trabajo colaborativo 2 Fisica Electronica

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TRABAJO COLABORATIVO 2 PRESENTADO POR: MILTON ALONSO VALENCIA RINCON COD.1123304819 EDUARDO MUÑOZ LARA COD.1059908498 EDGAR HORACIO QUISTIAL VELA COD: 18155243 KARINA ALEJANDRA JURADO COD: 1.123.327.291 SAULO GUERRA SANCHEZ COD: 1126448182 FÍSICA ELECTRÓNICA CÓDIGO: 100414_124 PRESENTADO A: HUGO ORLANDO PEREZ NAVARRO UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE: CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CEAD VALLE DEL GUAMUEZ MARZO DE 2015

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fisica electronica trabajo colaborativo 2 circuitos electronicos, transistor como interruptor, diodos, puente retificador de onda completa

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  • TRABAJO COLABORATIVO 2

    PRESENTADO POR:

    MILTON ALONSO VALENCIA RINCON

    COD.1123304819

    EDUARDO MUOZ LARA

    COD.1059908498

    EDGAR HORACIO QUISTIAL VELA

    COD: 18155243

    KARINA ALEJANDRA JURADO

    COD: 1.123.327.291

    SAULO GUERRA SANCHEZ COD: 1126448182

    FSICA ELECTRNICA

    CDIGO: 100414_124

    PRESENTADO A:

    HUGO ORLANDO PEREZ NAVARRO

    UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

    ESCUELA DE: CIENCIAS BSICAS TECNOLOGA E INGENIERA

    CEAD VALLE DEL GUAMUEZ MARZO DE 2015

  • INTRODUCCION

    Un circuito es una red elctrica (interconexin de dos o ms componentes, tales

    como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que

    contiene al menos una trayectoria cerrada.

    El presente trabajo consta de tres circuitos con sus diferentes componentes tanto activos

    como pasivos donde observamos y analizamos el comportamiento de cada uno de estos

    elementos para luego obtener una conclusin a este anlisis que logremos plantear en cada uno

    de los circuitos.

  • OBJETIVOS

    General

    Abarcar y apropiarse de los conocimientos adquiridos a lo largo de la segunda unidad del curso

    de fsica general, con la realizacin de simulacin de circuitos y reconocer las funciones de sus

    componentes.

    Especficos

    Los estudiantes identificaran la funcin de los transistores

    Lograr Identificar la funcin de los condensadores

    Lograr Identificar la funcin que cumplen los diodos

    Interpretar la simulacin de los diferentes circuitos

  • Fase 1

    1. Diodo como rectificador recortador de voltaje Realice el montaje del siguiente circuito. Tenga en cuenta que V3 es una fuente de voltaje AC

    de 10Vp con una frecuencia de 60Hz.

    a) Qu papel est desempeando el diodo D1?

    Debido a que el diodo se encuentra polarizado inversamente con la fuente de generadora

    de voltaje AC esta funcionando como un interruptor abierto dejando el circuito abierto sin

    alterar el voltaje despus de hacer contacto lo cual explicaremos a continuacin evidenciando

    la presente grfica.

  • b) Qu papel est desempeando el diodo D2?

    Como este diodo se encuentra polarizado directamente con la fuente generadora de voltaje

    AC el circuito se encuentra cerrado, permitiendo el flujo de corriente de atreves de l, pero si

    visualizamos la grfica notamos que el voltaje se recorta a 5,6 voltios ya que se genera la

    presencia de un voltaje de barrera como se puede evidenciar en la presente grfica.

  • c) Mida el voltaje de salida con el osciloscopio entre el ctodo de D1 y tierra. Cmo afecta la seal de salida las fuentes de Voltaje V1 y V2?

  • Como se evidencia en las presentes imgenes observamos como el voltaje de salida se

    mantiene constante, lo cual es normal ya que los diodos se encargan de limitar la corriente en

    estos puntos del circuito. Recordemos que el diodo internamente posee un voltaje de barrera de

    0.6 voltios, si observamos la presente grafica podemos visualizar como analizando la grfica y

    las fuentes de voltaje V1 y V2 conectadas al diodo observamos como ese voltaje de salida se

    limita al valor especificado en las fuentes V1 y V2.

    d) En la seal de salida se puede apreciar el efecto de la tensin de barrera del diodo?, explique.

  • Si se puede apreciar cmo se ilustra en la imagen Recordemos que el diodo internamente

    posee un voltaje de barrera de 0.6 voltios. Estos se encargan de limitar la corriente para eliminar

    tensiones que no interesan que lleguen a un determinado punto y perjudiquen el funcionamiento

    del circuito.

    2. Rectificador regulador de voltaje Realice el montaje del siguiente circuito y efecte el anlisis de acuerdo con los

    cuestionamientos planteados para el mismo.

