prácticas de electrónica

José Huertas Montes
Cuaderno de prácticas de electrónica
PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA
CONCEPTOS PREVIOS
Como paso previo a los montajes vamos a recordar conceptos claves que hacen referencia a la electrónica.
Los cables conductores
Los cables conductores son los elementos que nos permiten conducir la corriente de un componente a otro, de la
fuente de alimentación al circuito, etc. Los cables conductores están formados por una cubierta aislante y una parte metálica (cobre o aluminio) interior que es la que conduce la corriente. Pueden ser de muchos tipos: unipolares
(un conductor), bipolares (dos conductores), tripolares, tetrapolares, etc. En electrónica, generalmente se utilizan
conductores unipolares que pueden ser de dos tipos: hilo (rígido) y cable (flexible).
Fuente de alimentación
La fuente de alimentación es el elemento que suministra la energía eléctrica al circuito. Hay varios tipos de fuentes de alimentación o generadores. En nuestro circuito utilizaremos una pila.
Una fuente de alimentación puede ser de dos tipos en función de la clase de corriente que suministre: de corriente
continúa o de corriente alterna. Otra característica importante de una fuente de alimentación o generador es la tensión o voltaje de suministro. El voltaje es la energía con que la fuente de alimentación impulsa los electrones a
través de un circuito. Nosotros emplearemos una pila de 4,5 voltios.
Resistencias
El valor de una resistencia no se indica sobre ella con ayuda de
cifras porque no podríamos leerlas; se efectúa en cambio mediante un código de colores.
Los dos primeros colores indican un número (ver figura 1); el color del tercer anillo indica el número de ceros que van detrás de
los primeros números. El cuarto anillo es de color oro o plata para el tipo de resistencias que nosotros utilizamos y
en este caso, su valor no es relevante (indica las tolerancias o márgenes de error). La figura 2, muestra los valores
del código de colores.
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El cuarto anillo se sitúa a la derecha como referencia para poder leer en el sentido correcto el valor de la resistencia (figura 3).
Regleta de conexiones
El montaje sobre una regleta de conexiones presenta varias ventajas: los circuitos se pueden montar y desmontar
fácilmente y no se necesita un soldador. Sin embargo debemos advertirte de ciertos inconvenientes: debes fijarte
en que los cables que se encuentran dentro de los bornes de la regleta estén bien fijados. Así mismo los tornillos
no deben apretarse demasiado para no morder el cable y provocar su rotura.
El diodo electroluminescentes (LED)
Un diodo es un dispositivo electrónico provisto de dos electrodos, ánodo y cátodo, que tiene la propiedad de ser
conductor en el sentido ánodo-cátodo, pero no en el inverso. El LED (del inglés Light Emitting Diode), es un diodo capaz de emitir luz al ser polarizado en el sentido directo. Produce una luz monocromática, tiene un bajo consumo y es muy empleado como elemento de señalización en aparatos y circuitos electrónicos.
La figura representa un diodo electroluminescente (LED) y su representación simbólica. Los terminales de conexión son de diferente longitud con objeto de poder diferenciarlas; la más larga corresponde al polo positivo (+)
y la más corta al polo negativo (-). El LED tiene además una parte aplastada en la parte superior que identifica el
lado de la pata del polo negativo (-).
Si se conecta un LED con la polaridad invertida no se iluminará ni dejará pasar la corriente. En la representación
simbólica, la flecha indica el sentido de la corriente, es decir, del positivo al negativo, y la raya, la conexión del
negativo. Las dos flechitas al lado del símbolo indican que el montaje emite luz. Los diodos normales no emiten
luz y su símbolo es el mismo pero sin las flechitas. Los diodos no deben conectarse nunca directamente a la fuente de alimentación (pila) ya que la corriente sería demasiado fuerte y los destruiría.
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CIRCUITO Nº 1: EL LED Y LA RESISTENCIA
Para iniciar los montajes que a continuación se detallan, en primer lugar se deberán localizar los componentes
necesarios (LED y resistencia) cuyos valores están indicados en el esquema eléctrico de la figura. Seguidamente
se deben fijar los puntos de contacto mediante las regletas de conexión tal y como se indica en el esquema de
montaje.
Separar y doblar con cuidado los terminales del LED para que queden entre los bornes B 1 y B 4. El ánodo quedará en B1 y ya podemos apretar el tornillo de la regleta que lo sujeta. El cátodo quedará en el borne B4 pero no
apretaremos hasta colocar en el mismo lugar la resistencia de 150 Ohm.
La resistencia de 150 Ohm irá entre B4 y B7. Ahora ya podemos apretar los bornes B4 y B7. Cortaremos dos trozos de hilo conductor de unos 15 cm y, después de estirarlo, pelaremos los extremos unos 5 mm. En un extremo
de cada conductor sujetaremos la pinza “cocodrilo” y el extremo libre irá a la regleta. El conductor correspondiente al polo positivo irá al borne B1 y lo sujetaremos con el tornillo contiguo al que fijamos el cátodo del LED.
El conductor correspondiente al negativo irá al borne B7, como indica la figura 9.
