Manual electronica

EXPERIMENTOS DE ALUMNOS

MANUAL DE PRÁCTICAS

ELECTRÓNICA

LABORATORIO PORTÁTIL

Micromisión Simón Rodríguez Ciencias Naturales Física Upata

EQUIPO COMPLEMENTARIO DE ELECTRONICA - P9900- 4F

1 P3910-3R 1 resistencia STB 10 Kohm2 P3910-3S 1 resistencia STB 47 Kohm3 P3910-5A 1 resistencia variable STB10 Kohm4 P3910-1C 2 conductores STB rectos5 P3910-4J 1 LDR STB6 P3910-4K 1 VDR STB7 P3910-4A 1 NTC STB8 P3910-4E 1 PTC STB9 P3911-2B 1 auricular10 P3910-6D 1 condensador STB 0.1 microF11 P3910-6G 1 condensador STB 1 microF12 P3910-6H 1 condensador STB 2 microF13 P3910-6J 1 condensador STB electrolítico bipolar 10 microF14 P3910-6N 1 condensador STB electrolítico 100 microF15 P3910-6Q 1 condensador STB electrolítico 1000 microF16 P3600-1A 1 célula solar17 P3910-7T 1 puente recificador STB18 P3910-5F 1 potenciómetro STB 470 ohm19 P3910-1K 1 conductor STB toma circular20 P3911-2A 1 generador de zumbido21 P3910-7E 1 diodo Z STB 4.7 V22 P3910-7A 2 diodos STB de silicio23 P3910-8B 1 transistor STB NPN, base derecha24 P3910-8A 1 transitor STB NPN, base izquierda25 P3910-8C 1 transistor STB PNP, base izquierda26 P3921-2C 1 micrófono27 P3910-7K 2 LED STB

ÍNDICE DE EXPERIMENTOS DE ELECTRÓNICA 1. SEMICONDUCTORES EL 1.1 Resistencia PTC EL 1.2 Resistencia NTC EL 1.3 Resistencia dependiente de la exposición (LDR) EL 1.4 Medición de la intensidad de iluminación EL 1.5 Varistor EL 1.6 Células solares 2. DIODOS EL 2.1 Diodo de sicilio EL 2.2 Tensión de paso del diodo de sicilio EL 2.2.1 Curvas de características de los diodos de semiconductor EL 2.3 Los diodos protegen un mecanismo de medición EL 2.4 El diodo luminoso LED EL 2.4.1 La tensión de paso del diodo luminoso EL 2.5 Indicador de polaridad EL 2.5.1 Indicador de polaridad con tensión en rectángulo EL 2.6 El diodo Z EL 2.7 Estabilización de la tensión 3. TRANSISTORES EL 3.1 ¿Está compuesto un transistor por dos diodos? EL 3.1.1 ¿Cómo se comporta un transistor PNP? EL 3.2 La corriente básica posibilita la corriente de colector (transistor NPN) EL 3.2.1 La corriente básica posibilita la corriente de colector (transistor PNP) EL 3.3 El transistor como amplificador EL 3.3.1 Circuito básico (amplificación de corriente) EL 3.3.2 Circuito básico (amplificación de la tensión) EL 3.3.3 Circuito de colector(amplificación de la corriente) EL 3.3.4 Circuito de colector (amplificación de la tensión) EL 3.3.5 Circuito de emisor(amplificación de la corriente) EL 3.3.6 Curva de mando característica de un transistor NPN EL 3.3.7 Curva de mando característica de un transistor PNP EL 3.3.8 Ajuste del punto de trabajo EL 3.3.9 Amplificación libre de distorsión EL 3.4 La luz activa una alarma EL 3.5 Regulador de tensión básica EL 3.6 Protección contra robos por medio de una alambrada EL 3.7 Iluminación automática EL 3.8 Alarma conuna barrera fotoeléctrica EL 3.9 Avisador de incendios EL 3.10 Termómetro eléctrico 4. CONDENSADORES EL 4.1 Un acumulador para cargas eléctricas EL 4.2 Un condensador suministra corriente básica EL 4.3 Capacidad EL 4.3.1 Interruptor horario EL 4.4 Un condensador bloquea la corriente continua EL 4.5 Rectificación de una vía EL 4.6 Pulido de la tensión rectificada EL 4.7 Circuito en serie de condensadores con carga EL 4.7.1 Resistencia capacitiva con tensión alterna de 50 Hertz

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EL 4.7.2 Resistencia capacitiva EL 4.8 El condensador como resistencia de corriente alterna EL 4.9 Circuito en serie de condensadores (determinación de la capacidad) EL 4.10 Circuito en paralelo de condensadores EL 4.11 Circuito en serie de resistencias de corriente alterna EL 4.12 Resistencia de Ohm, bobina y condensador en un circuito de corriente alterna EL 4.13 Filtro 5. CIRCUITOS DE RECTIFICACIÓN EL 5.1 Principio de rectificación dos vías (circuito central) EL 5.2 Empleo de la rectificación de dos vías EL 5.3 Circuito de puente EL 5.3.1 Circuitos de puentes con tensión en triángulo 6. MULTIVIBRADOR EL 6.1 Multivibrador biestable EL 6.2 Descarga de un condensador EL 6.3 Un condensador bloquea la corriente básica EL 6.4 Multivibrador monoestable EL 6.5 Circuito intermitente EL 6.6 Música de multivibrador EL 6.7 Música dirigida por la luz EL 6.7.1 Música controlada por la temperatura 7. CIRCUITO OSCILANTE EL 7.1 Principio de circuito oscilante EL 7.1.1 Circuito en paralelo de resonancia EL 7.1.2 Circuito en serie de resonancia EL 7.2 Oscilaciones no amortiguadas EL 7.3 Música LC 8. CIRCUITOS DE AMPLIFICACIÓN EL 8.1 La resistencia del cuerpo humano EL 8.1.1 Una fase de transistor controla a una segunda EL 8.2 Determinación automática del nivel de un líquido EL 8.3 Detector de mentiras EL 8.4 Amplificador de micrófonos EL 8.5 Amplificador diferencial EL 8.6 Un inducido del motor da a conocer su posición EL 8.7 Motor de corriente continua sin colector 9. CIRCUITOS LÓGICOS EL 9.1 La conexión lógica Y (AND) EL 9.2 La conexión lógica O (OR) EL 9.3 La conexión lógica NO (NOR) EL 9.4 Circuito AND EL 9.5 Circuito OR EL 9.6 Circuito NOT EL 9.7 Circuito NAND EL 9.8 Circuito NOR Los experimentos escritos en negrita son de nivel superior


EL 1.1 RESISTENCIA PTC Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB-PTC 1 instrumento de medición 4 cables de conexión Fuente de alimentación Fósforos Una bombilla incandescente no es una resistencia de Ohm. El valor de la resistencia de una bombilla incandescente aumenta al calentarse el filamento incandescente. También hay módulos de semiconductores cuyos valores de resistencia aumentan al aumentar la temperatura. CONEXIÓN Montaje de acuerdo al diagrama. Conectamos un circuito en serie de una resistencia PTC y un amperímetro (alcance de medida 100 mA =) a una tensión continua de 6 V. EXPERIMENTO Medimos la intensidad de corrientre a diferentes temperaturas. A partir del valor de la tensión aplicada y los resultados de las mediciones calculamos respectivamente el valor de resistencia utilizando la Ley de Ohm. 1. Medimos la intensidad de corriente a la temperatura ambiente: I = ........ mA = ........ A 6 V Valor de resistencia R = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = ........ Ohm ........ A 2. Calentamos con un fósforo la resistencia PTC y medimos la intensidad de corriente: I = ........ mA = ........ A 6 Valor de resistencia R = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = ........ Ohm ........ A CONCLUSIÓN Al aumentar la temperatura aumenta el valor de resistencia de una resistencia PTC- PTC quiere decir „coeficiente de temperatura positivo“ (en inglés: positive temperature coefficient)


EL 1.2 RESISTENCIA NTC Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB-NTC 1 instrumento de medición 4 cables de conexión Fuente de alimentación Existen módulos electrónicos cuyo valor de resistencia disminuye al aumentar la temperatura. Calcularemos la resistencia de tales módulos para diversas temperaturas. CONEXIÓN Montaje de acuerdo al diagrama. Conectamos un circuito en serie de una resistencia NTC y un amperímetro (alcance de medida 10 mA =) a una tensión continua de 6 V. EXPERIMENTO Medimos la intesidad de corriente a diferentes temperaturas. A partir del valor de la tensión aplicada y de los resultados de las mediciones calculamos respectivamente el valor de resistencia. 1. Medimos la intensidad de corriente a la temperatura del cuerpo. Para lo mismo abrazamos con los dedos la resistencia NTC. I = ........ mA = ........ A 6 V Valor de resistencia R = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = ........ Ohm ........ A 2. Medimos la intensidad de corriente a la temperatura del cuerpo. Para lo mismo abrazamos con los dedos la resistencia NTC. I = ........ mA = ........ A 6 V Valor de resistencia R = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = ........ Ohm ........ A CONCLUSIÓN Al aumentar la temperatura disminuye el valor de resistencia de una resistencia NTC. NTC quiere decir „coeficiente de temperatura negativo“ (inglés: negative temperature coefficient).