  • a) Qu papel estn desempeando los diodos D1, D2, D3 y D4?

    r// De acuerdo al anlisis en el circuito se puede observar que los diodos D1, D2,

    D3 y D4 cumplen la funcin de un puente rectificador el cual se emplea para convertir

    una seal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo)

    pulsante. Describiendo el flujo de la corriente ms detalladamente podemos observar

    que durante el ciclo positivo pasara por el diodo D2 ya que har contacto con el nodo

    pero no podr pasar por el nodo D4 ya que har contacto con el catodo, vindose

    obligada a salir por el nodo C a B. El mismo proceso se cumplir durante el ciclo

    positivo la corriente fluir por el nodo D4 ya que har contacto con el nodo pero no

    lograra pasar por el diodo D2 porque har contacto con el catodo vindose obligada a

    salir por el nodo C a B. En cuanto el ciclo negativo el proceso ser exactamente igual,

    la corriente fluir simultneamente por los diodos D1 y D3 haciendo contacto con los

    catodos pero no logra circular por los diodos D2 y D4 ya que estos impiden su paso al

    intentar cruzar por sus nodos vindose obligada a salir por el nodo que se encuentra

    entre los diodos D1 y D3

    b) Con el osciloscopio mida el voltaje entre el nodo C y tierra. Tenga en cuenta que debe desconectar el cable verde que se encuentra entre el nodo C y B. Qu seal

    se observa?, Cmo intervienen los diodos en la seal observada?

    r// Los diodos limitan la salida de voltaje de la fuente generadora de corriente 12V

    a 11.6 debido al porcentaje de barrera todos estos diodos por el cual pasa esta corriente.

    Podemos notar que el circuito rectificador permite el flujo de corriente en los ciclos

    positivo, negativo y con la misma polaridad en el mismo punto seal de la corriente.

  • c) Desconecte el cable conectado entre el nodo B y la resistencia de 200 (el cable entre el nodo C y el nodo B debe estar conectado). Mida el voltaje en el nodo B

    con el osciloscopio. Qu seal se observa?, A qu se debe el cambio entre la

    seal medida en el nodo C y la medida en el nodo B?

    r//Nos damos cuenta que la corriente al pasar por D2 y D4 el flujo es continuo porque el

    capacitor elimina el elemento de corriente alterna que da el rectificador ya no se observan

    hondas solo se ve una curva, toma parte de esta corriente la almacenarla para posteriormente

    descargarla

  • d) Con todos los cables conectados mida el voltaje en el nodo A con el osciloscopio.

    Qu seal se observa?, Qu funcin est desempeando el diodo D5?

    r//vemos que la seal es constante en el nodo A, El diodo D5 (zener) rectifica la seal.

    e) Realice una breve descripcin del papel de cada uno de los elementos que conforman el circuito.

    Rectificador de Onda Completa

    El circuito rectificador de onda completa de la primera figura ms abajo, es el que se utiliza

    si lo que se desea es utilizar todo el voltaje del secundario del transformador (en el caso de un

    transformador con derivacin central).

    Cuando se utiliza la derivacion puesta a tierra, en el circuito con transformador de

    derivacin central, la tensin de salida depende de la mitad de la tensin del secundario

  • En este circuito el transformador es alimentado por una tensin en corriente alterna.

    Los diodos D1 y D3 son polarizados en directo en el semiciclo positivo, los diodos D2 y D4

    son polarizados en sentido inverso. Ver que la corriente atraviesa la resistenciade carga RL.

    El semiciclo negativo, la polaridad del transformador es el inverso al caso anterior y los

    diodos D1 y D3 son polarizados en sentido inverso y D2 y D4 en sentido directo. La corriente

    como en el caso anterior tambin pasa por la carga RL. en el mismo sentido que en el semiciclo

    positivo.

    La salida tiene la forma de una onda rectificada completa.

    Esta salida es pulsante y para "aplanarla" se pone un condensador (capacitor) en paralelo

    con la carga.

    Este capacitor se carga a la tensin mxima y se descargar por RL mientras que la tensin

    de salida del secundario del transformador disminuye a cero ("0") voltios, y el ciclo se repite.

  • Diodo

    El diodo semiconductor es el dispositivo semiconductor ms sencillo y se puede encontrar,

    prcticamente en cualquier circuito electrnico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio

    (la ms utilizada) y de germanio.

    Los diodos constan de dos partes, una llamada N y la otra llamada P, separados por una

    juntura llamada barrera o unin. Esta barrera o unin es de 0.3 voltios en el diodo de

    germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

    El diodo se puede hacer trabajar de 2 maneras diferentes:

    Polarizacin Directa

    Es cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta de la flecha (la del diodo), o

    sea del nodo al ctodo.

    En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportndose

    prcticamente como un corto circuito.

    Polarizacin Inversa

    Es cuando la corriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha

    del diodo), o sea del ctodo al nodo.

    En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prcticamente como

    un circuito abierto.

    Diodo Zener

    El diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado inversamente.

    Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus

  • caractersticas de polarizacin directa y polarizacin inversa), conducen siempre en el sentido

    de la flecha.

    En este caso la corriente circula en contra de la flecha que representa el diodo. Si el diodo

    zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo rectificador comn. Cuando

    el diodo zener funciona polarizado inversamente mantiene entre sus terminales

    un voltaje constante.

