INFORMES DE LABORATORIOS DE FISICA ELECTRONICA

JHONATAN CANO JIMENEZ

CODIGO: 1064716437 FERNEIS DAVID MARTINEZ MENDINUETA

CODIGO: 1063489747

GRUPO: 100414_137-138

TUTOR VIRTUAL:

WILMER HERNAN GUTIERREZ

CORREO: Wilmer.gutierrez@unad.edu.co

CODIGO: 106 GRUPO: 100414_

TUTOR VIRTUAL: DORIXIS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA-UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA PROGRAMA: INGENIERIA INDUSTRIAL

CURSO: FISICA GENERAL CERES CURUMANI

21/05/2014

INTRODUCCION Mediante la realizacin del presente trabajo, se pretende demostrar lo realizado dentro del marco de la primera prctica de laboratorio de fsica electrnica en donde se establecieron actividades de reconocimiento de los diferentes elementos que se utilizan para la medicin de las diferentes escalas de la fsica electrnica. Igualmente se realizara una introduccin al funcionamiento de los circuitos elctricos, su aplicacin y sus diferentes tipos. A su vez se establera conocimientos sobre las caractersticas de las resistencias, sus tablas de colores su medicin segn su uso y clculo para su adecuada utilizacin dentro de un circuito.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Aplicar y comprender ms a fondo los conceptos estudiados en la

Unidad 1, 2 Y 3 del Curso de Fsica Electrnica

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Comprender de manera prctica los fundamentos de la electricidad

Analizar y entender mediante la experiencia, los

fundamentos de semiconductores

Analizar y aplicar los fundamentos de la electrnica digital.

Realizar las mediciones adecuadas para el uso de resistencias,

de los y dems elementos que conforman un circuito elctrico

PRCTICA N1: NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD

MATERIALES:

Protoboard

Multmetro

Fuente de alimentacin

Resistencia de 220 ( menor a 500 )

Diodo LED

Cables de conexin

PROCEDIMIENTO 1. Identifique los dispositivos electrnicos y el equipo de laboratorio que usar

en la prctica. Realice una grfica de las conexiones internas del Protoboard

y del multmetro que va a utilizar, destacando principalmente las magnitudes y

las escalas de medicin.

Como estamos trabajando con un voltaje de 5V, entonces nuestra escala de

medicin ser de 20V (DCV) en el multmetro ya que es la que ms se aproxima

en nuestra medicin.

PROTO-BOARD

Es una tabla que sirve para elaborar y experimentar circuitos electrnicos.

MULTIMETRO

Es un instrumento elctrico el cual sirve para medir magnitudes elctricas

RESISTENCIAS ELECTRICAS FIJAS Y VARIABLES

Es un elemento el cual ofrece oposicin al paso de los electrones o sea que como su nombre lo dice

presentan resistencia a la electricidad y su unidad de resistencia es el ohmio (

Denominado diodo es un elemento

semiconductor que emite luz, sirven como

indicadores y tambin para iluminacin sobre

todo los de luz blanca.

2. Medicin de voltaje continuo o DC. Conecte la fuente de alimentacin y mida su voltaje DC de salida con el multmetro. Solicite al tutor la informacin relacionada con la escala

adecuada, la ubicacin de los terminales de medicin y la forma de medir voltaje. (El voltaje se mide en paralelo con el elemento).

3. Medicin de la resistencia elctrica. Solicite al tutor el valor terico de la resistencia a utilizar en la experiencia y proceda a medir esta magnitud con el multmetro. Si requiere informacin sobre la escala adecuada, la ubicacin de los terminales de medicin y la forma de medir la resistencia elctrica (la resistencia elctrica se mide en paralelo con el elemento), no dude en consultar a su tutor.