EL 1.3 RESISTENCIA DEPENDIENTE DE LA EXPOSICIÓN (LDR) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia LDR-STB 1 instrumento medición 4 cables de conexión Fuente de alimentación Conoceremos un módulo cuya resistencia depende de la exposición a la luz. CONEXIÓN Montaje de acuerdo a la ilustración. Conectamos un circuito en serie de una resistencia LDR y un amperímetro (alcance de medida de acuerdo a la intensidad de la iluminación, por el momento 100 mA =) a una tensión continua de 6 V. EXPERIMENTO 1 Iluminamos la LDR (luz del día o luz artificial). Intensidad de corriente medida I: ........ mA = ........ A Resultado: 6 V Valor de la resistencia a la luz: R = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = ........ Ohm ........ A 6 V Valor de resistencia a la oscuridad: R = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = ........ Ohm ........ A CONCLUSIÓN A la exposición disminuye el valor de resitencia de una LDR. „LDR quiere decir „resistencia dependiente de la exposición“ (inglés: light dependent resistor)


EL 1.4 MEDICIÓN DE LA INTENSIDAD DE ILUMINACIÓN Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia LDR-STB 1 instrumento medición 4 cables de conexión Fuente de alimentación ¿Es posible revisar la iluminación de un puesto de trabajo con un voltímetro? El experimento muestra como es posible transformar una iluminación alterna en una tensión alterna. CONEXIÓN Conectamos un circuito en serie de una LDR y una resistencia 10 kohm a 8 V de tensión continua. El voltímetro mide (alcance de medida 10 V =) la tensión parcial en la resistencia de Ohm. EXPERIMENTO Cambiamos la iluminación de la LDR y nos convencemos de que el voltímetro indica a la oscuridad un valor menor y a la luz uno mayor. RESULTADO: En la oscuridad A la luz Tensión parcial en la resistencia 10 kohm (grande/pequeña) ……. ……. Tensión parcial en la LDR ……. ……. Valor de resistencia de la LDR ……. …….


EL 1.5 VARISTOR Material 1 panel de circuito 1 juego caracteres STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 varistor STB 2 instrumentos medición Fuente de alimentación Existen resistencias dependientes de la temperatura y de la exposición, así como también existen módulos dependientes de la tensión aplicada. CONEXIÓN Montaje de acuerdo al diagrama. Una resistencia 100 ohm, el amperímetro (alcance de medida por el momento 10 V =, luego al aumentar la tensión aplicada sobre 8 V utilizamos el alcance de medida 30 V =) mide la tensión aplicada al varistor. EXPERIMENTO Aumentamos paso a paso la tensión en el varistor. A partir de la tensión y de la intensidad de corriente calculamos respectivamente el valor de resistencia del varistor. U Tensión U Intensidad de corriente I Resistencia R = ⎯ I 1 V ........ mA = ........ A ........ ohm 2 V ........ mA = ........ A ........ ohm 5 V ........ mA = ........ A ........ ohm 10 V ........ mA = ........ A ........ ohm CONCLUSIÓN El valor de resistencia del varistor disminuye al aumentar la tensión. „VDR“ quiere decir resistencia dependiente de la tensión (inglés: voltage dependent resistor).


EL 1.6 CÉLULAS SOLARES Material 1 célula solar 1 motor para experimentos 1 instrumento medición 2 cables de conexión Las células solares posibilitan la transromación de energía de la radiación en energía eléctrica. PREPARACIÓN Conectamos el voltímetro con el alcance de medida 1 voltioa l módulo con la célula solar. EXPERIMENTO 1 A continuación medimos la tensión producida por la célula solar cuando no es alumbrada ya sea por el sol o por una bombilla incandescente. Entonces iluminamos la célula solar y medimos la tensión de la célula solar con una superficie medio cubierta y con una superficie teotalmente activa. Tensión a la sombra: …. V Tensión con iluminación, mitad de la superficie: ....V Tensión con iluminación, superficie totalmente activa: ….V EXPERIMENTO 2 Medimos ahora la intensidad de corriente proporcionada por la célula solar. Utilizamos el amperímetro con el alcance de medida 300 mA. Medimos como en el primer experimento a diferente iluminación y a diferente superficie activa. Intensidad de corriente a la sombra: …. mA Intensidad de corriente con iluminación, mitad de la superficie: …. mA Intensidad de corriente con iluminación, superficie totalmente: …. mA EXPERIMENTO 3 Utilización de la energía solar: conectamos elmotor para experimentos a la célula solar y la iluminación con luz solar (o con luz de una bombilla). INDICACIÓN: en caso de que la luz fuera suficiente para poner el motor en marcha, intentamos ayudarlo con un pequeño empujón. CONCLUSIONES La tensión proporcionada por la célula solar es de unos 0´4-0´5 voltios. La tensión depende de la intensidad de los rayos y de la superficie activa de la célula solar; sin embargo, la relación entre la tensión y la superficie activa no es linear. La intensidad de corriente proporcionada por la célula solar depende de la intensidad de los rayos y es proporcional a la superficie activa. Es posible accionar un electromotor por medio de energía solar.


EL 2.1 DIODO DE SILICIO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores 1 portalámparas 1 diodo-Si 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación La dirección del flujo de corriente en las bombillas y en las resistencias de Ohm tiene poca importancia. ¿Es ese el caso en todos los módulos? Estudiaremos el comportamiento de un diodo. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo a la ilustración. conectamos el diodo de silicio de acuerdo al diagrama de circuito, es decir, con el sentido de la flecha de Más a Menos (dirección de corriente técnica). EXPERIMENTO Revisamos si la bombilla se enciende. Llamamos a esta dirección „dirección de paso“. Ahora conectamos el diodo en sentido contrario. La flecha se encuentra de Menos a Más. ¿Se enciende ahora la bombilla? Llamamos a esta dirección „dirección de cierre“. CONCLUSIÓN Un diodo deja pasar la corriente sólo en una dirección. Actúa como „válvula“. El sentido de la flecha en el símbolo de circuito proporciona la dirección de paso.


EL 2.2 TENSIÓN DE PASO DEL DIODO DE SILICIO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STb 1 diodo Si-STB 1 bombilla 10 V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Investigaremos si el diodo, al encontrarse en la dirección de cierre, en efecto cierra idealmente (es decir completamente) y si el paso en la dirección de paso es así mismo ideal (es decir, sin caída de tensión). CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Conectamos en serie el diodo con una bombilla 10V/0´05 A. El voltímetro (alcance de medida 10 V =) mide la tensión en el diodo. EXPERIMENTO 1 Conectamos el diodo en la dirección de cierre. El voltímetro indica ….. voltios. Para comparar medimos la tensión aplicada. Toda la tensión se encuentra en el diodo. Es decir, en la bombilla no se da una caída de tensión debido a que no fluye ninguna corriente (cuando I = 0, entonces también U = R·I = 0). EXPERIMENTO 2 Conectamos el diodo en la dirección de paso. El voltímetro indica ….. voltios. El diodo recibe una „tensión de paso“, por lo tanto la dirección de paso no es ideal. CONCLUSIÓN En la dirección de cierre se encuentra en el diodo toda la tensión. En la dirección de paso se encuentra en el diodo la tensión de paso (en el silicio 0,7 V).


EL 2.2.1 CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LOS DIODOS DE SEMICONDUCTORES Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 resistencia STB 500 ohm 1 diodo Si STB 1 diodo Ge STB 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación Investigaremos en un diodo de silicio y uno de germanio la relación existente entre la tensión aplicada y la intensidad de corriente. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Primero investigaremos el comportamiento del diodo de silicio, el cual se encuentra conectado en la dirección de paso. La resistencia 100 ohm sirve de protección para el diodo. El voltímetro mide la tensión aplicada en el diodo y lo utilizamos con el alcance de medida 3 V =. Utilizamos el amperímetro con el alcance de medida 30 mA =. EXPERIMENTO 1 Aplicamos tensión continua y la aumentamos lentamente. La tensión indicada por el voltímetro en el diodo de silicio deberá tomar sucesivamente los valores dados por la tabla. Trasladamos a la tabla las intensidades de corriente correspondientes. Tensión (en V) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Intensidad de corriente (en mA) ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ Trasladamos los valores medidos a un diagrama y unimos los puntos. EXPERIMENTO 2 Reemplazamos el diodo de silicio por el diodo de germanio y la resistencia 100 ohm por la resistencia 500 ohm. Conectamos también el diodo de germanio en la dirección de paso. Ajustamos sucesivamente la tensión aplicada de tal manera que el voltímetro indique los valores dados en la tabla. Trasladamos a la tabla las intensidades de corriente medidas. Tensión (en V) 0,1 0,2 0,4 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 Intensidad de corriente(en mA) ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ Trasladamos de la misma manera los valores medidos a la tabla y unimos los puntos.


