Tecnologías 4ºE.S.O. ELECTRÓNICA

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1 Tecnologías 4ºE.S.O. ELECTRÓNICA

2 1. RESISTENCIAS. Definición Se denomina resistencia eléctrica de un conductor a la medida de la oposición que dicho conductor presenta al movimiento de los electrones en su seno, o sea la oposición que presenta al paso de la corriente eléctrica. Su unidad es el ohmio (Ω). Como el ohmio es una unidad pequeña se utiliza con más frecuencia el kilo ohmio (KΩ) o simplemente K. Ejemplo: Una resistencia de 1K sería una resistencia de 1000Ω.

3 1. RESISTENCIAS. Código de colores de una resistencia Ejemplo 1: Amarillo = 4 Violeta = 7 Rojo = x100 Luego R=47x100 R=4700Ω=4,7K Ejercicio: Determina el valor de la resistencia siguiente:

4 1. RESISTENCIAS. Código de colores de una resistencia También hay resistencias de 5 y 6 bandas de colores. Ejercicio: Determina el valor de la resistencia siguiente:

5 1. RESISTENCIAS. Placa de Pruebas (BREADBOARD) Estos 5 agujeritos están conectados electricamente. Si conectamos la patita de un elemento en uno de estos agujeros y la patita de otro elemento en otro estarán unidos electricamente.

6 1. RESISTENCIAS. Práctica 1: UNA RESISTENCIA Conecta una resistencia de 1K como se ve en la imagen. Conecta un cable a cada una de los terminales del polímetro y pincha sus otros extremos a la breadboard.

7 1. RESISTENCIAS. Práctica 1: Medir una resistencia de 1K. Comprueba que los dos extremos de cada uno de los terminales se encuentran como se ve en la parte inferior de la foto. Sitúa la rueda selectora en la posición de medida de resistencia (Ω) y en la escala (x10). En la pantalla, observa que la aguja se sitúa sobre el 100 en la escala verde. Esta medida hay que multiplicarla por 10, pues tenemos la rueda selectora en la posición (x10). De manera que el resultado de la medición sería 1000Ω. REPITE EL MISMO EJERCICIO PARA OTRAS RESISTENCIAS.

8 1. RESISTENCIAS. Práctica 2: Medir dos resistencias de 1K en serie. Si conectamos 2 resistencias en serie, el valor de la resistencia equivalente será la suma de estas. Es decir, en este caso deberíamos medir una resistencia de 2K. REPITE EL EJERCICIO CON RESISTENCIAS DE DISTINTOS VALORES.

9 1. RESISTENCIAS. Práctica 3: Medir dos resistencias de 1K en paralelo. Si conectamos 2 resistencias iguales en paralelo, el valor de la resistencia equivalente será la mitad de estas. Es decir, en este caso deberiamos medir una resistencia de 500Ω. REPITE EL EJERCICIO CON RESISTENCIAS DE DISTINTOS VALORES.

10 1. RESISTENCIAS. Práctica 4: Medir la caida de tensión. En esta práctica, tenemos 2 resistencias de 1K en serie. Alimentamos el circuito con 5 voltios y colocamos el polímetro en modo voltímetro con sus terminales en los extremos de una de las resistencias. Como ambas son iguales, la tensión se reparte a partes iguales. Por tanto el voltímetro debe medir 2,5 voltios. Si R1 y R2 fueran diferentes, la tensión se dividiría de manera proporcional a sus valores. A este montaje se le llama divisor de tensiones. REPITE EL EJERCICIO CON RESISTENCIAS DE DISTINTOS VALORES.

11 1. RESISTENCIAS. Práctica 4: Medir la caida de tensión. Fíjate como se han colocado los terminales del polímetro. El selector se ha fijado en la zona para medir V, en la posición 10. Eso quiere decir que la escala en la que medimos, su máximo valor que es 10 (círculo azul) vale 10. Si hubiéramos colocado el selector en 30, querría decir que la división 10 (círculo azul) vale 30, y por tanto habría que multiplicar cualquier medida por 3.

