practicas_propuestas

Electrónica General. Fichas de trabajo. C.S.N.

Nombre y Apellidos_____________________________________________________________________________

1

El polímetro analógico: Interpretación de distintas medidas

Rellena el cuadro siguiente

Aguja Ωx 1

Ωx 100

IccEscala 50 mA

VccEscala 10V

IcaEscala 2,5 A

VcaEscala 250V

A

B

C

Ficha Nº 0

A B

C



2

R E S I S T E N C I A S

Valorespermisibles ColoresNº Valor

NominalTole-rancia Potencia

Mínimo Máximo 1º 2º 3º 4º

1 1KS "5% Marrón Negro Rojo Oro

2 2K7S "10%

3 Verde Azul Amarillo Plata

4 68 KS Plata

5 Gris Rojo Marrón Marrón

6 1S "2% Oro

7 Azul Gris Amarillo Ninguno

8 10 KS "10%

9 "0,25% Naranja Naranja Rojo Azul

10 47 KS Oro

R E S I S T E N C I A S

ValoresMedidos (reales) ColoresNº Valor

NominalTole-rancia Potencia

P analógico P. digital 1º 2º 3º 4º

1

2

3

4

5

Ficha Nº 1



3

Placa de Circuito Impreso Universal

Objetivo:Se trata de diseñar y fabricar una placa “universal” sencilla para la realización de los montajes electrónicossencillos o de un pequeño número de componentes.

A continuación, y antes de comenzar, confecciona una lista de materiales, útiles y herramientas necesarias.Al finalizar la placa, completa, si es necesario, la lista.

Ficha Nº 2

Agujeros de 1mm de Ø(procurar centrarlos)

10 mm

4 mm

Detalle de una celda

2

74 mm

58mm

25

5

2

34

3

10



4Describe paso a paso el proceso seguido en la elaboración de la placa



5

RESISTENCIAS Valores máximos soportables

Tensión RWV = Corriente R

WI =

NºValor

Nominal Tolerancia0,5Vatios 1 Vatio 5 Vatios 0,5Vatios 1 Vatio 5 Vatios

1

2

3

4

5

ACOPLAMIENTO DE RESISTENCIAS

Resistencia equivalenteResistencias Fórmulas

Valor teórico Valor real

1 y 2 R1 + R2

2, 4 y 5

SER

IE

1,3 y 4

2 y 5

1 y 4

PAR

AL

EL

O

1, 3 y 5

1 + (2 // 3)

2 + (1 // 3)

MIX

TO

3 + (1// 5)

Ficha Nº 3



6

ACOPLAMIENTO EN SERIE 2ª Ley de Kirchhoff / Divisores de tensión (teórico)R

equiv It VAB VBC VCD VBD VACR R R

V = 220VI

40 S 20 S 50 S1 2 3

A B C D

ACOPLAMIENTO DE RESIST. EN SERIE 2ª Ley de Kirchhoff / Divisores de tensiónVcc Requiv It VAB VBC VCD VBD VAC

Valoresteóricos 10V

Valoresreales 10V

R

R

R

I

330

470

680

1

2

3

A

B

C

D

(Resistencias de 1W)

ValoresWorkbench 10V

ACOPLAMIENTO EN PARALELO 1ª Ley de Kirchhoff /Divisores de corriente (teórico)

V Requiv It I1 I2 I3 I4

V

A

B

20 5 10 20

I 1234

I = 10A

I I I

ACOPLAMIENTO EN PARALELO 1ª Ley de Kirchhoff / Divisores de corrienteVcc R equiv It I1 I2 I3 I4

Valoresteóricos 10V

Valoresreales 10V

A

B

V = 10v

390 470 680

I

1234 I I I

330

I

(Resistencias de 1 Vatio)ValoresWorkbench 10V

Ficha Nº 4



7

FENÓMENOS TRANSITORIOS: Carga y descarga de un condensador

1 Monta el circuito del esquema con C = 1000 :Fy R1 = R2 = 330S con el puente entre A y B (sinlos diodos LEDs).

2 Explica el funcionamiento del circuito tanto conel conmutador S en la posición 1 como en la 2.

3 Halla teóricamente (conmutador en posición 1):a) la carga Q acumulada en el condensador

cuando esté totalmente cargado.b) la energía consumida por el condensador en

el proceso de carga.(E = ½ C V2 )c) el tiempo o duración de la constante de

tiempo de carga JC.d) el tiempo que necesita (o se estima necesario) el condensador para cargarse.e) el valor de la tensión en C y en R1 al cabo de una constante de tiempo.f) el valor de la tensión en C y en R1 después de cinco constantes de tiempo.g) Dibuja los gráficos de las tensiones en el condensador y en la resistencia en función de las cons-

tantes de tiempo. Lo mismo para la corriente que circula por el circuito. (Utiliza la siguiente hoja)

4 Halla teóricamente (con el conmutador en la posición 2):a) el tiempo o duración de la constante de tiempo de descarga Jd.b) el tiempo que necesita (o se estima necesario) el condensador para descargarse.c) el valor de la tensión que queda en el condensador al cabo de una J.d) el valor de la tensión que queda en el condensador y en R2 al cabo de 5J.e) Dibuja los gráficos de las tensiones en el condensador y en la resistencia en función de las cons-

tantes de tiempo. Lo mismo para la corriente que circula por el circuito. (Utiliza la siguiente hoja)

5 Habrás observado que las constantes de tiempo de carga y de descarga son iguales, porque lo son lasresistencias de carga R1 y de descarga R2. Sustituye ahora (aunque sea mentalmente) R1 por 3K3. Efec-túa los cálculos de los apartados a, b, c, d, e y f del punto 3 y los a, b, c y d del punto 4 y compara yjustifica los resultados y las diferencias. Como verás, ahora no son iguales las constantes (ni los tiem-pos) de carga y de descarga.

6 Coloca de nuevo R1 = 330S, sustituye el valor de R2 por 3K3S, y realiza los cálculos de los apartadosa, b, c, d, e y f del punto 3 y los a, b, c y d del punto 4. Compara y razona las diferencias.

7 Sustituye nuevamente R2 por 330S, y C por otro de 4.700 :F y realiza las experiencias del punto 6,comparando los resultados con los obtenidos en los puntos 3 y 4. Razona las diferencias.

8 Con el circuito como está, sitúa el conmutador en posición 1 y realiza lo siguiente:a) Mide la tensión en extremos de R1 observando lo que hace el voltímetro, justificándolo.b) Haz lo mismo en extremos del condensador.c) Realiza estos mismos pasos con el conmutador en la posición 2, midiendo ahora en R2 y en C, y

explica las observaciones obtenidas.

Para ver de una manera gráfica los fenómenos de carga y descarga, así como las variaciones de lasconstantes de tiempo y los tiempos de carga y de descarga, conecta los dos diodos LEDs, tal como están

Ficha Nº 5

R

R CV =10v

S

2 A B

11

2

D 1

2D



8dibujados, entre los puntos A y B y acciona el conmutador a ambas posiciones. Observará que durante lacarga se enciende el LED verde y durante la descarga el rojo. La corriente circula en distintos sentidos de-pendiendo del proceso de carga y descarga. Para mayores constantes de tiempo, los diodos permanecen mástiempo encendidos. Con la inclusión de los diodos, podrás comprender y explicar mejor el comportamientodel condensador a la corriente continua.

Lista de materiales:Fuente de tensión de 10 voltios cc 1 conmutador de tres posiciones 2 resistencia de 330S1 resistencia de 3K3 1 condensador de 1000 :F 1 condensador de 4.700 :F1 diodo LED verde (D1) 1 diodo LED rojo (D2) 1 placa de circuito impreso

Proceso de carga (S en posición 1) Proceso de descarga (S en posición 2)

V =

10

volti

os

Car

ga a

cum

ula-

da (Q

)En

ergí

a co

nsu-

mid

a (E

) Jc

Tiem

poto

tal =

5J

Vc (

1J)

VR

1(1J

)

Vc

(5J)

VR

1 (5J) Jd

Tiem

po =

5J

Vc (

1J)

Vc (

5J)

VR

1 (5J)

R1 :330 SC:1000:F

R1 :3K3 SC: 1000:F

R2 :3K3 SC: 1000:F

R1 :330 SC:4700:F

“ Forma” de la corriente por el circuito (carga) Tensiones en C=1000:F y en R = 330S (durante la carga)

Corriente por el circuito (descarga)

“Forma” de la corriente por el circuito (descarga) Tensiones en C=1000:F y en R = 330S (durante la descarga)

I

J

V

J

V

J

I

J



9

CIRCUITOS R – L - C

1 Dado el circuito de la figura, se trata de analizar el comportamiento de los componentes pasivos(resistencias, bobinas y condensadores al ser alimentados con corriente alterna senoidal.

