montaje de circuitos eléctricos y electrónicos con el programa

Tecnología Industrial I -1º de Bachillerato
MONTAJE DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS CON EL
PROGRAMA COCODRILE CLIPS
INTRODUCCIÓN
Crocodile Clips es un simulador de circuitos electrónicos que se ha establecido como
estándar mundial para el aprendizaje de electrónica y electricidad. Fue el primer
simulador que combinó con éxito lo sofisticado de la simulación en el sector
industrial con las necesidades que requiere la docencia. Como resultado de ello, se
utiliza mucho a nivel mundial en las escuelas secundarias, universidades y
departamentos de formación industrial.
Abrir el programa Cocodrile Clips y conocer sus herramientas básicas
EJERCICIO 01.- Abrir el programa Cocodrile Clips y conocer sus herramientas
básicas siguiendo las indicaciones que se muestran a continuación.
Para acceder al programa Cocodrile Clips seguiremos este camino:
Botón de Inicio > Accesorios > Explorador de Windows > Mis Documentos >
Carpeta Crocclip > Carpeta Crocclip >
En ese momento aparecerá la ventana del programa con un área de trabajo
encabezada por una barra de título, una barra de menús y una barra de
herramientas que se pueden apreciar en la figura.
Para aprender cómo funciona Crocodile Clips, se puede observar algunos de los
ejemplos de diseño realizados con este programa. Estos se encuentran en la
carpeta llamada 'ejemplos' situada en la carpeta de Crocodile Clips. Para mirar en
ella, se debe abrir el programa Cocodrile Clips y después hacer clic sobre el menú
Archivo y después volver hacer clic sobre la opción Abrir de ese menú, y
finalmente seleccionar de la carpeta ejemplos uno de los archivos ejemplos que
contiene.
Hay más de cincuenta ejemplos de diseños en la carpeta Ejemplos. Puedes
consultar cualquiera de ellos abriéndolos de la misma forma que hemos indicado
anteriormente. Hay información acerca de cada diseño en el archivo 'Léame' en la
carpeta de Crocodile Clips.
Los diseños de Crocodile Clips se graban siempre con la extensión de archivo '.ckt'.
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Realización de un primer diseño con el programa Cocodrile Clips
EJERCICIO 02.Dibujar un circuito eléctrico sencillo utilizando las herramientas que facilita el
programa Cocodrile Clips.
Nota: Para realizar este ejercicio se deberán seguir las indicaciones que aparecen a
continuación.
Para realizar un diseño con el programa Cocodrile Clips se seleccionan los
componentes del mismo de la biblioteca de componentes y posteriormente se
enlazan entre sí.
Existen varias formas de agregar componentes:
1.
2.
3.
Desde la barra herramienta principal
Desde las barras herramienta de los componentes
Utilizando los menús de Agregar y Medir

1. Para agregar un componente arrastrándolo desde la barra de herramientas
principal
Éste es el medio más rápido de agregar un componente pero se limita a los
componentes visibles en la barra herramienta principal mostrada a continuación.
Para agregar un componente desde la barra herramienta principal deberás seguir el
procedimiento que se indica a continuación:
Mueve el puntero del ratón sobre el componente que deseas agregar.
Pulsa la tecla del ratón y mueve el puntero hacia abajo mientras mantienes la tecla
del ratón pulsada. El componente seguirá al puntero.
Suelta la tecla del ratón en el lugar deseado para colocar el componente.
Hay lugares en que está prohibido colocar componentes. Por ejemplo no puedes
colocar un componente sobre el espacio ocupado por otro componente, y tampoco
puedes colocarlo sobre las conexiones. El puntero del ratón cambiará su aspecto
desde una cruz a una señal de prohibido el paso si el lugar no es apropiado.
Puntero de arrastre:
Puntero de prohibición:
Para ubicar componentes, sólo suelta la tecla del ratón si se muestra el puntero de
arrastre. Suelta la tecla del ratón con el puntero por encima de la barra herramienta
para 'eliminar' lo que estabas arrastrando.
