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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR “EL ORO”
Lunes 3 de agosto del 2015
ELECTRONICA BASICA
Tres ecuaciones de potencia, se las utiliza para encontrar la potencia eléctrica en cada
resistencia
. []
[]
. []
1.12.23.31.12.23.3
1112
0.917
2.23.3
5.5
R1
1k
R2
2.2k
R33.3kR4
1.1k
FUENTE36V
R1
1k
R41.1k AC Volts
+18.9
A C
V o l t s
+ 1 7 . 1
FUENTE36V
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Martes 4 de agosto del 2015
ELECTRONICA BASICA
Ejemplo 1
− 1 − 2 − 3 0
∑ 1 2 3
Formula
∑
=
Malla: La corriente es la misma para cualquier dispositivo.
Ejercicio 1
2 1 2
VF
V1 V2
V3
LVK LCK
Ley de
Voltaje del
señor
“Kirchhoff”
Ley de
Corriente
del señor
“ ”
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2 − 1
2 − . 1
2 −
1 2 . 1
2 ( 1 − 1 1 2)
2 ( 1 2 − 1 1 2 )
2 2 1 2 .
2 2 1
1 2
Nodo: Es un punto de conexión de 2 o más elementos en un circuito
1 2 4 3
1 2 − 4 − 3 0
VF
R1
R2
i 1
i 2
i 4 i 5
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∑
=
Ejercicio 2
Cuanto es la intensidad de R2
2 > 1; 2
1 1
2
∑ 0
=
1 2
2 − 1
Reemplazo
2 −1
2 − 2.21
Factor Común
( )
( )
Partidor de voltaje
.
IF
Vo
R1Vo
R210k
iR2
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VFR24k
iR2
R1
3k
Ejercicio 3
Voltaje?
1 2 1 2 .
2 .( 1 22 )
4 . (8 4 4 )
12
Potencia?
2
2
2 4 4
2 1
.
12 .1
12
Vout= 4V
1 2
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Ejercicio 1
62 3
61 2 2
B.-LCK
3 2 5
LVK:
3
5 3 6
21
Ley de Ohn
7 217 3
A.-LCK
35
8
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Corrección del Examen
Ejercicio 1
10 5
10 12
6 3 10
12
( 4412) .
4
412
1 2⁄
4
412
2
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Corrección del Examen
Ejercicio 2
4 12
4 3
( 44 2 ) > 34 18
1244 2
18
4 2 6
3
(3
3 2 )
183
3 2 30
30
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DIODO
El diodo es un dispositivo de semiconductor compuesto por una unión P-N, es unmaterial extrínseco que adquiere unas propiedades especificas dependiendo del
dopado o las impurezas que han sido añadidas a un configuración molecular, en la
parte práctica es utilizado en el área de la electricidad con el objetivo de modificar
diferentes señales de voltaje, regular el voltaje, emitir luz y muchas otras aplicaciones
que no se abarcan en este informe. El diodo que se utilizará es el “rectificador” este
tiene una curva característica como la que muestra en la siguiente imagen:
Los parámetros característicos visualizados en el gráfico son:
La tensión de ruptura Vz, a la cual se verifica el efecto avalancha; en
correspondencia de dicha tensión se tiene un rápido incremento de la corriente
que, si no se limita correctamente, provoca la destrucción del diodo;
La tensión de umbral Vu, a la cual el diodo comienza a
conducir considerablemente; para valores de tensión de polarización directa
superiores a éste, la corriente crece rápidamente.
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En la polarización directa, la corriente puede expresarse mediante la ecuación: I
ID
ῃ
−
Donde Es
Io Corriente inversa o saturación
ῃ
Constante que depende del
semiconductor
T Temperatura en grados Kelvin
V Voltaje
En la ecuación se observa que la corriente que circula a través de un diodo es función
no sólo de la tensión de alimentación, sino también dela temperatura.
El símbolo gráfico del diodo se muestra en la figura siguiente:
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Rectificador de media onda
Se ha visto que un diodo conduce sólo si se polariza directamente; por lo tanto,
alimentando un diodo con tensión alterna, es fácil verificar que sólo la media onda
positiva provocará en el circuito una circulación de corriente, dado que la componente
negativa se cortará. El circuito más sencillo que utiliza el diodo como rectificador se
muestra en la siguiente imagen:
La corriente circula por el circuito durante medio
período (duración de una media onda) y produce
en los extremos de la resistencia de carga una
media onda positiva de tensión.
El valor medio Vm de la tensión rectificada en la
carga R está dado por:
Y el valor eficaz esta dado por:
Rectificador de onda completa
El rectificador de media onda descrito en la lección anterior, presenta valores medios
y eficaces de tensión rectificada no satisfactorios, especialmente en el caso en el cual
la carga absorba una potencia bastante elevada.
En este caso se necesita un rectificador de onda completa, en el cual la media onda
negativa no se corte sino que se invierta.
