Este documento presenta los objetivos y resúmenes de cinco prácticas de laboratorio realizadas en un curso de física electrónica. La primera práctica introduce los equipos de laboratorio como el protoboard y el multímetro, y cómo medir voltaje, corriente y resistencia. La segunda práctica se enfoca en la resistencia eléctrica y circuitos en serie y paralelo. La tercera práctica verifica las leyes de Ohm y Kirchhoff. Las prácticas posteriores continúan explorando conceptos básicos
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Este documento presenta los objetivos y resúmenes de cinco prácticas de laboratorio realizadas en un curso de física electrónica. La primera práctica introduce los equipos de laboratorio como el protoboard y el multímetro, y cómo medir voltaje, corriente y resistencia. La segunda práctica se enfoca en la resistencia eléctrica y circuitos en serie y paralelo. La tercera práctica verifica las leyes de Ohm y Kirchhoff. Las prácticas posteriores continúan explorando conceptos básicos
Este documento presenta los objetivos y resúmenes de cinco prácticas de laboratorio realizadas en un curso de física electrónica. La primera práctica introduce los equipos de laboratorio como el protoboard y el multímetro, y cómo medir voltaje, corriente y resistencia. La segunda práctica se enfoca en la resistencia eléctrica y circuitos en serie y paralelo. La tercera práctica verifica las leyes de Ohm y Kirchhoff. Las prácticas posteriores continúan explorando conceptos básicos
Este documento presenta los objetivos y resúmenes de cinco prácticas de laboratorio realizadas en un curso de física electrónica. La primera práctica introduce los equipos de laboratorio como el protoboard y el multímetro, y cómo medir voltaje, corriente y resistencia. La segunda práctica se enfoca en la resistencia eléctrica y circuitos en serie y paralelo. La tercera práctica verifica las leyes de Ohm y Kirchhoff. Las prácticas posteriores continúan explorando conceptos básicos
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LABORATORIO DE FISICA ELECTRONICA
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INTRODUCCION
Mediante el siguiente trabajo realizamos la apropiacin textual y documentamos las prcticas realizadas del curso de fsica electrnica. Se establece los conceptos, electricidad y electrnica realizando cada una de las cinco prcticas de laboratorio, de acuerdo a la rbrica establecida.
OBJETIVO
GENERAL
Identificar las magnitudes elctricas de mayor inters para el desarrollo del curso, por medio del trabajo con dispositivos electrnicos bsicos. Comprender el funcionamiento de los dispositivos electrnicos, sus limitaciones y aplicabilidad, procurndose desarrollar nuestra capacidad de anlisis, diferenciando nuestras funciones de las de un tcnico, adems obtener las bases para poder incursionar en la investigacin cientfico- tecnolgica, para insertarnos en un mundo en continuo cambio en el desarrollo tecnolgico y poder aplicar nuestros conocimientos al diseo, operacin o construccin de nuevos sistemas de comunicacin, control o computacin o adaptarlo a cualquier demanda.
PRACTICA N 1: NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD
Titulo: magnitudes elctricas y equipos de laboratorios
OBJETIVO
Reconocer los principales equipos del laboratorio e identificar las magnitudes elctricas de mayor interese para el desarrollo del curso, por medio del trabajo con dispositivos electrnicos bsicos.
Marco terico Se describirn a continuacin algunos aspectos bsicos y de funcionamiento de los principales equipos empleados en laboratorios de electrnica: el protoboard o tabla de prototipos y el multmetro. En las prcticas de laboratorio del curso se desarrollarn las destrezas necesarias para el buen uso de cada uno ellos.
1. Identifique los dispositivos electrnicos y el equipo de laboratorio que usara en la practica. Realice una grafica de las conexiones internas de la protoboard y del multmetro que va utilizar, destacando principalemente las magnitudes y las escalas de medicion.
