Diario de Campo Electronica

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR “EL ORO”

Lunes 3 de agosto del 2015

ELECTRONICA BASICA

Tres ecuaciones de potencia, se las utiliza para encontrar la potencia

eléctrica en cada resistencia

P=V . I [W ]

P=V 2

R[W ]

P=I 2 .R [W ]

R1

1k

R2

2.2k

R33.3kR4

1.1k

FUENTE36V

R=1.1k (2.2k+3.3k )

1.1k+(2.2k+3.3k )

R=1112

k

R=0.917

ℜ=2.2k+3.3k

ℜ=5.5k

R1

1k

R41.1k AC Volts

+18.9

AC

Vol

ts

+17

.1

FUENTE36V


V 1112

k=11/12 k1k

.36 v

V 1112

k=17.22v

36 v−17.22=18.78

R1

1k

R2

2.2k

R33.3k

R41.1k AC Volts

+17.2

AC Volts

+10.3

AC

Vol

ts

+18.

8

AC

Vol

ts

+6.8

9

mA

+18.8

FUENTE36V

P=V 2

R[W ]

P=353.06 mW

P=V 2

R[W ]

P1.1=¿¿

P1.1=269.25mW

P=V 2

R[W ]

17.21v−10.33 v=6.88V

P=¿¿

P=21.51mW

P=V 2

R[W ]

PR3=¿¿¿

P=32.33mW

V3.3k=¿ 3.3k

2.2k+3−3.3k.17.22 ¿

V 3.3k=¿ 10.33V ¿

V 11

12k=11/12 k

1k.36 v

V 1112

k=17.22v

Potencia Total

Ptotal=(353.06+269.25+21.51+32.33)mW

Ptotal=676.15

Comprobación

P=V . I [W ]P=36 v .18.79mA

P=676.15mA

Martes 4 de agosto del 2015


ELECTRONICA BASICA

Ejemplo 1

VF

V1 V2

V3

VF−V 1−V 2−V 3=0

∑ demallaVF=V 1+V 2+V 3

Formula

∑n=0

n

Vn=0

Malla: La corriente es la misma para cualquier dispositivo.

Ejercicio 1

VR2=En funcional VF y a R1 y r 2

VF

R1

R2

LVK LCK

Ley de Voltaje

del señor “Kirchhoff

”

Ley de Corriente del señor “Kirchhoff

”


VR2=VF−VR1

VR2=VF−I . R1

VR 2=VF− VFR1+R2

.R1

Factor comun

VR 2=VF (1− R1R1+R2 )

VR 2=VF (R1+R2−R1R1+R2 )

Particionde voltaje

VR 2= R2R1+R2

.VF

VR= R2R2+R1

VF

I= VFR1+R2

(A )

Nodo: Es un punto de conexión de 2 o más elementos en un circuito

i1+i 2=i 4+ i3

i1+i 2−i 4−i3=0

∑n=0

n

Vn=0

Ejercicio 2

Cuanto es la intensidad de R2

i 1

i 2

i 4 i 5

VFR24kiR2

R1

3k


IF

VoR1Vo

R210kiR2

iR2=¿ R1; R2 y iF

iR1= VoR1

iR= VoR2

∑n=0

n

¿=0

iF=iR1+iR2

iR2=iF−iR 1

Reemplazo

iR2=iF− VoR1

iR2=iF− iR2. R2R1

Factor Común

iR2( 1+R2R1 )=iF

iR2( R1+R2R1 )=iF

Partidor de voltaje

iR2= R1R1+R2

. iF

Ejercicio 3

Vout= 4V


Voltaje?

VR1= R2R1+R2

.VF

DespejamosVF

VF=VR 2.( R1+R2R2 )

VF=4 .( 8K+4 K4 K )

VF=12V

Potencia?

iR2=VoutR2

iR2=4V4k

iR2=1m A

PF=V F . IF

PF=12V .1mA

PF=12mW

Ejercicio 1

Ecuacion

i R1=iR2


I 0=6

2k=3mA

I 2=6

1k+2k=2mA

B.-LCK

I 1=I 0+ I 2=3mA+2mA=5mA

LVK:

V=I 1 (3k )+V 0

V=5mA (3k )+6

V=21V

Ley de Ohn

I= V7k

= 217k

=3mA

A.-LCK

I S=I+ I 1

I S=3mA+5mA

I S=8mA

Corrección del Examen

Ejercicio 1


I 1=V 1

10 k= 5

10k=1

2mA

Req= (6k≪3k )+10k

Req=12k

I 1=( 4 k4k+12k ) . I s

I s=I 1

( 4 k4k+12k )

