Manual-electronica analogica

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  • 8/18/2019 Manual-electronica analogica

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    INTRODUCCIÒN

      En este manual se recopilan los métodos utilizados para realizar circuitos

    electrónicos y desarrollar una fuente regulada, para ello se hace uso de

    antecedentes teóricos de cada componente, para conocer sus comportamientos y

    su aplicación en un circuito. Se aplica análisis de circuitos, leyes como la de ohm y

    leyes de Kirchhoff, para conocer valores ideales.

      Después de comprender lo anterior se procede a utilizar un simulador completo

    y fácil de usar, para elaborar los mismos circuitos calculados por medio de teora,

    y comparar valores en cada componente con ayuda de herramientas de medición

    en el simulador.

      !na vez comprendidos los circuitos y cerciorados "ue son funcionales, se

    realizan las practicas fsicamente para conocer y comprender de manera realista,

    cómo funcionan los componentes, as como la comparación#concordancia de la

    teora, la simulación y las prácticas en fsico, logrando construir una fuente de

    alimentación regulada.

     

    $

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    OBJETIVOS GENERALES DE LA UNIDAD.

    %on el fin de comprender los principios de la electrónica analógica, as como los

    componentes semiconductores como pilares "ue la sustentan, se da a la tarea derealizar diversas prácticas "ue nos ayuden a familiarizarnos con estos materiales,

    para conocer sus comportamientos en diferentes configuraciones. Se pretende

    lograr la comprensión de diversos circuitos para analizarlos y con ayuda de leyes

    resolver incógnitas y as crear circuitos eficientes. Se aprenderán los pasos para la

    construcción de una fuente de %.D, hasta llegar a una fuente de alimentación

    regulada, a&adiendo y conociendo comportamientos del diodo, diodo zener,

    resistencias y capacitores, para comprender la importancia de sus funciones en el

    circuito convertidor '%(D%.

    )

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    MARCO TEÒRICO

    El diodo

    *os diodos son dispositivos semiconductores "ue permiten hacer fluir la

    electricidad solo en un sentido. *a flecha del smbolo del diodo muestra la

    dirección en la cual puede fluir la corriente. *os diodos son la versión eléctrica de

    la válvula o tubo de vaco y al principio los diodos fueron llamados realmente

    válvulas.

    *os diodos son construidos por materiales semiconductorescomo lo son el Silicio y el +ermanio, para conseguir "ue los

    diodos deen pasar la corriente en un solo sentido, al material

    semiconductor se le agregan impurezas, as se crean dos tipos de

    semiconductores, tipo p y n.

    # Semiconductor tipo n- 'l combinar 'rsénico con Silicio "ueda un electrón libre

    por cada átomo.

    # Semiconductor tipo p- 'l combinar oro con Silicio "ueda un hueco por cada

    átomo comportándose como carga positiva.

    *a unión de semiconductores, uno del tipo p /0nodo1 y uno del tipo n/c0todo1,

    forma un diodo

    2

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    Diodo zener.

    *os diodos zener son diodos "ue están dise&ados para mantener un voltae

    constante en sus terminales, llamado 6oltae o 8ensión 9ener /6z1 cuando se

    polarizan inversamente, es decir cuando está el cátodo con una tensión positiva y

    el ánodo negativa.

     

    Es un regulador de voltae o tensión.

    5

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    Material y equipo.

    E"uipo general- :ultmetro, pinzas, ordenador con simulador.

    3ractica ;#a

    :ateriales

    ;.# 8ransformador de ;

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    3ractica )

    ;.# !na fuente de %D ;

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    ra!ti!a "#aRe!ti$!a%or %e &e%ia o'%a.Se realizara este circuito para analizar y comprender el comportamiento del diodo

    como rectificador de media onda y visualizar la se&al de salida.

    %álculos-V CD=

    20.08

    π   =6.39V 

    V  P=(14.2 2√ 2 )=V 

    V  P

    r

    =18.96V −1.4V =17.56V 

     I CD=6.39V 

    1000Ω=6.39mA∴ I CD= I  R= I  D

     Po=(6.39m A ∙6.39V )=40.83mW    f O=60 Hz

     

    *a se&al de entrada será altern

    diodo en esa posición, se polari

    directa deando pasar solo la

    positiva, notando su función

    rectificador.

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    ra!ti!a "#(

    %on el diodo en esta posición, al pasar la corriente por él se polariza en inversa

    deando pasar la se&al negativa.