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Carlos Andrs Arrieta Gmez, 1096187316. William Ernesto Salazar Acevedo, 91444080. Liliana Gonzalez Eferez, 63.462.751
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2. Medicin de voltaje continuo o DC. Conecte la fuente de alimentacin y mida su voltaje DC de salida con el multmetro. Solicite al tutor la informacin relacionada con la escala adecuada, la ubicacin de los terminales de medicin y la forma de medir voltaje. ( el voltaje se mide en paralelo con el elemento )
3. Medicin de la resistencia elctrica. Solicite al tutor el valor terico de la resistencia a utilizar en la experiencia y proceda a medir esta magnitud con el multmetro. Si requiere informacin sobre la escala adecuada, la ubicacin de los terminales de medicin y la forma de medir la resistencia elctrica (la resistencia elctrica se mide en paralelo con el elemento), no dude en consultar a su tutor.
Para medir la resistencia segn su cdigo de valores, se conecta las puntas del multmetro en los dos extremos de las resistencias y debe dar un aproximado segn la resistencia escogida, el multmetro se debe ubicar en ohmios segn la escala de la resistencia.
4. Construya, con ayuda de su tutor, el siguiente circuito en el protoboard
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5. Mida el voltaje DC en cada elemento.
Salida= 5 voltios Posteriormente al paso por las resistencias = 4.6 VDC.
6. Mida la corriente elctrica que circula por el circuito. Solicite al tutor la informacin relacionada con la escala adecuada, la ubicacin de los terminales de medicin y la forma de medir corriente elctrica. (la corriente se mide en serie con el elemento).
Voltaje resistencia: 1.75 v Voltaje led 2.68 v Voltaje fuente: 4.46 v
Observacin: dan un voltaje mayor por la suma de su voltaje interno.
PRACTICA N 2: CIRCUITOS ELECTRICOS
Titulo: la Resistencia elctrica
OBJETIVO
Conocer el funcionamiento y aplicacin del componente ms utilizado dentro de los circuitos elctricos, la resistencia elctrica o resistor. Tambin se empleara el cdigo de colores para la identificacin de su valor hmico.
Marco terico Los resistores o resistencias elctricas son los elementos de mayor empleo en el ramo de la electrnica. Su funcin es controlar o limitar la corriente que fluye a travs de un circuito elctrico, presentando oposicin al paso de la corriente elctrica
1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizara en esta prctica.
2. Encuentre el valor nominal y la tolerancia de cada resistencia fija.
3. Mida con el multmetro el valor de cada resistencia y verifique que se encuentre dentro de los lmites de tolerancia.
4. ARREGLO DE RESISTENCIAS EN SERIE. Realice en el protoboard un arreglo de 3 resistencias en serie. Calcule el valor de la resistencia equivalente y tome el dato experimental con el multmetro.
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LABORATORIO DE FISICA ELECTRONICA 4 5. ARREGLO DE RESISTENCIAS EN PARALELO. Realice en la protoboard un arreglo de 3 resistencias en paralelo. Calcule el valor de la resistencia equivalente y tome el dato experimental con el multmetro.
6. FUNCIONAMIENTO DEL POTENCIOMETRO. Identifique los terminales del potencimetro y mida los valores de resistencias entre ellos.
un potenciometro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable, de esta manera, indirentamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. Normalmente, los potenciometro se utilizan en circuitos de poca corriente. Este tipo de pontenciometro controla girando su eje, son los mas habituales pues son de larga durcion y ocupan poco espacio. Se conecta del tal forma:
7. Construya el siguiente circuito. Varie el cursor del potenciometro y observe el efecto sobre el circuito. Explique lo sucedido.
Realizando este circuito primero es identificar los pines del potenciometro para su debida conexin, y seguido ya montado este circuito se puede lograr la intencida de correinte que fluye con el que se lograra regular para que ilumine al maximo y lo mas minimo.
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LABORATORIO DE FISICA ELECTRONICA 5 PRACTICA N 3: LEYES DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS.