EXPERIMENTO 3 Insertamos el diodo de germanio y el de silicio en la dirección de cierre y aplicamos 10 V de tensión continua. El voltímetro muestra ahora una tensión mucho más alta que ambos experimentos anteriores. Si deseamos trasladar también los valores medidos al diagrama deberemos escoger otra escala para la dirección de cierre. CONCLUSIÓN La dependencia de la intensidad de corriente de la tensión es diferente para diodos diferentes. Si trazamos la intensidad de corrinete en dependencia de la tensión que se encuentra en el diodo obtenemos la curva característica del diodo. En un diodo de semiconductor, fluye una corriente pequeña en la dirección de cierre, la así llamada corriente de cierre.


EL 2.3 LOS DIODOS PROTEGEN UN MECANISMO DE MEDICIÓN Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 diodo Si-STB 2 bombillas 10 V/0,05 A 4 cables de conexión Fuente de alimentación Los diodos de silicio, al estar conectados en la dirección de paso, ocasionan una caída de tensión de sólo 0,7 V. Esto puede tener una utilidad práctica. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Todavía no conectamos el diodo de silicio. La luminosidad de la bombilla izquierda es una medida para la tensión aplicada. La bombilla derecha representa un mecanismo de medición y muestra la tensión en el mismo mecanismo de medición. Medimos además la tensión con un voltímetro (alcance de medida 10 V =). EXPERIMENTO 1 Aumentamos la tensión apñicada de 0 a 8 voltios. Mientras tanto puede ser que un mecanismo de medición se dañe debido a que la mayor parte de la tensión se encuentra en él. EXPERIMENTO 2 Comenzamos de nuevo con una tensión de 0 V. Ahora conectamos el diodo de silicio como se indica en el diagrama de circuito y elevamos la tensión hasta 8 V. Esta vez recibe el mecanismo de medición una tensión no mayor a 0,7 V (tensión de paso del diodo). CONCLUSIÓN La conexión de un diodo de silicio en la dirección de paso permite proteger a un sensible mecanismo de medición contra tensiones demasiado altas. INDICACIÓN Para proteger contra una tensión demasiado alta teniéndose también la dirección contraria, se utiliza en la técnica un par de diodos conectados en antiparalelo.


EL 2.4 EL DIODO LUMINOSO (LED) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 LED-STB 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuentes de alimentación Estudiaremos el comportamiento de un diodo luminoso. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Conectamos en serie una bombilla 10 V/0,05 A y un diodo luminoso (LED). EXPERIMENTO 1 Conectamos el LED en la dirección de paso. La bombilla y el LED alumbran tan pronto como se ha alcanzado una tensión aplicada de 4 V. EXPERIMENTO 2 Conectamos el LED en la dirección de cierre. Ni la bombilla ni el LED alumbran. CONCLUSIÓN Un diodo luminoso alumbra cuando está conectado en la dirección de paso y deja pasar la corriente. La abreviación proviene el nombre en inglés „light emitting diode“. INDICACIÓN !Atención! Utilícense los LED solamente con resistencia en serie (en el experimento es la bombilla), ya que la intensidad de corriente no debe sobrepasar los 20 mA en un funcionamiento permanente.


EL 2.4.1 LA TENSIÓN DE PASO DEL DIODO LUMINOSO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 LED 1 bombilla 10V/0,05 A 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación Estudiaremos la tensión de paso del diodo luminoso. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Conectamos en serie el diodo luminoso con una bombilla 10 V/0,05 A. El voltímetro (alcance de medida 10 V =) mide la tensión en el diodo luminoso. Utilizamos el amperímetro con el alcance de medida 30 mA =. EXPERIMENTO 1 Enchufamos el diodo en la dirección de cierre. El voltímetro indica …. Voltios. Como comparación medimos la tensión aplicada. Toda la tensión se encuentra en el diodo luminoso. Eso quiere decir que en la bombilla no se produce ninguna caída de tensión, debido a que no fluye ninguna corriente (cuando I = 0 también U = R · I = 0). EXPERIMENTO 2 Enchufamos el diodo en la dirección de paso. El voltímetro indica …. Voltios. En el diodo luminoso cae una „tensión de paso“. CONCLUSIÓN En la dirección de cierre se encuentra en el diodo toda la tensión. En la dirección de paso se encuentra en el diodo una tensión de paso de 1,5 a 1,6 V, dependiendo del tipo de diodo.


EL 2.5 INDICADOR DE POLARIDAD Material 1 panel de circuito 1 juego de conductores STB 1 resistencia STB 500 ohm 1 resistencia STB 1 kohm 2 LED-STB 2 cables de conexión Fuente de alimentación Con ayuda de dos LED y de dos resistencias en serie podemos construir un indicador de polaridad simple. Así podemos identificar los polos de una fuente de tensión continua. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Conectamos los dos LED en direcciones diferentes. Se encuentran conectados en serie con una resistencia respectivamente. EXPERIMENTO 1 Aplicammos 6 V de tensión continua e invertimos varias veces la polaridad intercambiando las conexiones a la fuente de tensión. Siempre alumbran aquellos LED cuyos símbolos de circuito se encuentran hacia el polo negativo de la tensión continua. EXPERIMENTO 2 Aplicamos 6 V de tensión alterna. ¿Por qué se encienden ahora ambos LED? CONCLUSIÓN Los indicadores de polaridad utilizan aquella característica de los LED de emitir luz al estar conectados en las dirección de paso. Con una tensión alterna de la red se invierte la polaridad a un ritmo de 100 veces por segundo, de tal manera que cada LED se enciende 50 veces. Debido a la velocidad no es posible que el ojo humano perciba ese fenómeno.


EL 2.5.1 INDICADOR DE POLARIDAD CON TENSIÓN EN RECTÁNGULO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STb 1 resistencia STB 500 ohm 1 resistencia STB 1kohm 2 LED 1 generador de función 2 cables de conexión Fuente de alimentación Podemos construir un indicador de polaridad simple utilizando dos LED y dos resistencias en serie. Aplicamos una tensión rectangular y determinaremos por medio de diodos luminosos cuál de los polos de la fuente de tensión es el polo positivo. CONEXIÓN Construiremos el circuito de acuerdo al diagrama. Enchufamos los dos LED en diferente dirección. Ambos se encuentran conectados respectivamente en serie con una resistencia. Aplicamos al generador de función una tensión alterna de 12 V. Utilizamos el generador de función como generador sinodal; nos servirá de fuente de tensión para el circuito. EXPERIMENTO 1 Escogemos a continuación una frecuencia baja (1 Hertz) y una tensión de salida máxima. Se enciende respectivamente sólo un LED. La punta de su símbolo de circuito indica hacia el polo negativo de la fuente de tensión. EXPERIMENTO 2 Elevamos la frecuencia de la tensión aplicada. Ambos diodos se encienden sucesivamente con más rapidez. Observamos a qué frecuencia no es posible distinguir más la luz de los diodos. Tenemos entonces la impresión de que ambos LED alumbran permanentemente. La misma impresión la tenemos si aplicamos una tensión alterna con la frecuencia 50 Hertz. CONCLUSIÓN Los indicadores de polaridad aprovechan la propiedad que tienen los LED de emitir luz en la dirección de paso. También podemos determinar la respectiva polaridad por medio del encendido de los LED al aplicar una tensión alterna con baja frecuencia. A partir de una frecuencia de unos 20 Hertz ya no podemos distinguir, debido a la lentitud de nuestros ojos, el encendido de cada uno de los LED, y vemos por lo tanto que ambos LED se encienden simultáneamente.


EL 2.6 EL DIODO Z Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 diodo Z-STB 1 bombilla 10 V/0,05 A 1 instrumento de medida 4 cables de conexión Fuente de alimentación En la dirección de paso, los diodos Z se comportan como los diodos de silicio. Sin embargo, en la dirección de cierre muestran un comportamiento distinto. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Conectamos en serie la bombilla y el diodo Z (en la dirección de cierre). El voltímetro mide la „tensión de cierre en el diodoZ“. EXPERIMENTO Aumentamos lentamente la tensión de 0 hasta 10 voltios. Mientras tanto observamos el voltímetro y la bombilla. RESULTADO La tensión en el diodo Z aumenta hasta sólo unos 4,7 V. Luego permanece casi constante a unos 4,7 –a pesar de que aumentamos la tensión aplicada- mientras que la bombilla indica un flujo de corriente (a pesar de la dirección de cierre). CONCLUSIÓN Conectando los diodos Z en la dirección de cierre, y teniendo una tensión determinada –la „tensión de apertura“ del diodo- se produce una corriente. Al aumentar la tensión aplicada, la tensión del diodo Z permanece bastante constante.


