Guía de actividades y rúbrica de evaluación - Fase 1 - Diseñar la etapa de rectificación y filtrado

Universidad Nacional Abierta y a Distancia
Vicerrectoría Académica y de Investigación
Fase 1 - Diseñar la etapa de rectificación y filtrado
1. Descripción general del curso
Escuela o Unidad
Académica
Nivel de
formación
Campo de
Formación
Nombre del
curso
Código del curso
Tipo de curso
Número de
créditos
Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e
Ingeniería
Profesional
Formación disciplinar
Electrónica Análoga
243006
Metodológico
4
Habilitable Si ☐ No ☒
2. Descripción de la actividad
Tipo de
actividad:
Número
Individual ☒ Colaborativa ☒
de 4
semanas
Momento de
Intermedia,
☒
la
Inicial ☐
Final ☐
unidad:1
evaluación:
Peso evaluativo de la
Entorno de entrega de actividad:
actividad: 55 puntos
Seguimiento y evaluación
Fecha de inicio de la
Fecha de cierre de la actividad:
actividad: Jueves, 6 de
Miercoles, 26 de Septiembre de 2018
Septiembre de 2018
Competencia a desarrollar:
• El estudiante conoce y comprende adecuadamente los principios de
funcionamiento y aplicación de dispositivos semiconductores como
Diodos y Transistores BJT para el desarrollo y mantenimiento de sistemas
electrónicos análogos.
Temáticas a desarrollar:
Unidad 1: Introducción a los Semiconductores.



Fundamentos de los semiconductores
Aplicaciones de Diodos
El transistor Bipolar (BJT)
Pasos, fases o etapa de la estrategia de aprendizaje a
desarrollar
La estrategia utilizada para el desarrollo del curso es la de aprendizaje
basado en proyectos como experiencia pedagógica organizada para
investigar y resolver problemas que se presentan en el mundo real.
Las actividades de la estrategia se dividen en fases donde el participante
resolverá situaciones problemicas referentes al diseño, comprobación del
funcionamiento y aplicación del sistema electrónico análogo solicitado.
En este trabajo se desarrollara la:
Fase 1 - Diseñar la etapa de rectificación y filtrado.
Actividades a desarrollar
Individuales:
Proyecto
Diseño y simulación de una fuente de alimentación regulada y
protegida contra cortos circuitos
La mayor parte de los circuitos electrónicos prácticos trabajan a partir de
un voltaje de alimentación de CC. Este último puede ser suministrado,
por ejemplo, por una batería. Las baterías ofrecen varias ventajas, siendo
la más importante su naturaleza portátil. Sin embargo, existen
situaciones en las cuales el uso de baterías puede resultar muy costoso.
En estos casos, debe recurrirse al uso de fuentes de alimentación, las
cuales operan desde la red pública de corriente alterna AC y proporcionan
voltajes de corriente continua CC más económicos, estables y potentes.
Voltaje AC
Circuito
Rectificador
Filtro con
Capacitor
Regulador
de voltaje
Carga
Figura No. 1 Diagrama de bloques funcionales de una fuente de
alimentación
El problema
Suponga que trabaja para una compañía que diseña, prueba, fabrica y
comercializa varios instrumentos electrónicos, incluyendo fuentes de
alimentación de CC. Su primera asignación es, desarrollar y probar en el
simulador Pspice Student 9.1 (o cualquier otro simulador que sepa usar)
una fuente de alimentación rectificada por puente de diodos y regulada
por un circuito regulador serie discreto (amplificador operacional y
transistor de paso Darlington.)
La
Fuente
de
especificaciones:
Alimentación
debe
satisfacer
las
siguientes
♦ Corriente de carga regulada: 900 mA
♦ Voltaje DC de salida regulado: 3,3V.
Circuito Rectificador
Conociendo que el voltaje del devanado secundario es de 20VAC Pico se
inicia el diseño de la primera etapa que conforma una fuente de
alimentación en este caso se solicita sea un circuito rectificador de onda
completa tipo puente.
Fig. No. 2 Circuito Rectificador
Fuente: Autor
Dada las Formulas Relacionadas al Rectificador de Onda Completa Tipo
Puente:
Vrms = VP / √2
PIV = VP
(Sal)
VProm = 2VP / π
+ 0.7V
VP (Sec) = VP
Vrms = VP x 0.707
(Sal)
+ 1.4V
Definiciones:
Vrms (sec): Valor eficaz del voltaje del secundario.
