practicas unidad 5
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PRACTICAS V | ELECTRONICA ANALOGICA
PRACTICAS V
Universidad Tecnológica De Aguascalientes
Integrantes:
Pérez Rodríguez Martin Alejandro
Vázquez de la Cruz Jovani
Flores Gutiérrez José Luis
26 DE MARZO DE 2015 MECATRONICA
2.-C
1
Índice
Resumen ................................................................................................................................. 2
Marco teorico. ......................................................................................................................... 2
Funcionamiento básico del SCR ................................................................................................ 3
Operación controlada del rectificador controlado de silicio .............................................................. 3
Objetivo .................................................................................................................................. 4
Material y equipo .................................................................................................................... 4
Desarrollo ............................................................................................................................... 4
Discusión ................................................................................................................................ 8
Conclusiones. .......................................................................................................................... 9
Referencias. ............................................................................................................................ 9
Resumen ............................................................................................................................... 10
Marco Teórico ...................................................................................................................... 10
Objetivo ................................................................................................................................ 11
Material y equipo .................................................................................................................. 11
Desarrollo ............................................................................................................................. 11
Discusiones ........................................................................................................................... 13
Conclusión ............................................................................................................................ 13
Bibliografía ........................................................................................................................... 14
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Resumen
Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los
tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es
bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de
conmutar la corriente alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición
que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso
pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza
aplicando una corriente al electrodo puerta. Por medio de dicha práctica aprendimos como es
el funcionamiento de los tiristores conocidos como SCR (Controlador Rectificado de
Silicio) y TRIAC (Un Triodo para Corriente alterna), conociendo cual es la asignación de
sus pines, cuál es su comportamiento con respecto a su onda, así como su funcionamiento
con respecto a la configuración interna.
Marco teórico.
El triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el
flujo de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en ambos
sentidos y puede ser bloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la corriente por
debajo del valor de mantenimiento. El triac puede ser disparado independientemente de la
polarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.
El Triac es un dispositivo semiconductor que pertenece a la familia de los dispositivos de
control: los tiristores. El triac es en esencia la conexión de dos tiristores en paralelo pero
conectados en sentido opuesto y compartiendo la misma compuerta. (Ver imagen).
A1: Ánodo 1, A2: Ánodo 2, G: Compuerta
El triac sólo se utiliza en corriente alterna y al igual que el tiristor, se dispara por la
compuerta. Como el triac funciona en corriente alterna, habrá una parte de la onda que será
positiva y otra negativa.
Funcionamiento del Triac
La parte positiva de la onda (semiciclos positivo) pasará por el triac siempre y cuando haya
habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de arriba
hacia abajo (pasará por el tiristor que apunta hacia abajo), de igual manera:
La parte negativa de la onda (semiciclos negativo) pasará por el triac siempre y cuando
haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de
abajo hacia arriba (pasará por el tiristor que apunta hacia arriba)
Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición
pnpn Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción
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entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional
(sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la
vez.
Rectificador controlado de silicio SCR (silicón controlled rectifier)
Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición
pnp Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción
entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional
(sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la
vez.
El SCR se asemeja a un diodo rectificador pero si el ánodo es positivo en relación al cátodo
no circulará la corriente hasta que una corriente positiva se inyecte en la puerta. Luego el
diodo se enciende y no se apagará hasta que no se remueva la tensión en el ánodo-cátodo,
de allí el nombre rectificador controlado.
El SCR se asemeja a un diodo rectificador pero si el ánodo es positivo en relación al cátodo
no circulará la corriente hasta que una corriente positiva se inyecte en la puerta. Luego el
diodo se enciende y no se apagará hasta que no se remueva la tensión en el ánodo-cátodo,
de allí el nombre rectificador controlado.
Funcionamiento básico del SCR
El siguiente gráfico muestra un circuito equivalente del SCR para comprender su
funcionamiento.
Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos
corrientes: IC2 = IB1.
IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1
(IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más
corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1.
Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del SCR.
Operación controlada del rectificador controlado de silicio
Como su nombre lo indica, el SCR es un rectificador construido con material de silicio con
una tercera terminal para efecto de control. Se escogió el silicio debido a sus capacidades
de alta temperatura y potencia.
