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ISSN 1988-6047 DEP. LEGAL: GR 2922/2007 Nº 15 –FEBRERO DE 2009

C/ Recogidas Nº 45 - 6ºA 18005 Granada [email protected] 1

“Análisis del montaje Darlington”

AUTORÍA JUAN ANDRÉS DE ALBA MORENO

TEMÁTICA TECNOLOGÍA

ETAPA 3º, 4º ESO

Resumen

Consideraciones

1. Se pretende que el alumnado comprenda y asimile la importancia del montaje Darlington, y sus aplicaciones.

2. Se intenta que el alumnado se acerque y sienta interés por el mundo de la Tecnología, y más concretamente por los montajes electrónicos.

3. Búsqueda de información, recurriendo a diversa bibliografía, trabajos monográficos, Internet, libros de consulta, y de apoyo, trabajos del curso anterior de sus compañeros.

4. Redacción del análisis, tanto en aspectos funcionales, económicos, históricos, de fiabilidad, estéticos, morfológicos, etc.

5. Reforzar los contenidos impartidos, las actividades de inicio, de desarrollo, de recuperación, de refuerzo, de ampliación, de profundización.

Hemos indicado estos puntos como consideraciones, pero debemos tener en cuenta que debido a la continua evolución de los circuitos electrónicos, este montaje presenta bastantes variaciones, dentro del campo de la electrónica, y sus repercusiones ene otros campos de la Ciencia.



Justificación

A. Debido al rápido desarrollo de la Tecnología y sus repercusiones en otras Ciencias, y sus aplicaciones, hace necesario de circuitos elementales como este montaje Darlington.

B. Es necesario que el alumnado adquiera la mayor parte de competencias básicas, como la lingüística, matemática, de aprender a aprender, de interacción con el medio físico, de autonomía e iniciativa personal, digital, etc.

C. Servirá para posterior formación, en bachillerato, ciclos formativos de grado medio, y superior, carreras técnicas.

D. Interpretación de esquemas de montaje, y eléctricos, por parte del alumnado, asesorados por el docente, de igual forma saber como se instala componentes electrónicos, a partir de esquemas de montaje y electrónicos.

E. Análisis de objetos técnicos sencillos, que tengan circuitos Darlington

Palabras clave Componentes

Transistor Componente formado por la unión de semiconductores pn, exactamente tres. Bien

NPN, o PNP, las cuales se unen a tres terminales: emisor, base y colector.

Diodo led Elemento semiconductor, que se ilumina cuando se polariza directamente, encapsulado en un plástico más duro que el cristal de las bombillas, admite una tensión que oscila entre 1,5 y 2 voltios, debe protegerse con una resistencia, para no quemarse.

Resistencias fijas Componente pasivo, que limita la intensidad de los componentes situados después de ella. Se emplea también como divisor de tensión. Formado por elementos cerámicos, sigue un código de colores para su valor, o bien está reflejado de forma impresa en su exterior, a diferencia de las resistencias variables o potenciómetros.

Cable conductor Trozo de hilo conductor que nos va a permitir unir las distintas clemas entre sí, al igual que los distintos componentes objeto de estudio. Tiene una cubierta que es aislante, y una parte metálica, los hay de distintos grosor y características.



Fotografías de los distintos componentes

Fig nº 1 Detalles de transistores Fig nº2 Composición de transistores NPN, y PNP

Fig nº 3 Los precursores del moderno transistor



Fig nº 4 Transistores modernos

Símbolo de un transistor

Transistor NPN Transistor PNP

Fig nº 5 Detalle del diodo led Símbolo del diodo led Partes de un diodo led



Distintos colores del diodo led Unos circuitos sencillos que muestran cómo polarizar directamente

Detalle del diodo led

Fig nº 6 Detalles de resistencias



Detalle de resistencia variable o potenciómetro

Símbolo de las resistencias Fijas - variables

Fig nº 7 Símbolo de resistencias fijas y variables.



Fig nº 8 Tabla de código de colores de las resistencias.

Código de colores

Colores 1 Cifra 2 Cifra Multiplicador Tolerancia

Negro 0 0

Marrón 1 1 x 10 +/- 1%

Rojo 2 2 x 102 +/- 2%

Naranja 3 3 x 103

Amarillo 4 4 x 104

Verde 5 5 x 105 +/- 0.5%

Azul 6 6 x 106

Violeta 7 7 x 107

Gris 8 8 x 108

Blanco 9 9 x 109

Oro x 10-1 +/- 5%

Plata x 10-2 +/- 10%

Celeste

Fig nº 9 Detalle de cable conductor.



Componentes Características Transistor Puede funcionar como interruptor abierto, ( se encuentra en zona de corte).

En este caso, no pasa corriente por la base, con lo cual la resistencia de la base es muy grande. Se comporta como un interruptor abierto. Puede funcionar como interruptor cerrado, (se encuentra en la zona activa)

Al contrario que en el caso anterior la corriente por la base aumenta y la resistencia disminuye. Se comporta como un interruptor cerrado.