=

12mA

( 4 k4k+12k )

I s=2mA

Corrección del Examen

Ejercicio 2


I 1=V 1

4k= 12

4k=3mA

V 1=( 4k4k+2k )V=¿ (3mA ) (4 k )=18V

V= 124k

4 k+2k

=18 v

Req= (4 k+2k )≪6k

Req=3k

V=( 3k3k+2k )V s

V s=183k

3k+2k

=30V

V S=30V


DIODO

El diodo es un dispositivo de semiconductor compuesto por una unión P-N, es un material extrínseco que adquiere unas propiedades especificas dependiendo del dopado o las impurezas que han sido añadidas a un configuración molecular, en la parte práctica es utilizado en el área de la electricidad con el objetivo de modificar diferentes señales de voltaje, regular el voltaje, emitir luz y muchas otras aplicaciones que no se abarcan en este informe. El diodo que se utilizará es el “rectificador” este tiene una curva característica como la que muestra en la siguiente imagen:

Los parámetros característicos visualizados en el gráfico son:

La tensión de ruptura Vz, a la cual se verifica el efecto avalancha; en correspondencia de dicha tensión se tiene un rápido incremento de la corriente que, si no se limita correctamente, provoca la destrucción del diodo;

La tensión de umbral Vu, a la cual el diodo comienza a conducir considerablemente; para valores de tensión de polarización directa superiores a éste, la corriente crece rápidamente.

En la polarización directa, la corriente puede expresarse mediante la ecuación: I


ID¿ Io (eῃVT −1)

Donde Es

Io Corriente inversa o saturación

ῃ

Constante que depende del semiconductor

T Temperatura en grados Kelvin

V Voltaje

En la ecuación se observa que la corriente que circula a través de un diodo es función no sólo de la tensión de alimentación, sino también dela temperatura.

El símbolo gráfico del diodo se muestra en la figura siguiente:

Rectificador de media onda

Se ha visto que un diodo conduce sólo si se polariza directamente; por lo tanto, alimentando un diodo con tensión alterna, es fácil verificar que sólo la media onda positiva provocará en el circuito una circulación de corriente,


dado que la componente negativa se cortará. El circuito más sencillo que utiliza el diodo como rectificador se muestra en la siguiente imagen:

La corriente circula por el circuito durante medio período (duración de una media onda) y produce en los extremos de la resistencia de carga una media onda positiva de tensión.

El valor medio Vm de la tensión rectificada en la carga R está dado por:

Y el valor eficaz esta dado por:

Rectificador de onda completa

El rectificador de media onda descrito en la lección anterior, presenta valores medios y eficaces de tensión rectificada no satisfactorios, especialmente en el caso en el cual la carga absorba una potencia bastante elevada.

En este caso se necesita un rectificador de onda completa, en el cual la media onda negativa no se corte sino que se invierta.

Si se dispone de un transformador de toma central, se puede realizar un rectificador de onda completa con el circuito que se muestra en la figura:

Este circuito rectificador requiere que las tensiones presentes en los ánodos de los dos diodos estén desfasadas 180° entre sí.

El valor medio Vm de la tensión rectificada está dado por:

El valor eficaz está dado por:

Vm = VM / π

VRMS = VM / 2

Vm = 2VM / π

VRMS = VM / √2


Otra solución circuito que permite rectificar las dos medias ondas de una fuente de alimentación alterna es el puente de Graetz, cuyo circuito se muestra en las figura siguiente.

El puente de Graetz consta de 4 diodos, en lugar de 2 como en el caso anterior; sin embargo, presenta la ventaja de no requerir el transformador de toma central.


Durante la media onda positiva conducen los diodos D2 y D4, mientras que durante la media onda negativa conducen los diodos D1 y D3.

Se puede observar que la corriente en la carga RL tiene siempre el mismo

sentido, debido a la rectificación de la media onda negativa.

TRANSISTOR

El transistor es un dispositivo de tres terminales -emisor, colector y base-, que, atendiendo a su fabricación, puede ser de dos tipos: NPN y PNP. En la figura 1 se encuentran los símbolos de circuito y nomenclatura de sus terminales. La forma de distinguir un transistor de tipo NPN de un PNP es observando la flecha del terminal de emisor. En un NPN esta flecha apunta hacia fuera del transistor; en un PNP la flecha apunta hacia dentro. Además, en funcionamiento normal, dicha flecha indica el sentido de la corriente que circula por el emisor del transistor.