La operación básica del SCR es diferente de la del diodo semiconductor de dos capas
fundamental, en que una tercera terminal, llamada compuerta, determina cuándo el
rectificador conmuta del estado de circuito abierto al de circuito cerrado. No es suficiente
sólo la polarización directa del ánodo al cátodo del dispositivo. En la región de conducción
la resistencia dinámica el SCR es típicamente de 0.01 a 0.1
La resistencia inversa es típicamente de 100 k o más. Un SCR actúa a semejanza de un
interruptor. Cuando esta encendido (ON), hay una trayectoria de flujo de corriente de baja
resistencia del ánodo al cátodo. Actúa entonces como un interruptor cerrado. Cuando esta
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apagado (OFF), no puede haber flujo de corriente del ánodo al cátodo. Por tanto, actúa
como un interruptor abierto. Dado que es un dispositivo de estado só1ido, la acción de
conmutación de un SCR es muy rápida.
Objetivo *Aprender a realizar conexiones usando el SCR y TRIAC.
*Aprender cual es la forma de onda del diodo.
*Observar la acción del SCR y TRIAC en la señal de la carga.
*Realizará la conexión del SCR y TRIAC para el control de la potencia en la carga.
Material y equipo
•1 SCR
•1 TRIAC
•1 Foco de 127Vac
•1 Foco de 12Vcd
•1 R=100Ω, 1kΩ, 4.7kΩ, 10kΩ,
22kΩ, 33kΩ
•1 Capacitor
•1 potenciómetro= 50kΩ
•1 osciloscopio c/sonda
•1 multímetro
•1 extensión
•1 protoboard
•4 caimanes
Desarrollo A) PRUEBA EN CD
1. Arme el siguiente circuito con SCR:
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Abrir el switch y observar que sucede:
___no se apaga el foco por que se enclava.
Con el switch abierto y el foco
encendido aplicar momentáneamente un
cortocircuito entre ánodo y cátodo y observe
que sucede:
Se desenclava y se convierte en interruptor.
2. Arme el siguiente circuito con TRIAC:
Abrir el switch y observar que sucede:
___no pasa nada.
Con el switch abierto y el foco encendido aplicar momentáneamente un
cortocircuito entre T2 y T1 y observe que sucede:
_____pasa exactamente que con el SCR
Con el foco apagado y el switch
abierto mida:
VRL = _____0V______
VAK = _____12.24V__
Estado carga (on/off= off
Cierre el switch y vuelva a medir:
VRL = _11.51v____
VAK = __.78v_____
Estado carga (on/off) = ___On___
Cierre el switch y vuelva a medir:
VRL = ___________
VAK = ___________
Estado carga (un/off) = ___________
Con el foco apagado y el switch abierto mida:
VRL = ____0V_______
VT2 T1 = ___12.43V___
Estado carga (on/off) =__Off__
Cierre el switch y vuelva a medir:
VRL = _____11.51__
VT2 T1 = ______0.78V_____
Estado carga (on/off) =__On__
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B) PRUEBA EN CA
SCR
1. Arme el siguiente circuito con SCR:
2. Con ayuda del osciloscopio
Observe las señales en la carga
Y grafíquelas:
3. Ahora use R1=1KΩ en serie con un potenciómetro de 50KΩ. Observando con el
osciloscopio y la intensidad del foco indique que sucede:
R1 Gráfica Carga R1 Gráfica Carga
a)
1
kΩ
d)
22 kΩ
b)
4.7
kΩ
e)
33 kΩ
c)
10
kΩ
f)
Abierto
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TRIAC
4. Arme el siguiente circuito con TRIAC:
5. Con ayuda del osciloscopio
Observe las señales en la carga
Y grafíquelas:
6. Ahora use R1=1kΩ en serie con un potenciómetro de 50kΩ. Observando con el
osciloscopio y la intensidad del foco indique que sucede.