    %álculos-

    V CD=(20.08V π    )=6.39V 

    V  P=14.2 2

    √ 2=20.08V    I CD=6.39V 

    2200Ω=2.9mA∴ I CD= I  R= I d

     Po=(2.9mA ∙6.39V  )=18.53mW    f O=60 Hz

    Cbservaciones

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    *uis Eduardo eyes- Cbserve "ue la onda es un poco más pe"ue&a "ue la onda

    de la fuente ya "ue el diodo hace un consumo de energa.

    :i observación fue "ue cuando el semiciclo negativo regresa nos tendrá "ue dar 

    4.

    :ilton uiz- El diodo /;n)44;1 esta polarizada directamente en serie con una

    resistencia /;=ohm1 y nos permite un solo sentido el paso del voltae.

    :edia onda /74z1

    *os diodos consumen 4.5, por lo tanto, la se&al de corriente en los diodos será un

    poco baa "ue la se&al de salida.

     'l momento de regresar del semiciclo negativo siempre nos dará 4, por "ue el

    diodo se polariza a la inversa.

    Fulio +onzález- *a se&al en la resistencia sale recortada por la función del diodo

    deando una semi onda positiva o negativa.

    *a se&al de salida es un poco baa por el voltae "ue consume el diodo..

     

    .

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    ra!ti!a )Re!ti$!a%or %e o'%a !o&pleta !o' pue'te %e %io%o*

    Esta práctica nos ayudara a comprender una de las configuraciones más usuales

    del diodo, y visualizar la se&al de salida.

    %álculos-

    V CD=2∙20.08

    π   =12.78V    V 

     P=(14.4   2√ 2 )=20.08V    V  P

    r

    =20.08V −1.4V =18.68V 

     I CD=12.78V 

    4700Ω=2.71mA∴ I CD= I  R   I d=

    2.71mA

    2=1.35mA∴ I d= I d

    2

    = I d3

    = I d4

     Po=(2.71mA ∙12 .78V )=34 .63mW f O=2 (60 Hz )=120 Hz

    Simulación en proteus.

    En este circuito tenem

    diodos configurados

    puente de diodos "ue rectif

    corriente alterna. %rea una pulsante con el doble

    frecuencia en la salida.

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    Cbservaciones

    *uis Eduardo eyes- :is observaciones fueron "ue en los cálculos el D; y D)

    fueran solo uno y pasaba lo mismo con el D< y D$.

    Gue el puente de diodos nos permite aprovechar la parte positiva y la parte

    negativa.

    :ilton uiz- Cnda completa /;

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    ra!ti!a +Re!ti$!a%or %e o'%a !o&pleta !o' $ltro !apa!iti,o.

    Este circuito nos ayudara a entender cómo se construyen las fuentes de %D, como

    nos ayuda el capacitor en el circuito, y visualizar la se&al de salida.

    %álculos-V CD=20−08V −.7V −1.55V =19.25V    V  P=(14.2

    2

    √ 2)=20.08V 

    V  Pr=1.27mA

    60 μF ∙120 Hz=0.155V V med=

    2∙20.08 v

    π   =12.78V 

     I d=1.92

    2=0.96mA∴ I d= I d

    2

    = I d3

    = I d4

     I CD=19 .25V 

    10000Ω=1.92m A∴ I CD= I  R

     I med=12.78V 

    10000Ω=1.27m A   Po=(1.97mA ∙19.25V  )=16.2mW 

    f O=2 (60 Hz )=120 Hz

    Se configuran los diodos como puente de diodos para rectificar la corriente y

    obtener una se&al pulsante, después al pasar por el capacitor, se suavizan las

    cadas de las ondas creando una se&al rizada más limpia.

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    Cbservaciones

    *uis Eduardo eyes- +racias al capacitor filtra la energa y provoca una se&al de

    voltae rizado.

    El capacitor almacenaba energa

    :ilton uiz- En este circuito se utilizó un capacitor para filtrar la onda de corriente

    "ue viaa en los diodos, por lo tanto, la se&al será voltae rizado.

    6oltae atreves del capacitor será filtrado.

    Fulio +onzález- En este circuito se ven < fases de la fuente regulada, la

    rectificación y la filtración.

    Se tiene una se&al de salida más directa.

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    3ractica )egulador de tensión

     'nalizaremos el funcionamiento del diodo zener como regulador de tensión, asi

    como su configuración y la se&al de salida.

    %álculos-

    V Th=11.77V (   2200Ω1000Ω+2200 Ω )=8.09V    I  R1=11.77V 

    1000Ω=6.77 mA 

     I  R2

    =5V 

    2200Ω=2.27m A∴ I  R

    2

    = I  L   I Z = I T − I  R2=06.77mA −2.27m A =4.5mA 

     PZ =V Z ∙ I Z =5V ∙4.5m A=0.022mW    Po=9V ∙6.77mA=0.060mW 

     

    Simulador proteus.