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
2. Agregar desde las barras herramienta del componente.
Hay muchos más componentes que elegir que los mostrados en la barra
herramienta principal. Para ver una barra herramienta de componente, se hace clic
en uno de los botones en la barra herramienta principal. La barra herramienta de
componente aparecerá, mostrándole un botón por cada componente.
Los componentes que realizan funciones similares, o que a menudo se usan juntos,
se agrupan en una barra herramienta. Por ejemplo, hay una barra herramienta para
interruptores y otra para los suministros eléctricos.
A continuación se indica el camino que hay que seguir para mostrar una barra
herramienta de componente.
En primer lugar hay que mover el puntero del ratón sobre uno de los componentes
en la barra herramienta principal. Por ejemplo, para ver la barra herramienta de
Contadores hay que mover el puntero sobre el voltímetro. Luego hay que hacer clic
sobre la tecla del ratón y aparecerá la barra herramienta de contadores, mostrando
todos sus componentes. La siguiente figura muestra precisamente la barra de
herramientas de contadores.
Para agregar un componente de la barra herramienta del componente se sigue un
procedimiento idéntico al explicado anteriormente en el apartado 1 Para agregar un
componente arrastrándolo desde la barra de herramientas principal
Para volver a la barra herramienta principal, se hace Clic en el botón Volver a la
Barra-Herramienta Principal en la barra herramientas.

3. Agregar desde el menú Agregar
Si conoces el nombre de un componente pero no sabes su símbolo, puedes agregar
el componente eligiéndolo del menú Agregar.
Vincular (conectar) componentes entre sí
Ya “hemos aprendido” a agregar los componentes de un circuito ahora ha llegado el
momento de vincularlos o conectarlos entre sí. En la realidad esta tarea se realiza
mediante cables eléctricos. En el programa Cocodrile Clips la conexión se realiza
mediante cables virtuales siguiendo el procedimiento que se explica a continuación.
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Si los terminales (cables) de dos componentes se tocan entre sí, entonces los
terminales están conectados. Para conectar los terminales que no se tocan entre sí
deberás agregar vínculos (conexiones).
Los cables eléctricos pueden conectar:
1.
2.
3.
El extremo de un terminal con otro
El extremo de un terminal y un punto en otro alambre
Un punto en un alambre con otro punto en otro alambre
Los alambres eléctricos están hechos de segmentos de alambre horizontales o
verticales. Como las conexiones entre terminales mecánicos no son alambres, la
palabra general que utilizamos para las conexiones entre componentes es 'vínculos'.
Siguiendo las pautas indicadas hasta ahora podremos fácilmente realizar el ejercicio
dibujando el siguiente circuito eléctrico que nos puede servir de ejemplo:
Realización virtual de distintos circuitos eléctricos
EJERCICIO 03.- Siguiendo un procedimiento similar al indicado en el EJERCICIO 02
se pide realizar los dibujos de los circuitos eléctricos que se indican a continuación
contestando las preguntas que en ellos aparecen.
Guardar estos dibujos con los nombres de Dibujo 1, Dibujo 2, Dibujo 3, Dibujo 4,
Dibujo 5 y Dibujo 6 en la carpeta que previamente deberéis crear denominada
Prácticas Cocodrile Clips dentro de la carpeta de Mis Documentos.
Nota: La contestación por escrito de las preguntas relacionadas con los
dibujos que se formulan a continuación se realizará en hoja aparte.
Dibujo 1
a) Comprueba que al accionar el interruptor se encienden todas las bombillas.
b) Quita una bombilla
¿Qué ocurre y por qué?________________________________________________
___________________________________________________________________
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Dibujo 2
a) Comprueba que al accionar el interruptor se encienden todas las bombillas.
b) Quita una bombilla
¿Qué ocurre y por qué?________________________________________________
___________________________________________________________________
c) ¿Que diferencias encuentras entre el comportamiento de las bombillas en este
circuito y en el anterior (circuito serie)?____________________________________
___________________________________________________________________
Dibujo 3
a) Comprueba que al apretar el pulsador gira el motor.