R1 Gráfica Carga R1 Gráfica Carga
a)
1 kΩ
d)
22 kΩ
b)
4.7 kΩ
e)
33 kΩ
c)
10 kΩ
f)
Abierto
R1 Gráfica Carga R1 Gráfica Carga
a)
1
kΩ
d)
22 kΩ
b)
4.7
kΩ
e)
33 kΩ
c)
10
kΩ
f)
Abierto
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7. Ahora coloque a éste último circuito un capacitor de valor C=___0.22_____ entre G
(gate) y T1 (terminal 1). Indique qué sucede:
__________se estabiliza la señal________________
----Conteste hasta el final de la práctica----------
Cuestionario:
a) ¿Qué resultados presenta con cada una de las resistencias usadas el SCR y el
TRIAC?
Los resultados al cambiar las resistencias de los tiristores, fueron los mismos, no vario
en nada, incluso la gráfica nos salió de la misma manera. b) ¿Qué pasa cuando se usa el potenciómetro de 50K?
El circuito funciona de una manera similar al dimmer, nos variaba la potencia
c) ¿Para el circuito del TRIAC son simétricos los dos semiciclos?
No, se puede observar que la primera parte de la gráfica llega a un punto
más alto, mientras que la parte posterior llega al eje de las x y se cambia de
posición
Discusión Al terminar la práctica número 9 de esta unidad, todos nosotros observamos que nuestros
objetivos que planteamos al inicio de la práctica se cumplieron todos exitosamente, ya que
todos nosotros aprendimos como es que se arman diferentes circuitos con los diferentes
componentes electrónicos, uno de ellos fue el TRIAC, el cual es un dispositivo electrónico
con el que podemos controlar el flujo de corriente de una carga. Otro de los componentes
electrónicos que ocupamos fue un SCR que por sus siglas en ingles nos dice que es un
rectificador de silicio. De la misma manera todos nosotros observamos como las diferentes
señales eléctricas cambiaban conforme a la impedancia, estos cambios que observamos de
las señales los pudimos visualizar mediante un osciloscopio, estos diferentes cambios de la
onda o señal eléctrica se vio reflejada en la lámpara la cual encendía o apagaba según su
impedancia, es decir, la luminosidad del foco variaba conforme a la impedancia.
También pudimos reconocer los diferentes tipos de componentes electrónicos identificando
el tipo de componente que era, el tipo de encapsulado, los voltajes de alimentación, los
pines correspondientes para cada cosa, entre otras características aprendidas.
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Conclusiones.
Con respecto a todos los objetivos que planteamos en todos los circuitos electrónicos que
armamos los cuales prácticamente encendían una lámpara de 12vDC o 120vAC por medio
de interruptores observamos y llegamos a una conclusión general en donde claramente
observamos que según el tipo de componente electrónico que conectáramos y según la
configuración que hayamos hecho podíamos controlar diferentes componentes ya sea en
corriente directa o alterna.
Todos estos cambios que veíamos en las lámparas como la intensidad luminosa de nuestra
lámpara la pudimos observar por medio de un osciloscopio en donde observábamos las
señales eléctricas que nuestro circuito generaba, y aunque en ocasiones utilizábamos
lámparas de C.D. y en otras ocasiones de C.A., las señales eléctricas que nos generaban
nuestros diferentes circuitos eran muy similares.
Referencias.
Unicrom. (2002). TRIAC. 2007, de Max Web Sitio web:
http://www.unicrom.com/Tut_triac.asp
Monografías. (2003). Rectificador controlado. 2006, de Blog Sitio web:
http://www.monografias.com/trabajos78/rectificador-controlado-silicio-scr/rectificador-
controlado-silicio-scr.shtml
Practica 10
10
Resumen
De la siguiente práctica conocimos que este circuito integrado combina un dispositivo
semiconductor formado por una foto emisor, una foto receptora y entre ambos hay un
camino por donde se transmite la luz. Todos estos elementos los encontramos dentro del
mismo encapsulado que es un chip de 8 pines. Esta práctica nos sirvió para conocer la
distribución de los pines, así como para reforzar los conocimientos adquiridos en la práctica
pasada usando el TRIAC junto con el MOC3011.