VProm (sec): Valor promedio del voltaje del secundario.
VP (Sal): Valor pico de salida.
PIV: Voltaje de Pico Inverso.
1.1
Complete luego de los cálculos la siguiente tabla:
Vrms(sec)
VProm(sec)
VP(Sal)
PIV
1.2
¿Cuál de los valores anteriormente calculado es que mostraría un
osciloscopio a simple vista?
1.3
¿Qué desventaja tiene el usar un rectificador de media onda?
1.4 ¿Es la siguiente afirmación falsa o verdadera? ¡Justifique su
respuesta!
“La frecuencia de la onda de salida en un rectificador de media onda es
la misma que la de entrada”
Filtrado Con Capacitor
En esta etapa del diseño se debe encontrar el mínimo valor del
condensador que se debe colocar en paralelo con la salida del circuito
rectificador para lograr el filtrado de la corriente pulsante y también
lograr un mínimo rizado.
Esta variación se denomina rizado (ripple) y tiene la misma frecuencia (f)
del voltaje rectificado. Su amplitud pico a pico (Vrpp) está dada, en forma
aproximada, por la siguiente fórmula:
Vrpp = IL / f C
En práctica, debe buscarse que la amplitud del rizado Vrpp sea lo más
pequeña posible ya que este voltaje alterno puede manifestarse como un
ruido por ejemplo en los amplificadores de audio.
Para ello, el valor del condensador de filtro (C) debe ser escogido de tal
modo que el producto Rc∙ C, llamado la constante de tiempo del circuito
TC, sea mucho mayor que el período de la señal de entrada (T=1/f), por
lo menos diez veces.
1.5 Teniendo en cuenta la información anterior y recordando que la
máxima corriente que debe manejar nuestra fuente es 900mA.
Encuentre el valor del condensador para lograr una tensión de rizado de
0.6 VPP.
C en µF
1.6 El condensador se carga aproximadamente al valor pico de la salida
del rectificador tipo puente VP (Sal) teniendo el valor de la corriente sin
regular de 900mA por ley de Ohm se conoce valor de Rc y de este modo
se logra calcular un valor aproximado de la constante de tiempo R c∙ C
complete la siguiente tabla:
T
TC
1.7 ¿Se cumple la condición de que TC debe ser al menos 10 veces mayor
a T?
Si
No
Colaborativas:
Luego de que cada integrante del grupo realice sus aportes se da inicio a
la consolidación del informe grupal donde deberán seleccionar los aportes
significativos que den solución a lo solicitado y construir el informe
grupal.
Consideraciones
-
Estudiante que no aporte no debe ser incluido en el informe grupal.
-
Se debe anexar en el informe grupal pantallazos de las
participaciones de los estudiantes que integran el trabajo.
Los aportes deben quedar evidenciados en el entorno de
aprendizaje colaborativo -> Foro: “Unidad 1: Fase 1 Diseñar la etapa de rectificación y filtrado”. -> Tema:
“Foro de aportes de la fase 1”.
Entornos
para su
desarrollo
El documento final debe ser entregado en el entorno de
evaluación y seguimiento en el recurso: “Fase 1 - Diseñar
la etapa de rectificación y filtrado”, en las fechas indicadas
y bajo el nombre: Grupo#_fase1, ejemplo:
Grupo20_fase1.pdf
Individuales:
Se evalúa la participación oportuna y los aportes
individuales realizados por el estudiante referente al
desarrollo de la fase 1 de la siguiente manera:
Participación individual del estudiante en el foro de la fase
1 con aportes sobre El Circuito Rectificador
Ponderación: 10/55
Participación individual del estudiante en el foro de la fase
1 con aportes sobre El Filtrado con Capacitor
Ponderación: 10/55
Productos
a entregar
Cálculos matemáticos como evidencia del diseño del
por el
circuito.
estudiante
Ponderación: 10/55
Colaborativos:
Documento escrito: informe de construcción grupal que
incluya:





Portada con los nombres de los integrantes del grupo
Introducción
Contenido (Fase 1)
Conclusiones
Referencias usadas.