¿En que sentido gira el motor en el de las agujas del reloj o en el contrario?
b) ¿Qué utilidad puede tener la bombilla del circuito? ________________________
___________________________________________________________________
c) Sustituye la pila por otra que tenga invertidos los polos con respecto a ella ¿Qué
observas?__________________________________________________________
___________________________________________________________________
Dibujo 4
A
B
C
a) ¿Qué bombilla luce mas y por qué?____________________________________
__________________________________________________________________
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Dibujo 5
a) ¿Cómo se llama y que magnitud eléctrica mide el aparato de medida de la figura?
¿Cómo se debe conectar siempre este aparato en serie o en paralelo?___________
Dibujo 6
a) ¿Cómo se llama y que magnitud eléctrica mide el aparato de medida de la figura?
¿Cómo se debe conectar siempre este aparato en serie o en paralelo?___________
EJERCICIO 04.- Los circuitos de las figuras reciben el nombre de divisores de
tensión se pide:
a) Justificar el nombre de estos circuitos
b) Indicar cual será el valor óhmico del potenciómetro de la figura 3 para que los
voltímetros de la misma marquen esos voltajes. Justifíquese la respuesta.
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EJERCICIO 05.- Las figuras representan las formas de onda correspondientes a las
tensiones en los terminales de una pila de petaca y de un enchufe de una vivienda.
Se pide contestar en hoja aparte a las preguntas que figuran en los apartados
que aparecen a continuación de las mismas.
Voltaje continuo de pila de petaca
Voltaje alterno en el enchufe de una vivienda
a) ¿Cuál es la diferencia más importante entre estas formas de onda
b) ¿Cómo se definen y cual es el valor de los siguientes parámetros de la forma
de onda periódica senoidal que representa el voltaje en un enchufe de una
vivienda representado?
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Voltaje instantáneo ( Vins )
Voltaje máximo o de pico ( Vmax )
Voltaje eficaz ( Vef )
Periodo ( T )
Frecuencia ( f )
c) Utilizando las herramientas que proporciona el programa Crocodile Clips
denominadas: osciloscopio, sonda, generador de alterna y pila, obtener
las formas de onda que han aparecido en este ejercicio.
Realización del montaje virtual de distintos circuitos electrónicos
EJERCICIO 06.- ¿Cómo se llama el dispositivo semiconductor que tiene la
apariencia de punta de flecha y que aparece en la siguiente figura? ¿Cuál es su
comportamiento cuando se le polariza directa e inversamente?
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EJERCICIO 07.Realizar con el programa Crocodile Clips el montaje virtual de los circuitos
electrónicos que se indican a continuación contestando las preguntas que en ellos
aparecen.
Guardar estos dibujos con los nombres de Dibujo 1A, Dibujo 2A, Dibujo 3A,
Dibujo 4A y Dibujo 5A en la carpeta que previamente deberéis crear denominada
Prácticas Cocodrile Clips dentro de la carpeta de Mis Documentos..
Nota: Sería muy interesante que previamente al montaje virtual de los circuitos
hicierais el esfuerzo de imaginar, con los conocimientos de electrónica que
tenéis, que es lo que va suceder.
Dibujo 1A
a) Pulsa el interruptor
¿Qué ocurre y por qué?________________________________________________
___________________________________________________________________
b) Da la vuelta al diodo
¿Qué ocurre y por qué?________________________________________________
___________________________________________________________________
Dibujo 2A
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a) Pulsa el interruptor
¿Qué ocurre y por qué?________________________________________________
b) ¿Qué utilidad tiene el diodo LED en este circuito?