    Se analizar el diodo Zener, no como un elemento ideal, si no como un elemento real y se

    debe tomar en cuenta que cuando ste se polariza en modo inverso si existe una corriente que

    circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.

    Capacitor

    Es un dispositivo formado por dos placas metlicas separadas por un aislante llamado

    dielctrico.

    El condensador elctrico o capacitor elctrico almacena energa en la forma de un campo

    elctrico (es evidente cuando el capacitor funciona con corriente directa) y se

    llama capacitancia o capacidad a la cantidad de cargas elctricas que es capaz de almacenar

    3. Transistor como Interruptor

    Realice el montaje del siguiente circuito y efecte el anlisis de acuerdo con los

    cuestionamientos planteados para el mismo.

    a) Teniendo en cuenta el tipo de circuito, explique su funcionamiento.

  • Al analizar el funcionamiento del circuito podemos notar como el circuito es alimentado

    por una fuente de voltaje AC de 12V cuya seal es amplificada, esto debido al funcin del

    transistor en este circuito como un amplificador de voltaje.

    Podemos notar como el nivel de voltaje disminuye a 11.19V al pasar por la resistencia R2

    en el circuito pero luego la seal es amplificada gracias al transistor.

    Este cambio podemos notarlo cuando medimos la seal de voltaje en la base del transistor

    y la magnitud de la seal en el colector la cual difiere con un voltaje pico de 11.98 como lo

    indica el osciloscopio.

    b) Qu papel est desempeando el diodo?

    Ya que el diodo esta polarizado inversamente con la fuente generadora de voltaje la

    corriente no puede fluir en este punto, quedando el circuito abierto.

  • c) Qu implica el uso de un transistor PNP?

    El uso de un transistor PNP beneficia al presente circuito ya que este actua como un

    regulador de voltaje de la corriente que circula en todo el circuito.

    d) Qu sentido tiene usar un transistor si podramos simplemente colocar una fuente de alimentacin con una resistencia y un elemento de control (el switch que permite abrir

    y cerrar el circuito), como se muestra en la siguiente imagen?.

    Tiene mucho sentido ya que el transistor cumple un papel importante en la mayora de los

    componentes electrnicos que manejamos y/o empleamos en nuestra vida cotidiana, ya que

    estos pueden operar como una fuente reguladora de voltaje que permiten aumentar o disminuir

    el flujo de corriente claro est dependiendo de la fuente generadora de voltaje que se vaya a

    emplea en el circuito y la aplicacin que se le vaya a asignar.

    e) Nombre tres aplicaciones prcticas en las que puede ser usado este circuito?

    Podramos utilizar este circuito en las siguientes aplicaciones: Circuitos de potencia,

    Circuito amplificador de seal, Interruptor de alta velocidad.

  • Conclusiones y Anlisis de Resultados

    Los estudiantes realizaron el ejercicio 1 y simularon el circuito propuesto, se logro evidenciar la accin rectificadora del diodo frente a un generador de seal. Se identific

    su funcin y la polarizacin directa e inversa y cmo afecta al circuito.

    Para la siguiente simulacin circuito 2 logramos evidenciar la funcin que cumple el puente rectificador, otorgando la seal de doble frecuencia, modificada despus por el

    filtro para generar una tensin continua, observamos como el diodo Zener se fija como

    regulador de voltaje generando una estabilidad en la tensin.

    En la tercera simulacin circuito 3, logramos ver la funcin del transistor como interruptor de alta velocidad diseado para controlar diferentes dispositivos.

  • Referencias

    aprobarfacil. (13 de 03 de 2013). Rectificador onda completa con puente diodos. Obtenido de

    Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=9-pZlwXyXQw

    Casanova, R. (s.f.). Elementos de un circuito elctrico. Obtenido de Monografias:

    http://www.monografias.com/trabajos-pdf/elementos-circuito-electrico/elementos-

    circuito-electrico.shtml

    Electronica, L. (16 de 04 de 2014). El Capacitor; Que Es Un Capacitor? Para Que Sirve Y

    Como Funciona? | "LA ELECTRONICA" BASICA #3. Obtenido de Youtube:

    https://www.youtube.com/watch?v=hvJxaetbsU0

    Electronica, L. (04 de 05 de 2014). El Transistor: Que Es Un Transistor?, Para Que Sirve y

    Como Funciona?. | "LA ELECTRONICA" BASICA #5. Obtenido de Youtube:

    https://www.youtube.com/watch?v=5cok72YyIMk

    Moreno, J. D. (28 de 01 de 2013). BJT Parte 01 Transistor BJT videotutorial en espaol de

    electrnica. Obtenido de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=l_EG544soDg

    serta42. (27 de 11 de 2013). Puente rectificador como construirlo y como funciona. Obtenido

    de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=SvpQuKP3xl0

    Unicrom, E. (s.f.). Diodo Zener. Obtenido de Electronica Unicrom:

    http://unicrom.com/Tut_diodozener_.asp

    Unicrom, E. (s.f.). El diodo semiconductor. Obtenido de Electronica Unicrom:

    http://unicrom.com/Tut_diodo.asp

    Wikipedia. (10 de 11 de 2014). Circuito. Obtenido de Wikipedia:

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