12 1. RESISTENCIAS. Práctica 5: Medir la intensidad. En esta práctica, quitamos la segunda resistencia de la práctica anterior. De esta manera tenemos una resistencia en serie con el polímetro, que hemos de fijarlo en modo amperímetro. La intensidad que midamos debe ser I=5/1000=0,005 Amperios. REPITE EL EJERCICIO CON RESISTENCIAS DE DISTINTOS VALORES.

13 1. RESISTENCIAS. Práctica 5: Medir la intensidad. Fíjate como se han colocado los terminales del polímetro. El selector se ha fijado en la zona para medir A en DC (amperios de corriente continua), en la posición 30mili. Eso quiere decir que la escala en la que medimos, su máximo valor que es 3 (círculo azul) vale 30miliAmperios. Como la aguja está aproximadamente en 0.5, quiere decir que la corriente es de 5 miliamperios, o lo que es lo mismo, 0.005A.

14 2. RESISTENCIAS VARIABLES: Potenciómetro POTENCIÓMETROS Un potenciómetro es una Resistencia Variable. El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios (símbolo Ω) como las resistencias, y el valor del potenciómetro siempre es la resistencia máxima que puede llegar a tener. La mínimo lógicamente es cero. Por ejemplo un potenciómetro de 10KΩ puede tener una resistencia variable con valores entre 0Ω y Ω. SÍMBOLOS

15 2. RESISTENCIAS VARIABLES: Potenciómetro POTENCIÓMETROS: Funcionamiento Podemos usar el potenciómetro de 2 maneras distintas: 1) Si sólo cogemos su patita central y una de las otras dos (por ejemplo, la 1 y la 2), tendremos una resistencia que varía entre 0 y el valor máximo del potenciómetro (en la foto 10K). 2) Podemos usar las 3 patitas. Por ejemplo, si unimos la 3 a Vcc (5V) y la 1 a GND. Entre las patitas 1 y 2, tendremos una V proporcional a la resistencia girada. Por ejemplo, si quisiéramos controlar el giro de un servo con arduino, podriamos usar una entrada analógica con un montaje como el anteriormente explicado. Así, según variásemos la tensión entre 0 y 5V, giraría el servo entre 0 y 180º.

16 2. RESISTENCIAS VARIABLES: Potenciómetro Práctica 1: Resistencia variable En esta práctica vamos a utilizar un potenciómetro de 1K. POLÍMETRO NEGRO 2 Colócalo en la breadboard, y conecta los terminales del polímetro como se indica. Configura el polímetro para medir resistencia y comprueba como varía la resistencia al girar el potenciómetro. 1 3 POLÍMETRO ROJO

17 2. RESISTENCIAS VARIABLES: Potenciómetro Práctica 2: Tensión variable de salida POLÍMETRO NEGRO En esta práctica vamos a utilizar un potenciómetro de 1K. Colócalo en la breadboard, y conecta los terminales del polímetro como se indica. Une las patitas 1 y 3 del potenciómetro a GND y Vcc respectivamente. Configura el polímetro para medir tensión y comprueba como varía la tensión entre 0 y 5v al girar el potenciómetro. POLÍMETRO ROJO 2 1 3

18 2. RESISTENCIAS VARIABLES: LDR LDR: Funcionamiento Un fotorresistor o fotorresistencia (LDR) es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Sus siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. SÍMBOLO

19 2. RESISTENCIAS VARIABLES: LDR Práctica 1: Resistencia variable con la luz En esta práctica vamos a utilizar una LDR. Colócala en la breadboard. Picha los terminales del polímetro en cada una de sus patitas. Gradúa el potenciómetro para medir resistencias. Observa, como si tapamos poco a poco la LDR con la mano varía el valor de la resistencia medida. POLÍMETRO ROJO POLÍMETRO NEGRO

20 3. DIODOS Y LEDS EL DIODO Cuando conectamos el ánodo al polo (+) de la pila y el cátodo al (-), el diodo deja pasar la corriente. Cuando conectamos el ánodo al polo (-) de la pila y el cátodo al (+), el diodo NO deja pasar la corriente.