Dibujo 3A
a) Pulsa el interruptor
¿Qué ocurre y por qué? _______________________________________________
____________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Dibujo 4A
a) Pulsa el interruptor I1
¿Qué ocurre y por qué? _______________________________________________
____________________________________________________________________________________________________
b) Con el interruptor I1 pulsado, pulsa el interruptor I2
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¿Qué ocurre y por qué? _______________________________________________
____________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Dibujo 5A
a) Pulsa el interruptor I
¿Qué ocurre y por qué?________________________________________________
Comprobación del funcionamiento de un rectificador de media onda y de onda
completa con diodos semiconductores
EJERCICIO 08
Realizar el montaje del rectificador de media onda que se indica en la figura
anterior y contestar los siguientes apartados:
a) Explica brevemente el funcionamiento del circuito
b) Dibuja utilizando los ejes coordenados que se facilitan las formas de onda de
Ve y de Vs que son respectivamente los voltajes de entrada y de salida del
rectificador de media onda.
Nota: Para ayudarte a realizar el dibujo puedes utilizar el osciloscopio que
proporciona el programa Crocodile Clips y las sondas que se encuentran en la
barra de herramientas.
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Ve (voltaje de entrada del circuito rectificador)
Vs (voltaje de salida del circuito rectificador)
c) Justifica las formas de onda dibujadas así como los valores observados tanto
de voltajes como de tiempos.
EJERCICIO 09.Realizar el montaje
del rectificador de
onda completa con
puente de diodos
que se indica en la
figura y contestar los
siguientes apartados:
a) Explica brevemente el funcionamiento del circuito
b) Dibuja utilizando los ejes coordenados que se facilitan las formas de onda de
Ve y de Vs que son respectivamente los voltajes de entrada y de salida del
rectificador de onda completa.
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Nota: Para ayudarte a realizar el dibujo puedes utilizar el osciloscopio que
proporciona el programa Crocodile Clips y las sondas que se encuentran en la
barra de herramientas.
Ve (voltaje de entrada del circuito rectificador)
Vs (voltaje de salida del circuito rectificador)
c)
Justifica las formas de onda dibujadas así como los valores observados tanto de
voltajes como de tiempos.
Comprobación del proceso de carga y descarga de un condensador a
través de una resistencia
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EJERCICIO 10.- Montar el circuito que se indica en la Figura 1 para comprobar el
proceso de carga y descarga de un condensador a través de una resistencia. Se
seguirán estos pasos:
1º Se seleccionarán los controles del osciloscopio para que sea capaz de medir
una tensión máxima de 10 voltios y un intervalo en el eje de los tiempos de 2
segundos por división.
2ª Se cambiará de posición el conmutador, tal y como se indica en la Figura 2,
para que comience la carga del condensador. Se medirá el tiempo que transcurre
hasta que se produce la carga total del condensador y se comparará esta
cantidad con el producto 5 x R x C ( ó 5  ) que es tiempo aproximado que tarda
en cargarse un condensador de capacidad C sobre una resistencia de valor R.
3ª Se cambiará de posición el conmutador tal y como se indica en la Figura 3
para que el condensador se descargue sobre la resistencia R. Se medirá el
tiempo que transcurre hasta que se produce la descarga total del condensador y
se comparará esta cantidad con el producto 5 x R x C ( ó 5  ) que es tiempo
aproximado que tarda en descargarse un condensador de capacidad C sobre
una resistencia de valor R.
4ª Se dibujará sobre el sistema de ejes cartesianos que se adjunta las curvas que
se han podido observar en el osciloscopio correspondientes a la carga y
descarga del condensador.
Figura 1: Situación inicial
Fi
gura 2: Carga del condensador
Figura 3: Descarga del condensador
El condensador trabajando como filtro en una fuente de alimentación
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EJERCICIO 11.- Montar los circuitos de las figuras 1 y 2 correspondientes
respectivamente a un rectificador de doble onda y a un rectificador de doble onda
mas la etapa de filtrado (el condensador). Utilizar el osciloscopio para observar en el
mismo sistema de ejes cartesianos las formas de onda en los extremos de ambos
circuitos.