Por último, conectar la alimentación del circuito, la pinza del conductor que viene de B1 irá al polo positivo de la
pila y la pinza del conductor que viene de B7 irá al polo negativo de la pila. Observar qué sucede.
¿Se ilumina el LED? Ahora desconectaremos la alimentación y cambiaremos la polaridad del LED, el ánodo del
LED quedará en B 4 y el cátodo en B 1, tal y como indica la figura 10, y volveremos a conectar la alimentación.
¿Se ilumina ahora el LED?
Como se habrá observado, el LED sólo se ilumina cuando está polarizado correctamente, es decir, cuando se
monta como en el primer esquema con el ánodo (A) a un punto de potencial positivo y el cátodo (C) a un punto de
potencial negativo. Para continuar con las siguientes experiencias volveremos a colocar el LED en su posición
original, ánodo en B 1 y cátodo en B 4.
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CIRCUITO Nº 2: POLARIZACIÓN DEL DIODO
El diodo
Se trata de un dispositivo semiconductor de una unión PN que solamente deja pasar la corriente en un sentido. El
terminal asociado al sector P (con predominio de cargas positivas libres) es el ánodo y el terminal asociado al sector N (con predominio de cargas negativas libres) es el cátodo. Esta propiedad de ser direccional con la corriente
puede aprovecharse en infinidad de aplicaciones: para convertir la corriente alterna en corriente continua, en circuitos de protección, detección, limitadores y un amplio etcétera, tal como comenzaremos a comprobar en experiencias y montajes que siguen a continuación.
El símbolo del diodo permite identificar el sentido de paso y de bloqueo de la corriente. Debe diferenciarse el
ánodo (A) del cátodo (C). Figura 11
Dado que los diodos son también muy pequeños, se identifican los bornes
ánodo y cátodo con un anillo situado al lado del terminal correspondiente
al cátodo. Figura 12
Un diodo deja pasar la corriente cuando se conecta el ánodo al positivo de
la alimentación y el cátodo al negativo. Figura 13
Si se invierten la polarización de los terminales del diodo, éste bloquea el
paso de corriente. Figura 14.
Para comprobar el funcionamiento del diodo semiconductor, que ya se ha dejado entrever en la experiencia anterior, elaboraremos el montaje de la figura 15.
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El LED quedará con el ánodo en B 1 y el cátodo en B 4. En este mismo B 4 teníamos también un extremo de la
resistencia mientras que el otro extremo de la resistencia queda en B 7.
En B 7 colocaremos también el ánodo del diodo y el cátodo del diodo quedará en B 11.
Solamente queda por conectar la alimentación, el positivo de alimentación se conectará a B 1 y el negativo se conectará a B 11.
Una vez verificado el correcto montaje de los componentes ya podemos conectar las pinzas a nuestra fuente de
alimentación particular, la pila, el conductor (+) al polo positivo de la pila y el conductor (-) al polo negativo. En
estas condiciones, el LED debería iluminarse.
A continuación, invertir la polaridad del diodo El ánodo del diodo deberá quedar ahora en B 11 y el cátodo del
diodo en B 7.
¿Se ilumina el LED? ¿Por qué?
Del mismo modo que sucedía con el LED, los diodos semiconductores no conducen la corriente si no están polarizados correctamente, esto significa que su ánodo esté conectado a un punto más positivo que el cátodo.
Una vez finalizada la experiencia podremos sacar con cuidado todos los componentes, con ello el soporte de prácticas quedará libre para comenzar una nueva experiencia.
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CIRCUITO Nº 3: INDICADOR DE LLAMADA CON LED
Montar el circuito de la figura 16 que representa un sistema de llamada con indicadores luminosos.
Con el fin de trabajar con comodidad distribuiremos todos los componentes del circuito entre las dos regletas de
la placa de trabajo. Aquí hemos establecido un paralelismo entre el esquema teórico y la disposición de los componentes sobre las regletas.
El ánodo del LED verde va conectado al borne A 3 y el cátodo en A 6. En A 6 va también un extremo de la resistencia de 150 Ohm, el otro terminal irá a A 10. Sobre la otra regleta será similar, el ánodo del LED rojo en B 3 y
el cátodo en B 6; también en B6 irá un terminal de la resistencia de 150 Ohm y el otro en B 10.
Entre las dos regletas conectaremos el diodo, el ánodo en A 3 y el cátodo en B 3.
Nos quedan solamente las interconexiones de componentes con hilos conductores. Cortaremos dos trozos de conductor de longitud igual a la separación entre tornillos de las regletas, pelaremos los extremos y fijaremos los extremos pelados entre A 1 y B 1 y entre A 10 y B 10.
Con otros dos trozos de hilo conductor, que pueden ser de una longitud igual a los anteriores, prepararemos los
equivalentes a los dos interruptores. Un extremo pelado de un cable se fijará en A 1 y el otro extremo quedará
libre para actuar como interruptor tocando o no el terminal del ánodo del LED verde con el otro extremo de conductor que también habremos pelado. Lo mismo se repite en la regleta B con el otro conductor con los extremos
pelados, un extremo se fija en B 1 y el otro extremo tocará opcionalmente el ánodo del LED rojo.
Finalmente, conectaremos el cable que va al positivo de alimentación en B 1 y el cable que va al negativo de alimentación en B 10.
