6 Introducción a. la electrónica

Transcripción

1 Introducción a la electrónica El desarrollo de la electrónica ha supuesto una revolución en el mundo, al facilitar avances tecnológicos en ámbitos tan variados como la medicina, las comunicaciones, el transporte, la industria o los hogares. En este tema se desarrollan los componentes electrónicos básicos que facilitaron estos desarrollos, como son el diodo y el transistor, y también se tratan los componentes pasivos, como los condensadores, y los sensores de luz y temperatura, como las fotorresistencias y los termistores. 132 Tecnologías II - Editorial Donostiarra 1. Electrónica. Materiales semiconductores 2. Resistencias variables 3. Condensadores 4. Diodos 5. Transistores. Circuitos integrados 7. Circuitos impresos

2 OBSERVA Y EXPERIMENTA Descubre tus conocimientos previos contestando en tu cuaderno a las siguientes actividades: EN EL AULA 1. Escribe en tu cuaderno el nombre de los componentes eléctricos de la portada de esta unidad que reconoces. 2. Qué elementos de la portada crees que son electrónicos? 3. Qué componentes eléctricos conoces? Escribe sus nombres en tu cuaderno y dibuja su símbolo eléctrico. 4. En electricidad, qué tipo de materiales se estudian para explicar la conducción eléctrica: materiales aislantes, semiconductores o conductores? Aislantes. Semiconductores. Conductores. EN EL TALLER 5. Abre la caja o carcasa de un ordenador y trata de identificar todos los componentes eléctricos que conozcas. Fíjate en los que no conozcas. Échale un vistazo a las fotografías de los componentes que aparecen en las páginas de teoría de esta unidad. Luego vuelve a observar los componentes del interior del ordenador y trata de reconocer algún nuevo componente.. Pincha un trozo de cobre en un limón y a una distancia próxima clava un sacapuntas de níquel. Luego conecta una bombilla entre ambos materiales. Qué ocurre? Mide con el polímetro la tensión entre sus extremos. De qué orden de magnitud es dicho valor? Sustituye la bombilla por un led. Qué sucede ahora? Qué conclusiones extraes de este experimento? EN EL ORDENADOR 7. Busca información en Internet y escribe en tu cuaderno qué materiales se usan en electrónica y cuáles son sus características. 8. Busca en Internet el símbolo eléctrico de los siguientes elementos y dibújalos en tu cuaderno: resistencia variable, fotorresistencia, termistor, transistor, diodo, led. Alguno de ellos se parece a los símbolos eléctricos que conoces? Indica cuáles son y en qué se parecen. 9. Busca en el programa Crocodile Clips u otra herramienta similar el símbolo eléctrico de los siguientes componentes electrónicos y dibújalos en tu cuaderno: diodo, led, transistor, fotorresistencia, termistor. Tecnologías II - Editorial Donostiarra 133

