FSICA ELECTRNICA

LABORATORIOS PRACTICA NO. 1: NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD PRACTICA NO. 2: CIRCUITOS ELECTRONICOS PRACTICA NO. 3: LEYES DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS PRACTICA NO. 4: COMPONENTES ELECTRONICOS PRACTICA NO. 5: ELECTRONICA DIGITAL

ESTUDIANTES LEONARDO HENAO JOSE FRANQUELLER GARCIA M JORGE ALEXANDER VALENCIA CC 94.447.214 DIEGO CELIS HEYDER DAVID ERASO LUNA CC 1.088.247.254, CODIGO DE CURSO 100414_103

TUTOR VIRTUAL: FREDDY REYNALDO TELLEZ ACUA

TUTOR DE PRCTICA: JOAN SEBASTIAN BUSTOS joan.bustos@unad.edu.co

PEREIRA, 24 DE MARZO DE 2012 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ContenidoFSICA ELECTRNICA INTRODUCCIN OBJETIVOS GENERAL ESPECFICOS PRACTICA NO. 1 NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD PRACTICA NO. 2 CIRCUITOS ELCTRICOS PRACTICA NO. 3 LEYES DE LOS CIRCUITOS ELCTRICOS PRACTICA NO. 4 COMPONENTES ELECTRNICOS PRCTICA 5 ELECTRNICA DIGITAL CONCLUSIONES BIBLIOGRAFA 1 3 4 4 4 5 9 12 17 23 34 35

INTRODUCCIN Mediante el siguiente trabajo realizamos la apropiacin textual y documentamos las prcticas realizadas del curso de Fsica Electrnica. Se establecen los conceptos, electricidad y electrnica realizando cada una de las cinco prcticas de laboratorio, de acuerdo a la rbrica establecida.

OBJETIVOS GENERAL Identificar las magnitudes elctricas de mayor inters para el desarrollo del curso, por medio del trabajo con dispositivos electrnicos bsicos. comprender el funcionamiento de los dispositivos electrnicos, sus limitaciones y aplicabilidad, procurandose desarrollar nuestra capacidad de anlisis,

diferenciando nuestras funciones de las de un tcnico. Adems obtener las bases para poder incursionar en la investigacin cientfico- tecnolgica, para insertarnos en un mundo en continuo cambio en el desarrollo tecnolgico y poder aplicar nuestros conocimientos al diseo, operacin o construccin de nuevos sistemas de comunicacin, control o computacin o adaptarlos a cualquier demanda

ESPECFICOS Reconocer los principales equipos del laboratorio e identificar las magnitudes elctricas de mayor inters para el desarrollo del curso, por medio del trabajo con dispositivos electrnicos bsicos. Conocer el funcionamiento y aplicacin del componente ms utilizado dentro de los circuitos elctricos, la resistencia elctrica o resistor. Tambin se emplear el cdigo de colores para la identificacin de su valor hmico.

Verificar las principales caractersticas elctricas de los Circuitos Serie y Paralelo por medio de la experiencia en el Laboratorio. Tambin se pretende comprobar el planteamiento terico de la Ley de Ohm y de las Leyes de Kirchhoff en los circuitos en estudio. Conocer el funcionamiento general y la principal aplicacin de tres de los componentes electrnicos ms utilizados dentro de los circuitos y equipos electrnicos de hoy en da.

Conocer el funcionamiento de las compuertas lgicas y su aplicacin en el campo de los circuitos combinacionales. Tambin se pretende identificar al Flip - Flop como componente base del almacenamiento digital.

PRACTICA NO. 1 NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD 1. Identifique los dispositivos electrnicos y el equipo de laboratorio que usar en la prctica. Realice una grfica de las conexiones internas del protoboard y del multmetro que va a utilizar, destacando principalmente las magnitudes y las escalas de medicin.

PROTOBOARD Y SUS CONEXIONES INTERNAS

MULTMETRO

Magnitudes: Amperios, voltios y ohmios. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna. Sus escalas son 0,1: 1; 20; y 200.

