre un un carretede plástico. En su Interior contieneun,núcleo de material magnético más efi-caz que el hierro.

Las características de la bobina dependenesencialmente del número de espiras(vueltas) de la posición del núcleo y delmaterial de éste.Existen bobinas preparadas para conse-guir la recepción y emisión de ondas deradio, convierte las ondas de radio enelectricidad y viceversa. Este tipo de bobi-nas se llaman antenas. Las antenas sonsensibles a las ondas de radio, cuandollegan a ella producen electricidad en elcircuito electromagnético formado por elhilo enrollado sobre el núcleo magnético.

IMANES: Los cuerpos pueden tener ordenados suspequeños microimanes interiores conviri-tiéndose en imanes potentes. Cuando “imantamos” un cuerpo ordena-

mos sus microimanes. Si acercamos unimán a un material magnético sus imanesse orientan hacie él.


Gran parte de los fenómenos eléctricos tienen su fundamento en lasinfluencias recíprocas entre campos magnéticos y corrientes eléctri-cas. Una corriente eléctrica fluyendo por un conductor produce un campomagnético, y viceversa, un campo magnético "moviéndose" alrede-dor de un conductor, provoca en este una corriente eléctrica.

¿Qué es un campo magnético? Sin duda alguna habrás jugado alguna vez con un imán y habrásnotado sus efectos. Todo lo que sucede es que el imán atrae a todoslos materiales hechos de hierro o de acero.

El campo magnético es, pues, aquella región donde los efectos delmagnetismo se manifiestan.

La tierra es un potente imán cuyos polos magnéticos se sitúan juntoa los geográficos. Por esta razón la aguja de la brújula, que es sen-cillamente un imán, se orienta en la dirección NORTE - SUR.

El campo magnético está formado por unas líneas imaginarias quelos científicos llamaron LINEAS DE FUERZA, las cuáles parten delpolo N y a través del espacio entran en el polo S. Las líneas de fuer-za nos indican "por donde anda" el campo magnético en el espacio.

Experiencia: Si posees un imán, puedes ver la forma de su campomagnético. Para ello colócale encima un papel y esparce limadurasde hierro. Estas se orientarán siguiendo el itinerario de las líneas defuerza.

9

ELECTROMAGNETISMO

IMÁN TERRESTRE:

ATRACCIÓN Y REPULSIÓN

EL TRANSFORMADOR: Es un com-ponente que sirve para transformar unvoltaje en otro aumentándolo o disminu-yéndolo. Consiste en dos devanados(arrollamientos) de espiras el campomagnético en un devanado induce unacorriente en el otro a través de uncampo magnético, dependiendo del nºde espiras aumentamos o disminuímos


¿Qué es un electroimán? Si sobre un carrete de cartón se devana un hilo de cobre formandouna bobina y los extremos del hilo se conectan a los polos de unapila, bastará introducir en el carrete una barra de hierro y ésta secomportará como un verdadero imán. Al cortar el suministro decorriente de la pila, se extinguirá el campo magnético. La barra de hierro constituye el núcleo del electroimán: tiene la facul-tad de concentrar las líneas de fuerza y, por supuesto, puede atraerotras limaduras de hierro que estén próximas.

¿ Qué es un transformador? Hemos visto que una corriente eléctrica es capaz de crear un campomagnético; pues bien, un campo magnético también puede generaruna corriente eléctrica . Siguiendo con la experiencia anterior, siconstruyes otra bobina a cuyos extremos esté conectada una lampa-rilla y la mueves de izquierda a derecha lo más rápidamente posiblede manera que sus espiras "corten" las líneas de fuerza , la lampa-rita se iluminará, si es que el campo magnético es suficientementeintenso.

10

MICROFONO:Consiste en una cápsula metálica quecontiene carbón enpolvo, el cual secomprime más omenos por unamembrana flexibledependiendo de la presión de los soni-dos. Las diferentes presiones sobre elcarbón hacen variar su resistencia eléctri-ca.Al estar el micrófono conectado en seriea la pila, siempre que este reciba soni-dos, variará su resistencia y como con-secuencia de ello se producirán en el cir-cuito variaciones de corriente.


La reproducción del sonido es tarea que ha ocupado a nuestro siglo,estando aún en vías de perfeccionamiento. La cadena de sonido máselemental consta de un dispositivo que recibe sonidos originales,como en el caso del MICRÓFONO, o bien sonidos grabados, comosucede con los discos gramofónicos y cintas magnetofónicas (casse-tes). La misión de estos dispositivos es la de traducir los sonidos en

corrientes eléctricas, posteriormente se deberá aumentar estas débi-les corrientes con un amplificador, y por fin, otro otro dispositivo lasconvertirá en los sonidos originales, nos referimos al ALTAVOZ.

