Guía para el desarrollo del componente práctico

Escuela o Unidad Académica

Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería

Nivel de formación

Profesional

Campo de Formación

Formación interdisciplinar básica común

Nombre del curso

Física Electrónica

Código del curso

100414

Tipo de curso

Metodológico

Habilitable

Si

No

X

Número de créditos

3

Tipo de práctica

Laboratorio físico

X

Laboratorio remoto

Simulador

Trabajos de campo

Software especializado

Experiencias profesionales dirigidas

Otro

Cuál

Tipo de actividad:

Individual

Colaborativa

X

Número de semanas

8

Momento de la evaluación:

Inicial

Intermedia, unidad:

X

Final

Peso evaluativo de la actividad (si lo tiene):

Entorno donde se realiza:

Fecha de inicio de la actividad:

Definida de acuerdo a la programación en cada centro

Fecha de cierre de la actividad:

Definida de acuerdo a la programación en cada centro

Temáticas que aborda componente práctico: 

Condensadores o Capacitores: Un condensador es un elemento pasivo que tiene la particularidad de almacenar carga eléctrica.

Los condensadores están formados por dos superficies metálicas conductoras llamadas armaduras, las cuáles se hallan separadas por un medio aislante denominado dieléctrico. Este dieléctrico puede ser aire, cerámica, papel o mica.

[pic 2]

Fig. 1 Diagrama descriptivo de un condensador

Un condensador se suele utilizar básicamente para eliminar la componente continua de una señal eléctrica, como filtro o para almacenar tensión en un determinado momento (como batería temporal) y cederla posteriormente.

El Diodo: El elemento semiconductor más sencillo y de los más utilizados en la electrónica es el diodo. Está constituido por la unión de un material semiconductor tipo N y otro tipo P. Su representación se muestra en la siguiente figura.

[pic 3]

Fig. 2 Diodo

El diodo idealmente se comporta como un interruptor, es decir, puede actuar como un corto o interruptor cerrado o como un circuito abierto dependiendo de su polarización. Debido a esto se suelen utilizar ampliamente como rectificadores de señales, aunque no es su única aplicación.

El transistor: El impacto del transistor en la electrónica ha sido enorme, pues además de iniciar la industria multimillonaria de los semiconductores, ha sido el precursor de otros inventos como son los circuitos integrados, los dispositivos optoelectrónicos y los microprocesadores.

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Fig. 3 Transistor

Es un dispositivo semiconductor de tres capas, dos de material P y una de material N o dos de material N y una de material P. Para cualquiera de los casos el transistor tiene tres pines denominados emisor, base y colector.

Este dispositivo se puede emplear para muchas aplicaciones, pero se destaca como amplificador, como conmutador, en sistemas digitales y como adaptador de impedancias.

Actividades a desarrollar  

Recursos necesarios para el desarrollo de la práctica

1. Conecte el generador de señales o transformador al osciloscopio, con ayuda del tutor encargado de laboratorio, mida el voltaje pico a pico de la señal y la frecuencia de la misma y registre los valores.
2. Calcule el voltaje rms a partir de la siguiente fórmula.[pic 5]

 [pic 6]

1. Realice el montaje del siguiente circuito. Mida el voltaje en la resistencia (entre los puntos B y C) y en el diodo (entre los puntos A y B) y represéntelo en las gráficas 1 y 2.

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[pic 8]

Gráfica 1 Voltaje en la resistencia

[pic 9]

Gráfica 2 Voltaje en el diodo

¿Cómo podría tomar la medida de corriente en el circuito haciendo uso del osciloscopio?

1. Realice el montaje del siguiente circuito

[pic 10]

1. Tome la medida de voltaje en el diodo y la resistencia

¿El voltaje en la resistencia es el mismo de la fuente de alimentación?

[pic 11]

1. Tome la medida de la corriente en el circuito, explique y concluya a partir de los resultados.

1. Realice el montaje del siguiente circuito.

[pic 12]

1. Desconecte el cable entre A y B. Mida el voltaje con el osciloscopio en el punto A, dibuje la señal en la siguiente gráfica.

[pic 13]

Gráfica 3 Señal de salida del puente rectificador

1. Conecte el cable entre los puntos A y B. Mida el voltaje en el punto B, dibuje la señal en la siguiente gráfica y compárela con la obtenida en el punto anterior. Explique qué sucede.

[pic 14]

Gráfica 4 Señal de salida sobre el capacitor

1. Cambie el valor del capacitor y mida nuevamente el voltaje. Explique qué sucede.

[pic 15]

1. Realice el montaje del siguiente circuito.

[pic 16]

1. Dibuje el pinout del transistor a partir de su datasheet.
2. Determine que utilidad práctica puede tener el circuito.
3. Conecte una carga al relay y valide su activación conforme cambian las condiciones de luz (La carga puede ser un bombillo o un motor de bajo consumo).

