3. MOTIVACION 4. METODOLOGIA

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1 1. IDENTIFICACION ASIGNATURA GRADO PERIODO I.H.S. ELECTRONICA DECIMO (10 ) PRIMERO 6 DOCENTE(S) DEL AREA: Esp. Arnulfo Arias, Ing. Electrónico Jairo García Barreto. 2. INTRODUCCION Los tiristores son dispositivos semiconductores cuya estructura interna permite una realimentación para producir una conmutación. Durante el desarrollo de esta sesión de laboratorio se podrá identificar experimentalmente el funcionamiento de dos tiristores fundamentales el SCR (SiliconControlledRectifier) y el TRIAC (TriodeforAlternatingCurrent) mediante la implementación de dos experimentos donde se analizará el funcionamiento de un circuito rectificador controlado auto sincronizado de media onda y un regulador de potencia AC. 3. MOTIVACION Los sistemas asociados con la electrónica industrial, llevan generalmente un circuito de control yotro de potencia, compuesto por semiconductores de alta corriente (tiristores) y elementospasivos, que ligan la fuente o la red con la carga. Las cargas industriales que se manejan asociadasa los circuitos de potencia son normalmente: motores, generadores y transformadores eléctricos,electroimanes de todo tipo, válvulas, resistencias de calefacción, bancos de lámparas, baterías y bancos de condensadores. 4. METODOLOGIA Teniendo en cuenta que la práctica hace al maestro, la metodología a emplear es teórico práctica, para lo cual se trabajarán las siguientes estrategias: Elaboración de ejercicios prácticos orientados por el docente y realizados por los estudiantes. Los estudiantes bajo la orientación del docente desarrollan ejercicios aplicativos a situaciones vivenciales y pueden en algún momento apoyar otras áreas del conocimiento. Solución de Casos reales en forma grupal (4 Estudiantes como máximo) En grupos de cuatro estudiantes se desarrollan ejercicios prácticos, propuestos y asesorados estudiantes en las respectivas clases. por el docente y desarrollados por los grupos de Solución de Casos reales en forma individual, propuestos por el estudiante Cada grupo de estudiante debe desarrollarla dentro de la clase propuesto por ellos mismos, en el cual se busca medir el avance y dificultad en la temática. Retroalimentación del Tema Antes de finalizar el periodo, el docente propone ejercicios prácticos para desarrollar en clase, con el fin de nivelar los estudiantes que presentan dificultad en las competencias propuestas en la guía.

2 5. Criterios de Desempeño (Rúbrica Holística) Institución Educativa Técnica Félix Tiberio Guzmán Espinal Tolima Rubrica 4s Es un acrónimo que evalúa las cuatro habilidades que debe fortalecer el estudiante: Ser, Saber Ser, Saber Hacer, Saber Convivir Ser: Busca evaluar la vivencia de los valores tales como: SOLIDARIDAD ayudar a las otras personas de cualquier manera sin importa religiones, políticas culturas. Tenderle la mano al más necesitado sin esperar nada a cambio. EQUIDAD últimamente en nuestra sociedad se menosprecia a las persona por no poseer un título, o por ser de diferentes clases sociales.si rescatamos este valor dejaremos de mirar de lado a los personas que no tienen un título o una buena posición económica y así sabremos valorar a las personas por lo que son y no por lo que tienen. LA RESPONSABILIDAD es un valor que debemos de tener siempre en cuenta a hora de realizar nuestras actividades laboral, académicas o ya sea en el hogar.ser puntual esto nos ayudara a ser una persona ordenada. SINCERIDAD siempre hay que hablar con la verdad y toda la sinceridad de mundo para no lastimarnos la sinceridad es la base fundamentar de todo. PERSEVERANCIA es un valor que siempre lo tenemos que tener en cuenta a la hora de fijar una meta, lograr lo que nos proponemos. No decaer en la lucha de algo que BAJO 1 a 2.9 BASICO 3 a 3.7 ALTO 3.8 a 4.4 SUPERIOD 4.5 a 5

3 queremos lograr por eso se dice que el que persevera vence. LA TOLERANCIA un valor muy importante, es indispensable para poder mantener relaciones con los demás. Es por la falta de tolerancia que los matrimonios se disuelven, las empresas no funcionan y las amistades son cada día más difíciles de mantener. VALENTIA un Valor Excepcional para Admitir nuestros errores y ratificarlos así podremos comenzar con el proceso de cambio para ser mejor personas y por lo tanto hacia una mejor sociedad. Saber: Hace referencia al conocimiento adquirido por el educando durante el periodo Desempeño en las diversas evaluaciones orales y/o escritas Calidad de informes Calidad de Exposiciones Calidad de las actividades curriculares y Extracurriculares Saber Hacer. Hace referencia a la eficacia y eficiencia del desempeño demostrado por el estudiante: Seguridad industrial personal y de su entorno Presentación personal Manejo adecuado de elementos de trabajo Calidad y cantidad de trabajo Capacidad para realizar el trabajo Habilidad y destreza para realizar el trabajo La creatividad e innovación para la realización de trabajos Manejo de herramientas técnicas, tecnológicas, audiovisuales y/o multimodales en la presentación y o elaboración de trabajos. Saber Convivir Prácticas de relaciones humanas Liderazgo en el trabajo en equipo