EL 2.7 ESTABILIZACIÓN DE LA TENSIÓN Material

1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 1kohm 1 diodo Z-STB 1 bombilla 10V/0,05A 1 instrumento de medida 4 cables de conexión Fuente de alimentación Una estabilización de la tensión se produce cuando en un módulo posee una tensión constante a pesar de que la tensión de entrada ha estado oscilando. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Todavía no conectamos el diodo Z. La bombilla sirve de resistencia en serie para el diodo Z e indica el flujo de corriente. EXPERIMENTO 1 Aumentamos la tensión de entrada de 0 V a 10 V. El voltámetro muestra que la tensión en la resistencia 1 kohm también aumenta hasta casi 10 V. La bombilla no se enciende. EXPERIMENTO 2 Comenzamos de nuevo con una tensión igual a 0 V. Conectamos el diodo Z de acuerdo al diagrama de circuito. De nuevo aumentamos lentamente la tensión hasta 10 V. RESULTADO El voltímetro indica un máximo de 4,7 V. La bombilla muestra con su luminosidad la „corriente de apertura“ a través del diodo Z. CONCLUSIÓN Los circuitos de estabilización se basan en la tensión de apertura“ de un diodo Z.


EL 3.1 ¿ESTÁ COMPUESTO UN TRANSISTOR POR DOS DIODOS? Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 transistor STB, NPN base izquierda 2 bombillas 10 V/0,05A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Un transistor se compone de tres capas. Estudiaremos a continuación a qué polaridad fluye corriente eléctrica a través de dos capas contiguas. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Conectamos en serie el transistor y dos bombillas. En el primer experimento aplicamos la tensión a las conexiones C y B, en el segundo experimento a las conexiones B y E. EXPERIMENTO 1 Examinaremos el paso colector base conectando primero el polo positivo al colector (C) y luego a la base (B). ¿A qué polaridad conduce la corriente? Polo positivo en …. EXPERIMENTO 2 Examinaremos el paso base –emisor conectando primero el polo positivo a la base (B) y luego al emisor (E). ¿A qué polaridad conduce la corriente? Polo positivo en ….. CONCLUSIÓN El transistor se comporta como si estuviera compuesto por dos diodos. Los resultados del experimento nos muestran que los diodos deben de conectarse como lo muestra el siguiente dibujo:


EL 3.1.1 ¿CÓMO SE COMPORTA UN TRANSISTOR PNP? Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 módulos portalámparas 1 transistor PNP, base izqda. 2 bombillas 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Un transistor NPN conduce la corriente eléctrica solamente cuando la base es positiva. Ahora queremos averigurar cómo se comporta un transistor PNP. CONEXIÓN Montamos el circuito de acuerdo con la figura. El transistor y dos bombillas quedan conectados en serie. En un primer experimento se conecta tensión en las tomas C y B, y en un segundo experimento en B y E. EXPERIMENTO 1 Probamos la unión colector-base: primero conectamos el polo positivo en el colector (C) y el negativo en la base (B), y después a la inversa. ¿En qué caso hay paso de corriente? Con el polo positivo en …. CONCLUSIÓN El transistor se comporta como si estuviera compuesto por dos diodos. Los resultados muestran que los diodos deben estar conectados como muestra el siguiente esquema:


EL 3.2 LA CORRIENTE BÁSICA POSIBILITA LA CORRIENTE DE COLECTOR (TRANSISTOR NPN)

Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 portalámparas STB 1 transistor NPN, base izqda. 1 bombilla 10 V/0,05A 2 cables de conexión Fuente de alimentación De acuerdo al modelo de transistor como diodo doble no debería ser posible una corriente colector-emisor, ya que un diodo cierra una de las posible polarizaciones del colector y del emisor. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Un circuito eléctrico (tensión continua de 8 V, el polo positivo en el colector) conduce a través de la bombilla y del colector hasta el emisor del transistor. El módulo de conductor L sombreado con líneas todavía no se conecta. EXPERIMENTO La bombilla no se enciende sin corriente base-emisor. Como se esperaba, el diodo doble cierra. Ahora conectamos la conexión L. Así colocamos el polo positivo a la base sobre la resistencia 10 kohm. La bombilla alumbra. La corriente base–emisor ocasiona que el transistor se convierta en un conductor y que así se produzca una corriente colector-emisor. CONCLUSIÓN El modelo de transistor como diodo doble no es suficiente. Una corriente básica no posibilita una corriente de colector.


EL 3.2.1 LA CORRIENTE BÁSICA POSIBILITA LA CORRIENTE DE COLECTOR (TRANSISTOR PNP) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia 10 kohm 1 módulo portalámparas 1 transistor PNP, base izqda. 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Queremos conocer el comportamiento de un transistor PNP. CONEXIÓN Montamos el circuito de acuerdo con la figura. Una corriente eléctrica (c.c. 8 V, polo positivo en el colector) fluye por la bombilla y el colector hacia el emisor del transistor. El módulo de conducción sombreado en la figura, L, no se conecta inicialmente. EXPERIMENTO Sin corriente base-emisor no luce la bombilla. Entonces insertamos el módulo de conexión „L“. Así el polo negativo queda conectado a través de la resistencia de 10 kohm con la base. La bombilla luce. La corriente base-emisor provoca que el transistor conduzca y, por lo tanto, aparece una corriente colector-emisor. CONCLUSIÓN El modelo del transistor como doble diodo no es válido. Una corriente de base posibilita una corriente de colector.


EL 3.3 EL TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia STB 47 kohm 2 transistor NPN, base izq. 1 bombilla 10V/0,05 A 1 aparato de medición 4 cables de conexión Fuente de alimentación Pequeñas variaciones de la corriente básica ocasionan variaciones considerablemente mayores en la corriente de colector de un transistor. En eso se basa el efecto de amplificador de un transistor. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Medimos la corriente básica con el amperímetro con el alcance de medida 30 mA = y la corriente de colector con el amperímetro con el alcance de medida 100 mA =. EXPERIMENTO Primero medimos la corriente de colector y la básica con la resistencia básica 10 kohm y luego con la resistencia básica 47 kohm. Trasladamos los resultados de la medición a la tabla y calculamos la variación de corriente respectivamente: Corriente de colector con 47 kohm: … mA Corriente de colector con 10 kohm: … mA Variación de la corriente de colector: … mA Corriente básica con 47 kohm: … mA Corriente básica con 10 kohm: …mA Variación de la corriente básica: … mA Dividimos la variación de corriente de colector entre la variación de la corriente básica. CONCLUSIÓN La variación de corriente de colector es en comparación con la variación de corriente básica aprox. 40 veces mayor. El transistor utilizado muestra el factor de amplificación de la corriente 40.


EL 3.3.1 CIRCUITO BÁSICO (AMPLIFICACIÓN DE CORRIENTE) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 500 ohm 1 potenciómetro STB 470 ohm 1 pila STB 1 transistor NPN, base izqda 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación De los tres contactos del transistor utilizamos la base como punto de referencia para ambas corrientes. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Circuito básico quiere decir que la base es el contacto común para ambas fuentes de tensión. Medimos la corriente de emisor con el amperímetro con el alcance de medida 30 mA =, mientras que la corriente de colector la medimos con el segundo amperímetro con el alcance de medida 30 mA. Podemos regular la corriente de emisor I E por medio del potenciómetro. También medimos la correspondiente corriente de colector I C. El cociente entre el cambio de la corriete de colector y el cambio de la corriente de emisor nos proporciona el factor de amplificación de corriente en el circuito básico. EXPERIMENTO Ajustamos la corriente de emisor a 2 mA y luego a 10 mA y anotamos los valores correspondientes de la corriente de colector. Luego calculamos el factor de amplificación de corriente. Corriente de emisor IE 2 mA 10 mA Cambio: 0,008 A Corriente de colector IC ........ mA ........ mA Cambio: ........ A dlC Amplificación de corriente: ⎯⎯ = ........ dlE CONCLUSIÓN El circuito básico da un factor de amplificación de corriente menor que 1.


EL 3.3.2 CIRCUITO BÁSICO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 500 ohm 1 potenciómetro STB 470 ohm 1 pila STB 1 transistor NPN, base izq. 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación De los tres contactos del transistor utilizamos la base como punto de referencia para ambas tensiones. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Circuito básico quiere decir que la base es el contacto común para ambas fuentes de tensión. Medimos la tensión colector-base U CB por medio del voltímetro con el alcance de medida 10 V =, mientras que la tensión base emisor U BE la medimos con el voltímetro con el alcance de medida 1 V =. Podemos regular la tensión colector-base por medio del potenciómetro. El cociente entre el cambio de la tensión colector-base y el cambio de la tensión base-emisor nos proporciona el factor de amplificación de la tensión. EXPERIMENTO Medimos las tensiones base-emisor correspondientes a la tensión colector-base de 8 voltios y de 0 voltios (al alcanzar los 0 voltios). Tensión colector-base U CB 8 V 0 V Cambio: 8 V Tensión base-emisor U EB ........ V ........ V Cambio: ........ V dUCB

Amplificación de la tensión: ⎯⎯⎯ = ........ dUBE

CONCLUSIÓN El circuito básico da un factor de amplificación de la tensión entre 100 y 1000.


