LABORATORIO 1

HEIDY DANIELA YAGUE

NATALIA ANDREA ORTIZ

GRUPO 13

LUIS ENRIQUE HERNANDEZ

BOGOTA D.C

19 DE MARZO DEL 2014

INTRODUCCION

En el siguiente trabajo daremos a conocer los diferentes tipos de circuitos los cuales existen para poder manejar la capacidad eléctrica en diferentes campos, también para hallar una corriente eléctrica fluida y disfunción a todo ser humano para sus facilidades, ya que a sido declarada importante en nuestra vida cotidiana

Hay diferentes tipos de circuitos abiertos y cerrados, los cuales nos permiten hallar la corriente, el voltaje y la potencia de este

Un circuito pasivo o lineal queda determinado por la conexión de dos o más componentes como resistencias, inductores, capacitores o fuentes; contiene al menos una trayectoria cerrada y puede analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento tanto en corriente continua como en corriente alterna.

OBJETIVOS

OBJETIVO ESPECIFICO

Comprender como se comportan los diodos en el circuito teniendo dos voltajes uno de entrada y otro de salida con un mismo valor de resistencia, además cómo se observa el voltaje del circuito en una onda cuadrada

OBJETIVO GENERAL

Relacionar lo visto anteriormente en trigonometría con un circuito ya sea paralelo y serie

Tener en cuenta términos como amplitud, frecuencia, oscilación para poder entender el tema

Observar por medio del osciloscopio como podría variar las ondas, pueden ser: senoidales, cuadradas, triangulares entre otras.

Saber medir con el circuito, voltaje, intensidad y el valor de la resistencia.

MATERIALES

DIODOS

RESISTENCIAS(220Ω)

HILO CONDUCTOR

2 FUENTES DE ENERGIA

MULTIMETRO

OSCILOSCOPIO

MARCO TEORICO

DIODOS

Un diodo semiconductor de estado sólido consta de dos partes, formadas por cristales de silicio (Si) de diferente polaridad. Un cristal de silicio en estado puro constituye un elemento químico tetravalente por estar compuesto por átomos de valencia +4, pero para obtener dos cristales semiconductores de polaridad diferente es necesario “doparlos” durante el proceso de producción del diodo, añadiéndole a la estructura molecular de cada uno de esos cristales cierta cantidad de impurezas pertenecientes a átomos de otros elementos químicos (también semiconductores), pero de valencias diferentes para cada una de las partes que formarán el diodo, con sus correspondientes polaridades.

Para fabricar un diodo, primeramente uno de los cristales de silicio se dopa añadiéndole, como impureza, un elemento químico de valencia +3 (trivalente) como el galio (Ga), por ejemplo. Al final del proceso se obtiene un semiconductor “tipo-p”, con polaridad positiva (P), que presentará defecto o falta de electrones en la última órbita de los átomos de galio añadidos como impurezas. En esas órbitas se formarán “huecos” en aquellos lugares que debían estar ocupados por los electrones faltantes.

A continuación, el otro cristal de silicio, que inicialmente es igual al empleado en el proceso anterior, se dopa también durante el proceso de fabricación del diodo, pero añadiéndole esta vez impurezas pertenecientes a átomos de otro elemento químico también semiconductor, pero de valencia +5 (pentavalente) como, por ejemplo, antimonio (Sb). Una vez finalizado este otro proceso de dopado se obtiene un semiconductor “tipo-n”, con polaridad negativa (N), caracterizado por presentar exceso de electrones libres en la última órbita de los átomos de antimonio añadidos como impurezas

POLARIZACION DEL DIODO

Los diodos semiconductores, al igual que ocurría con las antiguas válvulas termoiónicas, actúan de forma similar al funcionamiento de una válvula hidráulica del tipo anti retorno

Válvula anti retorno. La flecha estampada en su cuerpo metálico. Indica el único sentido en que puede circular el fluido cuando se. Conecta a un circuito hidráulico. Arriba la flecha azul identificada. Como “A” señala el sentido de circulación permitido. Abajo la. flecha roja identificada como “B” muestra que si el fluido. Hidráulico una vez que ha pasado a la parte izquierda de la válvula. Intenta ir hacia atrás por el mismo camino, no podrá hacerlo porque. en ese sentido contrario al normal se encontrará bloqueada la. Entrada de la válvula Cuando se instala una válvula anti retorno en un circuito hidráulico, el fluido sólo puede circular en un sentido, porque se bloquea en sentido inverso, ya que en ese caso su mecanismo interno se cierra automáticamente. De forma similar, para que la corriente eléctrica pueda fluir a través de un diodo, es necesario polarizarlo “directamente”. Para ello el polo negativo (–) de la batería o fuente de fuerza electromotriz se conecta al cátodo “K” o parte negativa (N) del diodo, mientras que el polo positivo (+) de la propia batería se conecta al ánodo “A” o parte positiva (P) del propio diodo.