Comprueba el funcionamiento al conectar separadamente S1 y S2.
Nota: Para conectar S1 y S2 basta con hacer contacto sobre los tornillos correspondientes de la regleta con cada
uno de los cables pelados respectivos asociados a cada interruptor.
¿Qué función realiza el diodo? Como se habrá visto, el diodo semiconductor permite que cuando se cierre S1,al
estar polarizado directamente, éste conduce y ambos LEDs se encienden. Sin embargo, al cerrar S2 sólo se ilumina el LED rojo ya que el diodo semiconductor está polarizado inversamente y no deja pasar la corriente hacia el
LED verde. Finalizada la experiencia podemos desmontar todos los componentes y dejaremos la base de trabajo
preparada para la siguiente experiencia.
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CIRCUITO Nº 4: RELACIÓN ENTRE LUMINOSIDAD DEL LED Y CORRIENTE
Resistencias variables o potenciómetros
Llamadas también potenciómetros o reóstatos, son resistencias que pueden tomar un valor cualquiera entre 0 y un
valor “R” máximo, por medios manuales. Los potenciómetros se designan por el valor máximo de su resistencia.
Los potenciómetros son resistencias con una toma intermedia,
que puede desplazarse mecánicamente de un extremo a otro. El
tipo más común es el rotativo o circular, en el que un contacto
se apoya en un arco de material conductor, que forma una resistencia. Girando el perno, el contacto puede desplazarse progresivamente de un extremo al otro de la resistencia fija.
Existen cuatro tipos de potenciómetros: rotativos con perno, rotativos semifijos o trimmer, lineales o slide y potenciómetros dobles.
• Los potenciómetros más comunes son del tipo rotativo: los dos contactos externos forman la resistencia, siendo el central el contacto que roza. Poseen un perno
de control accesible desde el exterior del aparato donde está montado.
• No siempre el control de un potenciómetro debe estar accesible: algunas
veces se utiliza simplemente para una regulación o puesta a punto (tarada)
de fábrica. Así, hay potenciómetros sin perno de control, maniobrables solamente con un destornillador. Se les llama también trimmer, del inglés
“to trim" (poner a punto).
• No todos los potenciómetros son de rotación, algunos se mueven en línea
recta y se llaman generalmente slide (en inglés: desplazar, deslizar). Se utilizan, por ejemplo, en las mesas de mezclas de sonido.
• Los potenciómetros dobles (rotativos como slide) poseen dos unidades independientes eléctricamente pero controladas por el mismo perno o por la misma palanca.
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Volviendo al montaje del circuito Nº 1, ahora añadiremos un tercer componente, un potenciómetro o resistencia
variable que, como su nombre indica, permite ajustar el valor de la resistencia entre sus extremos. Para realizar
esta operación desconectaremos la alimentación y una vez insertado el nuevo componente la volveremos a conectar.
Colocaremos el LED rojo con el ánodo en B 1 y el cátodo en B 4. En el borne B 4 irá un extremo de la resistencia
de 150 Ohm y el otro extremo en B 8.
Prepararemos tres conductores de unos 10 cm con los extremos pelados. En un extremo de cada cable sujetaremos
los terminales tipo faston que luego fijaremos al potenciómetro (10kΩ). El cable de un extremo del potenciómetro
se conecta al terminal B 8, el cable central a B 10 y el otro restante a B 12. Con un trozo de hilo conductor pelado
de unos 5 cm conectaremos dos un extremo del potenciómetro con el cursor central que se desplaza, para ello conectaremos un extremo del cable en B 10 y el otro en B 12.
Finalmente conectaremos el conductor positivo en B 1 y el negativo en B 12.
¿Se sigue iluminando el LED? ¿Qué sucede cuando se varía el potenciómetro (resistencia al máximo y/o resistencia al mínimo)?
A la vista de las observaciones, ¿qué relación existe entre el valor de la resistencia y la luminosidad del LED en
los montajes realizados?
Como se habrá podido comprobar, al aumentar la resistencia disminuye la luminosidad del LED, ya que este
hecho implica una reducción de la intensidad que pasa por el circuito. Por el contrario, cuando la resistencia es
menor, la intensidad de corriente que circula es mayor y, por tanto, la luminosidad del LED también es mayor.
Finalizada la experiencia podemos desmontar todos los componentes y dejaremos la base de trabajo preparada
para la siguiente experiencia.
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CIRCUITO Nº 5: COMPORTAMIENTO DEL CONDENSADOR ENCONTINUA
El condensador
Un condensador es un componente que sirve para almacenar una carga eléctrica durante cortos espacios de tiempo y
devolverla (toda o en parte) instantes después. Esta carga eléctrica se almacena en una zona intermedia o dieléctrico
situado entre dos placas asociadas a los terminales del condensador.
Los diferentes tipos de dieléctrico determinan la clase y el comportamiento del condensador. Éstos pueden ser cerámicos, de poliéster, de tántalo, de mica, etc. Figura 18.