EL 3.3.3 CIRCUITO DE COLECTOR (AMPLIFICACIÓN DE CORRIENTE) Material 1 panel de circuito 1 juego de conductores STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 resistencia STB 500 ohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 transistor NPN, base izq. 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación De los tres contactos del transistor utilizamos el colector como punto de referencia para ambas tensiones. CONEXION Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Circuito de colector quiere decir que el colector es el punto de referencia para ambas corrientes. Medimos la corriente colector-base con el amperímetro con el alcance de medida 30 mA =, mientras que la corriente colector-emisor la medimos con el amperímetro con el alcance de medida 100 mA =. Podemos regular la corriente colector-base I CB a los valores dados por medio de la resistencia trifásica. Medimos también la correspondiente corriente colector-emisor ICB. El cociente entre ambos cambios de la intensidad de corriente nos proporciona el factor de amplificación de la corriente en el circuito de colector. EXPERIMENTO Ajustamos la corriente colector-base a 0´1 mA y luego a 0´3 mA y anotamos los valores correspondientes de la corriente colector-emisor. Entonces calculamos el factor de amplificación de la corriente. Corriente colector-base ICB 0,1 mA 0,3 mA Cambio: 0,0002 A Corriente colector-emisor ICE ........ mA ........ mA Cambio: ........ A dICE

Amplificación de la corriente: ⎯⎯⎯ = ........ dICB

CONCLUSIÓN El circuito de colector da una amplificación de la corriente de 50 a 500.


EL 3.3.4 CIRCUITO DE COLECTOR (AMPLIFICACIÓN DE LA TENSIÓN) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 resistencia STB 500 ohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 transistor NPN, base izqda 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación De los tres contactos del transistor utilizamos el colector como punto de referencia para ambas tensiones. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Circuito de colector quiere decir que el colector es el punto de referencia común. Medimos la tensión colector-base U CB con el voltímetro con el alcance de medida 10 V =, mientras que la corriente colector-emisor U CE la medimos con el segundo voltímetro con el alcance de medida 10V =. Podemos regular la tensión colector-base por medio de la resistencia trifásica. El cociente entre el cambio de la tensión colector-base y el cambio de la tensión colector-emisor nos proporciona la amplificación de la tensión. EXPERIMENTO Medimos las tensiones colector-emisor correspondientes a la tensión colector-base 2 V y 7V. Tensión colector-base U CB 2 V 7 V Cambio: 5 V Tensión colector-emisor U CE ........ V ........ V Cambio: ........ V dUCB

Amplificación de la tensión: ⎯⎯⎯ = ........ dUCE

CONCLUSIÓN El circuito de colector nos da una amplificación de la tensión menor que 1.


EL 3.3.5 CIRCUITO DE EMISOR (AMPLIFICACIÓN DE LA CORRIENTE) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 transistor NPN, base izqda. 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación De los tres contactos del transistor utilizamos el emisor como punto de referencia para ambas corrientes. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Circuito de emisor quiere decir que el emisor es el contacto común para la corriente básica Ib y la corriente de colector Ic. Medimos la corriente básica con el amperímetro con el alcance de medida 30 mA =, mientras que la corriente de colector la medimos con el amperímetro con el alcance de medida 300 mA =. Podemos regular la corriente básica por medio de la resistencia trifásica. Medimos también la correspondiente corriente de colector Ic. El cociente entre el cambio de la corriente de colector y el cambio de la corriente básica nos proporciona el factor de amplificación de la corriente. EXPERIMENTO Ajustamos la corriente básica a 0,1 mA y luego a 0,3 MA y anotamos los valores respectivos de la corriente de colector. Entonces calculamos el factor de amplificación de la corriente. Corriente básica IB 0,1 mA 0,3 mA Cambio: 0,002 A Corriente de colector IC ........ mA ........ mA Cambio: ........ A dlCAmplificación de la corriente: ⎯⎯ = ........ dlB CONCLUSIÓN El circuito de emisor nos da un factor de amplificación de la corriente de 50 a 500.


EL 3.3.6 CURVA DE MANDO. CARACTERÍSTICA DE UN TRANSISTOR NPN Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia STB variable 10 kohm 1 transistor NPN, base izqda 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación Mediremos en un transistor NPN la dependencia que tiene la corriente de colector corriente básica sin resistencia de trabajo. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Utilizamos el amperímetro que mide la corriente básica I B con el alcance de medida 30 mA =, mientras que utilizamos el amperímetro que mide la corriente de colector IC con el alcance de medida 100 mA =. EXPERIMENTO Aplicamos 6 V de tensión continua y regulamos la corriente básica con ayuda de la resistencia trifásica. Utilizamos sucesivamente los valores para la corriente básica dados por la tabla, medimos la correspondiente corriente de colector y trasladamos los resultados a la tabla. Corriente básica IB (en mA) 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 Corriente de colector IC (en mA) ........ ........ ........ ........ ........ Representamos gráficamente los valores medidos en un diagrama I C-IB. CONCLUSIÓN La relación existente entre la corriente básica I B y la corriente de colector IC es casi lineal.


EL 3.3.7 CURVA DE MANDO. CARACTERÍSTICA DE UN TRANSISTOR Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 transistor PNP, base izq. 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación Mediremos en un transistor PNP la dependencia que tiene la corriente de colector de la corriente básica sin resistencia de trabajo. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo a la ilustración. Debemos cambiar la polaridad de la tensión aplicada existente en el circuito con un transistor NPN. El polo positivo de la fuente de tensión se encuentra en el emisor, mientras que el polo negativo se encuentra en el colector. Utilizamos el amperímetro que mide la corriente básica I B con el alcance de medida 30 mA =, mientras que el amperímetro que mide la corriente de colector I C lo utilizamos con el alcance de medida 100 mA =. EXPERIMENTO Aplicamos 6 V de tensión continua y regulamos la corriente básica con ayuda de la resitencia trifásica. Utilizamos sucesivamente los valores para la corriente básica dados por la tabla, medimos la correspondiente corriente de colector y trasladamos los resultados a la tabla. Corriente básica IB (en mA) 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 Corriente de colector IC (in mA) ........ ........ ........ ........ ........ Representamos gráficamente los valores medidos en un diagrama I C-IB. CONCLUSIÓN La relación existente entre la corriente básica I B y la corriente de colector IC es casi lineal.


EL 3.3.8 AJUSTE DEL PUNTO DE TRABAJO Material 1 panel de circuito 1 juego de conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 1kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 transistor NPN, base izqd. 1 bombilla 10 V/0,05A 2 instrumentos de medida 1 generador de función 8 cables de conexión Fuente de alimentación Una corriente básica que se encuentra en un transistor NPN produce una amplificación solamente si fluye en la dirección base-emisor. No es posible que una corriente fluya en dirección opuesta, debido al efecto de diodo del tramo base-emisor. Si aplicamos una tensión alterna en la base y en el emisor, entonces solamente un semiperíodo puede producir una corriente básica y por lo tanto una corriente de colector amplificada, mientras que el otro semiperíodo permanece sin efecto alguno. En el segundo experimento conoceremos un método para poder ampliar también este semiperíodo y con él todo el período de la tensión alterna. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Utilizamos ambos voltímetros con el alcance de medida 10 V =. Después de aplicar 10 voltios de tensión continua retiramos la resistencia 10 kw y giramos el botón de mando de la resistencia trifásica completamente en el sentido de las agujas del reloj (valor máximo de resistencia). EXPERIMENTO 1 Ajustamos el generador de función a 0,2 Hertz con una tensión triangular. La tensión U E debe ser de 2 voltios. Observamos ambos instrumentos de medida. La bombilla alumbra durante el semiperíodo positivo. La tensión U A de la resistencia de trabajo (bombilla) es, durante este semiperíodo, proporcional a U E. Durante el semiperíodo negativo, la tensión en la bombilla permanece a cero, es decir, este semiperíodo permanece sin efecto alguno. EXPERIMENTO 2 Colocamos la tensión de salida del generador de función a cero, enchufamos la resistencia 10 kw y giramos el botón de mando de la resistencia trifásica de tal manera que el voltímetro que mide la tensión en la resistencia de trabajo (bombilla) indique la tensión U A = 5 voltios. Ahora ajustamos el generador de función a 1 voltio. Durante todo el período, la tensión U A es proporcional a UE.