Deben tener formato APA.
El líder del grupo debe hacer entrega del informe en el
entorno de Evaluación y seguimiento).
Tamaño del archivo final: El tamaño NO debe superar los
5MB.
Ponderación: 25/55
Lineamientos generales del trabajo colaborativo para el
desarrollo de la actividad
A continuación, se presenta un modelo para la
planeación del trabajo de los estudiantes dentro del
grupo colaborativo.
Actividad
Planeación
de
actividades
para el
desarrollo
del trabajo
colaborativo
Roles a
desarrollar
por el
estudiante
dentro del
grupo
colaborativo
Fecha
Respons
able
Lectura de las referencias
dadas
Preparación y entrega de
los aportes individuales
Interacción del grupo a
partir
Preparación de los
entregables grupales
Revisión de los productos
Preparación de los
entregables de acuerdo con
la normas APA
Cada uno de los estudiantes integrantes del grupo debe
desempeñar un rol y asumir las tareas que esto
conlleva, en el siguiente cuadro se relacionan los roles
y tareas.
Rol asumido
Roles y
responsabili
dades para
la
producción
de
entregables
Tareas o funciones realizadas
Responsable de la comunicación entre
el tutor y el grupo. También de
presentar a su equipo la información
Líder
que recoge de la observación al
comunicador
desarrollo de las actividades y es
responsable de entregar el producto
final.
Responsable de la relatoría de todos
los procesos en forma escrita.
Relator
También es responsable de recopilar
y sistematizar la información a
entregar al tutor.
Controla el cronograma de tiempo
establecido, y es responsable para
Vigía del
que el equipo desarrolle las diferentes
tiempo
actividades
dentro
del
tiempo
pactado.
Es quien se preocupa por verificar al
interior del equipo que se estén
asumiendo
las
responsabilidades
individuales y de grupo, propicia que
Dinamizador
se mantenga el interés por la
del proceso
actividad y por último cuestiona
permanentemente al grupo para
generar puentes entre lo que ya se
aprendió.
Responsable de conseguir el material
y/o las herramientas de acuerdo a las
Utilero
necesidades del equipo para el
desarrollo de las actividades y/o
procesos.
Roles
Función
Consolidar el documento que se
constituye como el producto final,
teniendo en cuenta que se hayan
Compilador
incluido los aportes más importantes
y que solo se incluya a los
participantes que intervinieron en el
por los
estudiantes
Uso de
referencias
proceso. Debe informar a la persona
encargada de las alertas para que
notifique a quienes no hicieron sus
participaciones, que no se les incluirá
en el producto a entregar.
Asegurar que el escrito cumpla con
las normas de presentación de
trabajos exigidas. Revisar que los
aportes de los integrantes sean
elaboraciones propias (no copias
Revisor
textuales) y que las citas y
referencias
bibliográficas
estén
adecuadas a las normas APA. Avisar
a la persona de alertas para que
informe a los integrantes del equipo
en caso de algún ajuste.
Asegurar que el documento contenga
los criterios presentes en la rúbrica.
Debe comunicar a la persona
Evaluador
encargada de las alertas para que
informe a los integrantes del equipo
en caso que haya que realizar algún
ajuste sobre el tema.
Alertar sobre los tiempos de entrega
de los productos y enviar el
documento
en
los
tiempos
Entregas
estipulados, utilizando los recursos
destinados para el envío, e indicar a
los compañeros que se ha realizado
la entrega.
Notificar a los integrantes del grupo
de las novedades en el trabajo e
Alertas
informar mediante el foro de trabajo
y la mensajería del curso, que se ha
realizado el envío del documento.
Para conocer la forma como se referencian los
documentos consulte el siguiente documento: Centro
de Escritura Javeriano ( ) Normas APA. Sexta edición.
Recuperado de
http://centrodeescritura.javerianacali.edu.co/index.ph
Políticas de
plagio
p?option=com_content&view=article&id=138:normasapa&catid=45:referencias-bibliograficas&Itemid=
En el acuerdo 029 del 13 de diciembre de 2013,
artículo 99, se considera como faltas que atentan
contra el orden académico, entre otras, las siguientes:
literal e) “El plagiar, es decir, presentar como de su
propia autoría la totalidad o parte de una obra,
trabajo, documento o invención realizado por otra
persona. Implica también el uso de citas o referencias
faltas, o proponer citad donde no haya coincidencia
entre ella y la referencia” y literal f) “El reproducir, o
copiar con fines de lucro, materiales educativos o
resultados de productos de investigación, que cuentan
con derechos intelectuales reservados para la
Universidad.