21 3. DIODOS Y LEDS EL LED Un led es un tipo de diodo que emite luz cuando pasa corriente por el (Light Emitting Diode). Al igual que los diodos, los LEDs tienen polaridad. Observa que su patita larga hay que unirla al polo (+) de la pila y la corta al (-). Observa también, que visto desde arriba tiene una parte plana que nos indica su cátodo (patita corta).

22 3. DIODOS Y LEDS EL LED Cuando conectamos un led en un circuito hemos de tener en cuenta 2 cosas muy importantes: 1) El LED NUNCA puede ir SÓLO. Tiene que ir acompañado de una resistencia LIMITADORA que se encarga de evitar que pase demasiada corriente. (Si conectamos directamente el LED a la pila se funde). 2) El LED al ser un diodo tiene POLARIDAD. Por tanto hay que conectarlo de manera adecuada a la pila (ánodo del LED al polo (+) de la pila, y cátodo del LED al polo (-) de la pila). Si lo conectamos al revés no pasa nada, simplemente no se enciende.

23 3. DIODOS Y LEDS Práctica 1: Conectar un LED Conecta la resistencia de 1K y un LED. Conéctalas como se ve en la imagen. Conecta los cables de alimentación. Rojo a 5V y negro a tierra. Cambia la resistencia por la de 120Ω. Qué diferencia hay entre ambos circuitos?

24 4. CONDENSADORES EL CONDENSADOR El condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Los condensadores están constituidos internamente por dos superficies conductoras llamadas armaduras, estas superficies se encuentran normalmente en forma de láminas o placas y están separadas por un dieléctrico o material no conductor que aísla una armadura de otra. Los condensadores están caracterizados fundamentalmente por dos parámetros: Capacidad: La capacidad de un condensador es la carga eléctrica que este puede almacenar. Se mide en Faradios (F), aunque por ser una unidad muy grande, se suelen usar submúltiplos µf (106F), nf (10-9F), pf(10-12f)... Tensión de Trabajo: La tensión de trabajo es la máxima tensión que podemos aplicar entre los extremos del condensador, es MUY RECOMENDABLE no exceder esta tensión, si lo hacemos puede saltar un arco eléctrico entre las armaduras del condensador que perfore el dieléctrico y dañar el condensador.

25 4. CONDENSADORES TIPOS Los condensadores electrolíticos tienen polaridad, esto es MUY IMPORTANTE, ya que si colocamos uno de estos condenadores con la polaridad invertida pueden llegar a explotar. Franja gris claro con signo (-) indica polo negativo. NEGATIVO POSITIVO Patita corta = (-) Patita larga = (+)

26 4. CONDENSADORES CAPACIDAD Y TENSIÓN DE TRABAJO En un condensador cerámico, la capacidad viene dada en picofaradios (10-9 Faradios). En un condensador electrolítico podemos ver su capacidad y tensión de trabajo escrita en su superficie. En el ejemplo de la figura la capacidad será de: 10 x 104 Es decir de: pF=0,1uF En este 2º ejemplo: 47 x 104 Es decir de: pF=0,47uF

27 4. CONDENSADORES Práctica 1: Carga y descarga de un condensador Materiales: 2 resistencias de 1K 2 LEDs (rojo y verde) 1 condensador de 470uF IMPORTANTE: Los interruptores no los vamos a utilizar, para simularlos simplemente pondremos los cables conectados o desconectados. Por ejemplo, el SW1 estará cerrado cuando conectemos el cable rojo de la pila a R1. De igual manera, para simular SW2 conectaremos un cable rojo al polo (+) de C1 dejando su otro extremo al aire. Cuando conectemos ese 2º cable rojo a R2, tendremos SW2 cerrado.

28 4. CONDENSADORES Práctica 1a: Carga de un condensador Montaje Circuito 1) En esta primera parte del montaje, conecta todo excepto el cable rojo. 2) Conecta el cable rojo, el led rojo se encenderá. Y seguirá encendido mientras el condensador se carga. Cuando el condensador está totalmente cargado, la tensión entre sus placas será de 5v, y dejará de pasar corriente (el LED se apaga). 3) Quita el cable rojo. Habrás observado, que el LED brilla con intensidad al principio para irse apagando poco a poco.

