Fundamentos de Mecatrónica
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- María Teresa Henríquez Valdéz
- hace 7 años
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1 Fundamentos de Mecatrónica Clase 02: Electrónica Ricardo Mendoza Manuel Fuentes Escuela Universitaria de Ingeniería Mecánica Universidad de Tarapacá Arica, Chile November 8, 2011 R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
2 Outline Outline 1 Conductores, aisladores y semiconductores 2 Corriente, voltage, resistencia 3 Ley de Ohm 4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa 5 Potencia 6 Ejemplos y ejercicios R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
3 Conductores, aisladores y semiconductores Outline 1 Conductores, aisladores y semiconductores 2 Corriente, voltage, resistencia 3 Ley de Ohm 4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa 5 Potencia 6 Ejemplos y ejercicios R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
4 Conductores, aisladores y semiconductores Fuerza electro-estática R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
5 Conductores, aisladores y semiconductores Fuerza electro-estática Gobernada por una de las fuerzas elementales del universo: electromagnetismo. R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
6 Conductores, aisladores y semiconductores Frente a una fuerza repulsiva de electrones a la izquierda... conductor aislador R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
7 Conductores, aisladores y semiconductores Frente a una fuerza repulsiva de electrones a la izquierda... conductor Frente a una fuerza repulsiva de electrones a la derecha... aislador R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
8 Conductores, aisladores y semiconductores Ejemplos de semiconductores Transistor Diodo R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
9 Conductores, aisladores y semiconductores Ejemplos de semiconductores Transistor Diodo R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
10 Corriente, voltage, resistencia Outline 1 Conductores, aisladores y semiconductores 2 Corriente, voltage, resistencia 3 Ley de Ohm 4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa 5 Potencia 6 Ejemplos y ejercicios R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
11 Corriente, voltage, resistencia Corriente Definición: flujo de electrones a través de una sección de cable. Símbolo: I Unidad de medida: Ampere, A R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
12 Corriente, voltage, resistencia Dirección del flujo de corriente? Por convención en este curso: opuesto a la dirección del flujo de electrones. R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
13 Corriente, voltage, resistencia Voltage Definición (no-oficial): Fuerza que impulsa al flujo de electrones, como la presión que impulsa al flujo de agua. Símbolo: E o V Unidad de medida: Volt, V R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
14 Corriente, voltage, resistencia Símbolos de componentes electrónicos voltaje resistencia transistor y diodo (semiconductores) R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
15 Ley de Ohm Outline 1 Conductores, aisladores y semiconductores 2 Corriente, voltage, resistencia 3 Ley de Ohm 4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa 5 Potencia 6 Ejemplos y ejercicios R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
16 Ley de Ohm Caída de voltaje R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
17 Ley de Ohm Caída de voltaje R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
18 Ley de Ohm Caída de voltaje La diferencia de presión o caída de voltage es necesaria para el flujo de agua/electrones. R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
19 Ley de Ohm Para que exista flujo... R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
20 Ley de Ohm Para que exista flujo en el caso del agua R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
21 Ley de Ohm Para que exista flujo en el caso del agua... en el caso de la electricidad (flecha en sentido contrario) R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
22 Ley de Ohm Ley de Ohm V = I R R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
23 Ley de Ohm Ley de Kirchhoff - Voltajes ref: R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
24 Ley de Ohm Ley de Kirchhoff - Corrientes ref: R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
25 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa Outline 1 Conductores, aisladores y semiconductores 2 Corriente, voltage, resistencia 3 Ley de Ohm 4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa 5 Potencia 6 Ejemplos y ejercicios R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
26 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa Circuitos en serie y paralelo serie paralelo R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
27 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa Circuitos en serie y paralelo serie paralelo Ambos pueden ser expresados como: R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
28 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa Circuitos en serie La corriente que atraviesa cada resistencia es la misma que se genera en la fuente de voltaje (Kirchhoff). R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
29 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa Circuitos en paralelo El caída de voltaje en cada resistencia es el mismo que se genera en la fuente de voltaje (Kirchhoff). R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
30 Potencia Outline 1 Conductores, aisladores y semiconductores 2 Corriente, voltage, resistencia 3 Ley de Ohm 4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa 5 Potencia 6 Ejemplos y ejercicios R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
31 Potencia Potencia La potencia se genera en fuentes de poder (voltaje o corriente), se disipa en resistencias (y otros componentes eléctricos), y se determina: P = V I P = I 2 R P = V 2 R R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
32 Ejemplos y ejercicios Outline 1 Conductores, aisladores y semiconductores 2 Corriente, voltage, resistencia 3 Ley de Ohm 4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa 5 Potencia 6 Ejemplos y ejercicios R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
33 Ejemplos y ejercicios Ejemplo 1: cálculo de potencia R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
34 Ejemplos y ejercicios Ejemplo 2: cálculo de corriente en serie R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
35 Ejemplos y ejercicios Ejemplo 3: cálculo de voltaje en serie R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
36 Ejemplos y ejercicios Ejercicio 1: cálculo de resistencia equivalente en paralelo R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
37 Ejemplos y ejercicios Ejercicio 2: cálculo de voltage, corriente, potencia en paralelo R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
38 Ejemplos y ejercicios Ejercicio 2: cálculo de voltage, corriente, potencia en paralelo (simulación) R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
39 Ejemplos y ejercicios Ejercicio 3: simulación Problema Tenemos dos ampolletas, las cuales requieren 500mA (cada una) para proyectar luz visible, y las cuales queremos encender alternadamente... Procedimiento Usando dos veces el bloque interruptor provisto por el profesor, más una fuente de voltage, una resistencia R1=100ohm para simbolizar una ampolleta, y otra resistencia R2=100ohm para simbolizar la otra, diseñe y simule un circuito que logre ésto. Ayuda: utiliza el parámetro delay de las fuentes de voltage que controlan los transistores. R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
40 Tarea Para clase 3: Leer apunte: Capítulo 3: Sensores y transductores R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, / 33
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