3 Conoce 1. Electrónica. Materiales semiconductores Para saber más En electrónica hay dos grandes ramas: electrónica analógica y electrónica digital. En la primera, las ondas se tratan como señales continuas a lo largo del tiempo. En la segunda, se recoge información de las ondas en intervalos de tiempo, por lo que las ondas pasan a ser impulsos discretos, y se codifica su información con ceros y unos (sistema binario). La electrónica es la rama de la física que estudia los sistemas cuyo funcionamiento está basado en el flujo microscópico de las cargas eléctricas. El desarrollo de la electrónica se apoya en el estudio del funcionamiento de los materiales semiconductores. Los semiconductores son materiales que se pueden comportar como conductores o aislantes, dependiendo de la temperatura a la que se encuentren. Entre los materiales semiconductores más utilizados en la electrónica se encuentran el silicio (Si) y el germanio (Ge). 2. Resistencias variables Potenciómetros Un potenciómetro es una resistencia variable cuyo valor está comprendido dentro de un rango de valores. Fig. 1. Potenciómetros. Los valores de los potenciómetros se expresan en ohmios (Ω). Un potenciómetro sirve para, indirectamente, controlar la intensidad de corriente de un circuito, si se conecta en paralelo, o controlar la tensión, si se conecta en serie. Sus símbolos eléctricos son: Para saber más Los componentes electrónicos pueden ser pasivos o activos. Los componentes electrónicos pasivos son aquellos que se encargan de la transmisión de las señales eléctricas o modifican su nivel, como son los resistores, las resistencias variables, los cables, los transformadores, los relés, los condensadores, los interruptores o los fusibles. Los componentes electrónicos activos son aquellos que son capaces de excitar el circuito o amplificar las señales eléctricas o controlar el funcionamiento del propio circuito, como son los generadores, los diodos o los transistores. 12 llb 48 Cd 13 llla 5 B 13 Al 31 Ga 49 In 14 lva 14 Si 32 Ge 15 Va 1 Vla 15 P 1 Fig. 5. Tramo de la tabla periódica. 33 As 51 Sb S 34 Se 52 Te Fig. 2. Símbolos eléctricos de los potenciómetros. Fig. 3. Circuito con un potenciómetro regulado a 100 Ω. Fig. 4. Circuito con un potenciómetro regulado a 50 Ω. Observa que cuando el valor resistivo del potenciómetro entre sus bornes es menor, la bombilla luce con más intensidad lumínica. EJERCICIOS 1. Qué elementos de la figura 5 son materiales semiconductores? 2. Dibuja un circuito eléctrico en serie con una pila de 9 V, una bombilla y un potenciómetro de 1 kω. 3. Dibuja un circuito eléctrico en paralelo con una pila de 9 V, una bombilla y un potenciómetro de 1 kω. 4. Dibuja un circuito eléctrico con una pila de 4,5 V, una resistencia de 3 kω y un potenciómetro de 50 kω que permita controlar la intensidad de corriente que circula por la resistencia de 3 kω. 5. Dibuja un circuito eléctrico con una pila de 4,5 V, una resistencia de 3 kω y un potenciómetro de 50 kω que permita controlar la tensión que soporta la resistencia de 3 kω. 134 Tecnologías II - Editorial Donostiarra

4 Conoce Fotorresistencias (o LDR) Una fotorresistencia o LDR (light dependent resistor) es una resistencia variable cuyo valor depende de la intensidad de luz que incide en este componente. Su valor resistivo es inversamente proporcional a la intensidad de luz que incide en él. A más luz, menos resistencia, como se muestra en el gráfico de la figura 7. Las fotorresistencias se usan como sensores de luz y sus símbolos eléctricos son: Fig.. LDR. Fig. 8. Símbolos eléctricos de las fotorresistencias o LDR. Los siguientes circuitos son ejemplos de utilización de las fotorresistencias. En ellos se controla la iluminación de una bombilla en función de la luz que incide en el LDR. Fig. 7. Valor resistivo del LDR en función de la intensidad luminosa. Fig. 9. Circuito eléctrico con un LDR en el que incide poca luz. Fig. 10. Circuito eléctrico con un LDR en el que incide mucha luz. Termistores Un termistor es una resistencia variable cuyo valor depende de la temperatura a la que trabaja. Hay dos tipos de termistores: termistores NTC (negative temperature coefficient) y termistores PTC (positive temperature coefficient). Fig. 11. Termistores NTC y PTC. En los termistores NTC, su valor resistivo es inversamente proporcional a la temperatura a la que trabaja. En los termistores PTC, su valor resistivo es directamente proporcional a la temperatura a la que trabaja. Ambos comportamientos se muestran en el gráfico de la figura 12. Los termistores se usan como sensores de temperatura y sus símbolos eléctricos son: tº Fig. 13. Símbolos eléctricos de los termistores NTC y PTC. EJERCICIOS. Qué componentes electrónicos conoces que se usen como sensores? Dibuja su símbolo eléctrico y explica para qué se usan. 7. En cuál de las resistencias variables se puede fijar su valor independientemente de las condiciones exteriores? Qué resistencias variables dependen de condiciones exteriores? Di de qué variable exterior dependen éstas y qué relación hay entre ambas. 8. Dibuja en tu cuaderno un gráfico que indique la relación existente entre el valor resistivo de un LDR (en ohmios) y su intensidad lumínica (en luxes). 9. Dibuja en tu cuaderno dos gráficos que indiquen la relación existente entre la resistencia de los termistores NTC y PTC (en ohmios) y la temperatura (en grados centígrados). +tº Fig. 12. Valor resistivo de los termistores en función de la temperatura. Fig. 14. Circuito eléctrico con un termistor NTC a baja temperatura. Fig. 15. Circuito eléctrico con un termistor NTC a alta temperatura. Tecnologías II - Editorial Donostiarra 135