Tensiones y corrientes en el transistor

En general se definen una serie de tensiones y corrientes en el transistor, como las que aparecen en las figuras 2 y 3. Esta definición es la que se usará a lo largo del presente cuadernillo y sigue una representación física de las mismas (pues en funcionamiento normal todas las corrientes y tensiones definidas son positivas). Existen otras formas de indicar dichas tensiones y corrientes, aunque no se tratarán aquí.


Configuración base común

En estos tipos de montajes en los que la entrada de señal a amplificar y la salida amplificada se toma con respecto a un punto común, en este caso el negativo, conectado con el emisor del transistor. Este circuito nos ayudará a comprender el funcionamiento de un transistor tipo NPN.

Participemos de la base del conocimiento del circuito eléctrico interior del transistor NPN, y de sus polarizaciones. Se puede decir que un transistor NPN es básicamente un circuito hecho con dos diodos conectados en oposición y con una toma intermedia, de la forma que vemos en la figura.

Ecuación del transistor

La intensidad del colector es igual al beta por la intensidad de la base

Ic=B.IB Variable independiente.


Beta es la ganancia del transistor y una cantidad adimensional.

Conceptos claves

Adimensional= es aquella que no tiene dimensión o magnitud de medidas

La cantidad beta varía según el transistor de 40 a 2000.

El beta del transistor 2n3904 es 200.

Mientras más corriente exista en la base más corriente habrá en el colector y viceversa

Caída de voltaje: 0.7v

IE=IB+IC IE=IB (B+1)

IB IC

IB IC


Ondas periódicas: cuadrada, triangular y sinusoidal; valores característicos de amplitud y tiempo.

Las señales periódicas son aquellas señales cuyos valores se repiten a intervalos iguales de tiempo en el mismo orden, o sea:

A=AmplitudF=Frecuencia(Herz )T=Tiempo (Periodo)

Los generadores de señales o generadores de formas de onda disponibles comercialmente suministran varias formas típicas de ondas: a) sinusoidales b) triangulares c) cuadradas d) pulsos TTL , dientes de sierra, etc. Permitiendo la selección del valor pico o amplitud máxima y el período o frecuencia de la onda.

Ondas Cuadradas:

Se conoce por onda cuadrada a la onda de corriente alterna (CA) que alterna su valor entre dos valores extremos sin pasar por los valores intermedios (al contrario de lo que sucede con la onda senoidal y la onda triangular, etc.)

F ( t )=A sen (w t )=A sen (2π f t )


Ondas Triangulares :

La onda triangular es un tipo de señal periódica que presenta unas velocidades de subida bajada (Slew Rate) constantes. Lo más habitual es que sea simétrica, es decir que, los tiempos de subida y bajada son iguales.

La onda triangular tiene un contenido en armónicos muy bajo, lo que concuerda con su parecido a una onda senoidal. Tanto matemática como físicamente se puede obtener integrando en el tiempo una onda cuadrada: los niveles constantes alto y bajo de dicha onda se convierten en las pendientes (constantes) de los flancos de subida y bajada de onda triangular.

Las ondas triangulares tienen aplicaciones destacadas, como son: Generación de señales sinusoidales. Se generan ondas sinusoidales

conformando la señal triangular con redes de resistencias y diodos. Es el método habitual para producir sinusoides en los generadores de funciones de baja frecuencia (hasta unos 10 MHz).

Generación de barridos. En los tubos de rayos catódicos, se aplican tensiones triangulares asimétricas (diente de sierra) a las placas deflectoras, en el caso de osciloscopios, o corrientes de la misma forma a las bobinas deflectoras, en el caso de monitores de televisión, pantallas de ordenador, etc.

Osciladores. Como la relación entre el tiempo y la amplitud de una onda triangular es lineal, resulta conveniente para realizar osciladores controlados por tensión, comparando su nivel con la tensión de control.

Ondas Sinusoidales:

También llamada Senoidal. Se trata de una señal analógica, puesto que existen infinitos valores entre dos puntos cualesquiera del dominio. La onda describe una curva continua y es la gráfica de la función matemática seno.

Este tipo de ondas son vistas en la Corriente Alterna, puesto que en ésta, la dirección del flujo eléctrico cambia constantemente en el tiempo, y cada


uno de estos cambios es representado en la gráfica por un ciclo, puesto que se considera que la carga va aumentando hasta llegar a su máximo, luego disminuye hasta cero y da paso al siguiente sentido.