¿ Qué es un altavoz? Consiste esencialmente en un imán abrazado por una bobina a unamembrana capaz de producir sonido al vibrar.

El imán mantiene un campo magnético constante, dentro del cual seencuentra la bobina. Si hacemos circular una corriente eléctrica porIos hilos de la bobina , se creará un campo magnético adicional, demanera qUE el campo magnético resultante se refuerza a un lado decada hilo y se debilita en el lado opuesto, el resultado final es quetoda la bobina se desplaza haciendo vibrar la membrana.

11

LA REPRODUCCIÓN DE SONIDOS

El RELÉ: Se trata de un electroimáncuya misión consiste en cambiar la posi-ción deunos con-tactos eléc-tricos.El relé tienedos esta-dos: unode REPOSO( en OFF )mientras labobina no recibe corriente, y otro activa-

do o de TRABAJO (en ON) en el cual labobina recibe corriente y los con-tactos se mueven al ser atraídospor el núcleo de la bobina. Elresultado es que los contactos,que en realidad son interruptoresque en reposo están abiertos,durante el modo de trabajo secierran.


El relé es un componente auxiliar destinado a realizar la conmutaciónentre circuitos. Su principal característica radica en que con unapotencia muy pequeña se controlan potencias mayores. Mas de una vez habrás pulsado en la botonera de un ascensor: elgran motor que arrastra la caja ascensora se ha puesto en movimien-to gracias a la acción de un relé. Con el relé ejecutarás varios proyectos y conviene que lo conozcasun poco para mejor comprender sus operaciones. En este primer pro-yecto se monta el relé como función lógica "SI", o sea, la lamparase enciende al pulsar P1; si se deja de pulsar, se apaga.

FuncionamientoA pesar de cerrar el interruptor general, la lámpara no se enciende.

Al pulsar P1, el relé se activa y la lámpara se enciende. Como apreciaras en los esquemas, los terminales del relé se hannumerado para facilitar el seguimiento del circuito.

En el caso (A), el relé se encuentra en reposo porque su bobina (ter-minales 5 y 6) no recibe tensión y los terminales 1 y 3 hacen con-tacto entre si; lo mismo sucede con los terminales 2 y 4. En estascircunstancias L1 no se enciende.

En el caso (B). al pulsar P1. la bobina recibe tensión, los contactosdel relé cambian y los terminales quedan unidos así: 1 con 4 y 2 con3. En estas condiciones se cierra el circuito de la lámpara y, portanto, se enciende.

12

EL RELÉ

Prof. Fco. Javier G. Bravo 13

Anexo 1. Proceso de elaboración de una PCI, Placa de Circuito Impreso

Hacemos la plantilla del diseño de la PCI en papel mili-metrado escala 1:1. En oscuro la pistas y en otro color loscomponentes

La placa virgen la conformaremos con sie-rra, minitaladro, cloruro férrico diluído ycubeta hasta conseguir la Placa deCircuito Impreso.

PASO 1:Marcamos y trazamossobre la placa virgenlas medidas de la PCItomadas del modeloen papel.

PASO 2:Limpiamos la superficie del Cobre antes para queal trazar el diseño sobre el quede uniforme y sincortes posteriores.

PASO 3:Fijamos la plantilla de papel con el diseño allado del cobre y con unmimitaladro procedemosa agujerear la placa utilizando como guía paralos taladros el diseño en papel. Es convenientehaber marcadpsobre la plantillaantes con unpequeño punzóncada agujero paraque la broca noresbale en el cobrey pueda romperse.

La placa una vez cortada está listapara trabajarse

Prof. Fco. Javier G. Bravo 14

PASO 4:Retiramos la plantilla y con un rotulador perma-nente trazamos las “pistas” uniendo los agujerosde cada taladro según nuestro diseño.Las líneas serán rectas y los ángulos rectos sifuera posible. Cada taladro será repasado con el rotulador paraformar círculos homogéneos.Si cometiésemos un error, esperamos a que sequeel rotulador y después corrregimos raspando conun cuter cuidadosamente si dejar rastro de tintasobre el cobre.El especto final es un diseño límpio, con líneassuficientemente gruesas y separadas.

PASO 5:En una bandeja plástica previamente diluímos el cloruro férrico (que viene envasado en forma de pequeñas boli-tas amarillentas). La disolución del cloruro y el “atacaado” del cobre se realizan mejor si el agua está templada.