La mayoría de tipos de condensadores no presentan una polarización concreta, siendo indistinta su colocación con
referencia a sus terminales, pero hay otros, los denominados electrolíticos, en los que cada terminal va asociado a
una polaridad. Figura 19. Estos últimos los encontramos, por ejemplo en los circuitos alimentados con corriente continua, fuentes de alimentación, etc., en donde trabajan con polaridades definidas.
La unidad de medida de la capacidad eléctrica es el Faradio (F), pero como la capacidad de los condensadores es
muy pequeña comparada con la unidad se utilizan los submúltiplos de ésta , que son el microfaradio (μF) = 10-6 F ,
el nanofaradio (nF) = 10-9 F y el picoparadio (pF) = 10-12 F.
Todos los condensadores llevan indicado un valor de tensión que no debe superarse para no estropearlos. En la
práctica conviene dejar un margen de trabajo suficiente que puede estar comprendido entre el 20 y el 50 % de la
tensión nominal; esto es, si una fuente de alimentación trabaja con valores de 12 V, para evitar que los picos de
tensión dañen el componente éste suele adoptarse de, al menos, 18 V. No sucede nada si superamos los márgenes
de tensión de trabajo, lo verdaderamente importante es que no estén por debajo. En el ejemplo anterior no pasará
nada si colocamos un condensador de 25 V ó 40V cuando solamente necesitamos trabajar con 12 V.
A través del montaje de la figura 20 vamos a observar los ciclos de carga y descarga del condensador, iluminando
en cada caso el LED correspondiente (LED rojo para la carga y LED verde para la descarga). Antes de proceder a
la conexión de la alimentación se conectarán todos los componentes, teniendo en cuenta que el condensador de
100 μF estará situado inicialmente en la posición de carga, manteniéndolo 5 segundos en esta posición.
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El terminal positivo del condensador electrolítico va conectado al borne 3 de la regleta A y el terminal negativo al
borne 4 de la misma regleta. Los componentes restantes irán sobre la regleta B. El ánodo del LED rojo al borne 1
y el cátodo al borne 2. Una resistencia entre los bornes 2 y 3 de la regleta B y la otra resistencia entre los bornes 5
y 6. El ánodo del LED verde al borne 4 de la regleta B y el cátodo al borne 5.
Prepararemos dos trozos de unos 12 cm de cable con los extremos pelados; uno lo fijaremos entre el borne 4 de la
regleta A y el borne 6 de la regleta B, mientras que el otro fijaremos un extremo en el borne 3 de la regleta A y el
otro lo dejaremos sin conectar.
Ahora podemos conectar el cable positivo de alimentación al borne 1 de la regleta B y el cable del negativo de
alimentación al borne 6 de la regleta B.
Si primero montamos el circuito de carga, el extremo del cable que dejamos suelto lo apoyaremos haciendo contacto en el borne 3 de la regleta B durante unos 5 segundos aproximadamente.
El condensador almacena la carga eléctrica instantáneamente, tal y como lo indica la iluminación del LED rojo.
El siguiente paso consiste en observar cómo el condensador es capaz de liberar esta carga a través del LED verde
(proceso de descarga). Para ello se situará el condensador en la posición de descarga (figura 21), haciendo contacto el extremo libre del cable que viene de A 3 sobre el borne B 4 durante 5 segundos aproximadamente.
Quedando la alimentación desconectada, toda la carga liberada proviene únicamente del condensador.
¿Qué sucede?
Ahora volvamos a repetir la experiencia cambiando el condensador electrolítico por uno de 1000μF y manteniendo las posiciones de carga y descarga un mínimo de 10 segundos.
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¿Qué diferencias observamos con el nuevo condensador?
Volvamos a restituir el condensador que inicialmente figuraba en la experiencia, el de 100 μF. Sin variar este
componente.
¿Qué otras modificaciones podríamos hacer para ralentizar la descarga del condensador?
¿Y para acelerarla?
Como se habrá podido notar, aumentar la capacidad del condensador supone incrementar el tiempo de carga y el
de descarga. Del mismo modo, variar las resistencias de 150 Ohmios del circuito, aumentando el valor, conllevaría una disminución de la intensidad de corriente que, a su vez, también provocaría unos ciclos de carga y descarga más duraderos. Si se redujera la resistencia, estos ciclos también se reducirían, siendo mucho más rápidos.
Existe, pues, una relación directamente proporcional entre el tiempo carga/descarga y los valores de capacidad del
condensador y de la resistencia asociada. Comprobaremos ambos efectos variando sustancialmente el valor de las
resistencias del esquema.
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CIRCUITO Nº 6: EL TRANSISTOR EN EMISOR COMÚN
El transistor
El transistor es un dispositivo semiconductor de dos uniones PN alternadas. Aunque la configuración de los transistores admite uniones modificadas que dan lugar a tipos especiales de transistores, los mas comunes son los tipos
PNP (una zona con exceso de cargas negativas entre dos de cargas positivas) y NPN (una zona de cargas positivas
en exceso entre dos zonas en las que predominan las cargas negativas).
El transistor es un componente electrónico que se distingue por tener tres terminales de conexión: el emisor (E), el
colector (C) y la base (B). Cuando la base no recibe corriente, no hay paso de corriente entre el colector y el emisor
y se dice en este caso que el transistor está bloqueado. Al aplicar una pequeña corriente sobre la base y mientras dure
ésta, el transistor se desbloquea y permite el paso de corriente.