Si se dispone de un transformador de toma central, se puede realizar un rectificador
de onda completa con el circuito que se muestra en la figura:
Vm = VM / π
VRMS = VM / 2
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Este circuito rectificador requiere que las tensiones
presentes en los ánodos de los dos diodos estén
desfasadas 180° entre sí.
El valor medio Vm de la tensión rectificada está dado por:
El valor eficaz está dado por:
Otra solución circuito que permite rectificar las dos medias ondas de una fuente de
alimentación alterna es el puente de Graetz, cuyo circuito se muestra en las figura
siguiente.
Vm = 2VM / π
VRMS = VM / √ 2
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El puente de Graetz consta de 4
diodos, en lugar de 2 como en el
caso anterior; sin embargo,
presenta la ventaja de no requerir el
transformador de toma central.
Durante la media onda positiva
conducen los diodos D2 y D4,
mientras que durante la media
onda negativa conducen los diodos
D1 y D3.
Se puede observar que la corriente
en la carga RL tiene siempre el
mismo sentido, debido a la
rectificación de la media onda
negativa.
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TRANSISTOR
El transistor es un dispositivo de tres terminales -emisor, colector y base-, que,
atendiendo a su fabricación, puede ser de dos tipos: NPN y PNP. En la figura 1 se
encuentran los símbolos de circuito y nomenclatura de sus terminales. La forma de
distinguir un transistor de tipo NPN de un PNP es observando la flecha del terminal de
emisor. En un NPN esta flecha apunta hacia fuera del transistor; en un PNP la flecha
apunta hacia dentro. Además, en funcionamiento normal, dicha flecha indica el sentido
de la corriente que circula por el emisor del transistor.
Tensiones y corrientes en el transistor
En general se definen una serie de tensiones y corrientes en el transistor, como las que
aparecen en las figuras 2 y 3. Esta definición es la que se usará a lo largo del presente
cuadernillo y sigue una representación física de las mismas (pues en funcionamiento
normal todas las corrientes y tensiones definidas son positivas). Existen otras formas de
indicar dichas tensiones y corrientes, aunque no se tratarán aquí.
Configuración base común
En estos tipos de montajes en los que la entrada de señal a amplificar y la salida
amplificada se toma con respecto a un punto común, en este caso el negativo,
conectado con el emisor del transistor. Este circuito nos ayudará a comprender el
funcionamiento de un transistor tipo NPN.
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Participemos de la base del conocimiento del circuito eléctrico interior del transistor
NPN, y de sus polarizaciones. Se puede decir que un transistor NPN es básicamente
un circuito hecho con dos diodos conectados en oposición y con una toma intermedia,
de la forma que vemos en la figura.
Ecuación del transistor
La intensidad del colector es igual al beta por la intensidad de la base
Ic=B IB Variable independiente.
Beta es la ganancia del transistor y una cantidad adimensional.
Conceptos claves
Adimensional= es aquella que no tiene dimensión o magnitud
de medidas
La cantidad beta varía según el transistor de 40 a 2000.
El beta del transistor 2n3904 es 200.
Mientras más corriente exista en la base más corriente habrá en
el colector y viceversa
Caída de voltaje: 0.7v
IE=IB+IC IE=IB (B+1)
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IB IC
IB IC
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Ondas periódicas: cuadrada, triangular y sinusoidal; valores
característicos de amplitud y tiempo.
Las señales periódicas son aquellas señales cuyos valores se repiten a intervalos
iguales de tiempo en el mismo orden, o sea:
Los generadores de señales o generadores de formas de onda disponibles
comercialmente suministran varias formas típicas de ondas:
a) sinusoidales
b) triangulares
c) cuadradas
d) pulsos TTL , dientes de sierra, etc.Permitiendo la selección del valor pico o amplitud máxima y el período o frecuencia
de la onda.
Ondas Cuadradas:
Se conoce por onda cuadrada a la onda de corriente alterna (CA) que alterna su
valor entre dos valores extremos sin pasar por los valores intermedios (al contrario
de lo que sucede con la onda senoidal y la onda triangular, etc.)
Ondas Triangulares :
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La onda triangular es un tipo de señal periódica que presenta unas velocidades
de subida bajada (Slew Rate ) constantes. Lo más habitual es que sea simétrica, es decir
que, los tiempos de subida y bajada son iguales.
La onda triangular tiene un contenido en armónicos muy bajo, lo que concuerda con
su parecido a una onda senoidal. Tanto matemática como físicamente se puede
obtener integrando en el tiempo una onda cuadrada: los niveles constantes alto y
bajo de dicha onda se convierten en las pendientes (constantes) de los flancos de
subida y bajada de onda triangular.
Las ondas triangulares tienen aplicaciones destacadas, como son:
Generación de señales sinusoidales. Se generan ondas sinusoidales
conformando la señal triangular con redes de resistencias y diodos. Es el
método habitual para producir sinusoides en los generadores de funciones
de baja frecuencia (hasta unos 10 MHz).