5 Conoce 3. Condensadores Fig. 1. Condensadores electrolíticos (polarizados). Un condensador es un componente electrónico pasivo con dos bornes que acumula energía eléctrica en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras conductoras entre las que se aloja un material aislante o dieléctrico que da nombre al tipo de condensador. + Fig. 19. Símbolos eléctricos de los condensadores electrolítico (poralizado) y sin polarizar. Fig. 17. Condensadores sin polarizar. Una de las características de los condensadores es su capacidad (C), que indica la cantidad de carga que es capaz de almacenar por unidad de tensión. Se mide en faradios (F). C (F) = Q (C) / V (V) Fig. 18. Flash de cámara fotográfica. Fíjate Los submúltiplos de la capacidad de un condensador son: 1pF = F 1 nf = 10 9 F 1 µf = 10 F Se pueden distinguir dos tipos de condensadores, según su polaridad: los condensadores electrolíticos, que son aquellos que tienen polaridad y cuyo material dieléctrico es un ácido líquido llamado electrolito, y los condensadores sin polarizar, como son los condensadores de papel, de cerámica o de poliéster. Los condensadores se usan para acumular energía (por ejemplo, en los flashes de las cámaras de fotos) o para filtrar las señales eléctricas (por ejemplo, en las fuentes de alimentación que eliminan el rizado de la señal). 4. Diodos Un diodo es un componente electrónico activo con dos bornes que permite el paso de la corriente en un sentido e impide su paso en el sentido contrario. Fig. 20. Diodos y su símbolo eléctrico. Fig. 21. Leds y su símbolo eléctrico. Los diodos se utilizan como elementos de control y seguridad, para evitar los sentidos de corriente no deseados. Hay varios tipos de diodos, como el diodo emisor de luz, denominado led (light emitting diode). Los leds se usan como indicadores de control y elementos luminosos, en sustitución de las bombillas tradicionales y las luces de neón. Existen dos regiones de funcionamiento de los diodos según su conexión: polarización directa y polarización inversa. Fig. 22. Polarización directa del diodo. El diodo está polarizado directamente cuando entre sus bornes se aplica una tensión positiva. Así el diodo permite el paso de la corriente eléctrica por la rama en la que está. Fig. 23. Polarización inversa del diodo. El diodo está polarizado inversamente cuando entre sus bornes se aplica una tensión negativa. Así el diodo impide el paso de la corriente eléctrica por la rama en la que está. EJERCICIOS 10. Dibuja un circuito de un diodo y una pila para que el diodo esté polarizado directamente. Haz lo mismo pero para que el diodo esté polarizado inversamente. Dibuja la intensidad de corriente. 11. Calcula la cantidad de carga (en culombios) que es capaz de almacenar un condensador de 10 nf que está sometido a una tensión de 9 V. 13 Tecnologías II - Editorial Donostiarra

6 Conoce 5. Transistores Un transistor es un componente electrónico activo con tres bornes que funciona como amplificador de señal o como interruptor. Una de las características más importantes de los transistores es su ganancia (β), que nos indica cuánto es capaz de amplificar la intensidad de corriente un transistor. La ganancia del transistor es adimensional, no tiene unidades de medida. Su valor suele ser del orden de centenas. Hay dos tipos de transistores: de tipo NPN y de tipo PNP. La diferencia entre ellos está en su estructura interna: el sentido de las intensidades de corriente y las tensiones son contrarios. Los bornes del transistor se denominan base (B), colector (C) y emisor (E), como se indica en la figura 25. Según su conexión, un transistor puede encontrarse en una de las tres regiones de funcionamiento: zona de corte, zona activa y zona de saturación. Cuando el transistor funciona como amplificador, el transistor está en activa y conduce la corriente. Cuando funciona como interruptor, tiene dos estados: abierto, que no permite que circule la corriente (zona de corte), y cerrado, que permite el paso de la corriente (zona activa y zona de saturación). B I base Fig. 24. Transistores. C E NPN I colector I base E C PNP I colector Fig. 25. Símbolos eléctricos de los transistores NPN y PNP. B Zona de corte: todas las intensidades del transistor son nulas. I b = I c = I e = 0 A Zona activa: el transistor funciona como amplificador y, por tanto, la ganancia del transistor nos indica cuánto se amplifica la intensidad del colector con respecto a la intensidad de la base. I c = β I b I e = I b + I c Zona de saturación: el transistor llega a su tope y no puede amplificar más.. Circuitos integrados Un circuito integrado, chip o microchip es una cápsula donde están integrados cientos de miles de transistores. Los circuitos integrados se utilizan en muchos objetos eléctricos. Tan sólo hay que explorar su interior para descubrir este componente. El microprocesador de un ordenador es también un circuito integrado. 7. Circuitos impresos Fig. 2. Circuitos integrados. Fig. 27. Uso de un circuito integrado. Un circuito impreso es un montaje de componentes eléctricos sobre una placa donde los componentes se unen a través de pistas de cobre. EJERCICIOS 12. Qué intensidad de corriente circula por la base (I b ), el colector (I c ) y el emisor (I e ) de un transistor PNP que está en corte? Dibuja el transistor. 13. Calcula la ganancia de un transistor NPN que, funcionando en activa, tiene una intensidad de base de 2 ma y una intensidad de colector de 0,2 A. Calcula la intensidad del emisor en dicha situación. Dibuja el transistor. Fig. 28. Pistas de cobre de un circuito impreso. Fig. 29. Circuito impreso. Fig. 30. Circuito integrado en un circuito impreso. Tecnologías II - Editorial Donostiarra 137

