CONEXION SERIE PARALELO

7/21/2019 CONEXION SERIE PARALELO

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CONEXIÓN SERIE – PARALELO CONEXIÓN DE DIODOS

I. OBJETIVO:

- Determinar las características de los circuitos cuando están

conectados en serio o paralelo.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO:

El fenómeno de emisión de luz está basado en la teoría de bandas,

por la cual, una tensión externa aplicada a una unión p-n polarizadadirectamente, excita los electrones, de manera que son capaces de

atravesar la banda de energía que separa las dos regiones.

Si la energía es suficiente los electrones escapan del material en

forma de fotones.

ada material semiconductor tiene unas determinadas

características que ! por tanto una longitud de onda de la luzemitida.

http://www.iearobotics.com/personal/ricardo/articulos/diodos_led/#bandas

http://www.iearobotics.com/personal/ricardo/articulos/diodos_led/#bandas



" diferencia de las lámparas de incandescencia cu!o funcionamiento

es por una determinada tensión, los #ED funcionan por la corrienteque los atraviesa. Su conexión a una fuente de tensión constante

debe estar protegida por una resistencia limitadora.

Teoría de bada!

En un átomo aislado los electrones pueden ocupar determinados niveles

energ$ticos pero cuando los átomos se unen para formar un cristal, las

interacciones entre ellos modifican su energía, de tal manera que cada nivelinicial se desdobla en numerosos niveles, que constitu!en una banda,

existiendo entre ellas %uecos, llamados bandas energ$ticas pro%ibidas, que

sólo pueden salvar los electrones en caso de que se les comunique la energía

suficiente.

En los aislantes la banda inferior menos energ$tica &banda de valencia' está

completa con los e- más internos de los átomos, pero la superior &banda de

conducción' está vacía ! separada por una banda pro%ibida mu! anc%a &( )*e+', imposible de atravesar por un e-. En el caso de los conductores las



bandas de conducción ! de valencia se encuentran superpuestas, por lo que

cualquier aporte de energía es suficiente para producir un desplazamiento de

los electrones.

Entre ambos casos se encuentran los semiconductores, cu!a estructura debandas es mu! semeante a los aislantes, pero con la diferencia de que la

anc%ura de la banda pro%ibida es bastante pequea. #os semiconductores son,

por lo tanto, aislantes en condiciones normales, pero una elevación de

temperatura proporciona la suficiente energía a los electrones para que,

saltando la banda pro%ibida, pasen a la de conducción, deando en la banda de

valencia el %ueco correspondiente.

En el caso de los diodos #ed los electrones consiguen saltar fuera de la

estructura en forma de radiación que percibimos como luz &fotones'.

omposición de los #eds

• #ed oo

/ormado por 0a1 consiste en una unión p-n obtenida por el m$todo de

crecimiento epitaxial del cristal en su fase líquida, en un substrato.

#a fuente luminosa está formada por una capa de cristal p unto con un

compleo de 2n3, cu!a máxima concentración está limitada, por lo que su

luminosidad se satura a altas densidades de corriente. Este tipo de #ed

funciona con baa densidades de corriente ofreciendo una buena luminosidad,

utilizándose como dispositivo de visualización en equipos portátiles.

El constituido por 0a"s1 consiste en una capa p obtenida por difusión de

2n durante el crecimiento de un cristal n de 0a"s1, formado en un substrato

de 0a"s, por el m$todo de crecimiento epitaxial en fase gaseosa.

"ctualmente se emplea los #ed de 0a"l"s debido a su ma!or luminosidad.

El máximo de radiación se %alla en la longitud de onda 44* nm.

• #ed anaranado ! amarillo



Están compuestos por 0a"s1 al igual que sus %ermanos los roos pero en

este caso para conseguir luz anaranada ! amarilla así como luz de longitud de

onda más pequea, lo que %acemos es ampliar el anc%o de la 5banda

pro%ibida6 mediante el aumento de fósforo en el semiconductor.Su fabricación es la misma que se utiliza para los diodos roos, por crecimiento

epitaxial del cristal en fase gaseosa, la formación de la unión p-n se realiza por

difusión de 2n.

omo novedad importante en estos #eds se mezcla el área emisora con una

trampa isoelectrónica de nitrógeno con el fin de meorar el rendimiento

• #ed +erde7

El #ed verde está compuesto por 0a1. Se utiliza el m$todo de crecimiento

epitaxial del cristal en fase líquida para formar la unión p-n.