Después sumergimos la placa y la“bañamos” con un ligero movi-miento de oleaje. Poco a poco laspartes del cobre irán desaparecien-do. Pero ¡cuidado! sobre todo si laconcentración de cloruro diluído esalta, podemos llegar a atacar todoel cobre y quedarnos sin PCI.

PASO 6:Sacamos la placa con pinzas de plástico ylavamos los restos de cloruro con agua.Finalmente descubrimos las pistas de cobrefrotando el rotulador con alcohol o acetona ocualquier otro disolvente.

funcionamiento del transistor como interruptor

Rb

Ib(mA)

IC(mA)

0,2 1 1,80 1,2 1,50,4

Ib(mA) Ic(mA) Observaciones

0 0 Intrr. Abierto

0,1 20,8 Interr. Cerrado

0,2 41 Lamp. comienza a

brilar0,3 62

0,35 71

0,4 81Luz de la

lámpara aumenta0,5 91

0,7 94,8

0,8 96,1

La lámpara brilla al máximo

0,9 96,8

1 97,6

1,2 98

1,5 98

1,8 98

Regulamos la Ib por medio del potenciómetro y obtenemos estos valores:

fase 1

fase 2

fase 3

fase 0

fase 0

fase 1

fase 2

fase 3

Interr

4,5 v

6 v

6v-0,1A1 K ohm

Potenciómetro0-10 Kohm

circuito de basecircuito de

colector

IB

Ic

B

C

E

min. max.

Base(B)

Colector (C)

Emisor (C)

símbolo y patillas

Circuito típico de conexión de un transistor

Gráfica de funcionamiento. Desde de la "fase0" a la "fase2", la Ic aumenta progresivamente a medida que lo hace Ib. La "fase3" indica que aunque Ib continúe aumentando el transistor ha llegado al máximo y Ic no va a aumentar más, permanece constante en su valor máximo. Se dice que el transistor está SATURADO. El transistor en la "fase 0" NO conduce y decimos que está en CORTE

funcionamiento del transistor como amplificador de corriente

El transistor actúa como "amplificador de Corriente":

la "ganancia de corriente" (es decir, cuánto de grande es Ic respecto de Ib) es:

y la ecuación del transistor es:

Ganancia = ! = Ic /Ib

I emisor = Ibase + Icolector

RESUMEN:La corriente por el colector (Ic) depende de la corriente que circula por la base (Ib) y es mucho más grande que ésta.

* El Transistor: como interruptor controlado *Si Ib=0, ninguna corriente circula entre el Colector y el Emisor (Ic=0), el transistor está bloqueado, se comporta como un interruptor abierto entre Colector y EmisorSi Ib alcanza un valor suficiente, entonces Ic mantiene un valor constante. El transistor está saturado se comporta como un interruptor cerrado.El transistor sólamente funciona en las fases 0 y en la fase 3.

* El Transistor como amplificador de corriente *Para valores de Ib entre 0,1-1 mA el transistor está conduciendo, la Ic es proporcional a Ib pero mucho más grande que ésta:

Ic = ! * Ib , ! se llama ganancia de corriente del transistor

Si unimos B-C: la lámpara del colector y la lámpara de base NO lucen.

Si unimos A-B: ambas lámparas la del colectory la lámpara de base lucen pero mucho más la del colector.

De esta forma la corriente de colector (Ic) es más grande quela corriente de base (Ib) pero sólo fluye cuando Ib NO es cero.

Lamp.

Lamp.

I c

I b

Realizado por Fco. Javier González Bravo

1. Circuito Eléctrico

3. Receptores en Paralelo

2. Receptores en Serie

Circuitos Electrónicos Básicos

>Mientras pulsas “S1”, la

corriente pasa a través deldiodo “led” (RECEPTOR),éste se ilumina, transfor-mando la energía elétctri-ca de la pila (GENERA-DOR), en energía lumino-sa. Al soltar S1, se inte-rrumpe el paso de lacorriente eléctrica el diodo“led” se apaga.

funcionamiento>Todos los días en tu casaaccionas circuitos eléctri-cos. Presionas el interrup-tor, haces circular lacorriente eléctrica y labombilla se enciende. Todocircuito eléctrico por muycomplejo que sea, puedereducirse a circuitos comoel de la figura: un GENERA-DOR (pila), un RECEPTOR(diodo), el CONTROL (pul-sador) y los conductores.