Lista de materiales:R = 47S/1WL = 100 mHC = 22:F/25VV = 18V/50Hz

2 Explica el funcionamiento del circuito.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3 Móntalo y realiza los cálculos que se piden en la tabla.

Conceptos → XL XC Z total I total VR VL VC

Valores teóricosValores WorkbenchValores reales

Conceptos → WR (activa) WL WC Waparente Wreactiva Coseno n Ángulo nValores teóricosValores WorkbenchValores reales

Para la frecuencia de resonanciaConceptos →

fr(resonancia)

)f =R/2BL fi = fr - )f/2 fs = fr+)f/2 I (a fr) VC = VL VRValores teóricosValores WorkbenchValores reales

Ficha Nº 6

G

I

j

circuitoa)

ÍR L

n

X L I

R

triángulo deb) tensiones

IIo

C

IXc

X L I - IXc

IXc



104 Dibuja el diagrama de impe-

dancias de R, L y C en funciónde las frecuencias.

5 Visualiza y dibuja las tensio-nes en el circuito

6 Dibuja la curva de respuesta enfrecuencias, acotando las fre-cuencias de corte inferior y supe-rior, así como la banda pasante

Soluciones:XL = 31,4 S; XC = 144,76 S; Zt = 122,7 S; It = 0,146 A; Cos n = 0,34; n = arc cos 0,34 = 70º; VR = 6,89V; VL = 4,58V;VC = 21,1V; WR = 6,89W; WL = 4,58WAR; WC = 21,1WAR;P. apar (Pap) = 2,62 VA; P. reactiva (Pr) = 2,41VAR (capacitiva)fr = 107 Hz )f = R/2BL = 74 Hz fi = fr - )f/2 = 70 Hz fs = fr + )f/2 = 144 HzIr (a fr) = V/R = 0,383 A Vc = VL = XLr q Ir = 67,2 x 0,383 = 25,7V VR = R q Ir = 18V

Z

f

Diagrama de impedancias (R; XL y XC) - frecuencias

V

t

Tensiones en los componentes

I Ir máxima

0,707 Ir

f

fRespuesta en frecuencia. Ancho de banda



11

RECTIFICADORES

Actividades:Diseñar la placa, que se muestra en la figura, en circuito impreso para montar un rectificador monofásico,tanto de media como de doble onda.

Observaciones:• A la hora de diseñar la placa, hay que tener en cuenta varias cosas y normas; sobre todo:• El tamaño real de los encapsulados de los componentes.• Disipadores que pudieran existir, así como conectores externos y cableados.• Máxima corriente del circuito, especialmente de cada uno de los bloques diferenciables.• Las medidas de la placa, que serán ________ mm de largo por ________mm de ancho.• Que el circuito lo estás viendo desde el lado de los componentes.• Realizar una primera disposición de todos los componentes con sus tamaños reales procurando simetría

y uniformidad (puedes utilizar papel milimetrado).• Trazar las pistas de interconexionado, procurando:

evitar ángulos de 90º, que pasen pistas por debajo (o entre patillas) de los Circuitos Integrados, dejar espacio en los extremos de la placa para los taladros de sujección, evitar zonas de cobre grandes inútiles,

• Modificar aquellos componentes que mejoren la distribución y el trazado de las pistas• Las pistas de alimentación y de salida suelen ser más gruesas y disponerse cerca de los bordes de la placa

(para Circuitos Integrados, de 0,8 a 1 mm; y para componentes pasivos de 1 a 2 mm).• Los pads o círculos de soldadura serán de unos tres mm de diámetro.• Una vez obtenido el negativo del circuito (es muy útil el papel vegetal) calcar las pistas sobre la cara del

cobre de la placa.• Retirar el calco y repasar detalladamente las pistas y pads con un rotulador de tinta permanente y ade-

cuado. (también se pueden utilizar transfers -transferibles).

Ficha Nº 7



12

RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA

Esquema eléctrico:

Actividades:1ª Rellenar la tabla con los datos solicitados

Valores a calcular Valoresteóricos

ValoresWorkbench

Valoresprácticos

Relaciones de transformación (m = 2

1

VV ) = = =

Tensión eficaz de entrada al transformador (V1) 2___ v 2___ v 2___ vTensión de pico de entrada al transf (V1máx) = V1 /2Tensión eficaz de salida del transfor.(V2) V2 = V1/m + + +Tensión de pico de salida del transf. (V2 máx) = V2 /2Tensión en D o en RL (Vcc) (Vcc = 0,45 x V = Vmáx/B)Factor de rizado (r) (r = 1,21. Es constante) 1,21 1,21 1,21Tensión eficaz de rizado (V’ef) (V’ef = 1,21 Vcc)

Tensión inversa de pico en el diodo (Vr máx = Vmáx)Corriente por la carga (IL ) (IL = Icc = Vcc/RL)R

ectif

icad

or si

n fil

tro

Corriente continua por el diodo (Id) (Id = Icc)con C = 100 :FTensión de rizado pico a pico

(Vriz pp) = Vmáx / f RLC con C = 1000 :Fcon C = 100 :FTensión en D o en RL (Vcc)

Vcc = Vmáx - 0,5 Vriz pp con C = 1000 :F

Factor de rizado (r) r = 1/(2· /3 f RLC)Tensión eficaz de rizado (V’ef) (V’ef = r ·Vcc)Tensión en extremos del diodo (Vd) Vd = -VccTensión inversa de pico en diodo (Vr máx = Vmáx)Corriente por la carga (IL ) IL = Vcc/RLRec

tific

ador

con

filtr

o

Corriente por el diodo (Id ) Id = IL = Icc Para

C =

1000:

F

Ficha Nº 8



132ª Dibuja, con ayuda del osciloscopio, las siguientes señales:

3ª Dibuja, con ayuda del osciloscopio, las siguientes señales (rectificador sin filtro):

4ª Dibuja, con ayuda del osciloscopio, las siguientes señales (rectificador con filtro):

Lista de materiales:1 transformador de 125-220/__+__V/0,5A, 1 Diodo 1N4007 1 resistencia de 470 S/ 1W,1 condensador de 100 :F/25V, 1 condensador: 1.000 :F/25V, 1 placa de circuito impreso,

Tensiones en el primario (2___V) y en los secundarios. Usa colores.

V

t

V

t

Tensiones en el punto A y en el D (sin condensador)

Tensiones en A y en D (para C=100:F y para C=1000:F)(Usa distintos colores para las diferentes señales)

V

t



14

RECTIFICADORES DE DOBLE ONDA

Esquema eléctrico:

Actividades:1ª Rellenar la tabla con los datos solicitados


ValoresWorkbench

Valoresprácticos

Relaciones de transformación (m = 2

1

VV ) = = =

Tensión eficaz de entrada al transformador (V1) 2___ v 2___ v 2___ v

Tensión de pico de entrada al transf (V1máx) = V1 /2Tensión eficaz de salida del transfor. (V2) V2 = V1/m + + +

Tensión de pico de salida del transf. (V2 máx) = V2 /2Tensión en D o en RL (Vcc) (Vcc = 0,9 x V = 2Vmáx/B)Factor de rizado (r) (r = 0,482. Es constante) 0,482 0,482 0,482Tensión eficaz de rizado (V’ef) (V’ef = 0,482 Vcc)

Tensión inversa de pico en el diodo (Vr máx = 2Vmáx)Corriente por la carga (IL ) (IL = Icc = Vcc/RL)

Rec

tific

ador

sin

filtr

o

Corriente continua por el diodo (Id) (Id = Icc/2)con C = 100 :FTensión de rizado pico a pico

(Vriz pp) = Vmáx / 2f RLC con C = 1000 :Fcon C = 100 :FTensión en D o en RL (Vcc)

Vcc = Vmáx - 0,5 Vriz pp con C = 1000 :F

Factor de rizado (r) r = 1/(4· /3 f RLC)Tensión eficaz de rizado (V’ef) (V’ef = r ·Vcc)Tensión en extremos del diodo (Vd) Vd = -VccTensión inversa de pico en diodo (Vr máx = 2Vmáx)Corriente por la carga (IL ) IL = Vcc/RLR

ectif

icad

or c

on fi

ltro

Corriente por el diodo (Id ) Id = IL = Icc/2 Para

C =

1000:

F

Potencia necesaria del transfor. (Wt) = 1,75 Vcc Icc

Ficha Nº 9



152ª Dibuja, con ayuda del osciloscopio, las siguientes señales:

3ª Dibuja, con ayuda del osciloscopio, las siguientes señales (rectificador sin filtro):

4ª Dibuja, con ayuda del osciloscopio, las siguientes señales (rectificador con filtro):

Lista de materiales:1 transformador de 125-220/__+__V/0,5A, 2 Diodos 1N4007 1 resistencia de 470 S/ 1W,1 condensador de 100 :F/25V, 1 condensador: 1.000 :F/25V, 1 placa de circuito impreso,

Tensiones en el primario (2___V) y en los secundarios. Usa colores.