7 Repasa Resumen de la unidad La electrónica es la rama de la física que estudia los sistemas cuyo funcionamiento está basado en el flujo microscópico de las cargas eléctricas. Los semiconductores son materiales que se comportan como conductores o aislantes, dependiendo de la temperatura a la que se encuentren. Los componentes electrónicos pasivos son aquellos que se encargan de la transmisión de las señales eléctricas o modifican su nivel, como son los resistores, las resistencias variables, los cables, los transformadores, los relés, los condensadores, los interruptores o los fusibles. Los componentes electrónicos activos son aquellos que son capaces de excitar el circuito o amplificar las señales eléctricas o controlar el funcionamiento del propio circuito, como son los generadores, los diodos o los transistores. Nombre Símbolo eléctrico Definición Función Potenciómetro Resistencia variable cuyo valor está comprendido dentro de un rango de valores. Controlar la intensidad de corriente y la tensión. Componentes pasivos Fotorresistencia o LDR Termistor NTC Termistor PTC tº +tº Resistencia variable cuyo valor depende de la intensidad de luz que incide en ella. A más luz, menor valor resistivo. Resistencia variable cuyo valor depende de la temperatura a la que trabaja. NTC: a mayor temperatura, menor valor resistivo. PTC: a mayor temperatura, mayor valor resistivo. Actuar como sensor de luz. Actuar como sensor de temperatura. Componentes activos Condensador sin polarizar Condensador electrolítico Diodo Led Transistor NPN Transistor PNP + C B E E B Componente electrónico pasivo con dos bornes que acumula energía eléctrica en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras conductoras entre las que se aloja un material aislante o dieléctrico que da nombre al tipo de condensador. Componente electrónico activo con dos bornes que permite el paso de la corriente en un sentido e impide su paso en el sentido contrario. Diodo emisor de luz. Componente electrónico activo con tres bornes que funciona como amplificador de señal o como interruptor. Acumular energía o filtrar las señales eléctricas. Controlar la dirección de la intensidad de corriente. Actuar como indicador de control. Amplificar la señal eléctrica o actuar como interruptor, controlado por sensores. C Los diodos tienen dos regiones de funcionamiento según su conexión: polarización directa y polarización inversa. Los transistores tienen tres regiones de funcionamiento según su conexión: zona de corte, zona activa y zona de saturación. Un circuito integrado, chip o microchip es una cápsula donde están integrados cientos de miles de transistores. Un circuito impreso es un montaje de componentes eléctricos sobre una placa donde los componentes se unen a través de pistas de cobre. 138 Tecnologías II - Editorial Donostiarra

8 Repasa Esquema de contenidos ELECTRÓNICA MATERIALES SEMICONDUCTORES CONDENSADORES TRANSISTORES CIRCUITOS IMPRESOS RESISTENCIAS VARIABLES DIODOS CIRCUITOS INTEGRADOS Potenciómetros Leds Fotorresistencias o LDR Termistores GLOSARIO circuito impreso diodo material semiconductor circuito integrado fotorresistencia potenciómetro componente electrónico activo ganancia termistor componente electrónico pasivo LDR transistor condensador led Tecnologías II - Editorial Donostiarra 139