4. Construya, con ayuda de su tutor, el siguiente circuito en el Protoboard

En el laboratorio se realiz el siguiente circuito teniendo en cuenta la estructura planteada

5. Mida el voltaje DC en cada elemento. Para el diodo (1,95V):

Para la resistencia (2,99V):

Para la fuente (4,95V):

6. Mida la corriente elctrica que circula por el circuito. Solicite al tutor la informacin relacionada con la escala adecuada, la ubicacin de los terminales de medicin y la forma de medir corriente elctrica. (La corriente se mide en serie con el elemento).

PRCTICA N2: CIRCUITOS

ELECTRICOS MATERIALES:

Protoboard Pultmetro Fuente de alimentacin Un diodo LED Tres resistencias de diferente valor (una debe ser de 100 ) Un resistor variable de 10 K (potencimetro) Cables de conexin

PROCEDIMIENTO: 1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizar en esta prctica

2. Encuentre el valor nominal y la tolerancia de cada resistencia fija.

Resistencia de 220, tolerancia de 5% = 11

Resistencia de 330, tolerancia de 5% = 16.5

Resistencia de 100, tolerancia de 5% = 5

3. Mida con el multmetro el valor de cada resistencia y verifique

que se encuentre dentro de los lmites de tolerancia.

Caractersticas de las resistencias Dato con el

multmetro

Resistencia de 220, tolerancia de 5% = 11 218

Resistencia de 330, tolerancia de 5% = 16.5 327

Resistencia de 100, tolerancia de 5% = 5 99.0

4. ARREGLO DE RESISTENCIAS EN SERIE. Realice en el Protoboard un

arreglo de 3 resistencias en serie. Calcule el valor de la resistencia equivalente y tome el dato experimental con el multmetro

Clculo de resistencias = R1 + R2 + R3 = (220 + 330 + 100) = 650

Debido a que los lmites de tolerancia reducen mnimas cantidades en las

resistencias del clculo matemtico de las mismas, el valor equivalente tomado

con el multmetro es casi similar.

Dato con el multmetro

218

327

99.0

TOTAL: 644

5. ARREGLO DE RESISTENCIAS EN PARALELO. Realice en el Protoboard

un arreglo de 3 resistencias en paralelo. Calcule el valor de la resistencia

equivalente y tome el dato experimental con el multmetro.

Calculo de las resistencias = 1/ Rab = (1/ R1 + 1/ R2 + 1/R3) = (1/ 220 + 1/

330+ 1/100) = 56,89

Con el multmetro 56,95

6. FUNCIONAMIENTO DEL POTENCIMETRO. Identifique los terminales del

potencimetro y mida los valores de resistencia entre ellos.

A medida que giramos la perrillita del potencimetro de 10K la resistencia

vara desde 0 hasta 9.45K, cuyas tres patas, nos ubicamos con el

multmetro en la del medio con una de los dos extremos. Si se toma las dos

del extremo, la resistencia no vara de 9.45K. 7. Construya el siguiente circuito. Vare el cursor del potencimetro y

observe el efecto sobre el circuito. Explique lo sucedido.

La posicin de dicho cursor determina la resistencia elctrica en los terminales del

potencimetro. Este valor se establece con un pequeo destornillador o por medio de

un eje que se puede girar manualmente por lo cual el diodo nos permiten ver como

aumenta o disminuye su intensidad de luz, debido a que los electrones pasan de un

nivel alto de energa a uno bajo, irradian o emiten energa.

PRCTICA N3: LEYES DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS

MATERIALES: Protoboard Multmetro Una fuente de alimentacin Tres resistencias (220 , 330 y 1K ) Cables de conexin

PROCEDIMIENTO:

1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizar en esta

prctica

Como estamos trabajando con un voltaje de 5V, entonces nuestra escala de medicin

ser de 20V (DCV) en el multmetro ya que es la que mas se aproxima en nuestra

medicin.

2. CIRCUITO SERIE. Realice en el Protoboard el montaje de un circuito

serie, conformado por 3 resistencias y una fuente de alimentacin, la

cual deber fijarse en 5 voltios DC.

3. Mida el voltaje en cada uno de los cuatro elementos del circuito. Se

cumple la Ley de voltajes de Kirchhoff? Mida ahora la corriente del

circuito.