A parte de esto se puede usar como amplificador. El montaje Darlington responde al gráfico



Tenemos el esquema de montaje, y electrónico del montaje Darlington. Podemos observar que se unen los transistores por el emisor del primer transistor y la base del segundo transistor.

Resistencias La unida es el ohmio, se representa con la letra griega " ". Se puede utilizar submúltiplo como el miliohmio, 1 miliohmio= 0,001 ohmio. También se pude utilizar múltiplos, como Kilohmios, 1 kOhm = 1000 ohmios,1 Megaohmio= 1000000 ohmios. Las características más importantes de las resistencias, también llamadas resistores, son:

Valor nominal: Es el valor en Ohmios que posee; está impreso en la propia resistencia en cifras o por medio del código de colores.

Tolerancia: es el error máximo con el que se fabrica la resistencia. Potencia máxima: es la mayor potencia que será capaz de disipar sin

quemarse. Además existen resistencias que varían su valor, son las variables o

potenciómetros. Resistencias especiales: son aquellas en las que el valor óhmico varía en función de una magnitud física. Las más usuales son:

o PTC, aumenta el valor óhmico al aumentar la temperatura (Positive Temperature coefficient).

o NTC, disminuye el valor óhmico al aumentar la temperatura (Negative Temperature Coefficient).

o LDR, resistencias dependientes de la luz (Light Dependent Resistors). o VDR, disminuye el valor óhmico al aumentar el voltaje eléctrico entre sus

extremos (Voltage Dependent Resistors).



El ohm se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente eléctrica una columna de mercurio (Hg) de 106,3 cm de alto, con una sección transversal de 1 mm2, a una temperatura de 0o Celsius. La resistencia eléctrica, por su parte, se identifica con el símbolo o letra ( R ) y la fórmula para despejar su valor, derivada de la fórmula general de la Ley de Ohm, es la siguiente :

Diodos leds Existen diodos LED de varios colores y estos dependen del material con el cual fueron

construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo. Debe de escogerse bien la corriente que atraviesa el LED para obtener una buena intensidad luminosa. El LED tiene un voltaje de operación que va de 1.5 V a 2.2 voltios. Aproximadamente y la gama de corrientes que debe circular por el va de 10 mA a 20 mA en los diodos de color rojo y de entre 20 mA y 40 mA para los otros Leeds. Tiene enormes ventajas sobre las lámparas indicadoras comunes, como son su bajo consumo de energía, su mantenimiento casi nulo y con una vida aproximada de 100,000 horas.

Se utiliza ampliamente en aplicaciones visuales, como indicadoras de cierta situación específica de funcionamiento

Se utilizan para desplegar contadores Para indicar la polaridad de una fuente de alimentación de corriente directa. Para indicar la actividad de una fuente de alimentación de corriente alterna.

Conductor Estos existen de distintos diámetros y número de conductores, al igual que la cubierta. Por ejemplo hay conductores especiales. Los CABLES ESPECIALES DE ALTO RENDIMIENTO son usados en instalaciones donde hay grandes esfuerzos dinámicos de tracción, torsión, flexión, desplazamientos a gran velocidad, y el cable es enrollado y desenrollado sobre bobina, poleas y reenvíos con unos radios mínimos de curvatura. Este tipo de cables son



específicamente suministrados para enrolladores, cadenas porta cables, carros porta cables, equipos móviles, etc. Estos cables son resistentes a la abrasión, alargamiento y desgaste, así como a ambientes químicos como grasas, aceites e hidrocarburos, y bajas temperaturas hasta –25ºC (otras temperaturas bajo coeficiente de corrección). En cuanto a su resistencia la gama de cables aguanta tracciones desde 1 hasta 2Kg/mm2 de sección de los conductores del cable. En cuanto a su flexibilidad nuestros cables admiten radios de curvatura inferiores a cables convencionales. Estos radios de curvatura son en dinámica y varían según el tipo de cable entre 6 a 8 veces el diámetro del cable. Existen gamas de cables que cumplen normas internacionales como VDE, EN, CEI, resistentes a la llama y libre de halógenos. Hay cables de potencia, mando, media y alta tensión y fibra óptica hasta cables planos y autor portantes para botoneras.

1. ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO Orden Pasos a seguir 1. Método de trabajo que deben realizar el alumnado, deberán ser consensuado por todos y

deberá consultarse en cualquier momento.

2. Se usará en todo momento consultas a libros de texto, publicaciones, trabajos monográficos, empleo de webgrafía, empleo de recursos materiales de Dpto. de Tecnología.

3. Delimitar las funciones y trabajos de los componentes del grupo. Éstas deberán ser motivadoras, atrayentes y rotar entre los mismos.

4. Realización de bocetos, esquemas, simbología eléctrica, etc. lo cual nos servirá para profundizar los contenidos adquiridos por el alumnado, por ejemplo sobre las resistencias, transistores, diodos leds.



1.1 Análisis del objeto 1. Definición de cada uno de los componentes, detallando características, conexiones, etc.

2. Se podrá enfocar desde el punto de vista funcional, con relación al funcionamiento de cada uno por separado, o bien en conjunto.

3. Análisis de la fiabilidad, nos servirá para comprobar el funcionamiento, a partir de os esquemas eléctricos, y asimilar el funcionamiento.