9 Actividades ACTIVIDADES DE REFUERZO Después de estudiar el tema, realiza en tu cuaderno los siguientes ejercicios: 1. Copia la siguiente tabla en tu cuaderno y complétala con los símbolos eléctricos correspondientes. Componente Símbolo eléctrico Componente Símbolo eléctrico Diodo LDR Led Termistor PTC Transistor NPN Termistor NTC Transistor PNP Condensador electrolítico Potenciómetro Condensador sin polarizar 2. Qué es un semiconductor? 3. Qué es un potenciómetro? Para qué sirve? 4. Qué es una fotorresistencia o LDR? Para qué sirve? 5. Qué es un termistor? Para qué sirve?. Qué es un condensador? Para qué sirve? 7. Indica los diferentes tipos de condensadores que hay y dibuja el símbolo eléctrico de cada uno de ellos. 8. Qué es un circuito integrado? Y un circuito impreso? 9. Qué es un diodo? Dibuja su símbolo eléctrico e indica su cátodo, su ánodo, su tensión y su intensidad de corriente. 10. Qué dos regiones de funcionamiento tiene un diodo? Explícalas y haz un circuito eléctrico de cada una de ellas. 11. Qué es un transistor? Cuáles son sus funciones más comunes? 12. Qué tipos de transistores hay? Dibuja sus símbolos eléctricos e indica el nombre de sus terminales y el sentido de la intensidad de corriente en cada uno de ellos. 13. Qué tres regiones de funcionamiento tiene un transistor? Explícalas. 14. Dibuja los siguientes circuitos e indica qué bombillas lucirán y cuáles no. Dibuja las intensidades de corriente. 15. Dibuja los siguientes circuitos e indica qué leds lucirán y cuáles no. Dibuja las intensidades de corriente. 140 Tecnologías II - Editorial Donostiarra

10 Actividades ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN 1. Qué resistencia tiene el LDR al que corresponde la siguiente gráfica cuando la intensidad luminosa que incide en él es de 20 luxes? Y para una intensidad luminosa de 200 luxes? 17. Qué resistencia tiene el termistor NTC al que corresponde la siguiente gráfica cuando la temperatura a la que trabaja es de 25 C? Y para una temperatura de 40 C? 18. Qué son los componentes pasivos? Qué componentes pasivos conoces? Indica para qué sirven cada uno de ellos y dibuja sus símbolos eléctricos. Recoge todos estos datos en una tabla como la siguiente: Componente pasivo Símbolo eléctrico Utilidad 19. Qué son los componentes activos? Qué componentes activos conoces? Indica para qué sirven cada uno de ellos y dibuja sus símbolos eléctricos. Recoge todos estos datos en una tabla como la siguiente: Componente activo Símbolo eléctrico Utilidad 20. Qué capacidad tiene un condensador que es capaz de almacenar 10 8 C cuando está sometido a una diferencia de potencial de 5 V? 21. Qué cantidad de carga (en culombios) es capaz de almacenar un condensador que soporta 10 V de tensión si su capacidad es de 100 µf? 22. Qué intensidades (I b, I c e I e ) circulan por un transistor NPN que está funcionando en corte si su ganancia (β) vale 100? Dibuja el transistor y las intensidades de sus bornes. 23. Qué intensidad de base (I b ) y qué intensidad de emisor (I e ) circulan por un transistor PNP que está funcionando en activa si su ganancia (β) vale 300 y la intensidad del colector (I c ) es de A? Dibuja el transistor y las intensidades de sus bornes. 24. Qué intensidad de colector (I c ) y qué intensidad de emisor (I e ) circulan por un transistor NPN que está funcionando en activa si su ganancia (β) vale 50 y la intensidad de la base (I b ) es de 2 ma? Dibuja el transistor y las intensidades de sus bornes. Tecnologías II - Editorial Donostiarra 141