V

t

V

t

Tensiones en el punto A y en el D (sin condensador)

V

t

Tensiones en A y en D (para C=100:F y para C=1000:F)(Usa distintos colores para las diferentes señales)



16

FUENTES DE ALIMENTACIÓN ESTABILIZADAS

Esquema eléctrico polivalente:

Nota:Con este circuito polivalente se trata de montar fuentes de alimentación estabilizadas serie y paralelo.

Actividades:

1ª Después de vista la lista de materiales, y sus dimensiones, diseña la placa correspondienteal circuito eléctrico polivalente.

FUENTE DE ALIMENTACIÓN ESTABILIZADA PARALELO

2ª En la placa monta el siguiente circuito de una fuente estabilizada paralelo. Coloca los puentes pertinentes.

Ficha Nº 10

c

Rs

R

I

LI Iz

t

12VDz

L

LEDI

R 2

A

B

D F

1

220V50Hz

D L

R

L

Dz

L

LED

2

A

B

D

220V50Hz c1 c2

F G

H I

E

L

M

K

J

I

P

O

NR

I

D L

1R

sR



17

3ª Rellenar la tabla con los datos solicitados


ValoresWorkbench

Valoresprácticos

Para un transformador de 220 / 18 voltios (220 / 9 + 9)

Relación de transformación (m) m = V1/V2) 220/18= 2__/__ = 2__ / =Tensión eficaz de entrada al transformador (V1) 2___ v 2___ v 2___ vMayor tensión de entrada al transf. (V 1may) = V1 + 10%Menor tensión de entrada al transf. (V 1men) = V1 -10%Tensión de pico de entrada al transf. (V1máx) = V1 /2Mayor tensión de entrada de pico V 1máx may = V1may /2Menor tensión de entrada de pico V 1máx men = V1men /2Tensión eficaz de salida del transfor. (V2) V2 = V1/mMayor tensión de salida del transf. V 2 may = V2 + 10%Menor tensión de salida del transf. V 2 men = V2 -10%Tensión de pico de salida del transf. (V2 máx) = V2 /2Mayor tensión de salida de pico V2máx may = V2may /2Menor tensión de salida de pico V 2máx men = V2men /2Tensión inversa máxima en el puente (Vr máx = V2máx may)Tensión en D (VD = Vcc) VD = V2máx

Mayor tensión en D (VD may) VD may = VD + 10%Menor tensión en D (VD men) VD men = VD -10%

Para un transformador de 220 / 12 voltios (220 / 6 + 6)Relación de transformación (m) m = V1/V2) 220/12 = 2__/ = 2__ / =Tensión eficaz de entrada al transformador (V1) 2___ v 2___ v 2___ vMayor tensión de entrada al transf. (V 1may) = V1 + 10%

Menor tensión de entrada al transf. (V 1men) = V1 -10%

Tensión de pico de entrada transf (V1máx) = V1 /2Mayor tensión de entrada de pico V 1máx may = V1may /2Menor tensión de entrada de pico V 1máx men = V1men/2Tensión eficaz de salida del transfor. (V2) V2 = V1/mMayor tensión de salida del transf. V 2 may = V2 + 10%Menor tensión de salida del transf. V 2 men = V2 -10%Tensión de pico de salida del transf. (V2 máx) = V2 /2Mayor tensión de salida de pico V2máx may = V2may /2Menor tensión de salida de pico V 2máx men = V2men/2Tensión inversa máxima en el puente (Vr máx = V2máx may)Tensión en D (VD = Vcc) VD = V2máx

Mayor tensión en D (VD may) VD may = VD + 10%Menor tensión en D (VD men) VD men = VD -10%



18

4ª Dado que es difícil poder variar la tensión disponible en la red en un ±10/% para ver los efectos dela estabilización, vamos a verlos variando la continua a aplicar en el punto D. Para ello, retiramosel puente rectificador y el condensador C1. Insertamos dos pines en el lugar del condensador y (sinconectar el transformador) alimentamos con tensión continua el circuito entre D y masa y prose-guimos el estudio y análisis desde las tres últimas líneas de la actividad anterior.

5ª Rellenar la siguiente tabla con los datos solicitados


ValoresWorkbench

Valoresprácticos

Para un transformador de 220 / 18 voltios (220/9 + 9)Tensión en D (VD) VD =± V2máx

Tensión en F (VF = Vcc) VF = Vcc = VzCaída de tensión en RS (VRS) VRS = V2 máx - VzCorriente por la carga (IL ) IL= Vz/RL

Corriente por diodo LED (ILED) (del orden de 20 mA)Corriente por el diodo Zéner IZ = IRS - IL -ILED

Corriente máx. del Zéner (IZ máx) IZ máx = Pz/VzCorriente por RS (IRS) IRS = IL + IZ mín +ILED

Caída de tensión en diodo LED (del orden de 1,7v)Caída de tensión en R2 (VR2) VR2 = Vz - 1,7vValor de R2 R2 = VR2 / 20 mAPotencia de R2 (WR2) WR2 = R2 x (ILED)2

Mayor tensión en D (VD may) VD may = VD + 10%Mayor caída de tensión en RS (VRS may) = VD may - VzMayor corriente por RS (IRS may) IRS may = VRS may / RS

Corriente máx. por RL (IRL máx) = IRS may - IZ mín - ILED

Valor mínimo de RL (RL mín) RL mín = Vz / (Iz máx + ILED)Menor tensión en D (VD men) VD men = VD -10%Menor caída de tensión en RS (VRS men) = VD men - VzValor de RS RS = (VD men - Vz) / (IL + IZ mín + ILED)Potencia a disipar por RS (WRS) = (VD may - Vz)2 / RS

Lista de materiales:

1 transformador 220/( + ) v/50Hz 1 puente rectificador ___________1 condensador electrolítico (C1) de _______:F/ v 1 diodo Zéner de _____v /______w1 condensador electrolítico (C2) de _______:F/ v 1 diodo LED rojoRs = ______S/______w R1 =_____ S/ ___w R2 =_______S/______w RL = _____S/___ w1 Transistor________ 1 C. I. estabilizador_______



19

FUENTES DE ALIMENTACIÓN ESTABILIZADAS SERIE

Esquema eléctrico:

Actividades:1ª Monta el circuito, explica su funcionamiento y rellena la tabla.