En la parte superior de esta figura se representa el esquema de un. Diodo energizado en “polarización directa”. Como se puede. Observar, el polo negativo (–) de la batería se encuentra conectado. Al cátodo “K” y el polo positivo (+) al ánodo “A” del diodo. Esta. Conexión permite que la corriente de electrones que suministra la. batería o fuente de fuerza electromotriz pueda circular en él. Sentido que indican las flechas. En la parte de abajo de la figura, se muestra un símil hidráulico, que emplea una “válvula. anti retorno” con el paso abierto para que el fluido hidráulico pueda. así circular. Se puede observar que el fluido (representado por las. flechas de color rojo) atraviesa la válvula circulando en el sentido. en el que la bola que sirve de compuerta a la válvula se abre. Así,. Una vez que la presión del propio fluido hidráulico vence la fuerza. Que ejerce el muelle sobre la bola, ésta cede y el líquido puede fluir. Libremente. De forma similar en el circuito eléctrico de un diodo. Polarizado de forma directa, la corriente también puede fluir a. través de mismo en un solo sentido.

Cuando polarizamos un diodo de forma directa, el polo positivo de la batería rechaza los huecos o agujeros contenidos en la región "P" (ánodo del diodo), y los obliga a dirigirse al empalme "p-n". En esas condiciones, la “zona de depleción” se reduce por completo, por lo que los electrones en exceso en el material negativo o cátodo adquieren la suficiente energía como para poder atravesar la barrera de potencial existente en el empalme "p-n".

De esa forma los electrones penetran en la región "P" de la parte positiva del diodo para combinarse ahí con los huecos o agujeros. Al mismo tiempo la atracción que ejerce el polo positivo de la batería sobre los electrones (negativos) provoca que estos salten o se desplacen de hueco en hueco a través de esa mitad del diodo y recorran toda la región semiconductora "P". Así, los electrones que cede la batería o fuente de energía eléctrica a partir de su polo negativo (–), retornan a su polo positivo (+) después de atravesar el diodo. De esa manera se restablece el equilibrio electrónico interno de la propia batería, el cual se ve continuamente alterado durante todo el tiempo que se encuentre conectada al circuito cediendo electrones a la región “N” del diodo.

CARACTERISTICAS DE LOS DIODOS

A diferencia de los diodos semiconductores comunes de silicio (Si), que se fabrican empleando dos cristales de diferente polaridad puestos en contacto uno con otro para formar una unión tipo “p-n”, los diodos de punta de contacto o “de señal” como los de germanio (Ge), por ejemplo, se construyen utilizando un alambre de tungsteno* con una fina punta que hace presión sobre el cristal semiconductor de germanio.

* El tungsteno es un elemento químico conocido también por el nombre de volframio o wolframio y su. Símbolo de identificación en la Tabla Periódica de los Elementos es: “W”. Este elemento en forma de. fino alambre enrollado es el mismo que se emplea desde hace más de 100 años como filamento de. Alumbrado en las lámparas incandescentes para convertir la corriente eléctrica en luz.

El diodo de germanio (Ge) de la ilustración derecha fue el primero que se utilizó ampliamente como detector de radiofrecuencia en los circuitos electrónicos de los receptores de radio a partir de la primera mitad del siglo pasado. En la actualidad este tipo de diodo ha sido sustituido casi por completo por otros “de señal”, fabricados con silicio, concebidos para trabajar también con corrientes de altas frecuencias o radiofrecuencia.

Encerrado en un círculo rojo se puede ver un diodo “de señal” utilizado. como detector de altas frecuencias en un radiorreceptor.

Esquema de la parte correspondiente al circuito de un receptor de radio de amplitud modulada (A.M.),. Que emplea un diodo de señal "D" en función de detector de las ondas de radiofrecuencia "RF". Portadoras de los sonidos. “T” es el

transformador que acopla la etapa de amplificación de las ondas de. Radiofrecuencia con la etapa de detección y demodulación de esas ondas en el radiorreceptor. El circuito. Se compone, además, de dos capacitores “C” y una resistencia “R”. Una vez que la onda de. Radiofrecuencia ha sido detectada y demodulada por el diodo, la resultante es una onda de. Audiofrecuencia “AF” que contiene los sonidos (onda de la derecha), que se puede amplificar y hacerse. Audible por medio de uno o más altavoces.

ONDAS

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.)