11 Practica en el taller En estas páginas te sugerimos una serie de prácticas para reforzar los contenidos vistos en la unidad. Uso del polímetro Fig. 31. Polímetro. 1. El polímetro es un instrumento de medida multifuncional que permite medir intensidades de corriente, tensiones y resistencias, entre otras magnitudes eléctricas, tanto en corriente continua como en corriente alterna. 2. Identifica las siguientes partes del polímetro en las figuras: 1. Polímetro 1.1. Pantalla digital (display) 1.2. Botón de captura de medida 1.3. Ruleta funcional Posición de apagado Posición de ganancias de transistores Posición de comprobación de continuidad 1.4. Terminal de entrada común 1.5. Terminal de entrada para tensiones y resistencias 1.. Terminal de entrada de intensidades de corriente hasta 10 A 2. Sonda roja o de medida 3. Sonda negra o de referencia (tierra) 3. Modo de uso para medir ganancias de transistores: 3.1. No se conectan las sondas en los terminales de entrada Se selecciona en la ruleta funcional la opción h FE Se identifica el tipo de transistor: NPN o PNP Se introducen las patillas de los transistores en las cavidades correspondientes: E (emisor), C (colector) y B (base). 4. Modo de uso para medir continuidades entre dos puntos de conexión: 4.1. Se conectan las sondas en los terminales de entrada: la sonda negra en el terminal de entrada COM y la sonda roja en el terminal de entrada VΩmA Se selecciona en la ruleta funcional la opción con el símbolo Se ponen las sondas en los dos puntos entre los que se desea comprobar si hay continuidad eléctrica. Si el polímetro pita, significa que hay continuidad eléctrica. Si no pita, significa que no la hay y que hay un circuito abierto entre ambos puntos. Medición de la ganancia de un transistor Fig. 32. Transistores. En esta práctica aprenderás a calcular la ganancia de un transistor. 1. Identifica su modelo (por ejemplo, BD157). 2. Identifica cada uno de sus bornes (base, colector y emisor) para, a la hora de colocarlos en el polímetro, saber cuál es su posición correcta. 3. Coloca la ruleta funcional en la posición de la ganancia (h FE ). 4. Introduce los bornes del transistor en las cavidades del polímetro destinadas a tal efecto. 5. Toma la medida de la ganancia. Recuerda que la ganancia es un parámetro característico de los transistores que no tiene unidades de medida.. Comprueba que, si el transistor está mal colocado, el polímetro no mide la ganancia. 7. Completa la siguiente tabla en tu cuaderno con los datos observados y medidos: Fig. 33. Cavidades para los bornes del transistor. Modelo del transistor Tipo de transistor (NPN o PNP) Valor de la ganancia (adimensional) 142 Tecnologías II - Editorial Donostiarra

12 Practica en el taller Carga y descarga de un condensador 1. Monta sobre una placa protoboard un circuito en serie con un condensador de capacidad 470 µf, una resistencia de 1 kω y una pila de 9 V. 2. En la misma placa protoboard, pero sin conectarla con el anterior circuito, conecta una resistencia de valor 1 kω en serie con un led. 3. Espera unos segundos para que se cargue el condensador conectado a la pila. 4. Desconecta el condensador de la pila y conéctalo en serie con la rama del led y la resistencia. Qué sucede? Fig. 34. Circuito del condensador conectado a la pila en la placa protoboard. 5. Dibuja en tu cuaderno el circuito eléctrico del condensador, la resistencia y la pila.. Dibuja en tu cuaderno el circuito eléctrico del condensador conectado con la resistencia y el led. 7. Qué componente deberíamos usar para pasar de un circuito a otro sin tener que desconectar o conectar el condensador? Dibuja el circuito eléctrico con dicho componente. 8. Explica por qué se enciende el led y por qué luego se apaga. Fig. 35. Circuito del condensador conectado a la resistencia y el led en la placa protoboard. Sensor de luz En esta práctica comprobarás cómo se controla un sistema (en nuestro ejemplo, un led) en función de la luz que incide en el LDR. 1. Monta con clemas el circuito eléctrico que tienes a continuación y observa lo que pasa cuando acercas o alejas la mano al LDR. Los componentes que necesitas son: una pila de 9 V, un LDR, un potenciómetro de 50 kω, una resistencia de 240 Ω, una resistencia de 1 kω, un transistor BD135 y un led. Fig. 3. Circuito montado con clemas y LDR cubierto sin recibir luz. 2. Dibuja el circuito eléctrico en tu cuaderno e identifica todos los componentes. 3. Indica qué función tienen el LDR, el transistor y el potenciómetro. 4. Explica el funcionamiento del circuito. Fig. 37. Circuito montado con clemas y LDR recibiendo luz. Tecnologías II - Editorial Donostiarra 143