4. Análisis sobre la facilidad de uso, así como su empleo en circuitos más complejos.

5. Análisis del coste económico, sobre componentes, materiales adicionales, etc., se elaborará un presupuesto.

6. Análisis sobre el sincronismo de funcionamiento del circuito, se deberá comprobar que siguen las pautas que se determinan.

7. Análisis de la robustez, solidez de uniones, soldaduras, conexiones, etc.

8. Análisis sobre el aspecto estético del montaje, aspectos a destacar.

Análisis del circuito

A. Vemos la importancia del montaje Darlington, en el cual se une el emisor del primero a la base del segundo.

B. Enumeramos las distintas clemas de forma que podamos unir los distintos componentes. C. Unimos con hilo conductor las clemas nº 1, y nº 7 D. También emplearemos un hilo conductor en las clemas nº 1, la cual se une al polo positivo de

la pila o fuente. La nº 12 va al negativo de la pila o fuente de energía de 4,5 voltios. Podemos variar la posición de la resistencia cambiando la unión con cable entre las clemas nº 1, y nº 8, o bien entre las clemas nº 1, y nº 5.

E. Conectamos una resistencia de 22 kilohmios entre los extremos de las clemas nº 1 y nº 8. Observamos que el diodo rojo se encenderá con más fuerza, ya que T2 recibe una intensidad mayor, ya que el transistor T1 no hace ninguna función.



Fig nº 10 Esquema del montaje

Observando el esquema eléctrico podemos sacar como conclusión el siguiente esquema.

I. Si conectamos un resistencia de 22 kOhm entre las clemas nº 1, y nº 8. Vemos que el diodo

rojo se enciende con más fuerza, esto se debe a que el transistor T2 recibe una corriente mayor, y no función T1.

II. Si ponemos ahora una resistencia de 1 MOhm, el diodo led se enciende con menos fuerza, ya que por el transistor circula menos corriente.

III. Esta deberá ir entre las clemas nº 1, y nº 5. IV. En este caso el diodo se ilumina con más brillo. Esto es debido a que el transistor T2 es

travesado por una corriente mayor.

Estos montajes se emplean con mucha frecuencia, utilizando transistores BC 517. Los cuales tienen Una apariencia idéntica a los transistores normales, y se emplean de la misma forma. La única diferencia es que en su interior se componen de dos transistores en montaje Darlington.



Fig nº 11 Esquema eléctrico: montaje Darlington



Evaluación Criterios a seguir

Aspectos a seguir

El circuito funciona bien, comprobando que las conexiones esta bien.

Saben redactar los distintos tipos de análisis, funcional, de fiabilidad, de facilidad de empleo, estética, solidez, estética, etc.

Si planteamos variaciones en el circuito, el alumnado sabrá describirlo.

El alumnado comprende y asimila el montaje Darlington, así como su empleo.

Sabe el alumnado interpretar el esquema de montaje, así como también de forma inversa, a partir de los componentes deducir el esquema de montaje,

A igual que en el caso anterior, el alumnado sabe interpretar el esquema eléctrico, y de forma inversa, a partir de sus componentes deducir el esquema electrónico.

El alumnado sabe porque en un caso el diodo se enciende con más brillo, y cuando con menos fuerza.

Actividades Redactar en el cuaderno de Tecnología, esquemas, características de componentes,

composición de: transistores bipolares, resistencias fijas, variables, potenciómetros, diodo. led, conductores eléctricos

Manejo de la tabla de código de colores de resistencias, así como en el caso inverso con los colores determinar el valor de éstas.

Simbología de estos componentes

Esquema eléctrico del montaje Darlington, así como especificar sus características. Esto deberá quedar reflejado en el cuaderno de Tecnología.

Búsqueda en diversa bibliografía, webgrafía información sobre la evolución de estos componentes, y su presentación actualmente.



Conclusión Podemos establecer una serie de puntos como conclusión.

Interés y motivación del alumnado por la el mundo de la electrónica, su desarrollo, su aplicaciones, etc.

Formación para estudios posteriores: bachillerato, ciclos formativos, carreras técnicas.

Reafirmar los conocimientos impartidos por el docente, y asimilados por el alumnado, que se aplicarán después en el aula-taller.

Instrumento de evaluación del docente, servirá para determinar también los criterios de evaluación, y de recuperación.

Bibliografía

- Joseph, A.T. (1969).Teoría y problemas de circuitos eléctricos. Serie Schaum. México: Minister.

- García Trasancos, J. (2003). Electrotecnia. Madrid: Paraninfo Cengage Learning.

--Zbar, P.B. y Sloop, J.G. (1984). Prácticas fundamentales de electricidad y electrónica. Madrid:

Marcombo Boixaren.

- García, F.y González, E. (1987) Electricidad- electrónica básica. Un enfoque experimental. Córdoba:

Cep de Córdoba. Consejería de Educación. Junta de Andalucía.

Autoría

· Nombre y Apellidos Juan Andrés de Alba Moreno · Centro, localidad, provincia I.E.S. Aljanadic Posadas (Córdoba).

· E-MAIL: [email protected]

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