Valores a calcular Para un transformador de (220 / 9 + 9) Valoresteóricos

ValoresWorkbench

ValoresPrácticos

Tensión en D (VD) VD ±= V2máx

Tensión en F (VF = Vcc) VF = VL = Vz - VBE

Corriente por la carga (IL ) IL = VL/RL

Corriente por diodo LED (ILED) (del orden de 20 mA)Corriente de base mínima (IB mín) IB mín = IC máx /$ máx

Corriente por R1 (IR1) IR1 = IZ mín + IB mín

Corriente por el diodo Zéner IZ = IR1 - IB mín

Corriente máx. del Zéner (IZ máx) IZ máx = Pz/VzCaída de tensión en R1 (VR1) VR1 = VD - VzValor de R1 R1 = (VD men - Vz) / (IZ + IB mín)

Potencia a disipar por R1 (WR1) = (VD may - Vz)2 / R1

Potencia máx. del transistor (P máx) = (VD may -VRL) · IL máx

Potencia máx. del transistor (P máx) = VCE máx · IC máx

Retira el puente rectificador y C1; alimenta en D con CC = a VD may y a VD men y sigue con la tablaMayor tensión en D (VD may) VD may = VD + 10%Mayor caída de tensión en R1 (VR1 may) = VD may - VzMayor corriente por R1 (IR1 may) IR1 may = VR1 may / R1

Potencia de R1 (WR1) WR1 = R1 · (IR1 may)2

Corriente máx. por RL (IRL máx) = IRS may - IZ mín - ILED

Menor tensión en D VD men = VD -10%Menor caída de tensión en R1 (VR1 men) = VD men - VzValor mínimo de RL (RL mín) RL mín = VL / (I1máx + ILED)

Ficha Nº 11

220V50Hz

A

B

D F

Dz

I

It

Iz

C C

R

RRI L

L

1

1

2

2B

ILED

D L

I1



20


Esquema eléctrico:

Actividades:

1ª Monta el circuito, explica su funcionamiento y rellena la tabla.


ValoresWorkbench

ValoresPrácticos

Tensión en D (VD) VD ± V2máx

Tensión en F (VF = Vcc) VF = VL


Corriente por diodo LED (ILED) (del orden de 20 mA)Caída de tensión entre D y F

2ª Retira el puente rectificador y C1; alimenta en D con CC = a VD may (valor mayorpermitido) y a VD men (menor valor permitido) y sigue con la tabla.

Mayor tensión en D (VD may) VD may = VD + 10%Tensión en F (VF = Vcc) VF = VL


Caída de tensión entre D y FMenor tensión en D (VD men) VD men = VD -10%Tensión en F (VF = Vcc) VF = VL


Caída de tensión entre D y F

Ficha Nº 12

220V50Hz

A

B

FIt

C

R

RI L

L

2

2

ILED

D L

D

C 1

+ +

- -

C.I.



21

=

1

21

PRxPVrefVcc

−= 121 Vref

VeRP 75,245,0

1,145,0

máx1 ≈=

LIR

14V

50Hz

5

B

FIt

CR

R I L

L

2

3

ILED

DL

D

C1

+

C.I.

A

4

3 4

2

+

- C

L 200C

3 - C4

R1

R2

P 1

220V

1123

5

EntradaSalidaMasaReferenciaLimitación


Comentarios al circuito:Se trata de una fuente de alimentación estabilizada serie con tensión de salida regulable entre 3 y 15 voltios,capaz de proporcionar una corriente entre 0 y 2,75 Amperios, utilizando como regulador el CI L200C deSGS-Ates.La regulación o ajuste de la tensión de salida se realiza accionando el potenciómetro P1.La fuente posee dos tipos de protección contra cortocircuitos: una interna, propia del regulador (limitación decorriente de cortocircuito) y otra externa que se consigue mediante R1, que hace de resistencia limitadora decorriente de cortocircuito. Lleva, además, protección contra sobretensiones (gracias al CI). Si las patillas 2 y5 estuvieran unidas directamente, sólo actuaría la limitación interna de cortocircuito.

Siendo la tensión de referencia ≈ 2,75 voltios

R2 ≤ 1500Ω;

Esquema eléctrico:


Transformador de 220/14 voltios Puente rectificador: B80-C3700/2200P1 = 10 K R1 = 0,1Ω/5WR2 = 2K2/0,25W R3 =820 Ω/ 0,25WC1 = 2.200 µF/25V C2 = 100KpFC3 = 100 µF/25V C4 = 47KpFCI = L200C Diodo LED: verde

Ficha Nº 12a



22

Actividades:

1ª Monta el circuito y rellena la tabla.

Valores a calcular Valores Prácticos

Tensión a la entrada del transformador (Tensión en red, V1)Tensión en el secundario VAB = V2 (con el voltímetro). ¡Ojoque es la tensión eficaz!Calcula la relación de transformación del transformador (R)

Visualiza y mide VAB con el osciloscopio (V2pp)

Tensión en D (VD) VD ≈ V2pp

Tensión en F (VF = Vcc) con P1 al mínimo VF = VL mín

Tensión en F (VF = Vcc) con P1 al máximo VF = VL máx

Margen de regulación de la tensión de salida VL máx -VL mín

Regula hasta conseguir una VL = 12 voltios y halla:Caída de tensión entre D y F VDF

Tensión en D (debe ser VD ≈ 12 + VDF

Corriente por diodo LED (ILED) (del orden de 20 mA)Corriente por la carga (IL ) IL = VL/RL

Visualiza la tensión de salida VL y halla la tensión de rizadoComprueba el valor de R3 ≈ (VL - 1,7)/ 20 mA

2ª Elabora un informe-memoria sobre el funcionamiento del circuito, indicando los bloquesque componen la fuente, así como la misión o función de cada uno de ellos.



23

FUENTES DE ALIMENTACIÓN SIMÉTRICAS

Esquema eléctrico:

Actividades:1ª Monta el circuito, explica su funcionamiento y rellena la tabla.


ValoresWorkbench

ValoresPrácticos

Tensión entre A y O VAO

Tensión entre B y O VBO

Tensión entre A y B VAB

Tensión en D (VD) VD ± VA máx

Tensión en F VF = + VccCaída de tensión entre D y F VDF

Tensión en E (VE) VE ± VB máx

Tensión en G VG = −VccCaída de tensión entre E y G VEG

2ª Dibuja, con ayuda del osciloscopio, las señales en D y en E, así como en F y G.


1 transformador de 220 (____/____)V/50Hz 1 puente rectificador __________________1 C.I. regulador/estabilizador__________ 1 C.I. regulador/estabilizador__________C1 = C2 = _____________:F/____V C3 = C4 = _____________:F/_____V

Ficha Nº 13

220V50Hz

A

B

F

C2

D

C 1

C.I.1

C4

C3

C.I.2E

G

MO

+ + +

+ +

V

t

Tensiones en los puntos D y E, así como en F y G



24

AMPLIFICADORES: Amplificador de baja frecuencia en PUSH-PULL

1 Diagrama de bloques.

2 Circuito eléctrico.

3 Lista de componentes:

R1 = _____ S/0,25W P1 = _____ S/WR2 = _____ S/0,25W C1 = _____ :F/____VR3 = _____ S/0,25W C2 = _____ :F/____VR4 = _____S/0,25W C3 = _____ :F/____VR5 = _____ S/0,25W C4 = _____ :F/____ VR6 = _____ S/0,25W C5 = _____ :F/____VR7 = _____ S/0,25W D1 = D2 =_______R8 = _____ S/0,25W Q1 = Q2 = BC548R9 = _____ S/0,25W Q3 = BD 135 (NPN)R10 = _____ S/0,25W Q4 = BD 136 (PNP)R11 = _____ S/0,25W Pines macho: 71 Altavoz Posibles radiadoresuna placa de 75 x 50 mm

Ficha Nº 14

Control devolumen

Previo Excitador Etapa depotencia

Realimentación

+

++

+

+Q2

Q1

Q4

Q3

C1

C5

C4

C2

R1

R7

R3

R5

R6

D1

R11

R9

R10

R8

D2

C3

R2

R4

P

+

Realimentación

+

E

C

I

I

E

C

I

I

Q3

4Q

Vcc

D1

2QP 1

entrada

AC

C

C1

3

4

5

R

R R

R

R R

R

R

1

2

3

4

6

7

R

9

10

-

señal

1Q

Control devolumen

Etapa de Potencia

D2

Excitador

C 2

R8

B

C

Previo

R5

11



254 Proceso de trabajo.

a) Dado el circuito y los componentes, diseña el circuito y móntalo en una placa apropiada.b) Efectúa las medidas pedidas en la siguiente tabla.