    Este circuito se realizó con un

    zener y una fuente de %D par

    "ue el zener polarizado en inve

    con el voltae correcto par

    activación este dea pasar un vregulado por la salida, teniend

     

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    Cbservaciones

    *uis Eduardo eyes- Gue el capacitor y el zener permiten crear la corriente alterna

    en continua.

    :ilton uiz- En este circuito, el zener se utilizó para hacer el cálculo

    correspondiente para la comparación de su capacidad.

    El zener depende de su capacidad, en esta práctica trabaamos con un diodo

    zener de 2v.

    Fulio +onzález- 6emos cómo funciona el diodo zener en inversa si es activado

    pasa el voltae constante regulado.

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    ra!ti!a -ue'te %e ali&e'ta!i/' re0ula%a.

    Este circuito es para conocer el funcionamiento de una fuente de alimentación

    regulada as como la aplicación de los componentes en el y visualizar la salida dese&al.

    %álculos-V CD=20.08V −1.4V =18.5 4V    V  P=14.4V 

      2

    √ 2=20.08V 

    V  R 1=18.54V −5V =13.44V V 

    =5V ∴V  R2  I  R

    1

    =13.4 4V 

    2200Ω =6.10

    m A

     I  R2

    =5 .1V 

    1000Ω=5 .1 A∴ I  R

    2

    = I  L   I Z = I  R1− I  R2=6.10mA −5 .1m A =1mA 

     PZ =V Z ∙ I Z =5 .1V ∙1mA=5.1mW    f o=2 (f i)=120 Hz

    Se utilizaron ) diodos como puente de diodos para rectificar la se&al alterna y

    dear una se&al pulsante la cual fue filtrada por el capacitor haciendo una se&al

    rizada y finalmente fue regulada por el diodo zener, el cual dio el voltae de 2 volts

    para un led ubicado en la carga.

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    Cbservaciones

    *uis Eduardo eyes- El circuito esta mas completo.

    :ilton uiz- %on el zener tenemos su capacidad de 2 v, con una carga /*ED1

    introduciendo carga al circuito pasando por el diodo zener, regulando el voltae de

    ;< vca salida la convierta a 2v después del zener.

     'un"ue hubiera más en la salida por"ue el zener regulada el voltae a 2 volts.

    Fulio +onzález- En esta práctica vemos todas las fases de la fuente regulable, asi

    como los componentes antes usados individualmente.

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    ra!ti!a 1Re!ti$!a%or %e o'%a !o&pleta

    En este circuito se verá cómo se rectifica la corriente alterna por < diodos creando

    una se&al de salida pulsante y utilizando la derivación central del transformador.

    V CD=2∙12.69V 

    π   =6.34 V    V 

     P=(14.1  2√ 2)=19.94V 

     I CD=12.69V 

    2200Ω=2.88mA∴ I CD= I  R   I d=

    2.88mA

    2=1.44mA∴ I d= I d

    2

    = I d3

    = I d4

     Po=(5.76mA ∙12.69V )=73.09m W    f O=2 (60 Hz )=120 Hz

    Este circuito esta hecho por dos diodos "ue permiten solo la se&al positiva

    haciendo una se&al pulsante y utilizando el derivado central los valores de

    corriente y voltae cambian en el circuito.

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    Cbservaciones

    :ilton uiz- la derivación central es una cone?ión e?tra en el bobinado del

    transformador este divide la tensión con dos diodos.

    Fulio +onzález- Hunciona como el puente de diodos utilizando la derivación central

    del transformador pero cambian los valores de volts y amper.

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    Co'!lu*io'e*

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    3ractica <

    3ractica $

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    3ractica )

    3ractica 2

    3ractica 7

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    Bi(lio0ra34a

     'nonimo. /s.f.1. Tecnologia .  Cbtenido dehttp-((III.areatecnologia.com(electronica(diodo#zener.html

    El diodo. /s.f.1. Cbtenido de http-((roble.pntic.mec.es(lop4;7)(archivos(diodo.pdf 

    Fudamentos Diodo.  /s.f.1. Cbtenido de

    http-((tecnologia.iesarzobispolozano.es(descargas(secundaria(Hundamentos

    Diodo.pdf 

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    Co'te'i%oJ8CD!%%JL.......................................................................................................$

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    :'%C 8ELJ%C....................................................................................................2:aterial y e"uipo........................................................................................................@

    3ractica ;#a..........................................................................................................;;

    ectificador de media onda..................................................................................;;

    3ractica ;#b..........................................................................................................;<

    3ractica