Marco terico
La Ley de Ohm establece una relacin entre las tres magnitudes elctricas fundamentales y se enuncia de la siguiente manera:
El fisico aleman gustav robert kirchhoff fue uno de los pioneros en el analisis de los circuitos electricos, a mediados del siglo XIX, propuso dos leyes que llevan su nombre y que facilitn la compresion del comportamiento de voltajes y corrientes electricos. a. Primera Ley de Kirchhoff: Ley de Corrientes. La suma de todas las corrientes elctricas que llegan a un nodo, es igual a la suma de todas las corrientes Elctricas que salen de l.
b. Segunda Ley de Kirchhoff: Ley de Voltajes. Esta ley se puede enunciar de la siguiente manera:
En un circuito cerrado o malla, las cadas de tensin totales son iguales a la tensin total que se aplica en el circuito.
OBJETIVO
Verificar las principales caractersticas elctricas de los circuitos serie y paralelo por medio de la experiencia en el laboratorio. Tambin se pretende comprobar el planteamiento terico de la ley de ohm y de las leyes de Kirchhoff en los circuitos en estudio.
1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizar en esta prctica.
2. CIRCUITO SERIE. Realice en el protoboard el montaje de un circuito serie, conformado por 3 resistencias y una fuente de alimentacin, la cual deber fijarse en 5 voltios DC.
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3. Mida el voltaje en cada uno de los cuatro elementos del circuito. Se cumple la Ley de voltajes de Kirchhoff? Mida ahora la corriente del circuito.
Si se cumple la ley del voltaje de Kirchhoff por que la cada de tensin de cada resistencia son igual a la tensin aplicada al circuito 4. Calcule el valor de la corriente del circuito y el valor del voltaje en cada una de las resistencias. Compare estos valores con los obtenidos en la experiencia.
I =3,29 mA (medida)
V1 = I * R = 0.00331 A * 220 = 0.7282V V2 = I * R = 0.0035 A * 330 = 1.0923V V3 = I * R = 0.0035 A * 1000= 3.31V
La suma de los voltajes es de= 5.1305v
5. CIRCUITO PARALELO. Realice en el protoboard el montaje de un circuito paralelo, conformado por 3 resistencias y una fuente de alimentacin, la cual deber fijarse en 5 voltios DC.
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6. Mida la corriente en cada una de las cuatro ramas del circuito. Se cumple la Ley de corrientes de Kirchhoff? Mida ahora el voltaje en los terminales de cada elemento.
Total fuente = 42,9 mA. Resistencia 330 = 15,20mA 220 = 23,1mA 1000 = 5,12Ma Total 43,4 mA
Este dato fue medido con un multmetro
Si se cumple la ley de corriente por que la suma de los corrientes que entran son iguales, es igual a la forma de la corriente que sale.
7. Calcule el valor de la corriente que circula por cada elemento y el valor del voltaje entre los nodos del circuito. Compare estos valores con los obtenidos en la experiencia.
Circuito en Paralelo
V220 = 4.96V V1000 = 4.96V V330 = 4.96V
Voltaje Total = 4.97V
Rt = 1 / 220 + 1 / 1000 + 1 / 330
= 1950 + 429 + 1095 / 429000
= 3494 / 429000
= 429000 / 3474 = 123.49
Resistencia Total = 123.49
Resistencia Total en multmetro = 122
It = V / R = 4.97V / 123.49 = 0.040A
I220 = V / R = 4.96 V / 220 = 0.0227A
I1000 = V / R = 4.96 V / 1000 = 0.005A
I330 = V / R = 4.96 V / 330 = 0.01515A
Verificacion
I * R1 = V1
0.0227A *220 = 4,994v
0.005A * 1000 = 5v
0.01515A * 330 = 4.999v
PRACTICA N 4: COMPONENTES ELECTRONICOS.
Titulo: el Condensador, el Diodo y el Transistor
Marco terico
Condensadores o Capacitores. Un condensador es un elemento pasivo que tiene la particularidad de almacenar carga elctrica. Los condensadores estn formados por dos superficies metlicas conductoras Llamadas armaduras, las cules se hallan separadas por un medio aislante denominado dielctrico. Este dielctrico puede ser aire, cermica, papel o mica.
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LABORATORIO DE FISICA ELECTRONICA 8 Un condensador se suele utilizar bsicamente para eliminar la componente continua de una seal elctrica, como filtro o para almacenar tensin en un determinado momento (como batera temporal) y cederla posteriormente.