Led

Fuente de alimentacin

Cables de conexin

2. Medicin de voltaje continuo o DC. Conecte la fuente de alimentacin y mida su voltaje DC de salida con el multmetro. Solicite al tutor la informacin relacionada con la escala adecuada, la ubicacin de los terminales de medicin y la forma de medir voltaje. (El voltaje se mide en paralelo con el elemento).

GRAFICO: Realizando la medicin de una pila dedo obtenemos un resultado de 1,65 voltios.

3. Medicin de la resistencia elctrica. Solicite al tutor el valor terico de la resistencia a utilizar en la experiencia y proceda a medir esta magnitud con el multmetro. Si requiere informacin sobre la escala adecuada, la ubicacin de los terminales de medicin y la forma de medir la resistencia elctrica (la resistencia elctrica se mide en paralelo con el elemento), no dude en consultar a su tutor.

RESISTENCIAS

Marrn: 1; Rojo: 2; Negro; 0; Dorado: 5% = 100 * 5% (105 95)

GRAFICO: La resistencia de 100 ohmios, al medirla como resultado obtenemos 98,1 ohmios.

4. Construya, con ayuda de su tutor, el siguiente circuito en el protoboard.

5. Mida el voltaje DC en cada elemento: Salida = 5 voltios Posterior al paso por las resistencias =4.6 VDC

PRACTICA NO. 2 CIRCUITOS ELCTRICOS 1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizar en esta prctica: Resistencia de 120 , y 100 ; Potencimetro de 10K; 1 Diodo Led; Fuente de alimentacin; Protoboard; Multmetro; Cables de coexin.

2. Encuentre el valor nominal y la tolerancia de cada resistencia fija.

3. Mida con el multmetro el valor de cada resistencia y verifique que se encuentre dentro de los lmites de tolerancia.

4. ARREGLO DE RESISTENCIAS EN SERIE. Realice en el protoboard un arreglo de 3 resistencias en serie. Calcule el valor de la resistencia equivalente y tome el dato experimental con el multmetro.

GRAFICO

5. ARREGLO DE RESISTENCIAS EN PARALELO. Realice en el protoboard un arreglo de 3 resistencias en paralelo. Calcule el valor de la resistencia equivalente y tome el dato experimental con el multmetro.

GRAFICO

6. FUNCIONAMIENTO DEL POTENCIMETRO. Identifique los terminales del potencimetro y mida los valores de resistencia entre ellos.

GRAFICO Terminal derecho: 222 Terminal central: 5,22 Terminal izquierdo: 6,99

7. Construya el siguiente circuito. Vare el cursor del potencimetro y observe el efecto sobre el circuito. Explique lo sucedido.

GRAFICO: A medida que se gira el cabezote del potencimetro se reduce o amplia la resistencia, esto de acuerdo el lado al cual se gire, aumentando hacia el lado derecho y disminuyendo hacia el lado izquierdo.

PRACTICA NO. 3 LEYES DE LOS CIRCUITOS ELCTRICOS 1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizar en esta prctica.

2. CIRCUITO SERIE. Realice en el protoboard el montaje de un circuito serie, conformado por 3 resistencias y una fuente de alimentacin, la cual deber fijarse en 5 voltios DC.

GRAFICO

3. Mida el voltaje en cada uno de los cuatro elementos del circuito. Se cumple la Ley de voltajes de Kirchhoff? Mida ahora la corriente del circuito. R1220 = 0.68V R21000 = 3.09V R3390 = 1.21V Suma de las Resistencias = 4.98V

Si se cumple la segunda ley de Kirchooff, ley de voltajes

4. Calcule el valor de la corriente del circuito y el valor del voltaje en cada una de las resistencias. Compare estos valores con los obtenidos en la experiencia. Ir = 5V / 1410 = 0.0035 A V1 = I * R = 0.0035 A * 220 = 0.77V V2 = I * R = 0.0035 A * 390 = 1.365V V3 = I * R = 0.0035 A * 1000= 3.5V La suma de voltajes es 5.6355V

5. CIRCUITO PARALELO. Realice en el protoboard el montaje de un circuito paralelo, conformado por 3 resistencias y una fuente de alimentacin, la cual deber fijarse en 5 voltios DC.