El transistor es un componente electrónico que puede cumplir dos funciones:
- Puede utilizarse como interruptor, bloqueando o dejando pasar la corriente a través del colector-emisor.
- Puede utilizarse como amplificador.
Una corriente muy débil aplicada sobre la base es suficiente para transmitir el flujo de una fuerte corriente a través
del colector. Para el transistor BC 548 B, la corriente del colector es de 200 a 450 veces más grande que la de la base. En algunos transistores (BC 517), la corriente del colector es 30.000 veces más grande que la de la base.
Realizar el montaje de la figura 25 y observar el comportamiento del LED. Comenzaremos incorporando los semiconductores a nuestra placa de trabajo.
El ánodo del LED irá al borne B 1 y el cátodo en el borne B 4. El colector del transistor se coloca en B 9, la base
en B 10 y el emisor en B 11. La resistencia de 150 Ohm se coloca entre los bornes B 4 y B 9. Finalmente, el positivo de la alimentación se conecta en el borne B 1 y el negativo en el borne B 11.
NOTA: Poner atención en la elaboración del montaje para no invertir los terminales del transistor. Un error en la
conexión del componente podría provocar su destrucción.
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¿Se ilumina el LED? ¿Por qué?
Conectar la base del transistor a la alimentación a través de una resistencia de 6k8 Ohm en el nuevo esquema de
la figura 26. La resistencia añadida se coloca entre los bornes B 1 y B 10 de la regleta.
¿Se ilumina el LED? ¿Por qué?
Este tipo de montaje básico se denomina emisor común, y todas las experiencias que siguen a continuación se basan en él. Por ello es importante tener claro el camino que sigue la corriente: la que sale del polo (+) de la alimentación pasa a través de la resistencia de base (6k8 Ohm), polarizando el transistor y haciendo que trabaje en saturación. En este modo de funcionamiento el transistor conduce corriente entre sus terminales de colector y emisor,
como si de un cortocircuito se tratara. En el montaje inicial, al no estar conectada la base del transistor, éste trabajaba en corte, comportándose como un circuito abierto.
A la vista de las observaciones, si tomamos como referencia el terminal C del transistor respecto de la masa del
circuito, ¿qué potencial diríamos que hay en este punto cuando la base está desconectada? ¿y cuando queda conectada a la alimentación? Entonces, ¿qué función realiza el montaje estudiado?
Respondiendo a estas preguntas, habrá comprobado que cuando la base está desconectada, el potencial en C es de
las batería o el de nuestra pila, ya que el transistor trabaja como circuito abierto. Cuando la base queda conectada
a la alimentación entonces el transistor conduce y se comporta como un cortocircuito, quedando el potencial en el
punto C conectado al negativo de las baterías.
Teniendo en cuenta estas observaciones es fácil deducir que el circuito se comporta como un inversor: cuando la
base está a 0 V en el punto C tenemos + V y cuando la base está a + V en el punto C tenemos 0 V.
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CIRCUITO Nº 7: SISTEMA DE ALARMA
A continuación veremos la utilidad del montaje emisor común para el diseño de un sistema de alarma activo por contacto abierto o por contacto cerrado. Para
ello se procederá al montaje del esquema de la figura
27. Podemos comenzar por los semiconductores.
El ánodo del LED rojo en el borne A 1 y el cátodo de este LED en el borne A 2. El ánodo del LED verde va al
borne B 1 y el cátodo en el borne B 2. El colector del transistor Tr1 se coloca en el borne A 3 , la base en el borne
A 4 y el emisor en el borne A 5. El colector del transistor Tr2 en el borne B 3, la base en el borne B 4 y el emisor
en el borne B 5.
Las cuatro resistencias irán a los respectivos bornes que indica la figura 27. Una de 6k8 Ohm entre A 1 y A 6, otra
de 6k8 Ohm entre B 1 y B 4, una de 150 Ohm entre A 2 y A 3 y otra de 150 Ohm entre B 2 y B 3.
Cortamos y pelamos los extremos de dos conductores para realizar las funciones de los conmutadores S1 y S2.
Sujetamos el extremo de un cable en A 6 y el extremo del otro cable en B 5. Con dos cables más, uno entre los
bornes A 1 y B 1 y otro entre los bornes A 5 y B 5 quedaremos a falta de incorporar alimentación al circuito, el
positivo irá al borne B 1 y el negativo al borne B 5.
Como se observa, L1 sólo se ilumina cuando S1 está cerrado. Por contra, L2 se ilumina cuando S2 está abierto.
Ambos circuitos ponen en práctica el funcionamiento visto en la experiencia anterior.
La combinación de estos sistemas permite el diseño de alarmas capaces de detectar aperturas o cierres de puertas,
por ejemplo. Para ello basta con alargar el cable en los puntos S1 y S2, conectando chinchetas en sus extremos y
clavando las mismas alineadas sobre las juntas de madera de la puerta sobre la cual se desea instalar la alarma. El
cierre o la apertura de la puerta provocará o no el contacto en los puntos S1 y S2 y la iluminación del LED que
corresponda para indicar que la puerta está abierta o cerrada.