4 Capacidad para trabajar en equipo Relaciones interpersonales La empatía dentro del grupo de trabajo Cooperación y participación del trabajo en equipo Total Promedio 6. CONTENIDOS CURRICULARES DEL PERIODO Ejes Problematizadores / Ámbitos Conceptuales Cuál es el avance de la electrónica de potencia en la producción de dispositivos semiconductores? Electrónica de potencia Tiristores Definición y características generales Aplicaciones Simulación Asistida por computador (Proteus). Indicadores de desempeño Identifico los elementos y/ o dispositivos electrónicos con Tiristores. Verifico los procedimientos para calcular el funcionamiento de cada tipo de tiristor Calculo y resuelvo problemas de diseño de circuitos con Tiristores. Utilizo estrategias para resolver problemas con Tiristores. Emprendimiento Marco legal del emprendimiento. 7. ACTIVIDADES CURRICULARES Y EXTRACURRICULARES Actividades Curriculares: Actividad No 1. CIRCUITO DE DISPARO Y BLOQUEO DE UN SCR Circuito de disparo de un SCR mediante oscilador de relajación. En la figura 1 se presenta el esquema eléctrico del circuito de excitación.

5 a) Descripción del circuito de disparo. Indicar la misión de los componentes más importantes del circuito. b) Conectar al circuito una señal alterna de 24 V eficaces. c) Visualizar y representar las formas de onda de tensión en los siguientes puntos del circuito, para diferentes ángulos de disparo: - Tensión en bornes del SCR (Ánodo-Cátodo) y (Puerta-Cátodo). - Tensión en bornes del condensador. - Tensión en carga. - Tensión B2-B1 del UJT. CIRCUITO DE BLOQUEO DEL SCR MEDIANTE FUENTE INVERSA DE TENSIÓN En la figura 2 se muestra el esquema eléctrico del circuito de bloqueo de un SCR por fuente inversa de tensión.

6 a) Descripción del circuito de bloqueo. Indicar la misión de los componentes. b) Analizar el mecanismo de bloqueo del tiristor principal. c) Conectar el circuito a una fuente de tensión continua de 30V y realizar las siguientes medidas cuando el tiristor principal está bloqueado y en conducción. - Tensión en extremos de la carga - Tensión Ánodo-Cátodo del tiristor principal y del tiristor auxiliar. - Tensión en extremos del condensador C2. Tensión Puerta-Cátodo del tiristor principal y del tiristor auxiliar. ACTIVIDAD No 2 CIRCUITO BÁSICO DE UN TIRISTOR 1. Montar el siguiente circuito

7 Las características eléctricas del tiristor BT151 son las siguientes (vienen ya establecidas en el programa de diseño): IH = 20 ma; VBO = 500 v.; ITmax = 23 A; VTmáx = 1,75v; VT(conducción)= 720 mv Impulso de puerta necesario para dispararse el tiristor: VGT = 1,5 voltios e IGT = 150µA 2.- Observar en el osciloscopio la tensión de entrada necesaria para que el tiristor pase de corte a conducción. Sustituir el generador de funciones por una pila del valor hallado y medir: Ve IGT VGT IT Nota.- En un tiristor se debe aplicar un impulso de puerta mayor que VGT e IGT al tiempo, para conseguir pasar de bloqueo a conducción. 3.- En el circuito original, después de haber cebado el tiristor, ir variando el valor del potenciómetro hasta que pase a bloqueo (el diodo led dejará de lucir). Anotar para que tensión ocurre y por debajo de que intensidad. Tensión del potenciómetro y la fuente corriente Observar que la corriente debe ser menor que la IH (I.de mantenimiento) para que deje de conducir. Calcular las siguientes preguntas y verificarlas en el circuito: a) Hallar la tensión de salida (VAK) cuando el tiristor está en bloqueo. b) Para una tensión de entrada de 50 voltios Qué corriente circula a través del tiristor (conducción)?

8 c) Si quitamos el potenciómetro, que valor debe tomar la fuente (15 v) para que el tiristor se bloquee. ACTIVIDAD No 3. Circuito con TRIAC Montar el siguiente circuito Comprobar la regulación de potencia luminosa en la carga al variar el potenciómetro Visualizar las formas de onda en el triac y en el condensador de 22nF, para distintos ángulos de disparo. Explicar el funcionamiento del circuito. ACTIVIDAD No 4. Circuito de disparo por DIAC

9 Armar el circuito de disparo por DIAC según el diagrama, hacer un muestreo de 5 mediciones de las corrientes de la red RC, compuerta del TRIAC y potencia de la carga de los datos desde la potencia mínima a la potencia máxima. Desarrollar los siguientes preguntas: 1. Tabla de mediciones de corrientes, potencia y ángulo de disparo. 2. Responder a las siguientes preguntas en las conclusiones que presente en su reporte de practica: 2.1. Qué efecto se observa en el foco al variar el valor del potenciómetro? 2.2. Qué efecto tiene el capacitor? ACTIVIDAD No 5. Circuito de disparo de TRIAC por red RC