Se usa principalmente para la generación pulsos eléctricos que son usados como señales (1 y 0) que permiten ser manipuladas fácilmente, un circuito electrónico que genera ondas cuadradas se conoce como generador de pulsos, este tipo de circuitos es la base de la electrónica digital

El contenido espectral de una onda cuadrada se compone exclusivamente de armónicos impares (f, 3f, 5f, etc.), extendiéndose a frecuencias más elevadas cuanto más abruptos sean sus flancos. Esto tiene dos consecuencias:

La capacitancia y auto inductancia parásitas filtran la señal, eliminando las componentes de mayor frecuencia, con lo que la onda cuadrada se degrada, tomando un aspecto cada vez más redondeado.

Por otro lado, señales muy abruptas producen radiación de alta frecuencia, dando problemas de compatibilidad electromagnética y acoplos (diafonía) entre pistas. Por ello ciertas familias lógicas como Q-mos (Quit-mos) controlan la pendiente de los flancos de la señal, evitando que sean demasiado abruptos.

ONDAS CUADRADAS Y SENOIDALES

Tipos de ondas Se pueden clasificar las ondas en los cuatro tipos siguientes:

Ondas senoidales

Ondas cuadradas y rectangulares

Ondas triangulares y en diente de sierra.

Pulsos y flancos ó escalones.

Ondas senoidales

Son las ondas fundamentales y eso por varias razones: Poseen unas propiedades matemáticas muy interesantes (por ejemplo con combinaciones de señales senoidales de diferente amplitud y frecuencia se puede reconstruir cualquier forma de onda), la señal que se obtiene de las tomas de corriente de cualquier casa tienen esta forma, las señales de test producidas por los circuitos osciladores de un generador de señal son también senoidales, la mayoría de las fuentes de potencia en AC (corriente alterna) producen señales senoidales.

La señal senoidal amortiguada es un caso especial de este tipo de ondas y se producen en fenómenos de oscilación, pero que no se mantienen en el tiempo.

Ondas cuadradas y rectangulares

CUADRADAS

Las ondas cuadradas son básicamente ondas que pasan de un estado a otro de tensión, a intervalos regulares, en un tiempo muy reducido. Son utilizadas usualmente para probar amplificadores (esto es debido a que este tipo de señales contienen en sí mismas todas las frecuencias). La televisión, la radio y los ordenadores utilizan mucho este tipo de señales, fundamentalmente como relojes y temporizadores.

Las ondas rectangulares se diferencian de las cuadradas en no tener iguales los intervalos en los que la tensión permanece a nivel alto y bajo. Son particularmente importantes para analizar circuitos digitales.

DESARROLLO

CALCULADOS

1. R1 = 220KΩ 1. D1= 0,3V

2. R2 = 220KΩ 2. D2 = 0,3 V

INTENSIDAD

I = Ve – Vd1 – Vd2 / R1 + R2

I = -5,3+ 0, 3 +220Ω – 4,9 + 220Ω +0.3 = 0

I = 220+220-0.3-0.3/ 5.3+5,0 = 439.4/10.3

I = 42.66 A

VOLTAJE

VR1 = I * R1 = 42.66 A * 220Ω = 9.38 V

VR2 = I * R2 = 42.66 A* 220Ω = 9.38V

D1 R2

V

R2D2

POTENCIA

P = I ² * R

PR1 = 1.81 X10³ * 220 Ω = 398.2 W

PR2 = 1.81 X10³ * 220 Ω = 398.2 W

MEDIDAS

I = 0,21 mA Ve = 5.3 V

Vd1 = 19.36 V VR1 = 0.8 mV Ve = 4.9 V

Vd2 = 4.41V VR2 = 0,5 mV

LABORATORIO 2

Calcular y medir la I , V C/R , P C/R

Medido =V1=1, 8 V2=5,46 Ve=1,68 mA

V R1 (1.68 mA)*3300Ω=5.54W V R2 (1.68 mA)*6800Ω=11.424w

PR1=-(1.68 mA)*18 V = 30X4mWPR2=(1.68 mA)*5.46 V =9.17 mW

I = ve+ve2-VD1- VD2 / R1+R2

I= 8V+10V-0,7V-0,7/6800Ω+3300Ω=16.6V/10,100=1.64mA

CONCLUSIONES

Supimos interpretar y poner en practica la LEY OHM y la LEY KICHOFF

Gracias a este laboratorio pudimos poner a funcionar este circuito, debido a esto logramos diferentes cálculos.

Teniendo en cuenta esto lograremos un mejor rendimiento intelectual, poniendo a funcionar diversos circuitos de diferentes maneras.