Reporte Prctica

Control de Motores Con

Transistores

Abraham Gregorio Daz Tovar

Abraham Josu Lucio Daz

Ral Vera Gonzlez

Electrnica 4A

Vctor Manuel Mora Romo

09 de Abril del 2014

ndice

Resumen 3

Marco Terico 4

Objetivos 6

Materiales 6

Desarrollo 7

Resultados 15

Discusin 16

Conclusiones 16

Referencias 17

Resumen

El transistor es un dispositivo electrnico semiconductor utilizado para

entregar una seal de salida en respuesta a una seal de entrada.1

Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El

trmino transistor es la contraccin en ingls de transfer resistor (resistor

de transferencia). Actualmente se encuentran prcticamente en todos los

aparatos electrnicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de

audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lmparas fluorescentes,

tomgrafos, telfonos celulares, entre otros.

El motor elctrico es un dispositivo que transforma la energa elctrica en

energa mecnica por medio de la accin de los campos magnticos

generados en sus bobinas. Son mquinas elctricas rotatorias compuestas

por un estator y un rotor.

Los objetivos principales de esta prctica son el controlar la velocidad de

giro de un motor de dc y adems invertir el giro del motor con el puente h,

adems de hacer los clculos de las resistencias indicadas.

Esta prctica fue interesante ya que por medio del control de la corriente

que circulaba a travs de un motor de dc logramos controlar su velocidad,

creemos que este es un ejemplo muy demostrativo de como el transistor es

utilizado como amplificador de corriente.

Marco Terico

El transistor

El transistor es un dispositivo electrnico semiconductor utilizado para

entregar una seal de salida en respuesta a una seal de entrada.1

Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El

trmino transistor es la contraccin en ingls de transfer resistor (resistor

de transferencia). Actualmente se encuentran prcticamente en todos los

aparatos electrnicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de

audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lmparas fluorescentes,

tomgrafos, telfonos celulares, entre otros.

El transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de Estados Unidos

en diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William

Bradford Shockley, quienes fueron galardonados con el Premio Nobel de

Fsica en 1956. Fue el sustituto de la vlvula termoinica de tres electrodos,

o triodo.

El transistor de efecto campo fue patentado antes que el transistor BJT (en

1930), pero no se dispona de la tecnologa necesaria para fabricarlos

masivamente.

Es por ello que al principio se usaron transistores bipolares y luego los

denominados transistores de efecto de campo (FET). En los ltimos, la

corriente entre el surtidor o fuente (source) y el drenaje (drain) se controla

mediante el campo elctrico establecido en el canal. Por ltimo, apareci

el MOSFET (transistor FET de tipo Metal-xido-Semiconductor). Los MOSFET

permitieron un diseo extremadamente compacto, necesario para los

circuitos altamente integrados (CI).

Hoy la mayora de los circuitos se construyen con tecnologa CMOS. La

tecnologa CMOS (Complementary MOS MOS Complementario) es un

diseo con dos diferentes MOSFET (MOSFET de canal n y p), que se

complementan mutuamente y consumen muy poca corriente en un

funcionamiento sin carga.

El transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadas

artificialmente (contaminadas con materiales especficos en cantidades

especficas) que forman dos uniones bipolares, el emisor que emite

portadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que est

intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores

(base). A diferencia de las vlvulas, el transistor es un dispositivo controlado

por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseo de

circuitos a los transistores se les considera un elemento activo, a diferencia

de los resistores, condensadores e inductores que son elementos pasivos.

Su funcionamiento slo puede explicarse mediante mecnica cuntica.

De manera simplificada, la corriente que circula por el colector es funcin

amplificada de la que se inyecta en el emisor, pero el transistor slo grada

la corriente que circula a travs de s mismo, si desde una fuente de

corriente continua se alimenta la base para que circule la carga por el

colector, segn el tipo de circuito que se utilice. El factor de amplificacin

o ganancia logrado entre corriente de colector y corriente de base, se

denomina Beta del transistor. Otros parmetros a tener en cuenta y que

son particulares de cada tipo de transistor son: Tensiones de ruptura de

Colector Emisor, de Base Emisor, de Colector Base, Potencia Mxima,

disipacin de calor, frecuencia de trabajo, y varias tablas donde se

grafican los distintos parmetros tales como corriente de base, tensin

Colector Emisor, tensin Base Emisor, corriente de Emisor, etc. Los tres tipos

de esquemas(configuraciones) bsicos para utilizacin analgica de los

transistores son emisor comn, colector comn y base comn.

Modelos posteriores al transistor descrito, el transistor bipolar (transistores

FET, MOSFET, JFET, CMOS, VMOS, etc.) no utilizan la corriente que se inyecta

en el terminal de base para modular la corriente de emisor o colector, sino

la tensin presente en el terminal de puerta o reja de control (graduador) y

grada la conductancia del canal entre los terminales de Fuente y

Drenaje. Cuando la conductancia es nula y el canal se encuentra

estrangulado, por efecto de la tensin aplicada entre Compuerta y

Fuente, es el campo elctrico presente en el canal el responsable de

impulsar los electrones desde la fuente al drenaje. De este modo, la

corriente de salida en la carga conectada al Drenaje (D) ser funcin

amplificada de la Tensin presente entre la Compuerta (Gate) y Fuente

(Source). Su funcionamiento es anlogo al del triodo, con la salvedad que

en el triodo los equivalentes a Compuerta, Drenador y Fuente son Reja (o

Grilla Control), Placa y Ctodo.