10 Armar el circuito de disparo RC según el diagrama, hacer un muestreo de 5 mediciones de las corrientes de la red RC, del gatillo del TRIAC y potencia de la carga de los datos desde la potencia mínima a la potencia máxima Desarrollar los siguientes preguntas: 1. Tabla de mediciones de corrientes, potencia y ángulo de disparo. 2. Responder a las siguientes preguntas en las conclusiones que presente en su reporte de practica: 2.1. Qué efecto se observa en el foco al variar el valor del potenciómetro? 2.2. Qué efecto tiene la resistencia de 4.7k? ACTIVIDAD No 6. Rectificador de media onda controlado por fase con circuito detector de cruce por cero.

11 Arme el circuito del diagrama. 2. Observe la señal entre P1 y C1, debe producir un desfase controlado, cuando haga variar P1. 3. El amplificador operacional esta cumpliendo la función de un detector de cruce por cero, ajuste adecuadamente el valor de P2 para determinar el umbral (aprox. 0.5 volts). 4. Coloque el canal 1 del osciloscopio en la señal CA de entrada y el canal 2 del osciloscopio en la resistencia de carga R3. Desarrollar los siguientes preguntas: 1. Gráficas de la señal de entrada y la señal rectificada 2. Qué ocurre en la señal rectificada de R3 al variar el potenciómetro P1? 2.1. Qué función tiene el potenciómetro P2 y cómo afecta la respuesta de la señal rectificada? 2.2. Qué ocurre cuando reduces el valor del capacitor? ACTIVIDAD No 7. Oscilador de relajamiento

12 1. Revise la teoría del oscilador de relajamiento (Tip. Ejemplo 17.2, pag.774, Rashid) 2. Armar el circuito del diagrama, para crear un oscilador de relajamiento ajustado a una frecuencia de 120 Hz. Mediante la formula: 3. En general el valor de RK se limita a un valor menor que Coloque en R un preset cuyo valor medio se aproxime al valor calculado. 5. Observe en un osciloscopio la señal de salida Vo y corrobore que la frecuencia corresponda a 120Hz, realice el ajuste fino mediante el preset. Desarrollar los siguientes preguntas: 1. Cálculos de R1, R2, R y C Diagrama con los valores del circuito Gráfica del oscilador de relajamiento mostrada en el osciloscopio Qué efecto se observa al variar el valor del preset R? 1.4. Qué proporción recomienda en R2/R1 respecto al valor de C? 1.5. Existe alguna diferencia relevante entre los cálculos analíticos y los valores usados en su circuito? ACTIVIDAD No 8. Control de fase por SCR en puente de diodos con disparo por oscilador de relajamiento.

13 El circuito del diagrama usa un PUT para el control de fase por SCR. El oscilador de relajación de PUT provee un control en la conducción del SCR de aproximadamente 1-7.8ms o 21.6º º, lo cual constituye un control del 97% de la potencia disponible en la carga. Por la colocación del 2N6402 a través del puente de diodos, solo es necesario el SCR para generar el control de fase en ambas porciones positiva y negativa de la onda sinusoidal. 1. Armar el circuito del diagrama. 2. Comprobar el funcionamiento del circuito en el control de fase para la carga. Desarrollar los siguientes preguntas: 1.1. Cálculos del rango de frecuencia del oscilador de relajación PUT Gráficas del control de fase en la carga Qué efecto se observa en el foco al variar el valor del potenciómetro R3? 1.4. Por qué el SCR está rectificando sobre ambos ciclos positivo y negativo? 8. RECURSOS DIDÁCTICOS Y/O TECNOLÓGICOS DE APOYO Equipo de cómputo, Video beat, Aula de tecnología, Cuaderno de apuntes, Herramientas (pinzas, destornilladores de pala y de estrella, soldadura, cable UTP, cortafrío, cautín, pomada.), Multímetro, fuente de poder. 9. DOCUMENTOS BASICOS DE ESTUDIO - Guía de Ejercicios facilitada por el docente. - Material Fotocopiado facilitado por el docente. 10. BIBLIOGRAFIA Y/O WEBGRAFIA Rashid, Electrónica de potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones, Pearson, 3 ed., páginas

14 ON Semiconductor, ThyristorDevice Data DL137/D Rev. 7 May-2000, páginas GuySéguier. : "Electrónica de Potencia. Los convertidores estáticos de energía. Funciones de base". Ed. Gustavo Gili ISBN: J.A.Gualda, S.Martínez y P.M.Martínez.: "Electrónica Industrial: Técnicas de Potencia" Ed..Marcombo, 2 edición, G.Herranz Acero. : "Electrónica Industrial I y II : Sistemas de Potencia". E.T.S.I. Telecomunicaciones Madrid. Mohan, Undeland, Robbins.: PowerElectronics. Converters, applications and design. Ed John Wiley&Sons. Inc, 2º edición.1995.

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