El Diodo. El elemento semiconductor ms sencillo y de los ms utilizados en la electrnica es el diodo. Est constituido por la unin de un material semiconductor tipo N y otro tipo P. Su representacin se muestra en la siguiente figura.
El diodo idealmente se comporta como un interruptor, es decir, puede actuar como un corto o interruptor cerrado o como un circuito abierto dependiendo de su polarizacin. Debido a esto se suelen utilizar ampliamente como rectificadores de seales, aunque no es su nica aplicacin.
El transistor. El impacto del transistor en la electrnica ha sido enorme, pues adems de iniciar la industria multimillonaria de los semiconductores, ha sido el precursor de otros inventos como son los circuitos integrados, los dispositivos optoelectrnicas y los microprocesadores.
Es un dispositivo semiconductor de tres capas, dos de material P y una de material N o dos de material N y una de material P. Para cualquiera de los casos el transistor tiene tres pines denominados emisor, base y colector.
Este dispositivo se puede emplear para muchas aplicaciones, pero se destaca como amplificador, como conmutador, en sistemas digitales y como adaptador de impedancias.
OBJETIVO
Conocer el funcionamiento general y la principal aplicacin de tres de los componentes electrnicos ms utilizados dentro de los circuitos y equipos electrnicos de hoy en da.
1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizar en esta prctica.
2. ALMACENAMIENTO DE ENERGA EN UN CONDENSADOR. Construya el siguiente circuito.
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3. Conecte los terminales de alimentacin a la fuente y desconctelos despus de algn tiempo. Repita para el otro condensador. Explique lo sucedido.
Con el condensador de 1000F comprobamos que a mayor capacitancia mayor capacidad de almacenamiento de energa, es decir, con este condensador el led se apaga lentamente durante 8 segundos al contar el flujo de la corriente, mientras que con el condensador de 47 F se apagan ms ligero.
4. FUNCIONAMIENTO DEL DIODO EN CONTINUA. Construya el siguiente circuito.
5. Identifique los terminales del diodo y conctelo en el circuito de tal forma que que de en polarizacin directa. Qu sucede? Explique lo sucedido.
Con el diodo polarizado directamente el led prende, asi que el flujo de correinte es normal, esdecir, cuando esta polariza se comparte como un corto circuito circuito cerrado.
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LABORATORIO DE FISICA ELECTRONICA 10 6. Conecte el diodo ahora de tal forma que quede en polarizacin inversa. Qu sucede? Explique lo sucedido.
Ahora con le diodo en polarizacion inversa el led no prende ya que el diodo impide el paso de los electrones al estar primero su lado negativo. Es decir un circuito abierto.
7. TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR. Construya el siguiente circuito.
8. Observe la corriente de entrada ( I base ) y de salida ( I colector ) en funcin del brillo en los LEDs. El transistor est amplificando la corriente de entrada?
I base: el brillo de la base es menor que le brillo del led que est en el colector
I b + I c = I e
I c = * I b
La corriente de entrada I base es igual 0.04 y de salida y colector 6.73A el transistor si amplifica la corriente de entrada
9. Calcule la ganancia () del transistor. = Ic / Ib
= I c / I b =
I c =
I b = 392 I c = 12,69 = 32
Esta foto siguiente es el montaje de laboratorio 4 de fisica electronica
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LABORATORIO DE FISICA ELECTRONICA 11 PRACTICA N 5: ELECTRONICA DIGITAL.
Ttulo: circuitos combinacionales y flip flop.
Marco terico
Un sistema digital es una combinacin de dispositivos diseado para manipular cantidades fsicas o informacin que estn representadas en forma digital; es decir, que solo puedan tomar valores discretos. Estas seales discretas se encuentran en todos los sistemas digitales, como las computadoras y calculadoras, equipos de audio y video y numerosos dispositivos electrnicos.
Compuertas Lgicas. Las compuertas lgicas son circuitos integrados, construidos con diodos, transistores y resistencias, que conectados de cierta manera hacen que la salida del circuito sea el resultado de una operacin lgica bsica (como la AND, OR, NOT, etc.) sobre la entrada.