Los transistores de efecto de campo son los que han permitido la

integracin a gran escala disponible hoy en da; para tener una idea

aproximada pueden fabricarse varios cientos de miles de transistores

interconectados, por centmetro cuadrado y en varias capas superpuestas.

El motor elctrico

El motor elctrico es un dispositivo que transforma la energa elctrica en

energa mecnica por medio de la accin de los campos magnticos

generados en sus bobinas. Son mquinas elctricas rotatorias compuestas

por un estator y un rotor.

Algunos de los motores elctricos son reversibles, ya que pueden

transformar energa mecnica en energa elctrica funcionando como

generadores o dinamo. Los motores elctricos de traccin usados en

locomotoras o en automviles hbridos realizan a menudo ambas tareas, si

se disean adecuadamente.

Son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones industriales,

comerciales y particulares. Su uso est generalizado en ventiladores,

vibradores para telfonos mviles, bombas, medios de transporte

elctricos, electrodomsticos, esmeriles angulares y otras herramientas

elctricas, unidades de disco, etc. Los motores elctricos pueden ser

impulsados por fuentes de corriente continua (DC), y por fuentes de

corriente alterna (AC).

La corriente directa o corriente continua proviene de las bateras, los

paneles solares, dnamos, fuentes de alimentacin instaladas en el interior

de los aparatos que operan con estos motores y con rectificadores

rudimentarios. La corriente alterna puede tomarse para su uso en motores

elctricos bien sea directamente de la red elctrica, alternadores de las

plantas elctricas de emergencia y otras fuentes de corriente alterna

bifsica o trifsica como los inversores de potencia.

Los pequeos motores se pueden encontrar hasta en relojes elctricos. Los

motores de uso general con dimensiones y caractersticas ms

estandarizadas proporcionan la potencia adecuada al uso industrial. Los

motores elctricos ms grandes se usan para propulsin de trenes,

compresores y aplicaciones de bombeo con potencias que alcanzan 100

megavatios. Estos motores pueden ser clasificados por el tipo de fuente de

energa elctrica, construccin interna, aplicacin, tipo de salida de

movimiento, etctera.

Objetivos

Controlar un motor elctrico a partir del uso de transistores.

Realizar un puente H con transistores funcional.

Calcularemos las resistencias de control apropiadas para la activacin

de los transistores.

Realizaremos las mediciones correspondientes en el circuito para documentar en la prctica.

Materiales

2 Tip41.

2 Tip42.

2 BC548.

1 motor CD.

4 diodos 1N4001

Resistencias Varias.

Hoja de Datos De Cada Transistor.

1 Multmetro con puntas.

2 Cables Banana-Caimn.

1 Fotorresistencia.

Protoboard.

Fuente De Alimentacin.

Desarrollo

1. Activacin simple de un motor de CD.

2. Control de giro de un motor de CD mediante puente H.

Sin ningn switch accionado mida el voltaje del motor: VMOTOR = 0v

Active slo el switch izquierda y mida el voltaje del motor: VMOTOR = 6v

Active slo el switch derecha y mida el voltaje del motor (debe ser de signo contrario y el sentido del

motor al revs: VMOTOR = -6v

Medir la corriente del motor a su voltaje nominal: 30mA

Mida la Beta del transistor: 50

Calcule la RB adecuada: 10kohm

RB comercial: 10k

Mida el voltaje del motor con el switch OFF: VMOTOR = __________

Mida el voltaje del motor con el switch ON: VMOTOR = __________

INCLUYA LOS CLCULOS Mida la Beta de cada transistor de

potencia, antelas y ordnelas de

acuerdo a la ubicacin en el circuito.

Calcule las resistencias RC y anote

en el diagrama las resistencias

comerciales resultantes.

Mida las betas de Qi=120 y Qd=84,

luego calcule las resistencias RB y

anote en el diagrama las resistencias

comerciales resultantes.

INCLUYA TODOS LOS CLCULOS DE RC y RB

Resultados

El clculo que realizamos de las resistencias fue el correcto despus de que

realizamos el anlisis del circuito, por ende los circuitos funcionaron de

manera correcta en el primero solo limitbamos el giro del motor haciendo

que la corriente que conduca variara, en el caso del puente h lo que

hicimos fue cambiar el sentido de giro del motor.

La prctica se realiz con xito y pudimos encontrar todos los valores que

necesitamos estos mismos los incorporamos en el desarrollo de la misma.

Pudimos observar que cada transistor tena diferentes valores en la

ganancia que es uno de los parmetros ms importantes de estos

dispositivos, este parmetro nos sirvi al momento de hacer los clculos

para encontrar las resistencias necesarias.

Conclusiones

Esta prctica fue algo complicada debido a que tuvimos que realizar los

clculos de las resistencias del puente h lo que fue algo extenso ya que no

tenemos el conocimiento tan desarrollado como para realizarlo de una

manera gil y sencilla, el armar el circuito en si fue muy fcil y una vez que

completamos el clculo de las resistencias pudimos armar el circuito con

algunas de las resistencias que ms se aproximaban a las que se

necesitaban en el circuito.

Esta prctica fue interesante ya que por medio del control de la corriente

que circulaba a travs de un motor de dc logramos controlar su velocidad,

creemos que este es un ejemplo muy demostrativo de como el transistor es

utilizado como amplificador de corriente.

Referencias

http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor

http://www.datasheetcatalog.com/