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Laboratorio #3 ElectromagnetismoIntroduccion a la construccin y analisis de un circuito elctrico y los diodos

Katherin Jimenez1, Julian Lara2, Alejandro Poblador31 Ing. Industrial, Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas 2 Ing. Sistemas, Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas 3 Ing. Electrnica, Universidad Distrital Francisco Jos de CaldasResumen La practica realizada fue una introduccin a circuitos electricos y sus diferentes componentes. La construccin del circuito se hizo sobre una protoboard, precisamente porque esto era un prototipo sobre el cual se montaron algunas resistencias y unos diodos. Para darle corriente al circuito, se uso una fuente y se hicieron las respectivas mediciones con un multmetro. Palabras clave- Resistencia, diodo, voltaje, corriente, circuito

INTRODUCCIONUncircuitoes una red elctrica (interconexin de dos o ms componentes, tales comoresistencias,inductores,condensadores,fuentes,interruptoresysemiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y elementos de distribucin lineales (lneas de transmisin o cables) pueden analizarse por mtodos algebraicos para determinar su comportamiento encorriente directao encorriente alterna. Un circuito que tienecomponentes electrnicoses denominado un circuitoelectrnico. Teniendo en cuenta esto, se realizo u prototipo de circuito elctrico utilizando resistensias y diodos, especficamente diodos emisores de luz (LED). Asi construido el circuito el objetivo era que encendieran los diodos y hacer las mediciones respectivas.DiodoEL diodoes un componente electrnico que, en condiciones normales, slo permite el paso de la corriente en un sentido. Los diodos han permitido reducir el tamao de los aparatos electrnicos, ya que han sustituido a las vlvulas (lmparas), mucho ms voluminosas. Los primeros diodos eran tubos de vaco con un nodo y un ctodo en su interior. En la actualidad, los ms utilizados son los de unin de semiconductores.

Fig. 1 Estructura basica de un diodo y su simbolizacin electronica

Diodos generadores de luz (LED)Los LED son diodos semiconductores que son capaces de emitir luz cuando por ellos circula una corriente elctrica en sentido directo. La gran diferencia que tienen respecto a otras luminarias ms antiguas, como las lmparas incandescentes o las de nen, es que los LED convierten la energa elctrica en luz sin necesidad de generar calor. Es decir, en los LED la radiacin lumnica no es producto de un aumento de la temperatura (como ocurre con el filamento de una bombilla incandescente, por ejemplo), sino que se produce por la conversin directa de la energa elctrica en energa luminosa. Esto se consigue cuando los electrones portadores de la electricidad atraviesan el diodo y emiten fotones (partculas elementales del fenmeno electromagntico). Debido a la ausencia de calor, la luz emitida por el LED se conoce como luz fra.

Fig. 2 LEDs

Estructura y componentes de los LEDEn cuanto a su estructura, lo primero que hay que sealar es que un LED es un diodo, por tanto, es un componente electrnico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. El principal rasgo que los diferencia de otras fuentes de luz es que no poseen filamentos ni partes frgiles de vidrio, lo que les facilita absorber vibraciones extremas sin llegar a estropearse. La parte principal de un LED es el chip (o diodo semiconductor emisor de luz propiamente) que se encuentra encerrado en una cpsula de resina epoxi. Los materiales semiconductores que forman el chip son combinaciones variadas de elementos qumicos como galio, aluminio, arsnico, fsforo, etc. Desde este chip surgen dos terminales (ctodo y nodo) que atraviesan su base y salen al exterior de la cpsula para que puedan conectarse a un circuito elctrico.

Fig. 3 Estructura basica de un LEDResistenciaLa resistencia elctrica, es la oposicin al paso de la corriente elctrica por los diversos materiales segn su comportamiento como lo es: superconductor, semiconductor, aislante y conductor; y sus caractersticas fsica como: longitud, seccin, resistividad o temperatura. Su unidad de medida es el Ohmnio ( ).

Fig. 4 Simbolo electronico de la resistencia

Los resistores son los componentes elctricos diseados para aadir resistencia elctrica entre dos puntos de un circuito, dividen en tres clases:

No linealesFotorresistores, magnetorresistores, varistores, piezorresistores y termistores.

Variables Reostatos y potencimetros.

FijosResistencias (Aglomeradas, pelcula de carbn, pelcula metalica y bobinadas)

Fig. 5 Resistencias fijas

Fuentes

Fig. 5 mapa conceptual sobre las fuentes de alimentacion

Practica de laboratorioProtoboardEl circuito se armo sobre una protoboard que no es mas que es un tablero con orificios conectados elctricamente entre s, que se usa para hacer pruebas, modelos o prototipos de circuitos. El primer objetivo fue analizar la continuidad entre los orificios con un multmetro, asi se llego a una conclusin presentada en el siguiente dibujo:

Fig. 6 Esquema de continuidad de una protoboardResistenciasLo primero fue determinar el valor de cada resistencia con la ayuda de la tabla de valores de resistencia (Fig. 7), una vez hecho esto, se procedio a montarlas en la protoboard.

Resultados: Resistencia 1(1000 ) Caf, Negro, Rojo, Dorado Resistencia 2 (510) Verde, Caf, Caf, DoradoResistencia 3 (4700) Amarillo, Morado, Rojo, DoradoResistencia 4 (220) Rojo, Rojo, Caf, Dorado

Fig. 7 Tabla de valores de Resistencia

Montaje del circuitoEl circuito se dispuso de la siguiente forma:

Fig. 8 Montaje de circuuito de prueba

MedicionesLa fuente emitia un voltaje de 13.7 V, asi que con el multmetro se midio la diferencia de potencial entre cada parte del circuito.

*Resistencia 1: -7.6 V*Diodo 1: -1.8 V*Resistencia 2: -1.4 V*Resistencia 3: -0.8 V*Diodo 2: -1.8 V*Resistencia 4: -0.3 V Total: -13.7 VConclusionesYa que en un diodo la corriente fluye en un solo sentido, al invertir su posicin, el circuito dejo de funcionar.

Entre mas voltaje se le suministraba a el circuito, los dos LED alumbraban con mas intensidad.

Las resistencias juegan un papel importante en un circuito ya que son las que controlan el paso de corriente y asi no se daen los componentes que funcionan con corrientes demasiado pequeas.Referencias

IEEE, Electronics, Communications and Photonics Conference (SIECPC), 2011 Saudi International, Riyadh, 2011Morgan & Claypool, "An introduction to a logic circuit testing", Ed 1, 2008.IEEE, Education, IEEE Transactions on, (Volume: 36,Issue: 1), 1993.Serway, Jewett Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 9th Ed