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1. Adjunte fotografías en las que se evidencie el funcionamiento del circuito y explique paso a paso su funcionamiento.

1. Realice el montaje del siguiente circuito, tenga en cuenta que los componentes que se encuentran encerrados en el recuadro entrecortado, representan un vaso de agua. El objetivo es que a medida que se va llenando el mismo, sea detectado el nivel y se accione el LED D2.

[pic 18]

1. ¿Cuál es el papel del condensador C1?, coloque un condensador de mayor valor y valide el funcionamiento del circuito. Explique qué sucede.
2. Muestre paso a paso el funcionamiento del circuito y documente el mismo por medio de fotografías.

[pic 19]

Ejercicio de contextualización a cargo del tutor de laboratorio

Teniendo en cuenta la disponibilidad de equipos Lucas Nülle en algunos de los centros. A continuación, se presentan ejercicios de contextualización que podrá dirigir el tutor encargado de la práctica.

Para este experimento se mostrará el proceso de rectificación de media onda haciendo uso de un diodo 1N4007, una resistencia de 1,8kΩ y un generador de señales. Para el caso de los equipos Lucas Nülle, se hará uso de la tarjeta SO4203-7A y un experimentador unitr@in, empleando la parte II de la misma que puede visualizarse en la siguiente imagen.

Este experimento ha sido tomado de la sección componentes semiconductores – diodos del software L@bsoft.

[pic 20]

Fig. 4 Tarjeta SO4203-7A

Con la tarjeta se hará el montaje del siguiente circuito:

[pic 21]

Fig. 5 Rectificador de media onda con un Diodo

Para realizar el montaje del mismo se colocará la tarjeta en el experimentador como se muestra en la siguiente imagen:

[pic 22]

Fig. 6 Conexión de la tarjeta al experimentador

Las conexiones se realizarán como se describe en la siguiente tabla:

[pic 23]

Fig. 7 Conexiones del experimentador a la tarjeta

Luego deberá abrir el generador de señales y el osciloscopio del software l@bsoft y realizar los ajustes descritos en la siguiente tabla.

[pic 24]

Fig. 8 Ajustes en el generador de funciones y Osciloscopio

A continuación se muestran los instrumentos, los cuales se toman desde instrumentos, luego instrumentos de medición y osciloscopio.

En el caso del generador, desde instrumentos, fuentes de tensión y generador de funciones.

[pic 25]

Analice y explique el comportamiento de la señal de salida y entrada, validando el efecto del diodo sobre la misma.

Para el desarrollo de las prácticas de laboratorio se debe tener en cuenta que:

-Es importante emplear bata durante el desarrollo de las prácticas en laboratorio.

-La ubicación de equipos e instalaciones eléctricas se encuentren en buen estado.

-Los niveles de voltaje aplicados a los equipos correspondan a los estandarizados para los mismos.

-Los instrumentos sean empleados correctamente, de acuerdo a la tarea que se esté desarrollando con estos.

-Antes de manipular cualquier circuito, debe estar desconectado de la red eléctrica.

-Antes de poner en funcionamiento un circuito pida el concepto del tutor para evitar conexiones erróneas que puedan afectar el mismo.

-No emplee equipos o herramienta sin documentarse acerca de su uso.

-Verifique el estado de los equipos antes de su uso e informe cualquier anomalía que pueda encontrar.

-Deje ordenados y des-energizados los equipos al finalizar la práctica.

Entorno para su desarrollo:

In-situ

Productos a entregar por el estudiante:

Informe de laboratorio en el que se presentan los resultados de la práctica y el análisis conforme a las actividades.

Tipo de producto:

Individual

X

 Colaborativo

 No se entrega ningún producto

Individual:

• Informe en formato IEEE en el que responda los cuestionamientos establecidos para la práctica y evidencie la realización de la misma. <>
• Tenga en cuenta que es muy importante incluir análisis de resultados y conclusiones, ya que es a través de estos que se evidencia lo aprendido en el desarrollo de la práctica.
• Registre todas las referencias de las fuentes bibliográficas, que le darán soporte teórico, conceptual y metodológico a su informe.

(No se debe presentar en formato PDF, ya que no permite la información de retorno por parte del docente)

Colaborativo

El informe podrá se entregado de forma colaborativa, sólo si de acuerdo a las condiciones de desarrollo de la práctica, el tutor encargado determina que podrá ser presentado de esta forma.