Figura 2
Figura 1
Nota: El valor máximo o de pico o amplitud de la señal alterna del generador es
de 10 voltios.
Contestar a los siguientes apartados.
a) Que diferencias existen entre la forma de onda de salida de los circuitos de las
figuras 1 y 2.
b) Explicar a que se debe la forma de onda de diente de sierra que se obtiene en
los extremos del condensador en la figura 2
c) Dibujar en los ejes cartesianos que se adjuntan las formas de onda de salida del
rectificador de doble onda con y sin filtro.
Comprobación del funcionamiento del
diodo zener
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Como sabemos el diodo zener es un diodo especial que está caracterizado por
trabajar con polarización inversa. Con este tipo de polarización y trabajando en la
llamada región zener, que está limitada por Izmín e Izmáx tal y como se indica en la
figura, el diodo zener está caracterizado porque su voltaje permanece constante e
igual a Vz (voltaje zener).
Observación: Resistencia de protección de un diodo zener
Un diodo zener no trabaja nunca solo sino que lo hace en pareja
con una resistencia de protección (R en la figura). La misión de
esta resistencia es mantener siempre la intensidad que circula
por el diodo dentro de los limites de Izmin e Izmax o lo que es lo
mismo de mantenerle en la región zener. De esta forma el diodo
zener cumplirá su función de mantener un voltaje constante en
sus extremos (Vz)
EJERCICIO 12.a) Montar el circuito de la figura y dibujar utilizando el sistema de ejes
cartesianos dado la forma de onda de salida de la fuente de alimentación
variable y la forma de onda existente en los extremos del zener.
b) Justificar las formas de onda dibujadas
c) Variar el valor de la fuente de alimentación variable de la figura, corriendo
hacia arriba y hacia abajo el botón gris de dicha fuente. Observar en el
osciloscopio virtual del programa Crocodile Clips las formas de onda de salida
de la fuente y la existente en los extremos del zener. Justificar las formas de
onda obtenidas.
El diodo zener trabajando como estabilizador en una fuente de alimentación
El bloque estabilizador es el último bloque de una fuente de alimentación y por tanto
su salida coincide con la salida de la fuente. Los tres bloques anteriores
(transformador, rectificador y filtro) consiguen un voltaje de salida “casi” continuo
pero no del todo. Esto es así porque ese voltaje puede sufrir variaciones con la
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temperatura, con las variaciones en la tensión de la red, de la carga, etc. Para evitar
estas variaciones se recurre al bloque estabilizador o regulador cuya misión es
mantener constante la señal de salida de la fuente frente a las perturbaciones a las
que se ha hecho alusión.
El componente fundamental en el bloque estabilizador es el diodo zener. Si en una
fuente de alimentación el diodo zener y su resistencia de protección están bien
elegidos, las variaciones que se produzcan en la salida del filtro o las variaciones en
la tensión de red o las variaciones que se produzcan por la temperatura, etc.
provocarán que la intensidad que circula por el zener varíe pero solamente dentro de
los límites de la región zener (Izmin y Izmax). Esto traerá como consecuencia que su
voltaje Vz permanezca siempre constante y de esta manera conseguiremos que la
tensión de salida de la fuente también lo sea. Esto es así porque, como ya hemos
comentado, en una fuente de alimentación con un diodo zener como regulador el
voltaje de salida de la fuente coincide con el voltaje en este elemento.
EJERCICIO 13.a) Montad la fuente de alimentación que se indica en la figura y dibujar en el sistema de
ejes cartesianos dado las formas de onda en la entrada de la fuente y en su salida.
Tened en cuenta que el voltaje máximo del voltaje de entrada de la fuente son 10
voltios y su frecuencia f = 0,25 Hz.
b) Justificar estas formas de onda.
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