Generación de barridos. En los tubos de rayos catódicos, se aplican
tensiones triangulares asimétricas (diente de sierra) a las placas deflectoras,
en el caso de osciloscopios, o corrientes de la misma forma a las bobinas
deflectoras, en el caso de monitores de televisión, pantallas de ordenador,etc.
Osciladores. Como la relación entre el tiempo y la amplitud de una onda
triangular es lineal, resulta conveniente para realizar osciladores controlados
por tensión, comparando su nivel con la tensión de control.
Ondas Sinusoidales:
También llamada Senoidal. Se trata de una señal analógica, puesto que existen
infinitos valores entre dos puntos cualesquiera del dominio. La onda describe una
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curva continua y es la gráfica de la función matemática seno.
Este tipo de ondas son vistas en la Corriente Alterna, puesto que en ésta, la dirección
del flujo eléctrico cambia constantemente en el tiempo, y cada uno de estos cambios
es representado en la gráfica por un ciclo, puesto que se considera que la carga
va aumentando hasta llegar a su máximo, luego disminuye hasta cero y da paso al
siguiente sentido.
Valores característicos de amplitud y tiempo:
a) Valor de cresta o pico o máximo: Vm o Vp. Es la magnitud máxima que toma la
función en un instante de tiempo particular.
b) Valor pico a pico o cresta a cresta: Vpp. Es la magnitud de la señal desde su
amplitud mínima o negativa (-Vm) hasta su amplitud máxima o positiva (+Vm).
Para una señal simétrica el valor pico a pico es el doble del valor máximo.
c) Valor medio (Amed): Como en una señal sinusoidal el semiciclo positivo es
idéntico al negativo, su valor medio es nulo. Por eso el valor medio de una onda
sinusoidal se refiere a un semiciclo. Además representa la media aritmética de los
valores que toma la onda en un periodo.
Valor eficaz o valor RMS: Se utiliza mas a menudo para descubrir forma de ondas
de señales eléctricas debido a que el valor medio de ondas periódicas simétricas
es cero, y ciertamente este valor no sumista información útil de las propiedades
de una señal. Su importancia se debe a que este valor es el que produce el mismo
efecto calorífico que su equivalente en corriente continua. El valor eficaz en síntesis
es el valor medio cuadrático; es decir, la raíz cuadrada del valor medio de la función
al cuadrado, en un periodo y el igual al valor pico
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ELECTRÓNICA BÁSICA
Ejercicio 1
Formula
2 Desarrollo
1 8 0
2180
1802 28,64
28,64
1
128,64 34,9
34,9
360 >34,91
270 >26,18
180 >17,45
90 > 8,7
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Ejercicio 2
Hidroeléctrica paute
Ecuación de la Hidroeléctrica paute
.60
2 . 60 376,99
,
376,99
,
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Circuito rectificador de onda completa con puente de diodos
Este circuito (figura 1) utiliza 4 diodos en configuración de puente para la rectificación
de onda completa.
Figura 1
El análisis se realiza por separado para cada semiciclo de la señal de entrada Vi a fin
de determinar la salida Vo en cada caso.
Tomando el modelo ideal del diodo, las figuras 2 y 3 muestran el comportamiento
del circuito para los semiciclos positivos y negativos de Vi, respectivamente.
Figura 2
Figura 3
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La figura 1 muestra la inversión de los semiciclos negativos para igualarlos a los
semiciclos positivos.
Se observa de las figuras 2 y 3 que sólo dos diodos trabajan en cada semiciclo, a
diferencia de los circuitos rectificadores anteriores.
Del análisis de este circuito rectificador se concluye:
Vo = Vi para Vi > 0
Vo = -Vi para Vi < 0
Por tanto las gráficas para la señal Vo(t) y la curva de transferencia Vo vs. Vi sonsemejantes a las figuras 14 y 15 del rectificador de onda completa con transformador
de toma central.
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SEÑALES EN EL TIEMPO
Las ondas periódicas son aquellas ondas que muestran periodicidad respecto del
tiempo, esto es, describen ciclos repetitivos.
El voltaje a través de un condensador 2-F está dada por la forma de onda en la Fig. 1
Encontrar la forma de onda para la corriente en el condensador.
− −
0 − 1 20 − 2 0 12
20 35
− −
− 0 35 − 0
;
< <
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− −
−12−123 0 − 2 0 − 24
10 − 125
− 125
− −
− 1 2 − 125 − 2 0
− 125 − 2 0 12
− 125 4 8 1 2
− 125 6 0
;
;−
2 0 < < 3 0
−
−
0 − −125 0 − 2 0 12
20 35
35
− −
− −12 35 − 3 0
35 − 3 0 − 12
35 1 8 1 2
35 3 0
;−
;
3 0 < < 5 0