Marco Teórico
Opto acoplador: Es un dispositivo que podemos encontrar en múltiples aplicaciones dentro
de un equipo electrónico, cuando una señal debe ser transmitida desde un circuito
específico a otro, sin que exista conexión eléctrica entre ambos. A pesar de ser un elemento
muy utilizado, encierra muchos misterios en su interior y estas incógnitas se profundizan
cuando su funcionamiento correcto se pone en duda. ¿Se pueden controlar? ¿Cómo
sabemos si funcionan correctamente? Por lo general, la transmisión de la información
dentro de un Opto acoplador se realiza desde un LED infrarrojo que no responde, en las
mediciones con el multímetro, a lo que conocemos como un LED tradicional. ¿Qué
podemos hacer entonces? Veamos si en este artículo podemos encontrar las respuestas que
necesitamos.
Son conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico, basan su
funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un
circuito a otro sin conexión eléctrica. Estos son muy útiles cuando se utilizan por ejemplo,
Microcontroladores PICs y/o PICAXE si queremos proteger nuestro microcontrolador este
dispositivo es una buena opción. En general pueden sustituir los relés ya que tienen una
velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de rebotes. La gran ventaja de un
optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre los circuitos
de entrada y salida. Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente
emisora de luz, y un fotosensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del
emisor luminoso, todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo
general es del tipo DIP.
En iluminación, el foco es un elemento óptico destinado a proyectar la luz de una
lámpara hacia una región concreta.
Principalmente se usan para iluminar instalaciones deportivas, alumbrado ornamental de
edificios emblemáticos, publicidad y seguridad. También son elementos esenciales en
las artes escénicas como el teatro, el cine, la televisión u otros espectáculos en vivo.
El foco eléctrico fue inventado por el estadounidense Thomas Alva Edison el 21 de octubre
de 1879. Durante dos años trabajó en su laboratorio buscando un alambre o filamento, a
través del cual fluyera la electricidad, para insertarlo en un tubo de vidrio que no tuviera
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aire. Finalmente, con el tubo y un filamento de carbón que provenía de un hilo de algodón,
fabrico un bulbo de luz. Este bulbo, foco o lámpara estuvo encendido durante dos días
en Menlo Park (Nueva Jersey).
Existen varios tipos de focos, dependiendo de su geometría:
Los asimétricos. Se usan en alumbrados intensivos.
Los simétricos. Se usan en alumbrados extensivos. Los alumbrados extensivos son unos
de los principales causantes de la contaminación lumínica. Es habitual que estén
situados en torres.
Objetivo *Realizar la conexión básica de un optoacoplador para el control de la potencia en la carga
con TRIAC.
*Realizar la conexión básica de un optoacoplador para el control de la potencia en la carga
con transistor NPN.
Material
• 1 4N28
• 1 MOC3011
• 1 Foco de 127Vac
• 1 Foco de 12Vcd
• 1 R=180Ω, 330Ω, 1kΩ
• 1 multímetro
• 1 extensión
• 1 protoboard
• 4 caimanes
Desarrollo A) OPTOACOPLADOR SALIDA TRANSISTOR
1.- Arme el circuito con un optoacoplador de salida a transistor.
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2.-Active la señal y observe si la carga se activa
La carga si se activa al presionar el botón pulsador.
B) OPTOACOPLADOR SALIDA TRIAC
3.- Arme el circuito con un optoacoplador de salida a TRIAC
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4.-Active la señal y observe si la carga se activa
La carga si se activa al presionar el botón pulsador.
Discusiones En esta práctica hicimos un circuito donde podíamos prender un foco mediante un
MOC3011 y un triac para regular el voltaje.
Conclusión Cumplimos todos los objetivos planteados ya que por medio de un MOC y un 4N28
encendimos un foco de 12v ya que estos componentes tienen transistores en su interior.
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Bibliografía
Juan Pérez. (2007). Definición de diodo. 2015, de Acerca Sitio web:
http://www.definicionabc.com/tecnologia/diodo.php
Gilbert M... (2003). clases de diodos. 2007, de Códigos Sitio web:
http://www.areaelectronica.com/semiconductores-comunes/clases-diodos.html
Electrónica. (2005). Tipos de diodos. 2010, de Largest Selección Sitio web:
http://www.electronica2000.com/temas/diodostipos.htm