Transistor Q1 Transistor Q2 Transistor Q3 Transist. Q4

Vb =Ve =

Vc =

Ib =

Ie =

Ic =

Av = Vs/Ve

AI = Is/Ie

Med

idas

de

pola

riza

ción

(sól

o en

cor

rient

e co

ntin

ua)

Vcc

= 1

2 v

Gan

anci

a

Ap = Ps/Pe

Señalen

Base

Señalen

Emisor

Señalen

Colector

Gananciaen tensión

Una

vez

pol

ariz

ado,

con

seña

l de

alte

rna

de

20 m

Vpi

co a

pic

o a

500

Hz

aplic

ada

a la

ent

rada

Ganancia total:Av = Vs/Ve

5 Conecta a la salida un altavoz y aplica con el generador una señal de 20 mVpp. Aplica distintasfrecuencias y anota las salidas correspondientes para dibujar la curva de respuesta a las distintasfrecuencias. Halla el ancho de banda. Con esta experiencia podrás comprobar, al mismo tiempo, losdistintos sonidos: graves, medios y agudos.

6 Aplica a la entrada una señal de audio (de un Walman o un micrófono, por ejemplo) y analiza elcomportamiento.

7 Elabora un informe-memoria explicando el funcionamiento del circuito completo.

8 Provoca alguna avería razonando y explicando sus causas, y trata de repararlas.



26

Amplificadores de potencia con C.I. TDA 2002

Los amplificadores TDA 2002 y TDA 2003 son amplificadores integrados de potencia clase B, fabri-cados por SGS-ATES, con encapsulado Pentawat® (cinco patillas), diseñados para cargas de baja impedan-cia, que permiten la implementación de robustos amplificadores de BF (especialmente de audio) con escasoscomponentes externos. Estos amplificadores son muy utilizados en amplificadores de auto-radio.

Las características más importantes son:• Muy pocos componentes externos,• Fácil montaje debido a su encapsulado,• Tamaño reducido y coste pequeño,• Alta fiabilidad,• Distorsión armónica y cruzada reducidas,• Alimentación desde 8 hasta 18 voltios.• Aceptable potencia de salida, (ver cuadro),• Seguridad en su funcionamiento debido a sus protecciones frente a: cortocircuitos, calentamiento excesi-

vo, desconexión accidental a masa, la inversión de polaridad, transitorios por variaciones de la carga.

Existen varias versiones: 2002, 2002A, 2002H, 2002V, 2002 A H, 2002A V.2003, 2003H, 2003V; 2030H, 2030V

Principales características y comparativa TDA 2002 TDA 2003Parámetros Condiciones Mínimo Típico Máximo Mínimo Típico Máximo

V alimentación (Vcc) 8 V 18 V 8 V 18 VCorriente de reposo 45mA 80 mA 44 mA 50 mACorriente de pico de salida 3,5 A 3,5 AVentrada de saturación 600 mV 300 mVPotencia de salida(W eficaz)

d = 10%Vs = 15V

Zs = 4 ΩZs = 2 Ω

5 W8 W

5,5 W9,2 W

6,2 W10,3 W

Sensibilidad de entrada

f = 1000 Hz/Gv =100Ps = 0,5W/ RL = 4 ΩPs = 0,5W/ RL = 2 ΩPs típica / RL = 4 ΩPs típica / RL = 2 Ω

15 mV11 mV55 mV50 mV

14 mV10 mV55 mV50 mV

Respuesta en frecuencia -3 dB 40 Hz 15 KHz 40 Hz 15 K HzDistorsión 0,2% 0,15%Impedancia de entrada f = 1KHz 70 KΩ 150 KΩ 70 KΩ 150 KΩGanancia en tensión f = 1KHz / RL = 4 Ω 80 dB 80 dB

Nota: el TDA 2030 puede dar 12 W de salida sobre una carga de 4 Ω, garantizados a 14 voltios

Montaje típico para el TDA 2002.

La ganancia en tensión, en cc, se puede determinarmediante la fórmula:

El mismo fabricante tiene versiones estéreofónicas,como el TDA 2004 (con una potencia de salida de18 Watios, sobre 4 ohmios) y el TDA 2005 cuyapotencia de salida puede ser de 20 Watios.

Ficha Nº 15

4

123

5SalidaMasa

V +

Entrada -TDA

Entrada +Encapsulado de los 2002; 2003 y 2030

TDA

50Klog

100n 100/25

1000/25

2K2

220 1470/25

+12v

51

2

3

4

22/25

C4

C8 C9

C6

C5

C7

P2R2

R4

100nR3

20023

32

RRRAv +

=



27

AMPLIFICADORES: Amplificador de potencia con C.I. TDA 2002

1 Esquema del circuito

2 Placa de circuito impreso (a tamaño real)


a) Dado el circuito eléctrico y los componentes, diseña el circuito y móntalo en una placa apropiada.Revisa el circuito por si existe alguna anomalía y corrígela.

b) Introduce, con el generador de B. F. una señal de 100 mVpp (o menor)/1000Hz a la entrada A (si teda problemas, aplícala en B).

c) Con ayuda del osciloscopio, visualiza las señales y efectúa las medidas pedidas en la siguiente tabla(con los potenciómetros a mitad de sus recorridos).

B

D

CTDAC1

47K

2K5

22nF

50Klog

100n 100/25

1000/25

2K2

220 1470/25

4n7

+12v

Amplificador de potenciacon C.I. TDA2002

51

2

3

4

22/25

22/25

EntradaSeñal

A

C2

C3

C4

C8C9

C6

C5

C7

R1

P1 P2R2

R4

100n

Controlvolumen

R3

Controlde tonos

4

123

5

Entrada +

SalidaMasa

V +

Entrada -

2002

Placa para el circuito sin el control de tonos

C 5

C4

2002

C 6

Vcc

C7

+

R4

C8

C9

R2

R3

P2

Amplific 2002

C 5C4

2002

C 6

Vc

C7

+

R4C8

C9

R

2R3

P2Sal

Amplific 2002 (pistas)

Ent



28

Con señal de alterna de 100 mV pico a pico a 1000 Hz aplicada a la entrada

Señal en A Señal en B Señal en CValores

(en tensión):

Formas:

Ganancia en tensión: Av = Vs/Ve

4 Con la señal de 100 mVpp conectada, aplica distintas frecuencias y anota las salidas correspondien-tes para dibujar la curva de respuesta a las distintas frecuencias. Halla el ancho de banda.

5 Aplica a la entrada una señal de audio (de un Walman o un micrófono, por ejemplo) y analiza elcomportamiento.

6 Elabora un informe-memoria explicando el funcionamiento del circuito completo.

7 Provoca alguna avería razonando y explicando sus causas, y trata de repararlas.

8 Conecta los amplificadores por parejas, según indicaciones del Profesor, para conseguir un montajeestereofónico.

Av (en dB)

f



29

Acoplamiento estereofónico

Cuestiones:

a) ¿Qué determinan R2 y R3?. ¿Cómob) ¿Por qué C6 es de gran capacidad?.c) ¿Qué es la estereofonía?. Explícalo brevemente.d) ¿En qué consiste el control de tonos?.e) Explica el funcionamiento del control de volumen.f) ¿Qué ocurriría si el valor de R2 fuera de 220S?.g) ¿Qué ocurriría si C6 se abriera?.

TDA

50K log

100n

15

1

+8---18v

Montaje en puente para obtener 15W (TDA 2002) o 20W (TDA 2003)

51

2

3

4

16/25

C1

C8 C4

C5C2

P2R2

R4

100n

Entrada

R3

2002

5 1

23

4

C6

C3

R1

R5

TDA2002

20032003

Altavoz

1220

15

1 K

R622/25

16/25

22/25

C7100n/631000/25

LED

470

R5

Alimentación

MasaAltavoz

Masa

+12V Masa

+

+12V Entr

B

MasaAltavoz

Masa

+

+12V Entr

B

Entrada de señalSeñal 2Señal 1

Balance



30

+

+

+

C5

2004

C 6C 12

C2

C4

C7

10

C 8

R7

R 4

C10

C13

1

LEDR5

D

R3

C1

C9D

I+

+

+

7812

R8

C10

R6R 2

R1

Fuente de alimentación Amplificador estéreo

I

C11

AMPLIFICADORES: Amplificador de potencia con C.I. TDA 2004

1 Esquema del circuito

2 ComentariosEste amplificador tiene como base el amplificador integrado estéreo TDA 2004, fabricado por SGS-ATES. Este CI consta de dos amplificadores de potencia clase B, protegidos contra sobrecargas o cor-tocircuitos. La potencia de salida, alimentado con 14,5 voltios es de 18W sobre una carga de 4 S (ladel TDA 2005 es de 20W).La ganancia de tensión de cada uno de los canales es:

1

211

RRR

Av+

= 7

762

RRR

Av+

=

(En el circuito de la figura es de 51 dB).