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CIRCUITO Nº 8: INTERRUPTOR SENSITIVO
Resistencias dependientes o especiales
Las resistencias dependientes o especiales son las que se fabrican con materiales adecuados para conseguir que
modifiquen su resistencia en función de determinados factores, como son la temperatura e iluminación.
- De la iluminación (luz).
- De la temperatura.
Resistencias dependientes de la iluminación o LDR.
Las resistencias LDR (Light Dependent Resistors) son elementos cuya resistencia
varía al cambiar las condiciones luminosas del ambiente. El valor de la resistencia
disminuye a medida que aumenta la luz. Por este motivo, también se las conoce con
el nombre de resistencias fotoconductoras. Entre las múltiples aplicaciones destacan
las que tienen lugar en circuitos de control, recuento, medida, alarma y conmutación.
Resistencias dependientes de la temperatura o termistores.
Este tipo de resistencias se pueden dividir en dos clases:
a) Resistencias NTC (Negative Temperature Coefficient).
Las resistencias NTC disminuyen su valor con el aumento de la temperatura y
tienen sus principales aplicaciones en el control de la temperatura (termómetros industriales y clínicos), en la protección de circuitos, etc.
b) Resistencias PTC (Positive Temperature Coefficient).
Las resistencias PTC aumentan su valor con el aumento de la temperatura. Sus
principales aplicaciones son en la medida y el control de la temperatura, y en
los circuitos de protección contra sobretensiones y cortocircuitos.
Otra de las funcionalidades básicas del transistor es la amplificación. Veamos el montaje la figura 28 A y B.
Este montaje representa un conjunto amplificador con dos transistores. Aquí el transistor Tr2 amplifica la señal
que le envía el transistor Tr1.
Al tocar con los dedos los extremos X e Y cerramos el circuito de entrada de Tr1 y la pequeña corriente que produce este transistor queda amplificada por Tr2 haciendo que se ilumine el LED.
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CIRCUITO Nº 9: TEMPORIZADOR A LA DESACTIVACIÓN
Un temporizador a la desactivación es un elemento capaz de retardar la desactivación de un dispositivo o montaje
durante un tiempo determinado. El esquema de la figura representa cómo se llevaría a cabo el montaje de un temporizador a la desactivación básico que controla la iluminación de un LED pero que también puede ser utilizado como
minutero para marcar la duración de los turnos en las partidas de ajedrez, juegos de preguntas y respuestas, etc.:
Veamos la construcción del temporizador de la figura 29 A.
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El ánodo del LED verde se conecta al borne B 1 y cátodo al borne B 4. El cátodo del diodo D1 irá al borne A 1 y
el ánodo al borne B 7; el cátodo del diodo D2 se coloca en el borne A 12 y el ánodo en el borne B 7. El colector
del transistor Tr1 en el borne A 5, la base al borne A 6 y el emisor en el borne A 7 completan la colocación de los
semiconductores.
La resistencia de 100k Ohm irá entre los bornes A 6 y A 7, la de 6k8 Ohm entre los bornes A 1 y B 1 y la de 150
Ohm entre B 4 y B 7. El terminal negativo del condensador electrolítico se coloca en el borne A 6 y el terminal
positivo en el borne A 12.
Estableceremos puentes con hilo conductor con los extremos pelados entre los bornes A 1 y A 5 , y entre los bornes A 7 y B 10.
Para emular las funciones del conmutador prepararemos dos conductores de unos 10 cm con los extremos pelados, un conductor lo fijaremos en B 1 y otro conductor en B 10. La conmutación la realizará el extremo S de otro
conductor de unos 15 cm y con los extremos pelados, que fijaremos en A 12 y que hará contacto a nuestra voluntad con el extremo del cable A o con el extremo del cable B.
Al activar la señal de entrada, S en posición A, D2 conduce mientras que D1 no lo hace debido a que el transistor
está en corte (circuito abierto, colector conectado a la alimentación). Mientras no se actúe sobre S el circuito permanecerá en estas condiciones y el LED estará encendido.
Al colocar S en la posición B, D2 no conduce y D1 sí, ya que el transistor ha pasado a saturación debido al cortocircuito que representa el condensador al estar inicialmente descargado. Poco a poco, el condensador se cargará a
través de R1, hasta que llegue un momento en el cual el transistor deje de conducir, pase a comportarse como un
circuito abierto y haga que el LED se apague transcurrido el tiempo de carga.
Probar a experimentar con diferentes valores para el condensador (100μF, 47μF) y observar qué sucede.
Al igual que en otras experiencias anteriores, estas variaciones de componentes afectarán a la duración del ciclo
de carga y, por tanto, al tiempo de desactivación del temporizador.
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CIRCUITO Nº 10: INTERMITENTE ALTERNADO / FLASH DE BICICLETA
Para esta experiencia debemos proceder al montaje del circuito de la figura 30. Se trata de un montaje con un esquema teórico simétrico, por tanto, si esta misma simetría la trasladamos a la práctica será más fácil identificar cada
componente y reseguir el circuito.