13 Practica en el aula de informática PRACTICA PASO A PASO: EJERCICIOS DE ELECTRÓNICA CON CROCODILE CLIPS 3.2 (EDICIÓN PROFESIONAL) Las actividades que te presentamos a continuación están pensadas para que practiques con la aplicación Crocodile Clips 3.2 (edición profesional) u otra herramienta similar. Práctica 1. Sistema de control. Sensor de luz y transistor como interruptor 1. Abre un procesador de texto y crea un documento nuevo en blanco. 2. Abre la aplicación Crocodile Clips 3.2 (edición profesional) y crea el circuito que tienes al margen, con un LDR con lámpara. 3. Haz una captura de pantalla del circuito y cópiala en el documento de texto. 4. En el mismo documento de texto, contesta a las siguientes preguntas: a. Qué ocurre con el motor cuando aumenta la luz? b. Cuando incide mucha luz en el LDR, cómo se comporta el transistor: como un interruptor cerrado o abierto? c. Qué ocurre con el motor cuando disminuye la luz? d. Cuando no incide mucha luz en el LDR, cómo se comporta el transistor: como un interruptor cerrado o abierto? e. Dónde crees que se podría usar este tipo de sistemas? 5. Guarda el archivo de texto como UD0_P1_nombreapellido. Práctica 2. Sistema de control. Sensor de temperatura y transistor como interruptor 1. Abre un procesador de texto y crea un documento nuevo en blanco. 2. Abre la aplicación de Crocodile Clips 3.2 (edición profesional) y crea el circuito que tienes al margen, con un termistor cuyo valor a 25 C es de 150 kω. 3. Haz una captura de pantalla del circuito y cópiala en el documento de texto. 4. En el mismo documento de texto, contesta a las siguientes preguntas: a. Qué ocurre con el motor cuando disminuye la temperatura? b. Cuando la temperatura es baja, cómo se comporta el transistor: como un interruptor cerrado o abierto? c. Para temperaturas bajas, qué valor resistivo toma el termistor? d. Qué ocurre con el motor cuando aumenta la temperatura? e. Cuando la temperatura es alta, cómo se comporta el transistor: como un interruptor cerrado o abierto? f. Para temperaturas altas, qué valor resistivo toma el termistor? g. Qué tipo de termistor es: NTC o PTC? h. Para qué temperatura, aproximadamente, el motor cambia de estado de funcionamiento? e. Dónde crees que se podría usar este tipo de sistemas? 5. Guarda el archivo de texto como UD0_P2_nombreapellido. 144 Tecnologías II - Editorial Donostiarra

14 Practica en el aula de informática Práctica 3. Curva de carga y descarga del condensador 1. Abre un procesador de texto y crea un documento nuevo en blanco. 2. Abre la aplicación Crocodile Clips 3.2 (edición profesional) y crea los circuitos que tienes al margen, con condensadores electrolíticos (observa su colocación). 3. Haz una captura de pantalla de los circuitos y copia las imágenes en el documento de texto. 4. En el mismo documento de texto, contesta a las siguientes preguntas: a. Qué ocurre en el primer circuito cuando el conmutador une el condensador con la pila de 9 V? b. Qué ocurre en el primer circuito cuando el conmutador cambia de posición y se une el condensador con el led? c. Cómo se te ocurre solucionar el problema anterior? d. Qué ocurre en el segundo circuito cuando el conmutador une el condensador con la pila de 9 V? e. Qué ocurre en el segundo circuito cuando el conmutador cambia de posición y se une el condensador con el led? f. Por qué se ilumina el led y luego se va apagando poco a poco? 5. Conecta una sonda en el borne positivo del condensador y haz una captura de pantalla de la curva de carga y descarga del condensador que aparece en el osciloscopio, como la que se muestra a continuación:. Copia la imagen en el documento de texto. 7. Guarda el archivo de texto como UD0_P3_nombreapellido. Práctica 4. Circuitos de leds 1. Abre un procesador de texto y crea un documento nuevo en blanco. 2. Abre la aplicación Crocodile Clips 3.2 (edición profesional) y crea los circuitos que tienes al margen, con leds. 3. Haz una captura de pantalla de los circuitos y copia las imágenes en el documento de texto. 4. En el mismo documento de texto, contesta a las siguientes preguntas para cada uno de los circuitos: a. Qué leds lucen y cuáles no? Por qué? b. Observa el sentido de la corriente y anota el valor de la tensión a la que está sometida cada uno de los leds. c. En qué tipo de polarización están trabajando cada uno de los leds? 5. Guarda el archivo de texto como UD0_P4_nombreapellido. Tecnologías II - Editorial Donostiarra 145

