4. Explique el funcionamiento de un optoacoplador, destacando los elementos lo componen y el propósito de su uso. Enuncie algunas aplicaciones prácticas de este dispositivo.

Tiene una salida de luz (LED) y una entrada de luz, que detecta cuando recibe la luz del LED, cuando esta rebota contra alguna superficie (fotodetector). Como ves es similar al transistor, pero en lugar de corriente con luz.

Cuando le llega una señal eléctrica a los dos extremos del LED (emisor) este emite una señal luminosa, que recibe el receptor o detector. Este al recibir esta señal luminosa genera en sus bornes (patillas) una tensión eléctrica, que será la tensión de salida.

 Como vemos cuando le llega una tensión a la entrada se genera una  luz y al recibirla el detector este genera una tensión de salida. Es como un interruptor. Si no llega luz al detector el interruptor estará abierto, si le llega luz del led el interruptor sería cerrado.

Podría estar el led encendido pero no llegarle luz al detector por qué no rebota en ninguna superficie. El interruptor estaría abierto por qué no se produce tensión a la salida.

El propósito de uso del optoacoplador 4N35 formado por un LED y un

fototransistor. La tensión de la fuente de la izquierda y la resistencia en serie

establecen una corriente en el LED emisor cuando se cierra el interruptor S1. Si

dicha corriente proporciona un nivel de luz adecuado, al incidir sobre el

fototransistor lo saturará, generando una corriente en R2. De este modo la tensión

de salida será igual a cero con S1 cerrado y a V2 con S1 abierto.

Si la tensión de entrada varía, la cantidad de luz también lo hará, lo que significa

que la tensión de salida cambia de acuerdo con la tensión de entrada. De este

modo el dispositivo puede acoplar una señal de entrada con el circuito de salida,

aunque hay que tener en cuenta que las curvas tensión/luz del LED no son

lineales, por lo que la señal puede distorsionarse. Se venden optoacopladores

especiales para este propósito, diseñados de forma que tengan un rango en el que

la señal de salida sea casi idéntica a la de entrada.

La ventaja fundamental de un optoacoplador es el aislamiento eléctrico entre los

circuitos de entrada y salida. Mediante el optoacoplador, el único contacto entre

ambos circuitos es un haz de luz. Esto se traduce en una resistencia de

aislamiento entre los dos circuitos del orden de miles de MΩ. Estos aislamientos

son útiles en aplicaciones de alta tensión en las que los potenciales de los dos

circuitos pueden diferir en varios miles de voltios.

Imagen de optoacoplador

Malvino, Albert Paul (2000). Principios de Electrónica. McGraw-Hill/Interamericana de España,S. A. U.

https://es.wikipedia.org/wiki/Optoacoplador

5. De forma breve explique el funcionamiento de un transistor como amplificador de señales. Enuncie otras aplicaciones de este dispositivo.

 Un transistor es un componente que tiene, básicamente, dos funciones:

   - 1. Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una PEQUEÑA señal de mando. Como Interruptor. Abre o cierra para cortar o dejar pasar la corriente por el circuito.

   - 2. Funciona como un elemento Amplificador de señales. Le llega una señal pequeña que se convierte en una grande.

   Pero el Transistor también puede cumplir funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.

   Veamos cómo funciona un transistor.

 Funcionamiento del Transistor

   Un transistor puede tener 3 estados posibles en su trabajo dentro de un circuito:

   - En activa: deja pasar más o menos corriente.

   - En corte: no deja pasar la corriente.

   - En saturación: deja pasar toda la corriente.

   Para comprender estos 3 estados lo vamos hacer mediante un símil hidráulico que es más fácil de entender.

   Lo primero imaginemos que el transistor es una llave de agua como la de la figura. Hablaremos de agua para entender el funcionamiento, pero solo tienes que cambiar el agua por corriente eléctrica, y la llave de agua por el transistor y ya estaría entendido (luego lo haremos). Empecemos.

En la figura vemos la llave de agua en 3 estados diferentes. Para que la llave suba y pueda pasar agua desde la tubería E hacia la tubería C, es necesario que entre algo de agua por la pequeña tubería B y empuje la llave hacia arriba (que el cuadrado de líneas suba y permita el paso de agua). En el símil tenemos:

   B = base

   E = Emisor

   C = Colector

   - Funcionamiento en corte: si no hay presión de agua en B (no pasa agua por su tubería), la válvula está cerrada, no se abre la válvula y no se produce un paso de fluido desde E (emisor) hacia C (colector). La válvula está en reposo y no hace nada.

   - Funcionamiento en activa: si llega (metemos) algo de presión de agua por la base B, se abrirá la válvula en función de la presión que llegue, comenzando a pasar agua desde E hacia C.

   - Funcionamiento en saturación: si llega suficiente presión por B se abrirá totalmente la válvula y todo el agua podrá pasar desde el emisor E hasta el colector C (la máxima cantidad posible). Por mucho que metamos más presión de agua por B la cantidad de agua que pasa de E hacia C es siempre la misma, la

máxima posible que permita la tubería. Si metiéramos demasiada presión por B podríamos incluso estropear la válvula.

Como ves una pequeña cantidad de agua por B permite el paso de mucho más agua entre E y C (amplificador).

   ¿Entendido? Pues ahora el funcionamiento del transistor es igual,  pero el agua lo cambiamos por corriente eléctrica y la llave de agua será el transistor.

http://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/EL%20TRANSISTOR.htm

Otras aplicaciones de estos dispositivos pueden ser:

Amplificadores de Potencia y amplificadores Sintonizados.