Efectivamente se cumple la ley de Kirchhoff, porque la suma de los voltajes de

los elementos de consumo (resistores) es igual a la suma de los voltajes de las

fuentes de alimentacin

Corriente elctrica (I)= 0,65 mA

4. Calcule el valor de la corriente del circuito y el valor del voltaje

en cada una de las resistencias. Compare estos valores con

los obtenidos en la experiencia. Datos:

Utilizando el multmetro tenemos que el valor de las resistencias utilizadas es:

R1 = 100 R2 = 6500 R3 = 1000 (RT = 7600 )

La corriente elctrica del circuito, utilizando el multmetro

es: I = 0.60 mA El voltaje del circuito: V = 5,41V

Clculo matemtico:

Para la corriente elctrica del circuito:

Para el voltaje del circuito:

5. CIRCUITO PARALELO. Realice en el Protoboard el montaje

de un circuito paralelo, conformado por 3 resistencias y una

fuente de alimentacin, la cual deber fijarse en 5 voltios DC.

6. Mida la corriente en cada una de las tres ramas del

circuito. Se cumple la Ley de corrientes de Kirchhoff?

Mida ahora el voltaje en los terminales de cada elemento.

Sabiendo que estamos trabajando con tres resistencias cuyo valor en ohm es: R1 = 220 R2 = 330 R3 = 100

Corriente elctrica en cada una de las tres ramas del circuito:

I1 = 21,2 mA R1 = 220

I2 = 14,6 mA R2 = 330

I3 = 46,7 mA R3 = 100

I llegan nodo = I salen nodo

82,5 mA = 82,5mA

Efectivamente se cumple con la ley de Kirchhoff, porque la suma

de todas las corrientes elctricas que llegan a un nodo, es igual a la

suma de todas las corrientes elctricas que salen de l.

7. Calcule el valor de la corriente que circula por cada elemento y el valor del voltaje entre los nodos del circuito. Compare estos valores con los obtenidos en la experiencia.

Corriente elctrica Voltaje

Multmetro Matemticamente Multmetro Matemticamente

I1 = 21,2 mA I1 = V/R = 22.7 mA V1 = 5

V1 = R1(I1) = 4.99 v

I2 = 14,6 mA I2 = V/R = 15.15 mA V2 = 5 V2 = R2(I2) = 4.99 v

I3 = 46,7 mA I3 = V/R = 50 mA V3 = 5 V3 = R3(I3) = 5 v

ANALISIS DE LOS RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Mediante el desarrollo de este laboratorio, pudimos profundizar y

afianzarnos acerca del contenido del curso donde es evidente la

importancia de esta herramienta para nosotros, donde nos

familiarizamos con los pilares fsicos en los que, por un lado, se

sustenta la actual era de la electrnica y las telecomunicaciones y,

por otro, se construye el conocimiento acerca de la ingeniera

aplicada y las nuevas tecnologas. Como se mir en el desarrollo

de esta actividad se observ que la cantidad de energa procesada

en un circuito es igual a la que sale, sea cual sean las

resistencias fijas o variables, los potencimetros, los diodos etc.,

los cuales hacen parte de un todo, con la funcin general de variar

el flujo de electrones, pero se aclaro que la ley de conservacin de

la materia en inviolable. Los clculos matemticos son fundamentales en el anlisis de los

resistores fijos ya que nos permiten asemejar ms claramente su

funcin de controlar o limitar la corriente que fluye a travs de un

circuito elctrico, presentando oposicin al paso de la corriente

elctrica. Cuando tenemos un circuito de resistores en serie, su

clculo se determina mediante la suma de su valor nominal de

cada una de las resistencias; en cambio si tenemos un arreglo de

resistores en serie la condicin cambia ya que debemos hallarlo

tomando el inverso de la suma de los inversos de cada resistor.