Valores característicos de amplitud y tiempo:a) Valor de cresta o pico o máximo: Vm o Vp. Es la magnitud máxima

que toma la función en un instante de tiempo particular.

b) Valor pico a pico o cresta a cresta: Vpp. Es la magnitud de la señal desde su amplitud mínima o negativa (-Vm) hasta su amplitud máxima o positiva (+Vm). Para una señal simétrica el valor pico a pico es el doble del valor máximo.

c) Valor medio (Amed): Como en una señal sinusoidal el semiciclo positivo es idéntico al negativo, su valor medio es nulo. Por eso el valor medio de una onda sinusoidal se refiere a un semiciclo. Además representa la media aritmética de los valores que toma la onda en un periodo.

Valor eficaz o valor RMS: Se utiliza mas a menudo para descubrir forma de ondas de señales eléctricas debido a que el valor medio de ondas periódicas simétricas es cero, y ciertamente este valor no sumista información útil de las propiedades de una señal. Su importancia se debe a que este valor es el que produce el mismo efecto calorífico que su equivalente en corriente continua. El valor eficaz en síntesis es el valor medio cuadrático; es decir, la raíz cuadrada del valor medio de la función al cuadrado, en un periodo y el igual al valor pico

ELECTRÓNICA BÁSICA

Ejercicio 1

F (t )=10 sen(180 t)

Formula

F ( t )=A sen (wt )=Asen (2πFt )

Desarrollo


Amplitud de laOnda

W=180

2πF=180

F=1802π

=28,64 HZ

F=28,64 Hz

Periodo

T= 1F

T= 128,64 Hz

=34,9ms

T=34,9ms

T V SGrados

36 00=¿34,91ms

27 00=¿26,18ms

18 00=¿17,45ms

9 00=¿8,7ms

Ejercicio 2

Hidroeléctrica paute

Ecuación de la Hidroeléctrica paute sen(2 π )

H . paute=60Hz

w=2 π .60 Hz=376,99radseg

w=376,99radseg

F ( t )=A sen (376,99 t )


T=16,666ms

Circuito rectificador de onda completa con puente de diodos

Este circuito (figura 1) utiliza 4 diodos en configuración de puente para la rectificación de onda completa.

Figura 1

El análisis se realiza por separado para cada semiciclo de la señal de entrada Vi a fin de determinar la salida Vo en cada caso.


Tomando el modelo ideal del diodo, las figuras 2 y 3 muestran el comportamiento del circuito para los semiciclos positivos y negativos de Vi, respectivamente.

Figura 2

Figura 3

La figura 1 muestra la inversión de los semiciclos negativos para igualarlos a los semiciclos positivos.

Se observa de las figuras 2 y 3 que sólo dos diodos trabajan en cada semiciclo, a diferencia de los circuitos rectificadores anteriores. Del análisis de este circuito rectificador se concluye:

Vo = Vi para Vi > 0 Vo = -Vi para Vi < 0

Por tanto las gráficas para la señal Vo(t) y la curva de transferencia Vo vs. Vi son semejantes a las figuras 14 y 15 del rectificador de onda completa con transformador de toma central.


SEÑALES EN EL TIEMPO

Las ondas periódicas son aquellas ondas que muestran periodicidad respecto del tiempo, esto es, describen ciclos repetitivos.

El voltaje a través de un condensador 2-F está dada por la forma de onda en la Fig. 1 Encontrar la forma de onda para la corriente en el condensador.

Pendientedeunarecta Ecuacionde larecta


m=y2− y1

x2−x1

m=0−120−20

=1220

=35

m=35

y− y1=m(x−x1)

y−0=35(x−0)

y=35t

P1(20 ;12)

0< t<20

Pendientedeunarecta

m=y2− y1

x2−x1

m=−12−1230−20

=−2410

=−125

m=−125

Ecuacionde larecta

y− y1=m(x−x1)

y−12=−125

( x−20 )

y=−125

( x−20 )+12

y=−125

t+48+12

y=−125

t+60

P1(20 ;12)

P2(30 ;−12)

20<t<30

Pendientedeunarecta

m=y2− y1

x2−x1

m=0−(−12 )50−20

=1220

=35

m=35

Ecuacionde larecta

y− y1=m(x−x1)

y− (−12 )=35

( x−30 )

y=35

(x−30 )−12

y=35t+18+12

y=35t+30

P2(30 ;−12)

P3(50 ;0)

30<t<50

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