>Los dos diodos LED están uni-

dos de tal forma que tanto elpolo positivo como el negativode la pila llegan directamentea sus extremos al pulsar S1.Cuando está pulsado los LEDsbrillan con igual intensidad.Esto significa que toman lamisma cantidad de energía delgenerador, de lo contrario noproduciríaran la misma luz.

funcionamiento>Con un mismo interruptorpuedo gobernar dos o másreceptores (bombillas, resis-tencias, diodos...). Porejemplo algunas lámparastienen varias bombillas quese encienden a la vez cuan-do accionamos el interrup-tor. Esto se consigue cuan-do los receptores estan enPARALELO.

>Cuando accionamos el S1, los

dos LEDs se encienden, lo queindica que por ellos circula lamisma corriente. Sin embargobrillan con poca intensidad,¿por qué?. Al estar en serie dosreceptores presentan más resis-tencia al paso de la corriente yla pila “reparte” entre los dossu fuerza. Al accionar S2, elLED1 se apaga y el LED2 brillacon toda su intensidad debidoa que la corriente pas por S2(no le cuesta nada) y no por elLED1.

funcionamiento>En la conexión en serie de

los receptores se disponenunos a continuación deotros de manera que el hilode salida del primero seune al segundo y así sucesi-vamente. Luego el principiodel primer receptor y elfinal del último se unen alos polos del generador.Como ejemplo tenemos lasluces del árbol de navidadque van en cadena.


4. Resistencias en Serie

5. Resistencias en Paralelo

>Las resistencias en serie con el

LED hacen que la luz que emitesea muy poco intensa.Pulsando S2 eliminamos laresistencia pequeña (45 ohm.)y la luz apenas aumenta. Alpulsar S1 eliminamos la resis-tencia grande y la luz del LEDaumenta. Al pulsar S1 y S2 ala vez el LED luce intensamenteporque hemos eliminado ambasresistencias y toda la energíade la pila se gasta en lucir elLED.

funcionamiento>Al conectar las resisten-cias en serie sus efectos deoposición al paso de lacorriente se suman. LasResistencias se utilizanpara modificar la energíaaplicada a un receptor. Enel cito. actúan “absorbien-do” parte de la energía dela pila para “robársela” alLED.

>Cuando accionamos el S1, los

dos LEDs se encienden, lo queindica que por ellos circula lamisma corriente. Sin embargobrillan con poca intensidad,¿por qué?. Al estar en serie dosreceptores presentan más resis-tencia al paso de la corriente yla pila “reparte” entre los dos sufuerza. Al accionar S2, el LED1se apaga y el LED2 brilla contoda su intensidad debido a quela corriente pas por S2 (no lecuesta nada) y no por el LED1.

funcionamiento> Hemos conectado las

resistencias en paraleloentre ellas. El conjuntoqueda en serie con el LED yva a modificar su ilumina-ción. Dos o mas resisten-cias están en paralelocuando sus patillas estánunidas entre sí

>Al pulsar S1, se inicia la

carga del condensador cir-culando la máxima corrien-te por el circuito, y por esoel LED se enciende.Progresivamente a medidaque se va cargando el C laluz va disminuyendo se bri-llo hasta apagarse. En estemomento es C está total-mente cargado y por eso yano circula corriente; nosirve de nada mantener pul-sado S1. Si ahora pulsamosS2, se volverá a encender elLED unos instantes, dismi-nuyendo su brillo hastaapagarse. En este momentoel C se ha descargado.

funcionamiento>

Un condensador esesencialmente un ele-mento capaz dealmacenar energíaeléctrica procedentede un generador(p.ej. una pila). Unavez cargado, esaenergía puede apro-vecharse sin necesi-dad de generador(descarga).

6. Condensador. Carga y Descarga


8. Diodo Polz. en Inverso

7. Diodo Polz. en Directo

>El LED se enciende ya que el

polo + de la pila está conecta-do al “triángulo” del diodo yla “raya” al polo - . De estaforma el diodo conduce. Sedice que el diodo está “polari-zado en directo”.

funcionamiento> Hasta ahora todos loscomponentes que has utili-zado conducían la corrienteen ambos sentidos. En cam-bio el DIODO, es un semi-conductor que sólo permiteel paso de la corriente en unsentido: de + (triángulo) a -(raya) . Para que el diodoconduzca, el “triángulo”debe estar unido al + de lapila a través de otro compo-nente y la “raya” al - .

>Al pulsar S1, el LED se enciende. Al

pulsar introducimos una pequeñacorriente en la base a través de laR= 10 Kohms.; el transistor entoncesconduce (es un interruptor cerrado).Decimos que el Transistor está ensaturación.