CONCLUSIÓN Cuando el punto de trabajo de la corriente básica se encuentra en cero, el semiperíodo de la tensión alterna básica permanece sin efecto alguno. Si producimos una corriente continua básica con ayuda de un regulador de tensión básica y aquella corriente continua básica supera a la tensión alterna es porque el punto de trabajo se encuentra ajustado de otra forma. Así podemos lograr que la tensión de salida UA del circuito de transistor sea proporcional a la tensión de entrada U E (tensión alterna).


EL 3.3.9 AMPLIFICACIÓN LIBRE DE DISTORSIÓN Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 transistor NPN, base izq. 1 bombilla 10V/0,05 A 2 instrumentos de medida 8 cables de conexión Fuente de alimentación Una amplificación proporcional es solamente posible por medio de una corriente continua básica. Estudiaremos esta corriente de reposo. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Utilizamos el amperímetro que mide la corriente básica con el alcance de medida 30 mA =, mientras que el amperímetro que mide la corriente en el circuito de trabajo (corriente de colector) lo utilizamos con el alcance de medida 100 mA =. Todavía no enchufamos la resistencia 10 kohm; giramos el botón de mando de la resistencia trifásica completamente en el sentido de las agujas del reloj (valor máximo de resistencia). EXPERIMENTO 1 Ajustamos el generador de función a 0,2 Hertz seno o triángulo. Elevamos su tensión de salida hasta que alcance el valor máximo de la corriente de colector I C, unos 25-20 mA. Observamos ambos instrumentos de medida. Ambas corrientes fluyen solamente durante un semiperíodo. Al haber una tensión negativa en la base no puede fluir ni una corriente básica ni una corriente de colector. Eso es una completa distorsión en la relación a la tensión de mando. EXPERIMENTO 2 Enchufamos la resistencia 10 kohm y giramos el botón de mando de la resistencia trifásica completamente en el sentido de las agujas del reloj hasta que las agujas de ambos instrumentos de medida realicen oscilaciones completas. La corriente básica IB oscila entre … mA y … mA. La corriente de colector oscila entre … mA y … mA. Para medir las corrientes de reposo, colocamos a cero la tensión de salida del generador de función. Corriente de reposo básica: … mA. Corriente de reposo de colector: … mA. EXPERIMENTO 3 Elevamos la tensión de salida del generador de función hasta que podemos observar que los instrumentos de medida permanecen en sus posiciones finales. La tensión de mando es distorsionada de nuevo.


CONCLUSIÓN Para una amplificación libre de distorsión debemos ajustar una corriente de reposo básica y una corriente de reposo de colector. La tensión a amplificar (de mando) no debe ser muy grande. La superposición de la corriente de reposo básica y la corriente de mando, por un lado, no deberá quedar bajo cero, y por otro lado, no deberá alcanzar la región adonde el transistor ya se encuentra controlado. Si se traspasan estos límites se producen distorsiones, debido a que los valores máximos de la tensión de mando ya no producen corrientes proporcionales, sino que son “interrumpidas” en su efecto.


EL 3.4 LA LUZ ACTIVA UNA ALARMA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia variable STB 1 resistencia LDR 1 zumbador STB 1 transistor NPN, base izqda 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Una resistencia LDR controla por medio de su resistencia dependiente de la exposición la corriente básica de un transistor. Si está oscuro no fluye suficiente corriente básica para convertir al transistor en conductor. Si la resistencia LDR no recibe luz aumentan la corriente básica y la corriente de colector del transistor. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Primero conectamos una bombilla frente al colector del transistor para revisar el funcionamiento. La corriente básica fluye desde el polo positivo a través de la resitencia LDR y de la resitencia ajustable 10 kohm; esta última posibilita una adaptación a la intensidad de corriente que activa la alarma deseada. Además podemos cambiar según convenga la tensión aplicada. EXPERIMENTO 1 Oscurecemos bien la resistencia LDR, con lo que la bombilla no se enciende. Si ahora la LDR recibe luz, la bombilla debe de alumbrar, ya que la corriente básica mayor „conecta“ al transistor. EXPERIMENTO 2 Reemplazamos la bombilla por el zumbador. Eventualmente deberemos ajustar de nuevo el valor de resistencia y la tensión aplicada. Si la LDR recibe luz ahora se activa la alarma. CONCLUSIÓN La LDR varía su valor de resistencia entre la oscuridad y la claridad tan fuertemente que el transistor cierra en la oscuridad y se conecta con la claridad.


EL 3.5 REGULADOR DE TENSIÓN BÁSICA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 transistor NPN,base izq. 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Un regulador de tensión básica permite un ajuste muy preciso de la corriente básica. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Distribuimos toda la tensión de 8 V por el regulador de tensión. La tensión parcial de la resistencia ajustable actúa sobre la base y el emisor, al mismo tiempo que origina la corriente básica. La resistencia 1 kohm protege a la base contra conexiones falsas. EXPERIMENTO 1 Giramos el botón de mando de la resistencia ajustable completamente contra el sentido de las agujas del reloj. Su valor de resistencia es cero y por lo tanto también su tensión parcial es cero. No se produce corriente básica como tampoco se produce corriente de colector. EXPERIMENTO 2 Giramos el botón de mando de la resistencia ajustable en el sentido de las agujas del reloj. Su valor de resistencia aumenta y por lo tanto también la tensión parcial. Así aumenta la corriente básica. Con ella aumenta también la corriente de colector. CONCLUSIÓN Con un regulador de tensión básico podemos ajustar cualquier valor de corriente de colector entre cero y un valor máximo.


EL 3.6 PROTECCIÓN CONTRA ROBOS POR MEDIO DE UNA ALAMBRADA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 zumbador STB 1 transistor NPN, base izq. 4 cables de conexión Fuente de alimentación Podemos obtener una protección muy sencilla contra robos uniendo alambres finos unos con otros (enredándolos). Si se rompe esta unión se activa una alarma. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. La parte del regulador de tensión que produce la corriente básica se compone de los alambres; en nuestro experimento utilizamos dos cables de conexión unidos. Ya que el valor de resistencia es casi cero, no es posible que se produzca una corriente básica. Primero unimos los alambres y luego aplicamos la tensión. EXPERIMENTO Separamos los alambres. Así aumenta infinitamente el valor de resistencia (teóricamente). La tensión total se encuentra en la parte inferior del regulador de tensión, entre la base y el emisor, por lo que el transistor se conecta y el zumbador da la alarma. CONCLUSIÓN Una alambrada varía el valor de resistencia de la resistencia que se encuentra del lado del emisor de un regulador de tensión desde cero hasta infinito, con lo cual se consigue que el transistor cambie de cierre a paso.


EL 3.7 ILUMINACIÓN AUTOMÁTICA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 LDR-STB 1 transistor NPN, base izq. 1 bombilla 10V/0,05A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Una LDR controla la corriente básica de un transistor, con lo que el transistor se conecta en dependencia de la exposición. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. El regulador de tensión se compone de la resistencia 10 kohm y de la LDR. En la oscuridad, el valor de resistencia de la LDR es grande y en ella se encuentra la mayor parte de la tensión. Así fluye corriente básica y la bombilla alumbra. Si la LDR recibe suficiente luz, el valor de resistencia de la LDR es pequeño, así como también lo es la tensión parcial. Fluye poca corriente básica y poca corriente de colector. EXPERIMENTO Oscurecemos e iluminamos alternadamente la LDR. En la oscuridad debe encenderse la bombilla y en la oscuridad, la bombilla debe permanecer apagada. CONCLUSIÓN Con la ayuda de la LDR como resistencia del lado del emisor obtenemos un circuito que en la oscuridad conecta automáticamente la iluminación y la desconecta en la claridad.


EL 3.8 ALARMA CON UNA BARRERA FOTOELÉCTRICA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 LDR-STB 1 zumbador STB 1 transistor NPN, base izq. 2 cables de conexión Fuente de alimentación Las barreras fotoeléctricas activan una alarma o un proceso contador al interrumpirse un rayo de luz. A menudo se utiliza como fuente luminosa la luz infrarroja (la cual es invisible para las personas). Nosotros utilizaremos la luz del día o la lámpara para experimentos como fuente luminosa. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. El regulador de tensión se compone de la resistencia 10 kohm y de la LDR. En la oscuridad, el valor de resistencia de la LDR es grande y en ella se encuentra la mayor parte de la tensión. Así fluye corriente básica. Si la LDR recibe suficiente luz, su valor de resistencia es pequeño, así como también lo es la tensión parcial. Fluye poca corriente básica y poca corriente de colector. Si utilizamos una lámpara para experimentos como fuente luminosa, debemos conectarla al principio del experimento. EXPERIMENTO Si se interrumpe la luz que recibe la LDR el zumbador produce la alarma. CONCLUSIÓN En las barreras fotoeléctricas, una interrupción del rayo luminoso produce un aumento del valor de resistencia de la LDR, la cual forma la resistencia del lado del emisor del regulador de tensión. De esta manera es posible activar un proceso (alarma, conteo).