GRAFICO

6. Mida la corriente en cada una de las cuatro ramas del circuito. Se cumple la Ley de corrientes de Kirchhoff ? Mida ahora el voltaje en los terminales de cada elemento.

It = I220 + I1000 + I390 = 0.022A + 0.004A + 0.012A = 0.038 Ahora

0.040A = 0.040

Segn lo anterior si se cumple la segunda ley de kirchooff, ley de corrientes

7. Calcule el valor de la corriente que circula por cada elemento y el valor del voltaje entre los nodos del circuito. Compare estos valores con los obtenidos en la experiencia.

Circuito en Paralelo V220

= 4.96V

V1000 = 4.96V V390 = 4.96V Voltaje Total = 4.97V Rt = 1 / 220 + 1 / 1000 + 1 / 390 = 1950 + 429 + 1095 / 429000 = 3494 / 429000 = 429000 / 3474 = 123.49 Resistencia Total = 123.49 Resistencia Total en multmetro = 122

It = V / R = 4.97V / 123.49 = 0.040A I220 = V / R = 4.96 V / 220 I390 = V / R = 4.96 V / 390 = 0.022A

I1000 = V / R = 4.96 V / 1000 = 0.004A = 0.012A

8. Una vez terminado el laboratorio, se debe realizar y entregar el correspondiente Informe, segn el formato definido

PRACTICA NO. 4 COMPONENTES ELECTRNICOS 1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizar en esta prctica.

2. ALMACENAMIENTO DE ENERGA EN UN CONDENSADOR. Construya el siguiente circuito.

GRAFICO

3. Conecte los terminales de alimentacin a la fuente y desconctelos despus de algn tiempo. Repita para el otro condensador. Explique lo sucedido.

R/

Con el condensador de 1000 uf el led se apaga lentamente durante 14

segundos al cortar el flujo de corriente, mientras que con el condensador de 47 uf se apaga inmediatamente

4. FUNCIONAMIENTO DEL DIODO EN CONTINUA. Construya el siguiente circuito.

GRAFICO

5. Identifique los terminales del diodo y conctelo en el circuito de tal forma que quede en polarizacin directa. Qu sucede? Explique lo sucedido.

R/ Con el diodo en polarizacin directa el led prendi, as que el flujo de corriente es normal.

6. Conecte el diodo ahora de tal forma que quede en polarizacin inversa. Qu sucede ? Explique lo sucedido.

R/ Ahora con el diodo en polarizacin inversa el led no prende ya que el diodo impide el paso de los electrones al estar primero su lado negativo.

7. TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR. Construya el siguiente circuito.

GRAFICO

8. Observe la corriente de entrada ( I base ) y de salida ( I colector ) en funcin del brillo en los LEDs. El transistor est amplificando la corriente de entrada ?

R/ La corriente de entrada I base es igual 0.04 y de salida y colector 6.73A

El transistor si amplifica la corriente de entrada

9. Calcule la gana R/ = Ic / Ib = 6.73 / 0.04 = 168.25 A

= Ic / Ib

10. Una vez terminada la experiencia, se debe realizar y entregar el correspondiente Informe de Laboratorio.

PRCTICA 5 ELECTRNICA DIGITAL 1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizar en esta prctica.