El Semisumador. Un circuito semisumador es aquel que realiza la suma aritmtica de 2 bits. Esta suma es muy sencilla, y su resultado se expresa por medio de un bit de suma o total y otro de acarreo (este bit se activa si al realizar la suma se lleva al siguiente trmino).
Flip - Flops. El elemento ms importante de una memoria semiconductora es el flip-flop, el cual se puede construir por medio de compuertas lgicas. Aunque una compuerta lgica por s sola no tiene la capacidad de almacenamiento, pueden conectarse varias de ellas en un arreglo especial, de manera que permitan almacenar informacin.
OBJETIVO
Conocer el funcionamiento de las compuertas lgicas en el campo de los circuitos combinacionales. Tambin se pretende identificar al flip- flop como componente base del almacenamiento digital.
1. Identifique los componentes electrnicos y el equipo de laboratorio que utilizar en esta prctica. 2. COMPUERTAS LGICAS. Generalidades de las compuertas lgicas:
a. Los circuitos integrados de las compuertas lgicas de 2 entradas, traen generalmente 4 compuertas en la disposicin que muestra la figura.
b. Los chips tienen dos terminales para la alimentacin (Vcc y Gnd) que deben conectarse a +5 V y tierra, respectivamente.
Los pines correspondiente son 7 que es la tierra y el pin 14 que es la alimentacin de 5 v de las compuertas lgicas, como se muestra en la imagen anterior.
c. Para conocer el estado de la salida de una compuerta, se puede colocar un LED indicador o medir el voltaje entre la salida y tierra. (recuerde que un 1 lgico est entre 2,4V y 5V. Un 0 lgico est entre 0V y 0,80V. )
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Esta imagen corresponde a 2,4v y 5v
Esta imagen corresponde de 0v a 0,80v
3. Elabore las siguientes tablas de verdad para las compuertas LS7408 y LS7486. (Puede emplear para el estado de las entradas: 5V 1 y 0V 0 )
LS7408 AND
Entradas
Estado salida Voltaje salida a b x Vx 0 0 0 0v 0 1 0 0v 1 0 0 0v 1 1 1 5v
LS7486 XOR
Entradas
Estado salida Voltaje salida a b x Vx 0 0 0 0v 0 1 1 5v 1 0 1 5v 1 1 0 0v
4. Identifique las compuertas empleadas ( si es una OR, o una AND, etc. ) y su respectiva configuracin. Puede hacerlo con la ayuda de un manual de componentes o consultando en Internet la referencia.
LS7408 AND
Realiza una multiplicacin interna (*)
LS7486 XOR
Realiza internamente la AND y OR y dos inversores x= B + A
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5. CIRCUITOS LGICOS COMBINATORIOS. Construya el siguiente circuito lgico, el cual corresponde a un semisumador. ( sumador de 2 bits)
6. Compruebe su funcionamiento y su tabla de verdad ( ver Marco Terico de la presente gua)
7. REGISTRO BSICO CON COMPUERTAS NOR. Se puede construir un FF con 2 compuertas NOR en la configuracin presentada. En este FF sus entradas S (set) y R (reset) estn normalmente en estado bajo.
LS7402 NOR
Entradas
0R NOR Voltaje salida a b x x vx 0 0 0 1 5v 0 1 1 0 0v 1 0 1 0 0v 1 1 1 0 0v
Realiza la compuertas internamente la OR y la NOT
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Esta foto a continuacion se muestra el laboratorio de la tres compuertas
CONCLUSIONES
Comprobar por medio de las mediciones realizadas en el protoboard que las resistencias en serie se suman para obtener la resistencia total de un circuito o de una parte del mismo.
Comprobar que la tensin total entregada por la fuente se va convirtiendo en otro tipo de energa (calrica suponemos) a medida que pasa por las resistencias y va decreciendo hasta perder todo su valor al llegar al otro extremo del circuito.
Tarea 2 - Fundamentos de Semiconductores Análisis en Corriente Altera y Corriente Directa Miguel Angel Herrera Trivino Grupo 100414 - 65 Codigo 1023890745