EL 3.9 AVISADOR DE INCENDIOS Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 1kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 NTC/STB 1 zumbador STB 1 transistor NPN, base izq. 2 cables de conexión Fuente de alimentación En una resistencia NTC disminuye el valor de resistencia al aumentar la temperatura. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Ajustamos la resistencia ajustable 10 kohm de tal manera que el zumbador todavía no suene. EXPERIMENTO Calentamos la NTC con los dedos. RESULTADO Después de algunos segundos se activa la alarma. El valor de resistencia de la NTC ha disminuido. De esta manera se da en la resistencia ajustable una tensión mayor, por lo que el transistor se conecta. CONCLUSIÓN Un avisador de incendios utiliza la disminución de la resistencia de una NTC debido al calentamiento.


EL 3.10 TERMÓMETRO ELÉCTRICO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 1kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 NTC-STB 1 transistor NPN, base izq. 1 bombilla 10V/0,05 A 1 instrumento de medida 4 cables de conexión Fuente de alimentación Para poder medir temperaturas con un voltímetro, tenemos que transformar los cambios de temperatura en cambios de tensión. Esto lo logramos con ayuda de una resistencia NTC y de un transistor. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. El regulador de tensión básico está formado por la resistencia NTC y por la resistencia ajustable. Al aumentar la temperatura disminuye el valor de resistencia y por lo tanto la tensión parcial de la NTC; la resistencia ajustable recibe más tensión parcial. Las corrientes básica y de colector aumentan, debido a lo cual se da en la bombilla una caída de tensión mayor. EXPERIMENTO Ajustamos la resistencia ajustable de tal manera que el voltímetro indique unos 4 voltios. Luego calentamos la NTC con los dedos. RESULTADO El voltímetro indica una tensión mayor. CONCLUSIÓN Con ayuda de una resistencia dependiente de la temperatura podemos transformar el aumento de temperatura en aumento de tensión.


EL 4.1 UN ACUMULADOR PARA CARGAS ELÉCTRICAS Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 condensador 1000 microF 2 bombillas 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Las cargas eléctricas pueden ser almacenadas en un „condensador“. El condensador „cargado“ puede encender una bombilla por un corto tiempo. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Conectamos un módulo de conductor de E a L (carga del condensador) y luego de nuevo hacia E (descarga del condensador). EXPERIMENTO Cerramos en L el circuito para la tensión aplicada de 8 V y cargamos el condensador. Si conectamos de nuevo el conductor recto de L a E separamos la fuente de tensión. El condensador se carga ahora a través del circuito inferior abierto. Conectamos repertidamente el conductor recto de E a L y luego hacia E y observamos la bombilla. Observamos el impulso de corriente en la bombilla superior, el cual carga al condensador, así como también observamos en la bombilla inferior la descarga a impulso del condensador. INDICACIÓN También podemos construir el circuito con un conmutador. CONCLUSIÓN Los condensadores son acumuladores de cargas eléctricas.


EL 4.2 UN CONDENSADOR SUMINISTRA CORRIENTE BÁSICA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 portalámparas STB 1 condensador 1000 micro F 1 transistor NPN, base izq. 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Un condensador cargado puede utilizarse como suministrador de corriente básica. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Cargamos el condensador en la posición L (Laden = cargar en alemán) a través de la resitencia 10 kohm de la fuente de tensión (póngase cuidado a las polaridades). Después de un período de carga de 10 segundos lo conectamos en la posición E (Entladen = descargar en alemán), poniendo cuidado a la polaridad correcta. El condensador se descarga a través del recorrido base-emisor del transistor y en la resistencia 10 kohm. Esta resistencia limita la corriente de descarga a una intensidad de corriente muy pequeña, con lo que el condensador puede suministrar por largo tiempo corriente básica y mantener así encendida la bombilla. EXPERIMENTO Conectamos repetidamente el condensador de E a L y después de 10 segundos de regreso hacia E, poniendo atención a las polaridades. RESULTADO La bombilla se enciende por un largo tiempo. Pero no nos engañemos: la energía para la bombilla proviene de la fuente de tensión mientras que el condensador solamente causa, con ayuda de la corriente básica por él suministrada, que fluya la corriente de colector.


EL 4.3 CAPACIDAD Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 condensador 100 microF 1 condensador 1000 microF 1 resistencia NPN, base izq. 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación La capacidad de un condensador es la medida para la capacidad de acumulación. El experimento muestra una posibilidad sencilla para calcular la capacidad de acumulación. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Cargamos el condensador en la posición L (cargar) a través de la resistencia 10 kohm de la fuente de tensión (póngase cuidado a la polaridad). Después de un período de carga de 10 segundos lo conectamos en la posición E (descargar), poniendo cuidado a la polaridad correcta. El condensador se descarga a través del recorrido base-emisor del transistor y de la resistencia 10 kohm. Esta resistencia limita la corriente de descarga a una intensidad de corriente muy pequeña, con lo que el condensador puede suministrar por largo tiempo corriente básica y mantener así encendida la bombilla. Aplicamos 8 V de tensión continua. EXPERIMENTO Conectamos el condensador en L y lo cargamos. Después de por lo menos 10 segundos lo conectamos en E y lo descargamos (obsérvese en ambos casos la polaridad). Realizamos el experimento primero con el condensador 1000F y luego con el condensador 100 microF. En cada caso determinaremos cuánto tiempo alumbra la bombilla. Duración de la luminosidad con 1000 micro: ….. segundos Duración de la luminosidad con 100 microF: ….. segundos CONCLUSIÓN Cuando utilizamos un condensador para la producción de corriente básica utilizamos un circuito simple para el cálculo de las capacidades.


EL 4.3.1 INTERRUPTOR HORARIO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 interruptor 1 portalámparas STB 1 condensador 1000 microF 1 condensador 100 microF 1 resistencia STB 1kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 transistor NPN, base izq. 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Construiremos con ayuda de un condensador y de un transistor un interruptor horario. CONEXIÓN Construimos el circuito de cuerdo al diagrama. Todavía no cerramos el interruptor. Debemos poner atención a la polaridad del condensador. Utilizamos a continuación la resistencia 1 kohm y el condensador 1000 microF. EXPERIMENTO Cerramos el interuptor; la bombilla se enciende. Después de algunos segundos abrimos de nuevo el interruptor y comenzamos con la toma del tiempo. Determinamos el tiempo que transcurre hasta que la bombilla se apaga de nuevo. Reemplazamos la resistencia 1 kohm por la reistencia 10 kohm y repetimos el experimento. Entonces reemplazamos el condensador 1000 microF por el condensador 100 microF y medimos el tiempo para ambas resistencias. Trasladamos los resultados a la tabla. C = 1000 microF y R= 1 kohm: Tiempo t=........ segundos C = 1000 microF y R=10 kohm: Tiempo t=........ segundos C = 100 microF y R= 1 kohm: Tiempo t= …….segundos C = 100 microF y R= 10 kohm: Tiempo t=........ segundos CONCLUSIÓN Al cerrar y abrir de nuevo el interruptor, el interruptor horario hace posible que la bombilla se encienda por un tiempo determinado. El tiempo es determinado por el producto R·C. La bombilla sólo se enciende cuando fluye corriente básica.


EL 4.4 UN CONDENSADOR BLOQUEA LA CORRIENTE CONTINUA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 condensador 1000 microF 1 resistencia STB 10 kohm 1 transistor NPN, base izq. 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Los condensadores también los podemos utilizar para bloquear la corriente continua a lo largo de una parte de un circuito. Después de cargarse totalmente, el condensador bloquea la corriente continua. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Conectamos el condensador (1000 microF o 100 microF) en L de acuerdo a la polaridad; la corriente de carga, como corriente básica, carga el transistor y enciende la bombilla. EXPERIMENTO Después de cargar el condensador cerramos la corriente continua; no fluye una corriente básica y la bombilla se apaga. Ahora conectamos el condensador cargado en E, adonde él mismo suministra corriente básica a través del transistor hasta que se descarga, encendiendo mientras tanto la bombilla. CONCLUSIÓN Un condensador, después de ser cargado,bloquea la corriente continua.


EL 4.5 RECTIFICACIÓN DE UNA VÍA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 diodo Si-STB 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Si solamente disponemos de corriente alterna, pero necesitamos corriente continua, podemos obtener la corriente continua deseada con ayuda de un diodo. De los cincuenta períodos por segundo de la tensión alterna, solamente un semiperíodo conduce hacia un flujo de corriente. El resultado es entonces cincuenta semiperíodos por segundo con corriente en la misma dirección. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. En el primer experimento ilustramos lo ocurrido invirtiendo la polaridad de la tensión continua en vez de utilizar tensión alterna. EXPERIMENTO 1 Invertimos varias veces la polaridad de la tensión aplicada intercambiando los contactos a la fuente de tensión y observamos la luminosidad de la bombilla cada vez que conectemos el diodo en la dirección de paso. EXPERIMENTO 2 Aplicamos 9 V de corriente alterna. Ahora la bombilla permanece siempre encendida. CONCLUSIÓN Con una tensión alterna de la red con 50 Hertz, la rectificación de una vía origina 50 impulsos de corriente por segundo, cada uno de los cuales dura una centésima de segundo y los cuales están separados por pausas de la misma duración. Nuestros ojos, sin embargo, debido a la velocidad, no pueden percibir estos impulsos de corriente.