2. COMPUERTAS LGICAS. Generalidades de las compuertas lgicas:

a. Los circuitos integrados de las compuertas lgicas de 2 entradas, traen generalmente 4 compuertas en la disposicin que muestra la figura

GRAFICO

b. Los chips tienen dos terminales para la alimentacin ( Vcc y Gnd ) que deben conectarse a +5 V y tierra, respectivamente.

c. Para conocer el estado de la salida de una compuerta, se puede colocar un LED indicador o medir el voltaje entre la salida y tierra. ( recuerde que un 1 lgico est entre 2,4V y 5V. Un 0 lgico est entre 0V y 0,80V. )

3. Elabore las siguientes tablas de verdad para las compuertas LS7408 y LS7486. )

LS7408 ENTRADAS A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Estado salida X Voltaje salida Vx

LS7486 ENTRADAS A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Estado salida X Voltaje salida Vx

4. Identifique las compuertas empleadas ( si es una OR, o una AND, etc. ) y su respectiva configuracin. Puede hacerlo con la ayuda de un manual de componentes o consultando en Internet la referencia.

5. CIRCUITOS LGICOS COMBINATORIOS. Construya el siguiente circuito lgico, el cual corresponde a un semisumador. ( sumador de 2 bits )

6. Compruebe su funcionamiento y su tabla de verdad ( ver Marco Terico de la presente gua )

7. REGISTRO BSICO CON COMPUERTAS NOR. Se puede construir un FF con 2 compuertas NOR en la configuracin presentada. En este FF sus entradas S ( set ) y R ( reset ) estn normalmente en estado bajo.

Por favor revise la configuracin de la compuerta NOR LS7402 antes de realizar el montaje, ya que difiere de las estudiadas anteriormente. Se anexa a continuacin Compuerta NOR

8. Compruebe el funcionamiento y la tabla de verdad del FF bsico construido con compuertas NOR. Cmo se almacena un 1 en el FF ? Cmo se almacena un 0 en el FF ?

9. Una vez terminada la experiencia, se debe realizar y entregar el correspondiente Informe de Laboratorio. Para la elaboracin de esta prctica se realiz con una batera de celular con corriente directa de 3.5 voltios. Para poder determinar la compuesta lgica del integrado se busc el diagrama que nos permite identificar las entras y las salidas, como tambin HD74LS86P OR PRUEBA la A B SALIDA 0 0 0 0.13 0 1 1 2.56 1 0 1 2.56 1 1 1 2.56 alimentacin del integrado.

A 0 0 1 1

HD742502P NOR B SALIDA 0 1 1 0 0 0 1 0

PRUEBA 2.05 0.18 0.18 2.05

A 0 0 1 1

L57486 XOR B SALIDA 0 0 1 1 0 1 1 0

PRUEBA 0.18 2.05 2.05 0.18

Este integrado nos presenta que el XOR hace que las entradas y las salidas eran diferentes a las anteriores.

A 0 0 1 1

HD74LS08P AND B SALIDA 0 0 1 1 0 1 1 0

PRUEBA 0.18 0.18 0.18 2.03

CONCLUSIONES comprobar por medio de las mediciones realizadas en el protoboard que las resistencias en serie se suman para obtener la resistencia total de un circuito o de una parte del mismo. comprobaR que la tensin total entregada por la fuente se va convirtiendo en otro tipo de energa (calrica suponemos) a medida que pasa por las resistencias y va decreciendo hasta perder todo su valor al llegar al otro extremo del circuito.

BIBLIOGRAFA MDULO DE ESTUDIO: Fsica Electrnica UNAD. GUSSOW, Milton. Fundamentos de Electricidad. Editorial Mc Graw Hill.SEARS, F.W.; ZEMANSKY, M.W. y YOUNG, H.D. Fsica Universitaria (6 edicin). Addison-Wesley. 1988. SERWAY,R.A. y JEWETT, J.W.Fsica(3edicin,2volmenes ).EditorialThomson-Paraninfo. Madrid, 2003. TIPLER, P. A. Fsica (2 volmenes).Editorial Revert ( Barcelona ). 1999.TOCCI, Ronald. Sistemas Digitales: Principios y Aplicaciones ( 6 edicin ).Editorial Prentice-Hall. Mxico, 1996.