29 4. CONDENSADORES Práctica 1b: Descarga de un condensador Circuito Montaje (2) 1) En esta segunda parte del montaje mantenemos todo como lo dejamos (sin cable rojo). 2) Conecta el segundo cable rojo (2), el led verde se encenderá. Y seguirá encendido mientras el condensador se descarga. Cuando el condensador está totalmente descargado, la tensión entre sus placas será de 0v, y dejará de pasar corriente (el LED se apaga). Observa, que el LED brilla con intensidad al principio para irse apagando poco a poco.

30 5. TRANSISTORES Qué es un transistor? Un transistor es un dispositivo que regula el flujo de corriente o de tensión actuando como un interruptor o amplificador para señales electrónicas. El transistor, inventado en 1951, es el componente electrónico estrella, pues inició una auténtica revolución en la electrónica que ha superado cualquier previsión inicial. Es un componente electrónico formado por materiales semiconductores, de uso muy habitual, pues lo encontramos presente en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios, alarmas, automóviles, ordenadores, etc. Siempre tienen 3 patillas y se llaman emisor, base y colector.

31 5. TRANSISTORES Funciones Un transistor es un componente que tiene, básicamente, dos funciones: 1. Como Interruptor. Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una PEQUEÑA señal de mando (corriente de base). 2. Funciona como un elemento Amplificador de señales. Le llega una señal pequeña que se convierte en una grande. Elementos Es muy importante saber identificar bien las 3 patillas a la hora de conectarlo. En el caso de la figura, la 1 sería el colector, la 2 la base y la 3 el emisor.

32 5. TRANSISTORES Modos de funcionamiento Un transistor puede tener 3 estados posibles en su trabajo dentro de un circuito: En corte: no deja pasar la corriente (corriente cero). En activa: deja pasar mas o menos corriente (corriente variable). Podemos controlar I CE mediante IB. En saturación: deja pasar toda la corriente (corriente máxima). La corriente ICE será máxima, regulada por la resistencia externa que tenga el circuito. ICE IB

33 5. TRANSISTORES Práctica 1a: El transistor como interruptor Montaje Circuito Falta cable rojo 1) En esta primera parte SW1 está abierto (no hemos puesto el cable rojo en discontinua). 2) No pasa corriente por R1 el led VERDE esta apagado, y por tanto, no entra corriente a la BASE del transistor. El transistor está en corte (no deja pasar corriente entre COLECTOR y EMISOR). 3) Por tanto, el LED rojo también está apagado.

34 5. TRANSISTORES Práctica 1b: El transistor como interruptor Montaje Circuito Sí hay cable rojo 1) En esta segunda parte SW1 está cerrado (hemos puesto el 2º cable rojo). 2) Pasa corriente por R1 el led VERDE esta encendido, y por tanto, SÍ entra corriente a la BASE del transistor. El transistor está en conducción (sí deja pasar corriente entre COLECTOR y EMISOR). 3) Por tanto, el LED rojo también está encendido.

35 5. TRANSISTORES Montaje Práctica 2: Flip-Flop Circuito A B T 1) Al principio está encendido el led Verde, pues como R2 es menor que R4, T2 recibe cierta corriente en su base. 2) Si conectamos B y T con un cable, T2 se corta pues no recibe I de base. Y T1 empieza a conducir. 3) Para que vuelva a encenderse el led Verde habrá que unir los puntos A y T.

36 5. TRANSISTORES Práctica 3: Leds intermitentes Montaje Circuito 1) Suponiendo que empieza a conducir T2. Led2 se enciende, y C2 se carga por R3 hasta que la V entre sus placas sea suficiente para polarizar la base de T1 y hacer que este conduzca. En ese momento T1 empieza a conducir y T2 se cortará. PRUEBA A CAMBIAR R2 POR UN POTENCIÓMETRO DE 10K