PRACTICA 5 MARCO TEORICO CONDENSADOR Bsicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energa en forma de campo elctrico. Est formado por dos armaduras metlicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dielctrico. Va a tener una serie de caractersticas tales como capacidad, tensin de trabajo, tolerancia y polaridad, que deberemos aprender a distinguir. CARACTERSTICAS TCNICAS GENERALES Capacidad nominal.- Es el valor terico esperado al acabar el proceso de fabricacin. Se marca en el cuerpo del componente mediante un cdigo de colores o directamente con su valor numrico. Tolerancia.- Diferencia entre las desviaciones, de capacidad, superiores o inferiores segn el fabricante. Tensin nominal.- Es la tensin que el condensador puede soportar de una manera continua sin sufrir deterioro CLASIFICACIN Condensadores fijos Son componentes pasivos de dos terminales. Se clasifican en funcin del material dielctrico y su forma. Pueden ser: de papel, de plstico, cermico, electroltico, de mica, de tntalo, de vidrio, de polister, Estos son los ms utilizados. A continuacin se describir, sin profundizar, las diferencias entre unos y otros, as como sus aplicaciones ms usuales. De papel El dielctrico es de celulosa impregnada con resinas o parafinas. Destaca su reducido volumen y gran estabilidad frente a cambios de temperatura. Tienen la propiedad de autor regeneracin en caso de perforacin. Las armaduras son de aluminio. Se fabrican en capacidades comprendidas entre 1uF y 480uF con tensiones entre 450v y 2,8Kv. Se emplean en electrnica de potencia y energa para acoplamiento, proteccin de impulsos y aplanamiento de ondulaciones en frecuencias no superiores a 50Hz.

Condensador de Aluminio Condensador de plstico bobinado.

De plstico

Sus caractersticas ms importantes son: gran resistencia de aislamiento (lo cual permite conservar la carga gran), volumen reducido y excelente comportamiento a la humedad y a las variaciones de temperatura, adems, tienen la propiedad de autor regeneracin en caso de perforacin en menos de 10s. Los materiales ms utilizados son: poli estireno (styroflex), polister (mylar), poli carbonato (Macrofol) y politetrafluoretileno (tefln). Se fabrican en forma de bobinas o multicapas.

Tambin se conocen como MK. Se fabrican de 1nF a 100mF y tensiones de 25-63-160-220-630v, 0.25-4Kv. Se reconocen por su aspecto rojo, amarillo y azul.

Cermico

Los materiales cermicos son buenos aislantes trmicos y elctricos. El proceso de fabricacin consiste bsicamente en la metalizacin de las dos caras del material cermico. Se fabrican de 1pF a 1nF (grupo I) y de 1pF a 470nF (grupo II) con tensiones comprendidas entre 3 y 10000v. Su identificacin se realiza mediante cdigo alfanumrico. Se utilizan en circuitos que necesitan alta estabilidad y bajas prdidas en altas frecuencias.

Condensador cermico de disco Condensador cermico de placa Electroltico

Permiten obtener capacidades elevadas en espacios reducidos. Actualmente existen dos tipos: los de aluminio, y los de tntalo. El fundamento es el mismo: se trata de depositar mediante electrolisis una fina capa aislante. Los condensadores electrolticos deben conectarse respetando su polaridad, que viene indicada en sus terminales, pues de lo contrario se destruira

De mica

Son condensadores estables que pueden soportar tensiones altas, ya que la rigidez dielctrica que presenta es muy elevada. Sobre todo se emplean en circuitos de alta frecuencia. Se utilizan en gamas de capacidades comprendidas entre 5pf y 100000pF. La gama de tensiones para las que se fabrican suelen ser altas (hasta 7500v). Se estn sustituyendo por los de vidrio, de parecidas propiedades y ms barato.

Condensadores variables

Constan de un grupo de armaduras mviles, de tal forma que al girar sobre un eje se aumenta o reduce la superficie de las armaduras metlicas enfrentadas, varindose con ello la capacidad. El dielctrico empleado suele ser el aire, aunque tambin se incluye mica o plstico.

Condensadores ajustables

Denominados tambin trimmers, los tipos ms utilizados son los de mica, aire y cermica.