El ancho de banda de está comprendido entre40 y 16.000 Hz. C5 y R3, así como C8 y R5 evitanoscilaciones en altas frecuencias.

Los potenciómetros P1 y P2, que deben ir entandem controlan el volumen.

Los potenciómetros P3 y P4, que deben ir entandem pero invertidos, actúan de balance.

Placa del circuito, con fuente de alimentaciónincluida, a tamaño real para su montaje.

Ficha Nº 15a

TDA 2004

Amplificador de potencia con TDA 2004

51

2 4

C4

C8

C9

C6C5C7

R1

R6

P3

10 7811 6

R2

R7R5

C13

C2

C1

C10

AdAi

3 9

LED

C12C11C3R8

R4 Vcc6...16v

AI AD

R3

P2P1

P4

1 95 73 11

TDA 2004



313 Lista de componentes:

R1 = R7 = 3,3 S/0,25 W R2 = R6 = 1,2 KS/0,25 W R3 = R5 = 1 S/0,25 WR4 = 120 KS/0,25 W R8 = 820 S/0,25 W P1 = P2 = _____ KSP3 = P4 = ______ KS C1 = C13 = 2,2 :F/16 V C2 = C10 = 220 :F/16 VC3 = 10 :F/16 V C4 = C9 = C11 = 100 :F/16V C5 = C8 = C12 = 100 nFC6 = C7 = 2.200 :F/16V 1 C.I. TDA 2004 1 diodo LED1 Fusible de 6 Amperios una placa de ____ x ____ mm Posibles radiadores6 Pines macho 2 Altavoces de 8 ó 4 S

4 Proceso de trabajo.a) Dado el circuito eléctrico y los componentes, diseña el circuito y móntalo en una placa apro-

piada. Revisa el circuito por si existe alguna anomalía y corrígela.b) Introduce, con el generador de B. F. una señal de 100 mVpp (o menor)/1000Hz a cada una de

las entradas.c) Con ayuda del osciloscopio, visualiza las señales y efectúa las medidas pedidas en la si-

guiente tabla (con los potenciómetros a mitad de sus recorridos).d) Manipula los potenciómetros para ver los distintos efectos, y razona los resultados.e) Halla las ganancias en tensión (Av1 = Vs1/Ve1 y Av2 = Vs2/Ve2) y compáralas con las

fórmulas anteriores.

5 Con la señal de 100 mVpp conectada, aplica distintas frecuencias y anota las salidas correspondientespara dibujar la curva de respuesta a las distintas frecuencias. Halla el ancho de banda.

6 Pruebas con música.Ha llegado el momento que más esperabas; aplica a las entradas la salida de tu “Walkman” con tu mú-sica preferida y... dale caña...sin pasarte con el volumen.

Av (en dB)

f

Respuesta a las distintas frecuencias para el canal derecho

Av (en dB)

f

Respuesta a las distintas frecuencias para el canal izquierdo



32

Otro de los muchos amplificadores integrados estéreos es el TDA 2020, uno de cuyos esquemas posi-bles se muestra en la figura.

Altavoz

TDA

50Kde

100n 100/25

3K3

220nF

+12v

Amplificador de potencia con TDA 2020

5

7

83

12

Entrada

Señal

C2

C3

9

C7

C8

P

R2

R3

2020C9

14

log

C1470/25

47/25

C4 100/25

C568n

1N4001C6

100n

R1 100K100K

1

- 12v

+

-R4

100n

TDA 2020

1

1

7

14 8



33

OSCILADORES: El oscilador Colpitts

1 Esquema eléctrico

Actividades:

a) Monta el circuito y aliméntalo con una fuente de 9 V de cc.b) Con ayuda del osciloscopio rellena la parte correspondiente de la tabla. Sustituye los componentes

pertinentes.c) Cambia la alimentación a 6 voltios de cc y completa la tabla. Sustituye los componentes que nece-

sites.d) Comprueba los valores obtenidos con los que calculaste teóricamente.

Para Vcc = 9 voltios Para Vcc = 6 voltios

Datos a obtener y asentar RL =_____C1 =_____C2 =_____

RL =_____C1 =_____C2 =_____

RL =_____C1 =_____C2 =_____

RL =_____C1 =_____C2 ______

TeóricosFrecuencia(valores en Hz) Prácticos

V salida(pico a pico) Prácticos

e) Realiza un informe-memoria del funcionamiento del circuito, así como la función de cada uno delos componentes del esquema o circuito.

Ficha Nº 16

Lista de materialesR1 =_______R2 =_______R3 =_______RL =_______C1 =_______C2 =_______L = _______Q = ______

f = 12B C1 C2

C1+ C2

Vcc

CR

R R L2 3 R

Q

L

C1

21

Salida



34

MULTIVIBRADORES: El multivibrador astable

Esquema eléctrico

Actividades

1ª Dado el circuito eléctrico y los componentes, diseña el circuito de pistas en una placa apropiada ymóntalo. Revisa el diseño por si existe alguna anomalía y corrígela.

Ojo a los puntos A-B y C-D que posteriormente servirán para montar sobre esta misma placaotro circuito multivibrador. Entre los puntos A-B y C-D irán colocados sendos diodos LEDs. Paraeste circuito puentear ambos puntos.

Lado de los componentes Lado de las pistas

Ficha Nº 17

50 mm de alto x 30 mm de ancho 50 mm de alto x 30 mm de ancho

+Vcc

2Q

1

R R1 2

C2CC1 C2

A

R

1Q

RDC

B

S 2S1



352ª Con ayuda del osciloscopio, visualiza las señales pedidas en el siguiente cuadro:

3ª Halla el periodo T y la frecuencia f de la señal generada y comprueba con el osciloscopio

T = t1 + t2 = R1 C1 + R2 C2 = 0,69 J1 + 0,69 J2 = 1,34 J= ________ segundos

F = T1 = _____ Hertzios

4ª Modifica el circuito y monta esteotro para que puedas ver los tiemposde conducción no conducción decada uno de los transistores. Halla lafrecuencia de la nueva señal.

Lista de nuevos componentes:R1 = _____ S/0,25 WR2 = _____ S/0,25 WRc1 = _____ S/0,25 W Rc2 = _____ S/0,25 W C1 = _____: F /_____ VC2 = _____: F /_____ V2 Diodos LED

Lista de componentes:

R1 = _____ S/0,25 WR2 = _____ S/0,25 WRc1 = _____ S/0,25 W Rc2 = _____ S/0,25 W C1 = _____ FC2 = _____ FQ1 = Q2 = BC 548placa de ____ x ____ mmPines macho: 5

VBE1 t

VcE1

(VS1)t

tVBE2

VcE2

(VS2)

t

t1

Tt2

+Vcc

2Q

1

R R1 2

C2CC1 C2

A

R

1Q

RDC

B

S 2S1



36

Ve1-

Vcc-Vcc+

Ve3-

VsalV

Ve2-

Masa

MasaVe1+

Vista lado de componentes

Placa polivalente a tamaño real

AMPLIFICADORES OPERACIONALES (A. O.)

1 Descripción:Se trata de realizar una serie de prácticas con el amplificador operacional 741. Todas ellas irán monta-das sobre la placa de circuito impreso polivalente que hemos diseñado y presentamos a tamaño real.