"l igual que los #eds amarillos, tambi$n se utiliza una trampa isoelectrónica de

nitrógeno para meorar el rendimiento. Debido a que este tipo de #ed posee

una baa probabilidad de transición fotónica, es importante meorar la

cristalinidad de la capa n. #a disminución de impurezas a larga la vida de losportadores, meorando la cristalinidad.

Su máxima emisión se consigue en la longitud de onda 888 nm.



III. E"UIPOS# INSTRUMENTO $ MATERIALES:

- 9na fuente de "limentación.

- 9n protoboard



- esistor de carbón de ::*; )<=>

- ?ultitester Digital @?-):8 &@EA'.

- inco Diodos #ED7 : de color oo, ) "marillo, ) +erde.



IV. PROCEDIMIENTO:

- ?edir con el o%mímetro los valores de los resistores que van a

utilizar.- onectar los tres diodos en serie además en serie un resistor de

carbón de ::*; para evitar que los diodos se quemen.

ircuito BC)

- egular la fuente E de tensión a )*+, medir la corriente en el

circuito, ! el valor de la tensión en cada diodo ! anótelos en la



@abla *). +erificar, si se cumple la respectiva suma de tensiones

en el circuito en serie.

V 1=V

R+V

D 1+V

D2+V

D3

- oloque los #ED en paralelo &asegurase que cada diodo tenga, si

es posible, un resistor de disipación de corriente'

ircuito BC

- ?ida los valores de la corriente en cada diodo ! anótelo en la

@abla *.

I T = I

1+ I

2+ I

3

- Saque del circuito un #ED FGu$ sucede con el resto del circuitoH

Fuál es el valor de la corrienteH

#a corriente aumenta debido a que al sustraer un diodo #ED la resistencia

aportada por este se pierde lo cual genera que la intensidad en los demás

diodos aumente. Este se puede notar de forma visual al ver que los demás #EDtienen una ma!or intensidad lumínica.

D"@3S EI1EJ?EB@"#ES7

D J &m"' + &+'#ED oo ).K ).LK8



)#ED

"marillo ).K ).K*8

#ED

: +erde ).K :.)4* - ).K .:L*

@abla *)

D J &m"' + &+'#ED

)oo ).88 ).K*

#ED

oo .4* ).K*

#ED

:oo ).:* ).K*

- 4.)8 M.::@abla *

V. CUESTIONARIO

). Fuál es la máxima corriente que pueden soportar los #EDH

#os diodos #ED puede soportar corrientes %asta de *m", normalmente

se suelen usar valores de )8m" para alargar la vida Ntil del #ED.Existen #ED que pueden soportar una intensidad de corriente ma!or por

muc%o mas tiempo esto va a depender del color de estos.

. Fómo evitas que el #ED no soporte más de la corriente permitidaH

"plicando la le! de 3%m, la cual nos dice que +OJ.



esistencia O &@ensión Patería - aída @ensión #ED' < Jntensidad del #ED

Eemplo de cálculo para #ED "zul "lta #uminosidad &aída de @ensión de

:,= + e Jntensidad de uso )8m"'

esistencia O &):,= + - :,= +' < )8 m" O 444 3%mios &*,4 Q 3%mios'

esistencia para * m" &intensidad máxima'7

esistencia O &):,= + - :,= +' < * m" O 8** 3%mios &*,8 Q 3%mios'

:. FSe puede %ablar de la intensidad de corriente sin que exista voltaeHFSe puede %ablar de voltae sin que exista intensidad de corrienteH

Sí se puede %ablar de tensión &voltae' sin intensidad de corriente, pero

lo inverso no es posible. @odo esto se basa en la le! de 3%m, se explica

porque7

El voltae puede definirse como una diferencia de potencial entre dos

puntos cualesquiera de un circuito el$ctricoR es la tensión el$ctrica &+'.

En cambio, la intensidad el$ctrica &"' se define como la cantidad de

electrones que recorre porque el conductor por unidad de tiempo en

otras palabras es el fluo por unidad de tiempo a trav$s de un material.

1or le! de 3%m, podemos afirmar que la intensidad &J, en amperes' es

directamente proporcional a la tensión &+, en voltios' e inversamente

proporcional a la carga &, en o%ms'7

+OJ

De aquí se deduce que si la tensión + es cero, tambi$n lo será la

intensidad el$ctrica &J'R entonces, no podemos %ablar de intensidad &de

fluo de corriente el$ctrica' sin diferencia de potencial &E'.