El ánodo del LED rojo al borne A 1 y el cátodo al borne A 3. El ánodo del LED amarillo al borne B 1 y cátodo al
borne B 3. El colector del transistor Tr1 al borne A 6 , la base al borne A 7 y el emisor al borne A 8. El otro transistor irá sobre la regleta B , el colector de Tr2 a B 6, la base a B 7 y el emisor a B 8.
Una resistencia de 1k8 Ohm irá entre A 1 y A 7 y otra resistencia del mismo valor entre B 1 y B 7. Colocaremos
una resistencia de 150 Ohm entre A 3 y A 6 y otra del mismo valor entre B 3 y B 6. El terminal negativo de un
condensador electrolítico de 100 μF irá en A 7 y el terminal positivo en el borne B 6. El terminal positivo de otro
condensador electrolítico de 100 μF irá en A 6 y el terminal negativo en el borne B 7.
Prepararemos dos trozos de cable con los extremos pelados para unir el borne A 1 con B 1 y el borne A 8 con B 8.
Finalmente, el positivo de alimentación se conectará en B 1 y el negativo en B 8.
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José Huertas Montes
Cuaderno de prácticas de electrónica
Como podrá observarse, el circuito es completamente simétrico. Su función es la de oscilador y recibe la denominación de multivibrador estable.
Debido a las tolerancias de los diferentes componentes, es imposible que los valores sean perfectamente simétricos. Es por ello que uno cualquiera de los dos transistores conducirá más rápido que el otro. Para comprender el
funcionamiento del circuito imaginemos que es Tr2 quien conduce más rápido que Tr1.
Inicialmente se supone C1 y C2 descargados y el proceso que se describe a continuación se lleva a cabo muy rápidamente. Dicho esto, una disminución en la tensión del colector de Tr2 lleva implícita una disminución de la
polarización de base de Tr1, por lo que aumenta su tensión de colector. A su vez, esta circunstancia da lugar a que
aumente la tensión en la base de Tr2, hecho que acelera la situación inicial que lleva Tr2 a saturación y Tr1 a corte. El LED amarillo se enciende y el rojo queda apagado.
Una vez alcanzada esta situación, C1 se empezará a cargar a través de Tr2 (cortocircuito) y R1, llegando un momento en el que la tensión en la base de Tr2 es insuficiente para que permanezca saturado. Una vez que suceda
esto la tensión en el colector de Tr2 aumentará, llevando a Tr1 a saturación y a Tr2 a corte. El LED rojo se encenderá y el amarillo quedará apagado. Mientras C1 adquiría carga para provocar tal cambio C2 se va descargando a
través de R3 y el cortocircuito provocado por la saturación de Tr2.
Para aclarar el funcionamiento veamos los caminos de carga y descarga que sigue la corriente en las diferentes
fases:
- Descarga de C2: camino R3 – C2 – Tr2 (en saturación, cortocircuito).
- Carga de C1: camino R1 – C1 – Tr2 (diodo base-emisor).
- Carga de C2: camino R4 – C2 – Tr1 (diodo base-emisor).
- Descarga de C1: camino R2 – C1 – Tr1 (en saturación, cortocircuito).
El resultado de la repetitividad de estos procesos da lugar a la generación de una luz intermitente (roja / amarilla),
cuyo período de iluminación viene determinado por los ciclos de descarga, mucho más rápidos que las cargas de
los condensadores.
Como ejercicio, probaremos a variar los condensadores y observar qué sucede. Al variar los condensadores también varia el ritmo de la intermitencia prolongándola o retardándola al igual que se observó en la carga y descarga
del condensador.
Para terminar, una modificación que podría sufrir el montaje inicial sería la supresión del LED amarillo conectando directamente R4 a la alimentación. Con ello conseguimos elaborar un sencillo flash de bicicleta para señalizar
nuestra presencia en carretera mientras pedaleamos.
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José Huertas Montes
Cuaderno de prácticas de electrónica
LISTADO DE COMPONENTES
CANTIDAD
ELEMENTO
CANTIDAD
ELEMENTO
1
LED Rojo 5 mm
2
Condensadores 22 μF/16 V electrolíticos
1
LED Rojo 5 mm
1
Condensador 47 μF/16 V electrolíticos
2
Resistencias 150 Ohm 1/4 W
2
Condensadores 100 μF/16 V electrolíticos
2
Resistencias 1k8 Ohm 1/4 W
2
Condensadores 1000 μF/16 V electrolíticos
2
Resistencias 6k8 Ohm 1/4 W
2
Transistores BC 548 B (o equivalentes)
1
Resistencia 100 k Ohm 1/4 W
10
Terminales tipo “faston” pequeños
2
Diodos 1N4148 (o equivalente)
2
Terminales tipo “faston” para pila de petaca
1
Potenciómetro 10 k Ohm (semifijo
o trimmer)
1
Pila de petaca de 4’5 voltios
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Consejería de Educación
PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA
TECNOLOGÍA
JOSÉ HUERTAS MONTES
I.E.S. LOS BOLICHES (FUENGIROLA)
CIRCUITO Nº 1: EL LED Y LA RESISTENCIA
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
.
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1. ¿Qué tipos de conductores se emplean generalmente en electrónica? Enumera los tipos de ese conductor.
2. ¿Qué es una fuente de alimentación? ¿Cuál usaremos en nuestro circuito?