Características:Ganancia en lazo abierto: 100 dBImpedancia de entrada: 1 MΩImpedancia de salida: 50 ΩTensión máxima de alimentación: ± 18vTensión máxima de entrada: ± 13vTensión máxima de salida: ± 14vTensión mínima de alimentación: ± 3vTensión diferencial de offset: 2 mvFactor de rechazo en modo común: 90dBFrecuencia de transición: 1 MHz

2 Prácticas a realizar (propuestas)• Amplificadores:

inversor,no inversor,sumador,restador

• Seguidor de tensión• Limitador o recortador• Integrador• Diferenciador• Comparador de tensión• Filtros:

pasa bajo,pasa alto,pasa banda, yelimina banda

• Generador de onda cuadrada

Ficha Nº 18

1

7 6 5

432

8Offset

Entr+ Vcc -

Vcc+

Entr-

N C Salida

Offset

+

Encapsulado DIL (patillaje)

+

Ventradainversora

Ventrada no inversora

Vsalida

Vcc +

Vcc -Masa (0V)

Símbolo o circuito general básico

100

80

60

40

20

0

Av (dB)

Frecuencias

Ganancia de tensión en lazo abierto

Ganancias enlazo cerrado

1K100H 10K 10M1M100 K0

Curva de ganancia en función de la frecuencia



37

AMPLIFICADORES CON A. O.: inversor y no inversor

1 Esquemas eléctricos:

2 Proceso de trabajoa) Monta primero, en la placa de la página anterior, el amplificador inversor.b) Una vez alimentado (ojo, no confundas –Vcc con “masa”), aplica a la entrada una señal de onda

cuadrada de 1 voltio pico a pico a 1000Hz y mide la tensión de salida.c) Con el osciloscopio visualiza y dibuja las señales de entrada y salida y observa la inversión.d) Acciona el potenciómetro P e irás comprobando los diferentes valores de la salida. Recuerda que

la ganancia es P/R1e) Regula el potenciómetro hasta obtener una señal de salida 8 veces mayor que la de entradaf) Aplica, ahora, esa misma tensión pero alterna senoidal, y repite los apartados c, d y e.

Lista de materiales:R1 = _______R2 = _______P = ________RL = ________C.I. = :A 741

g) Dibuja la curva de respuesta en frecuencias en el cuadro adjunto.Desmonta el anterior y monta el amplificador no inversor. Realiza los mismos apartados que antes, y observaque ahora no hay inversión de la señal. Escribe la fórmula de la ganancia.

Para la señal cuadrada Para la señal senoidal

Av

f

+12v

Amplificador inversor

-12v

2

RLR2

R1

4

67

3

P

Ve

Masa (0V)

+12v

Amplificador no inversor

-12v

2

RLR2

R1

4

67

3

P

Ve

Masa (0V)

Ficha Nº 18a



38

Lista de materiales:R1 = R2 = R3 = R5 = _______SR4 = _________SRL = _________SCI = :A 741

EL A.O. COMO SUMADOR Y RESTADOR



a) Monta primero, en la placa diseñada al efecto, el amplificador sumador. (sólo monta R1 y R2).b) Una vez alimentado (ojo, no confundas –Vcc con “masa”), aplica a las entradas Ve1 y Ve2

sendas tensiones continuas de, por ejemplo, 3 y 2 voltios respectivamente.c) Rellena la siguiente tabla con los datos requeridos, observando que la salida responde a la suma

de las entradas.

Ve1 Ve2 Vs = - (Ve1 + Ve2)+ 3v + 2v+ 3v - 2v- 3v + 2v- 3v - 2v

d) Sustituye las tensiones de cc aplicadas a las entradas por otras de ca y comprueba que se cum-plen las mismas condiciones.

e) Puedes sustituir R5 por otra de ________ S y verás los efectos sumador-amplificadorf) Si quieres puedes montar, además R3 , para tener un sumador de tres entradas o tensiones.

g) Monta ahora el circuito restador y realiza los mismos apartados anteriores.

Ve1 Ve2 Vs = (Ve1 - Ve2)+ 3v + 2v+ 3v - 2v- 3v + 2v- 3v - 2v

Ficha Nº 18b

+12v

Amplificador sumador (inversor)

-12v

2

RLR4

4

67

3

Ve1

Masa (0V)

Ve3

Ve2R3

R1

R2

R5

...)( 211

5 ++−= VeVeRRVs

+12v

Amplificador restador (diferencial)

-12v

2

RLR4

4

67

3

Ve1

Masa (0V)

Ve2

R1

R2

R5

)( 212

4 VeVeRR

Vs −=



39

Lista de materiales:R1 = _______SR2 = _______SRL = _______SC = _______:FCI = :A 741

EL A.O. COMO INTEGRADOR Y DIFERENCIADOR



a) Monta primero, en la placa diseñada al efecto, el circuito integrador.b) Una vez alimentado (ojo, no confundas –Vcc con “masa”), aplica, con el generador de B F, a la

entrada Ve una tensión o señal cuadrada de, por ejemplo de 1 Vpp a 100 Hz, y observa la señalde salida. Si es triangular, ésta representa la señal “integral” de la de entrada. Dibuja ambas se-ñales.

c) Monta ahora el circuito diferenciador y realiza los mismosapartados anteriores. Si la señal de salida es cuadrada, éstarepresenta la señal diferencial o “derivada” de la de entrada.Dibuja ambas señales.

Ficha Nº 18c

+12v

Circuito integrador

-12v

2

RLR2

R1

4

67

3

C

Ve

Masa (0V)

+12v

Circuito diferenciador

-12v

2

RLR2

R1

4

67

3

CVe

Masa (0V)

entradat

salida

t

entrada

t

salida

t

Para el circuito integrador Para el circuito diferenciador



40

EL A.O. COMO SEGUIDOR DE TENSIÓN Y LIMITADOR



a) Monta primero, en la placa diseñada al efecto, el circuito seguidor de tensión.b) Una vez alimentado (ojo, no confundas –Vcc con “masa”), aplica a la entrada varias tensio-

nes de cc, y observa cómo a la salida tienes las mismas tensiones.c) Con el generador de B F, aplica a la entrada varias señales cuadradas y senoidales de, por

ejemplo de 1 Vpp a varias frecuencias y observa que a la salida son iguales.

d) Monta ahora el circuito limitador.

e) Una vez alimentado, aplica con el generador de B F, a la entrada Ve una tensión o señal al-terna senoidal de, por ejemplo de 1 Vpp a 100 Hz, y observa con el osciloscopio la señal de sa-lida. Dibuja ambas señales.

f) Cortocircuita primero un diodo y observa la salida, tanto en la forma como en la amplitud.Haz lo mismo con el otro diodo y observa nuevamente la salida. Expón las conclusiones queobtienes.

Ficha Nº 18d

+12v

Seguidor de tensión

-12v

2

RL

4

67

3Ve

Masa (0V)

+12v

Limitador o recortador

-12v

2

RLR2

R3

4

67

3

P

Ve

Masa (0V)

Dz1

R1

Dz2

entrada t

salida

t


R1 = _______SR2 = _______SR3 = _______SP = _______SRL = _______S

Dz1 = Dz2 = _______ CI = :A 741



41

LOS A.O. COMO FILTROS ACTIVOS


2 Lista de materiales:R1 = __________R2= __________R3= __________RL = __________C1= __________C2= __________C.I. = :A 741

3 Proceso de trabajoa) Monta, en la placa diseñada al efecto, cada uno de los tipos de filtros propuestos.b) Una vez alimentado (ojo, no confundas –Vcc con “masa”), aplica, con el generador de B F, a la

entrada varias señales cuadradas y senoidales de, por ejemplo de 1 Vpp, a varias frecuencias yobserva las distintas salidas. Dibuja en los cuadros adjuntos las características de transferenciade cada uno de los filtros.

Ficha Nº 18e

+12v

Filtro pasa bajo

-12v

2

RLC

4

67

3Ve

Masa (0V)

R1

R2

R3F = 1/2BR1C1 = 0,707Vs/Ve

F = 1/2BR1C1 = 0,707Vs/Ve +12v

Filtro pasa alto

-12v

2

RL

C

4

67

3Ve

Masa (0V)

R1R2

R3

+12v

Filtro pasa banda

-12v

2

RL

4

67

3

Ve

Masa (0V)

R1

R3

C2

C1

R2

Vs

+12v

Filtro elimina banda

-12v

2

RL

4

67

3

Ve

Masa (0V)

R1

R3

C2

C1

R2

Vs

F.c.i = 1/2BR1C1 = 0,707Vs/Ve

F.c.s = 1/2BR2C2 = 0,707Vs/Ve

F.c.i = 1/2BR1C1 = 0,707Vs/Ve

F.c.s = 1/2BR2C2 = 0,707Vs/Ve



42

4 Ejercicios de aplicación

1.- Halla la frecuencia de corte para un filtro pasa-bajo para R = 1KΩ y C = 300 pF. Sol. 530.516 Hz.

2.- Cuánto debe valer el condensador para que con una resistencia de 2K2 ohmios, la frecuencia de cortesea de 1.540 Hz?. Si a este filtro se le aplican 15 Voltios, ¿cuánto vale la tensión de salida, Vc, parauna frecuencia de 2.000 Hz?. ¿Y para una frecuencia de 500 Hz?.

