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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
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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
Z
=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.......................................................................................................$
CFE8J6CS +EE'*ES DE *' !JD'D.............................................................)
:'%C 8ELJ%C....................................................................................................2:aterial y e"uipo........................................................................................................@
3ractica ;#a..........................................................................................................;;
ectificador de media onda..................................................................................;;
3ractica ;#b..........................................................................................................;<
3ractica