3. ¿Qué indica el color del tercer anillo en una resistencia?
4. ¿Qué es un LED? ¿Para qué es muy empleado?
5. ¿A qué polo corresponde el terminal más largo y el más corto de un led?
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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CIRCUITO Nº 2: POLARIZACIÓN DEL DIODO
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
.
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1. ¿Qué es un diodo?
2. Enumera varias aplicaciones del diodo.
3. ¿Cuándo deja pasar la corriente un diodo?
4. ¿Cuándo impide pasar la corriente un diodo?
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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CIRCUITO Nº 3: INDICADOR DE LLAMADA CON LED
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
.
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1. Dibuja el símbolo de un LED.
2. Dibuja el símbolo de un diodo.
3. ¿Cuál es la diferencia entre los dos símbolos? ¿Qué indica?
4. ¿Qué ocurre en el circuito cuando se cierra S1?
5. ¿Qué ocurre en el circuito cuando se cierra S2?
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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CIRCUITO Nº 4: RELACIÓN ENTRE LUMINOSIDAD DEL LED Y CORRIENTE
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
.
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1. ¿Qué es un potenciómetro o reóstato?
2. ¿Cómo funciona el potenciómetro rotativo o circular?
3. Enumera los tipos de potenciómetros.
4. ¿Qué es un slide?
5. ¿Cómo se llaman los potenciómetros que poseen dos unidades independientes eléctricamente pero controladas por el mismo perno?
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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CIRCUITO Nº 5: COMPORTAMIENTO DEL CONDENSADOR EN CONTINUA
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
.
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1. ¿Qué es un condensador?
2. Tipos de condensadores.
3. ¿Cómo se conectan o colocan los terminales de un condensador electrolítico? ¿Dónde se emplean estos
condensadores electrolíticos?.
4. ¿Qué es el Faradio?
5. Escribe los submúltiplos del Faradio, como se representa cada uno y su equivalencia en Faradios.
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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CIRCUITO Nº 6: EL TRANSISTOR EN EMISOR COMÚN
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
.
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1. ¿Qué es un transistor?
2. Dibuja un transistor con sus tres patillas o terminales e indica el nombre de cada uno de esos terminales de
conexión.
3. ¿Cuándo decimos que el transistor está bloqueado?
4. Copia el cuadro de funcionamiento del transistor.
5. Explica las funciones de un transistor.
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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CIRCUITO Nº 7: SISTEMA DE ALARMA
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
.
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1. Rellena la tabla observando lo que ocurre en el circuito, en los siguientes casos:
Interruptor
Interruptor
Diodo LED Rojo
Diodo LED Verde
S1
S2
L1
L2
OFF (Abierto) OFF (Abierto)
OFF (Abierto)
ON (Cerrado)
ON (Cerrado)
OFF (Abierto)
ON (Cerrado)
ON (Cerrado)
2. ¿Cómo debe estar el interruptor S1 para que se encienda el diodo LED Rojo L1?
3. En ese caso, ¿afectará cómo esté el interruptor S2?
4. ¿Cómo debe estar el interruptor S2 para que se encienda el diodo LED Verde L2?
5. En ese caso, ¿afectará cómo esté el interruptor S1?
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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CIRCUITO Nº 8: INTERRUPTOR SENSITIVO
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
.
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1. ¿Qué son las resistencias dependientes o especiales?
2. Enumera los tipos de resistencias dependientes o especiales.
3. ¿Qué significan las siglas LDR en inglés? ¿Cómo varia la resistencia en ellas?
4. Aplicaciones de las resistencias LDR.
5. Tipos de resistencias dependientes de la temperatura. Explica brevemente cada una.
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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CIRCUITO Nº 9: TEMPORIZADOR A LA DESACTIVACIÓN
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
.
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1. ¿Qué es un temporizador a la desactivación?
2. ¿Para qué puede ser utilizado?
3. Al activar la señal de entrada (S en posición A), ¿cómo estará el diodo LED?
4. ¿Qué ocurre en el diodo LED cuando pasamos S a la posición B?
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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CIRCUITO Nº 10: INTERMITENTE ALTERNADO / FLASH DE BICICLETA
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
.
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1. Como ejercicio, probaremos a variar los condensadores y observa que sucede. Haremos un mínimo de dos
variaciones y anotaremos los resultados en la siguiente tabla:
Valor de C1
1000 μF
Valor de C2
1000 μF
22 μF
22 μF
1000 μF
100 μF
22 μF
100 μF
Observaciones
2. Como consecuencia de la tabla anterior, ¿qué ocurre al variar los condensadores?
3. ¿Cómo podríamos elaborar un sencillo flash de bicicleta para señalizar nuestra presencia en carretera mien
tras pedaleamos?
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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CIRCUITO Nº X:
NOMBRE Y APELLIDOS:
ESQUEMA TEÓRICO
COMPONENTES
Nombre del componente
.
ESQUEMA PRÁCTICO
Símbolo
Nombre del componente
Símbolo
.
CUESTIONES
1.
2.
3.
4.
5.
RESPUESTAS (Si necesitas más espacio para tus respuestas, usa la parte de atrás de este folio)
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