DIODO

Un diodo es un componente electrnico de dos terminales que permite la

circulacin de la corriente elctrica a travs de l en un solo sentido. Este

trmino generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el ms

comn en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada

a dos terminales elctricos. El diodo de vaco (que actualmente ya no se usa,

excepto para tecnologas de alta potencia) es un tubo de vaco con dos

electrodos: una lmina como nodo, y un ctodo.

De forma simplificada, la curva caracterstica de un diodo (I-V) consta de dos

regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un

circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con

una resistencia elctrica muy pequea. Debido a este comportamiento, se les

suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la

parte negativa de cualquier seal, como paso inicial para convertir una corriente

alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento est basado en los

experimentos de Lee De Forest.

Los primeros diodos eran vlvulas o tubos de vaco, tambin llamados vlvulas termoinicas

constituidos por dos electrodos rodeados de vaco en un tubo de cristal, con un

aspecto similar al de las lmparas incandescentes. El invento fue desarrollado en

1904 por John Ambrose Fleming, empleado de la empresa Marconi, basndose en

observaciones realizadas por Thomas Alva Edison.

TRANSISTOR

El transistor es un dispositivo electrnico semiconductor que cumple funciones de

amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El trmino transistor es la

contraccin en ingls de transfer resistor (resistencia de transferencia).

Actualmente se encuentran prcticamente en todos los aparatos electrnicos de

uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo,

computadoras, lmparas fluorescentes, tomgrafos, telfonos celulares, etc.

MATERIALES:

Protoboard

Multmetro

Fuente de alimentacin

Dos diodos LED

-

condensadores:

semiconductores: un diodo rectificador y un transistor 2N2222 o 2N3904

cables de conexin

PROCEDIMIENTO:

1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio

que utilizar En esta prctica.

2. ALMACENAMIENTO DE ENERGA EN UN CONDENSADOR. Construya el

Siguiente circuito.

3 Conecte los terminales de alimentacin a la fuente y desconctelos despus de algn tiempo. Repita para el otro condensador. Explique lo sucedido.

Al condensador de 470F se coloc a 5 voltios y se observ que se demora para descargar 3 segundos y el condensador de 1000F se demora 7 segundos. Es decir que el condensador guarda la energa en un determinado tiempo y luego se descarga. Notamos que entre ms microfaradio tiene el condensador ms demora en descargarla.

4. FUNCIONAMIENTO DEL DIODO EN CONTINUA. Construya el siguiente circuito.

5 Identifique los terminales del diodo y conctelo en el circuito de tal forma que quede en polarizacin directa. Qu sucede? Explique lo sucedido.

Al realizar esta maniobra Prenden los diodos, lo cual quieres decir que colocando los circuitos de forma directa hay corriente sobre el circuito electrnico

6 Conecte el diodo ahora de tal forma que quede en polarizacin inversa. Qu sucede? Explique lo sucedido.

Al realizar este proceso el diodo no prende por que el circuito se encuentra abierto y la corriente no fluye.

7. TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR. Construya el siguiente circuito.

8. Observe la corriente de entrada (I base) y de salida (I colector) en funcin del brillo en los Leds. El transistor est amplificando la corriente de entrada?

Nos damos cuenta que Brilla ms el led (rojo) ya que el voltaje de la resistencia como la corriente es ms grande.

Voltaje de 200 = 2.69 voltios

Voltaje de 6.5 = 2.51

voltios Voltaje Leds rojo

= 2.31 voltios Voltaje

Leds verde = 2.19 voltios

9. Calcule la ganancia ( ) del transistor.

= Ic / Ib Corriente del colector = 13.07 ma

Corriente base = 0.36 ma

Ganancia = ic_ = 13.O6 ma

= 36.27 B 0.36 ma

BIBLIOGRAFIA

Tllez Acua, F.R. (2008) Modulo de Fsica Electrnica. Bogot: Universidad Nacional Abierta y a Distancia.