Las sanciones académicas a las que se enfrentará el
estudiante son las siguientes:
a) En los casos de fraude académico demostrado en el
trabajo académico o evaluación respectiva, la
calificación que se impondrá será de cero punto cero
(0.0) sin perjuicio de la sanción disciplinaria
correspondiente.
b) En los casos relacionados con plagio demostrado en
el trabajo académico cualquiera sea su naturaleza, la
calificación que se impondrá será de cero punto cero
(0.0), sin perjuicio de la sanción disciplinaria
correspondiente.
4. Formato de Rubrica de evaluación
Fase 1 - Diseñar la etapa de rectificación y filtrado
Actividad
Actividad
☒
☒
Tipo de actividad:
individual
colaborativa
Momento de la
Intermedia,
☐
☒ Final
Inicial
evaluación
unidad 1
Niveles de desempeño de la actividad individual
Aspectos
evaluados
Valoración alta
Valoración media Valoración baja
El estudiante
El estudiante
participó pero sus
participó de manera
aportes no son
pertinente
significativos y
realizando aportes e
poco interactuó
Participación
interactuando con
con sus
El estudiante no
individual del
sus compañeros
compañeros sobre presentó aportes
estudiante en el
los cálculos
sobre el circuito
foro de la fase 1 sobre los cálculos
tensiones en un
tensiones en un
rectificador
con aportes
rectificador de
sobre el circuito rectificador de onda
completa y sobre la onda completa y
rectificador.
fundamentación de
sobre la
su funcionamiento. fundamentación de
su funcionamiento.
(Hasta 10 puntos) (Hasta 5 puntos) (Hasta 0 puntos)
El estudiante
El estudiante
participó, pero sus
evidencia
Participación
aportes no son
aprendizaje y
El estudiante no
individual del
significativos con
presentó aportes
estudiante en el habilidades para el
respecto al diseño
el filtrado con
foro de la fase 1 diseño de una etapa
de la etapa de
de filtrado en una
capacitor
con aportes
filtrado de una
fuente
de
sobre el filtrado
fuente de
alimentación
con capacitor
alimentación.
(Hasta 10 puntos) (Hasta 5 puntos) (Hasta 0 puntos)
Cálculos
El aporte presenta
El aporte presenta
El aporte no
matemáticos
cálculos
algunos cálculos
presentó cálculos
☐
Puntaje
10
10
10
como evidencia
matemáticos
matemáticos
matemáticos o
del diseño del
correctos que
errados
todos los
circuito.
evidencian el diseño
presentados están
del circuito.
errados.
(Hasta 10 puntos) (Hasta 5 puntos) (Hasta 0 puntos)
Niveles de desempeño de la actividad colaborativa
Aspectos
evaluados
Valoración alta
Valoración media Valoración baja
Aunque se
El grupo cumplió
entrega un
El documento no
con los propósitos
documento, este da respuesta a los
del trabajo de
no soluciona de
lineamientos de la
Fines del trabajo
manera
manera adecuada
actividad
satisfactoria.
las actividades
propuesta.
planteadas.
(Hasta 15 puntos) (Hasta 7 puntos) (Hasta 0 puntos)
Aunque el
documento
El equipo no tuvo
El documento
presenta una
en cuenta las
presenta excelente estructura base la
normas básicas
Estructura del
estructura.
misma carece de para la realización
informe
algunos elementos
de informes.
del cuerpo.
(Hasta 5 puntos) (Hasta 3 puntos) (Hasta 0 puntos)
Aunque presenta
Se maneja de
El manejo de citas referencias, estas
manera
y referencias es
no se articulan
inadecuada el uso
Referencias
satisfactorio.
adecuadamente
de citas y
con el trabajo.
referencias.
(Hasta 5 puntos) (Hasta 3 puntos) (Hasta 0 puntos)
Calificación final
Puntaje
15
5
5
55