Si dejas de pulsar S1, la lámpara seapaga, porque al no existir corrienteen la base el Transistor no conduce(es un interruptor abierto). Decimosque el transistor está en bloqueo o encorte.

funcionamiento> Sabemos que en el transis-tor una débil corriente enla base, es capa de generaruna mucho mayor entre elcolectror y el emisor (eltransistor “amplifica”). Escomo si en transistor fueseun interruptor. Está cerradocuando tenemos una peque-ña corriente en la base yconduce; está abierto cuan-do esta corriente es dema-siado pequeña o cero y noconduce.

> Para que un transistor conduzca debe tener un mínimo de corrien-te en la base. Así si cambiaras la R de 10.000 ohm. por una de1.000.000 ohm. llegaría un corriente mucho más pequeña a la base,insuficiente para excitar el transistor y hacer que conduzca. Enestos casos el transistor se encuentra en bloquéo permanente.

> Si en el circuito anterior invertimos eldiodo y lo conectamos al revés, el LED nose enciende. El “triángulo” lo has conecta-do al - y la “raya” al + . El diodo no con-duce, es como si fuera un ailante. Se diceque el diodo está en polarización inversa. Conclusión: el diodo tiene una resistenciamuy baja polarizado en directo y altísimaen polarización inversa.

9. Transistor en Saturación y Bloqueo

Colector

Emisor

Base

Realizado por Fco. Javier González BravoContador de Tiempo

Contador de Tiempo

>Cuando queremos hacer funcionar un aparato durante

un tiempo pequeño necesitamos cronometrar ese tiempoy luego desconectar el aparato. Por ejemplo, en elmicroondas podemos seleccionar el tiempo de funcina-miento.

En electrónica hay circuitos que solucionan este pro-blema se llaman temporizadores. Hacen funcionar unamáquina o un dispositivo sólo durante un tiempo.

Al pulsar el “SGeneral” el LED comienza a lucir duran-te el tiempo en el que el condensador se está cargando.Una vez cargado la corriente en la base del transistorcesa, apagándose el LED ya que en transistor se quedaen corte.

Pulsando “S2” descargamos el condensador , y pode-mos iniciar de nuevo el ciclo.

Si queremos aumentar el tiempo que permanece encen-dido el LED debemos cambiar el condensador por unode mayor capacidad.

funcionamiento

>El detectror electrónico de nivel

funciona aprovechando que el aguaes conductora. Esto es debido a queen ella se encuntran disueltas deter-minadas sales que la hacen eléctri-camente conductora. Por ello sepuede cerrar el circuito de la basedel transistor a través del agua.Los hilos conectados en los puntos

A y B serán las sondas que seencuentran el la parte superior y enel fondo del circuito. Estas van adetectar que el depósito está lleno.

Al accionar el interruptor general,la lámpara no se enciende si eldepósito está vacío. El circuito de labase del transistor está abierto, y

funcionamiento

depósito

por tanto al no haber corriente por la base, el transistor está cortado. Si ahorallenas el depósito de agua hasta que el LED se encienda, entonces esto nos indi-ca que hemos alcanzado el nivel máximo.

¿Porqué se enciende el LED?: el agua se comporta como un hilo, es conductora,y conecta los puntos A y B del circuito, entonces la base recibe corriente y eltransistor funciona amplificándola y haciendo lucir el LED.

CONTROL ELECTRÓNICO

LDR

LUZ

_

+

Circuitode control

Dispositivo controlado

Bateria

Ptc / Ntc

temperatura

_

+

Circuitode control

Dispositivo controlado

Bateria

+/- tª

( bombilla, motor,etc..)

( transistor, relé, etc...)(SENSOR: de tº, de luzde sonido, presión...)

( bombilla, motor,etc..)

( transistor, relé, etc...)(SENSOR: de tº, de luzde sonido, presión...)

RELE

RELE

RELE

RELE

Cir

cuit

o a

cti

vado p

or

luz

Cir

cuit

o a

cti

vado p

or

osc

uri

dad

Cir

cuit

o a

cti

vado p

or

tem

pera

tura

Cir

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or

tem

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Cir

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Ele

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Luz y

tª

Alumn@............................... CURSO............ Nº

Esquema del circuito

Tabla de Medidas Esquemas de patillajes

Lista de Materiales

PRÁCTICA Nº..........TITULO............................................

P r o f : F c o . J a v i e r G o n z á l e z B r a v o .

NOTA

Funcionamiento/MEdiciones

Montaje Presentaci

Punto de Medida Voltaje Intensidad

re sistencia voltaje · 2010. 3. 30. · CIRCUIT O SERIE CIRCUIT O P ARALELO CIRCUIT O MIXT O (1)...

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