15 Practica en el aula de informática ACTIVIDADES MULTIMEDIA 1. Test de electrónica Abre en la unidad del CD el ejercicio UD0 01 Test de la unidad y comprueba tus conocimientos. Sólo una respuesta es válida en cada pregunta. Repite el test hasta que obtengas por lo menos un 80% de aciertos. 2. Aprende el vocabulario de la unidad Abre en la unidad del CD el ejercicio UD0 02 Glosario. En él aparecen las palabras del glosario y su definición. Conéctalas en el orden adecuado. Repite el ejercicio hasta que todas las conexiones sean correctas. 3. Tipos de componentes Abre en la unidad del CD el ejercicio UD0 03 Tipos de componentes y contesta las preguntas sobre tipos de componentes. Repite el test hasta que obtengas por lo menos un 80% de aciertos. 4. Apaga las bombillas Abre en la unidad del CD el ejercicio UD0 04 Apaga las bombillas. Conecta el mínimo número de diodos que sean necesarios para que las bombillas que hay en el circuito no luzcan. Repite el ejercicio hasta que todas las respuestas sean correctas. 5. Polarización inversa o directa Abre en la unidad del CD el ejercicio UD0 05 Polarización inversa o directa. Identifica cómo están polarizados los diodos de cada uno de los circuitos: de manera inversa (el diodo no conduce) o de manera directa (el diodo conduce). Repite el ejercicio hasta que todas las respuestas sean correctas. 14 Tecnologías II - Editorial Donostiarra

16 Practica en el aula de informática ACTIVIDADES EN INTERNET 1. Fuentes de alimentación 1. Abre un procesador de texto y crea un documento nuevo en blanco. 2. Busca información en Internet y contesta a las siguientes preguntas: a. Qué es una fuente de alimentación? b. Por qué surgieron las fuentes de alimentación? c. En qué cuatro partes internas se puede dividir una fuente de alimentación? Qué función tiene cada una de esas partes? d. Inserta una imagen que ilustre la conexión interna de una fuente de alimentación (busca un circuito electrónico en el que se identifiquen las cuatro partes). 3. Guarda el archivo como UD0_Internet1_nombreapellido. 2. Condensadores 1. Abre un procesador de texto y crea un documento nuevo en blanco. 2. Busca información en Internet y contesta a las siguientes preguntas: a. Qué es un condensador? b. Cuáles son las partes de un condensador? Inserta en el documento imágenes ilustrativas de las diferentes partes de un condensador. c. Qué tipos de condensadores hay según el tipo de material dieléctrico que usan? Inserta en el documento una foto de cada uno de ellos. 3. Guarda el archivo como UD0_Internet2_nombreapellido. 3. Circuito impreso 1. Abre un procesador de texto y crea un documento nuevo en blanco. 2. Busca información en Internet y contesta a las siguientes preguntas: a. Qué es un circuito impreso? b. Qué elementos de un ordenador son circuitos impresos? Inserta en el documento una imagen de cada uno de ellos. c. Qué materiales y herramientas necesitas para hacer un circuito impreso? Haz una lista de materiales y otra de herramientas. d. Investiga los pasos que hay que seguir para crear un circuito impreso. Enuméralos y explícalos. Inserta en el documento una foto de cada uno de los pasos a seguir. 3. Guarda el archivo como UD0_Internet3_nombreapellido. Direcciones de interés electronicafacil.net/tutoriales: Colección de tutoriales sobre componentes electrónicos básicos. auladetecnologias.blogspot.com: Blog Aula de Tecnologías, de Amelia Tierno, premiado en el año 2009 por el Instituto de Tecnologías Educativas en la modalidad de blogs educativos. comunidadelectronicos.com: Portal de ayuda para los técnicos electrónicos, con interesantes proyectos y vídeos tutoriales. apuntesdeelectronica.com: Recopilación de apuntes de electrónica muy sencillos con un amplio rango de contenidos. Incluye tutoriales, monografías, cursos, ejercicios, etc. electronica.webcindario.com/index.htm: Página de Carlos Díez, muy interesante, con artículos curiosos, tutoriales, software y montajes de circuitos eléctricos. Tecnologías II - Editorial Donostiarra 147