En cambio, cuando medimos una tensión &una diferencia de potencial

entre dos puntos', suponemos que la resistencia el$ctrica del voltímetro



tiende a ser un valor infinito &no es así en la realidad, pero puede

acercarse muc%o a ese ideal'R entonces sí podemos %ablar de voltae

&en tanto que capacidad el$ctrica potencial' sin que %a!a corriente

el$ctrica entre los dos puntos que se realiza la medición, !a que el valor de &en este caso, la resistencia interna del voltímetro' tiende a ser

infinito.

En resumen7 el voltae es una expresión de la capacidad potencial

&teórica' de un dispositivo el$ctrico para producir que flu!a una corriente

a trav$s de una cargaR puede %aber voltae sin corriente, pero no

corriente sin voltae.

=. FGu$ pasa si es que se conecta un instrumento de medida con la

polaridad invertidaH "nalice los dos casos &"nalógico ! Digitales'

Si el instrumento analógicos es de bobina mobil esto quiere decir que es

un pequeo motor, la polarización inversa %ace que #a agua se mueva

en sentido contrario, lo que podria producir un dao al instrumento, este

tipo de instrumentos miden corr continua, por supuesto debemos invertir

las puntas de prueba . En los instrumentos digitales, la polarización

invertida se muestra en el displa! con el signo negativo con ninguna

consecuencia para el instrumento.

8. FGu$ es un cortocircuitoH Aaga un esquema del mismo. Ae ilustre con

eemplos reales dic%a situación.

Es un fenómeno el$ctrico que se produce accidentalmente por contacto

entre los conductores de diferente potencial ! suele producir una

descarga. @ambi$n se puede describir como la conexión directa entre un

terminal positivo con el negativo de la misma fuente de tensión.



9n cortocircuito como mencionamos antes es la conexión directa entre

ambos terminales, tambi$n puede venir al caso que la resistencia entre

estos sea mu! pequea ! genere grandes valores de intensidad decorriente.

4. FGu$ es un circuito abiertoH Aaga un esquema del mismo. Ae ilustre

con eemplos reales dic%a situación.

9n circuito abierto es un circuito en el que la fuente de energía existente

no produce una fuerza suficiente para vencer la resistencia del circuito

dic%o sea la resistencia es mu! grande, por ende no flu!e la corriente a

trav$s de el.



M. FGu$ sucedería si se conecta en serie una resistencia mu! grande )

O x)*T= ; con una resistencia mu! pequea O ) ;H FU qu$

sucedería si se conectan estos resistores en paraleloH

Si aplicamos las ecuaciones correspondientes en ambos casos &las

cuales %emos aprendido en clase ! se %an especificado en laboratorios

anteriores', tenemos7- 1ara el primer caso la resistencia va a existir un pequeo

incremento en la resistencia, al sumarse ****V), la variación es

tan pequea que en la práctica no %ace diferencia.- En el segundo caso pasa lo mismo pero en vez de %aber un

pequeo incremento %a! una pequea atenuación del valor de laresistencia al sumar inversamente los valores tenemos que

disminu!e de manera poco significativa, el valor total se aproxima

a )o%mnio.L. En el circuito de la figura adunta, determine la tensión del generador,

sabiendo que la tensión entre los resistores de =* W; es de * +.



@rabaando los datos con las teorías ! conceptos aprendidos en clase decimos

que7 al ser dos resistencia en paralelo se obtiene la resistencia equivalente de

* o%mnios, luego aplicando le! de o%m una intensidad de corriente de )m" la

cual circula en la primera malla. Si se aplica el m$todo de ma!as fácilmente se

obtiene para la fuente un valor aproximado de =+.

3B#9SJ3BES7- 1ara los diodos #ED entre ma!or es el valor de la resistencia, menor es

intensidad de corriente por lo tanto ma!or duración ! poco intensidad

lumínica, para un valor con resistencia pequeo la intensidad con la que

brille es ma!or el paso de corriente tambi$n pero su vida Ntil se acorta

&todo esto claro esta son valores de los resistores dentro de los

márgenes que nos permite los #ED'.- 1ara un circuito el$ctrico si el valor de la resistencia es mu! pequeo

este generara una gran intensidad de corriente por tanto un cortocircuito, pero si es mu! grande el fluo de corriente tiende a ser nulo en

otras palabras un circuito abierto.

PJP#J30"/X"7

Po!lestad, . #. &**='. Jntroduccion al analisis de circuitos electricos. 1rentice

Aall.



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Aarper, E. &)KK='. /undamentos de Electricidad7 Dispositivos ! ircuitos en

.. ?exico7 limusa.

as%id, ?. A. &**='. Electrónica de potencia7 circuitos, dispositivos !

aplicaciones. 1rentice Aall.

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