Solución: C = 47 KpF; Vc = 9,15 V y Vc = 14,26 V.

3.- Halla la frecuencia de corte para un filtro pasa-alto para R = 1KΩ y C = 300 pF.Solución: 530.516 Hz.

4.- Cuánto debe valer el condensador de un filtro pasa-alto para que con una resistencia de 2K2 ohmios,la frecuencia de corte sea de 1.540 Hz?. Si a este filtro se le aplican 15 Voltios, ¿cuánto vale la ten-sión de salida, VR, para una frecuencia de 2.000 Hz?. ¿Y para una frecuencia de 500 Hz?.

Solución: C = 47 KpF; VR = 11,27 V y VR = 7,42 V.

5.- Halla los posibles valores de R y C para que, mediante un filtro pasa-bajo, la frecuencia de corte seade 12.000 Hz.

6.- Halla los posibles valores de R y C para que, mediante un filtro pasa-alto, la frecuencia de corte seade 1.000 Hz.

7.- Diseña y calcula un filtro elemental pasa-banda que permita solamente el paso de las frecuenciascomprendidas entre los 10.000 y los 12.000 Hz.

8.- Diseña y calcula un filtro elemental elimina-banda que permita sólo el paso de las frecuencias com-prendidas entre los 8.000 y los 12.000 Hz.

Característica de transferencia (filtro pasa bajo)

Av

0,7 Av

f

Característica de transferencia (filtro pasa alto)

Av

0,7 Av

f

Característica de transferencia (filtro pasa banda)

Av

0,7 Av

f

Característica de transferencia (filtro elimina banda)

Av

0,7 Av

f



43

EL A.O. como comparador y generador de onda cuadrada

1 Esquemas eléctricos

2 Proceso de trabajoa) Monta el circuito generador de onda cuadrada y aliméntalo con una fuente simétrica.b) Observa con el osciloscopio la señal de salida (tanto en amplitud como su forma).c) Mide la frecuencia de la señal con el osciloscopiod) Acciona el potenciómetro P1 y observa cómo varía la frecuencia de la señal generada.e) Desmonta el generador y monta el circuito comparador. Aliméntalo.f) Aplica una tensión de continua, de por ejemplo 2 voltios, a la fuente de referencia.g) Aplica a la otra entrada V otra tensión continua de distinto valor que la anterior. En este caso ten-

dremos tensión a la salida del comparador. Pero la tensión a aplicar en V puede ser mayor o menorque la de referencia, por lo que a la salida tendremos dos tipos de tensiones; las mismas que las dela alimentación, es decir +Vcc o –Vcc. Para ver si la tensión apliacada en V es mayor o menor quela de referencia, se han colocado dos diodos LEDs a la salida. Ahora es necesario establecer loscriterios de comparación.

Criterios de comparación:

Si V > Vreferencia, Vs =________V y se enciende el LED de color________

Si V > Vreferencia, Vs = ________V y se enciende el LED de color________

3 Lista de materiales

R1 =_________ R2 =_________ R3 =__________ RL =__________P1 =_________ P2 =_________ C = __________ C.I = :A 741L1 = LED verde L2 = LED rojo Vref =________

Ficha Nº 18f

+12v

Generador de onda cuadrada

-12v

2

RL

R2R3

4

67

3

Masa (0V)

R1

P2

P1

C

+12v

Comparador de tensión

-12v

2

R3

R2

4

67

3

Masa (0V)

R1

P

L2

L1

Vref

V



44

CIRCUITO TEMPORIZADOR CON C. I. (con el c.i. 555)

1 Esquema eléctrico

2 Actividadesa) Diseña la placa de circuito impreso apropiada para el circuito propuesto.b) Monta el circuito temporizador en la placa.c) Sitúa el potenciómetro P a mitad de su recorrido y aliméntalo con una fuente apropiada.d) Observa con el osciloscopio la señal de salida (tanto en amplitud como su forma). Dibuja, al menos,

un ciclo completo.e) Mide la frecuencia de la señal con el osciloscopiof) Repite los apartados d y e con el potenciómetro P al mínimo y al máximo y observa cómo varía la

señal generada. Compara la salida con los datos teóricos obtenidos mediante la fórmula T1 = 1,1 ·(P + R1) · C1 .

g) Sustituye C1 por otro de mayor capacidad y observa la salida sacando conclusiones.h) Acciona los pulsadores P1 y P2 y extrae conclusiones.i) Elabora un informe-memoria sobre el funcionamiento y comportamiento del circuito

Ficha Nº 19

Lista de materialesR1 = _________R2 = _________R3 = _________RC = _________P = _________C1 = _________C2 = _________C.I = 555LEDVcc =______2 pulsadores

8 4

3

2

6

17 5LED

P1C1

P

R1 R3R2

C2Rc

+Vcc

P2

Reset

P a mitadde recorrido

P al valormínimo

P al valormaximo



45

CARGA

K

A

g

R2Th

1K2 1/2W

470K

100nF/250VC

P

R1

1K 1/2W

A

B

18V50Hz220V

G

E F

C

D

ELECTRÓNICA DE POTENCIA.TIRISTORES: Regulación de cc. Rectificador controlado

1 Circuito eléctrico

2 Actividades.a) Dado el circuito eléctrico y los componentes, diseña el circuito y la placa y móntalo. Consulta

con el profesor sobre qué carga se monta. Coloca el potenciómetro a mitad del recorrido y midelas tensiones en la carga y en el tiristor. Acciona el potenciómetro a ambos lados y observa elcomportamiento de la lámpara. Explica lo observado.

b) Con ayuda del osciloscopio, y el potenciómetro a mitad del recorrido, visualiza simultáneamentelas señales en la carga y en el tiristor. Observa los ángulos de disparo y de conducción. Accionael potenciómetro a ambos lados y observa cómo varían las señales anteriores y los ángulos dedisparo y de conducción. Razona el comportamiento.

c) En este caso, el circuito se comporta como un regulador de c.c.d) Sustituye la carga por una lámpara de 40 o 60 w/220 v y alimenta con a 220 v entre los puntos E

y G. Coloca el potenciómetro a mitad del recorrido y mide las tensiones en la carga y en el ti-ristor. Acciona el potenciómetro a ambos lados y observa el comportamiento de la lámpara. Ex-plica lo observado. Repite el paso b. El circuito se comporta como un rectificador controlado.

e) Elabora un informe-memoria explicando el funcionamiento del circuito completo.

Ficha Nº 20a

Señal de entradat

t

tSeñal en el tiristor

Señal en la carga



46

CARGA

1

2

g

R

D T

139K 1/2W

470K

100nF/250V

L

220nF/400V

C1

2C

(220V)

PRed de c a

LDR

ELECTRÓNICA DE POTENCIA: Regulación de la c.a.

1 Circuito eléctrico

2 Actividades

a) Dado el circuito eléctrico y los componentes, diseña el circuito y la placa y móntalo. Monta comocarga una lámpara de 40 o 60 watios/220 voltios.

b) Coloca el potenciómetro a mitad del recorrido y mide las tensiones en la carga y en el triac. Ac-ciona el potenciómetro a ambos lados y observa y explica el comportamiento de la lámpara.

c) Con ayuda del osciloscopio, (¡ojo, necesitas una sonda de 1.500 voltios! y el potenciómetro amitad del recorrido, visualiza simultáneamente las señales en la carga y en el triac. Observa losángulos de disparo y de conducción. Acciona el potenciómetro a ambos lados y observa cómo va-rían las señales anteriores y los ángulos de disparo y de conducción. Razona el comportamiento.

d) Puedes sustituir la lámpara por un pequeño motor de c.a. a 220 voltios (un taladro, por ejemplo).Observa su comportamiento al accionar el potenciómetro.

e) Vuelve a colocar la lámpara y conecta una LDR (la dibujada a trazos en el esquema). A continua-ción tapa y destapa sucesivamente la LDR (con el dedo mismo) y observa lo que le ocurre a lám-para. El circuito se ha convertido así en un interruptor crepuscular. Describe algunas de lasaplicaciones que puede tener este circuito.

f) Elabora un informe-memoria explicando el funcionamiento del circuito completo.

Ficha Nº 20b

Señal de entradat

t

tSeñal en el triac

Señal en la carga

practicas_propuestas

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