EL 4.6 PULIDO DE TENSIÓN RECTIFICADA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 diodo Si-STB 1 condensador 1000 microF 1 conductor STB con manguito conjuntores 1 auricular 1 bombilla 10/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Con una tensión alterna con 50 Hertz, la rectificación por medio de un diodo origina 50 semiperíodos con corriente rectificada. A partir de eso obtenemos tensión continua con ayuda de un condensador de pulido. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Todavía no conectamos el condensador. EXPERIMENTO Después de aplicar la tensión alterna se oye en el auricular el zumbido profundo de los 50 semiperíodos de la corriente rectificada. La bombilla alumbra débilmente. Ahora conectamos el condensador 1000 microF (con los polos correctos). RESULTADO La bombilla alumbra más fuertemente, ya que el condensador se carga al valor máximo de los semiperíodos. CONCLUSIÓN Con ayuda de un diodo y de un condensador de pulido podemos obtener a partir de corriente alterna una corriente continua temporalmente casi constante.


EL 4.7 CIRCUITO EN SERIE DE CONDENSADORES CON CARGA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 condensador STB 10 microF 2 LED-STB 2 cables de conexión Fuente de alimentación Un condensador corta la corriente continua. ¿Cómo se comporta con corriente alterna? CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Primero aplicamos tensión continua e invertimos varias veces la polaridad intecambiando los contactos a la fuente de tensión. Veremos porqué con corriente alterna se produce un flujo de corriente duradero. EXPERIMENTO 1 Aplicamos tensión continua e invertimos varias veces la polaridad intercambiando los contactos a la fuente de tensión. Los LED nos muestran la dirección del flujo de corriente. Polo positivo arriba: ….. LED se enciende brevemente Polo positivo abajo: ……LED se enciende brevemente EXPERIMENTO 2 Aplicamos tensión alterna. RESULTADO Parece que ambos LED alumbran duraderamente. Pero nosotros sabemos que en realidad cada LED sólo alumbra 50 veces por segundo. Debido a la velocidad, nuestro ojo no puede percibir tal frecuencia. La luminosidad de los LED nos muestra que existe un flujo de corriente alterna. CONCLUSIÓN Un condensador se comporta con tensión alterna como una resistencia.


EL 4.7.1 RESISTENCIA CAPACITIVA CON TENSIÓN ALTERNA DE 50 HERTZ Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 condensador STB 1 microF 1 condensador STB 2 microF 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación Al tenerse una tensión alterna fluye por el condensador una permanente corriente alterna. El condensador se comporta como una resistencia. Encontraremos qué resistencia podemos adjudicarle al condensador cuando éste se encuentra conectado a una tensión alterna de 50 Hertz. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. El voltímetro mide la tensión en el condensador y lo utilizamos con el alcance de medida 30 V aprox. Utilizamos el amperímetro con el alcance de medida 30 mA aprox. EXPERIMENTO Medimos para diferentes tensiones alternas entre 3 voltios y 12 voltios respectivamente la corriente que fluye por el condensador y entonces determinamos su valor de resistencia. Tensión U (en V) 3 6 12 Intensidad de corriente I (en mA) … … … Intensidad de corriente I (en A) … … … Valor de la resistencia R (en ohm) … … … Reemplazamos el condensador 1 microF por el condensador 2 microF y repetimos el experimento. Tensión U (en V) 4 8 12 Intensidad de corriente I (en mA) … … … Intensidad de corriente I (en A) … … … Valor de la resistencia R (en ohm) … … … CONCLUSIÓN Con una tensión alterna, un condensador se comporta como una resistencia. Fluye permanentemente una corriente alterna, la cual es proporcional a la tensión aplicada y a la capacidad del condensador cuando la tensión alterna posee una frecuencia determinada (por ej. 50 Hertz). La resistencia del condensador es indirectamente proporcional a la capacidad. Para 50 Hertz y una tensión alterna es válida la fórmula:


3200 3200*l C = ⎯⎯⎯ = ⎯⎯⎯ = C (F) R U INDICACIÓN 1 Con fuentes de alimentación con una salida de tensión fija, es posible que la tensión suministrada por la fuente difiera de la tensión nominal (tensión sin carga). INDICACIÓN 2 Aclaración de la procedencia del factor 3200 en la fórmula: 1 1 R C= ⎯⎯ = ⎯⎯⎯ ωC 2 πf*C 1 1 Para 50 Hz y C en F es válido: RC = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = 3*2*10³* ⎯ 100* π*10-6*C C


EL 4.7.2 RESISTENCIA CAPACITIVA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 condensador STB 1 F 1 condensador STB 2 F 2 instrumentos de medida 1 generador de función 8 cables de conexión Fuente de alimentación Estudiaremos la relación que existe entre la resistencia capacitiva y la frecuencia de la tensión alterna sinodal aplicada y la capacidad del condensador. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. El voltímetro mide la tensión en el condensador y lo utilizamos con el alcance de medida 10 V aprox. Utilizamos el amperímetro con el alcance de medida 100 mA aprox. Colocamos en el generador de función la frecuencia 1000 Hz seno. Escogemos la amplitud de tal manera que el amperímetro indique la intensidad de corriente 10 mA. Esta amplitud ya no será cambiada. EXPERIMENTO 1 Medimos la intensidad de la corriente con la frecuencia 1000 Hz (1 kHz). Ahora elevamos la frecuencia a 2000 Hz y medimos la intensidad de la corriente. Entonces elevamos la frecuencia a 4000 Hz y medimos de nuevo la intensidad de la corriente. Capacidad 1 F; tensión en el condensador: U = ….. V Frecuencia (en kHz) 1 2 4 Intensidad de corriente (en mA) 10 … … EXPERIMENTO 2 No variamos la amplitud. Reemplazamos el condensador 1 microF por el condensador 2 microF. Como en el Experimento 1, ajustamos a continuación la frecuencia a 1 kHz, luego a 2 kHz y a 4 kHz. Trasladamos a la tabla la intensidad de corriente correspondiente. Comparamos los resultados con los del primer experimento. Capacidad 2 F; tensión en el condensador: U = ….. V Frecuencia (en kHz) 1 2 4 Intensidad de corriente (en mA) 10 … …


CONCLUSIÓN La intensidad de la corriente es directamente proporcional a la frecuencia de la tensión alterna aplicada y a la capacidad del condensador. Por lo tanto, la resistencia de corriente alterna es indirectamente proporcional a la frecuencia y a la capacidad. Es válida la fórmula: 160 000*l 160 000 C = ————— and for R = ————— f*U f*C Capacidad C en F Resistancia R en ohm Intensidad de corriente en A Tensión U in V Con ayuda de la conversión ω = 2*π*f obtenemos la resistencia a partir de C y la fórmula: 1 R C = —— ω*C INDICACIÓN Aclaración de la procedencia del factor 160.000 de la fórmula: 1 1 R C = —— = ——— ωC 2 πf*C Para C en F es válido: 1 1 R C = —————— = 0,16*10 6* — 2 πf*10-6*C f ·C


E 4.8 EL CONDENSADOR COMO RESISTENCIA DE CORRIENTE ALTERNA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 condensador 100 microF 1 condensador 1000 microF 4 cables de conexión Fuente de alimentación Si las fuentes de tensión están conectadas en serie, la tensión total es igual a la suma de las tensiones individuales. ¿Es lo anterior también válido para los condensadores cargados? CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo a las ilustraciones 1 y 2. Ajustamos la tensión continua a 5 V y la conectamos a A y B. De acuerdo a la ilustración 1 cargamos sucesivamente los dos condensadores (100 microF y 1000 microF). Preparamos el circuito de acuerdo a la ilustración 2. EXPERIMENTO Conectamos el amperímetro primero a A y B para así poder ajustar a 5 V. Entonces conectamos el voltímetro, de acuerdo a la ilustración 2, al circuito en serie, para de esta manera poder medir más tarde la tensión total. Inmediatamente después de la carga entre A y B conectamos los condesadores de las posiciones sombreadas de la ilustración 2, con lo que los conectamos en serie. Tenemos que leer rápidamente en el voltímetro, ya que los condensadores se descargan lentamente a través del instrumento de medición. RESULTADO Tensión total: …. Voltios. CONCLUSIÓN La tensión total de un circuito en serie de condensadores es igual a la suma de las tensiones en ambos condensadores.


EL 4.9 CIRCUITO EN SERIE DE CONDENSADORES (DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 condensador STB 1 microF 1 condensador STB 2 microF 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación. Determinaremos la capacidad total condensadores conectados en serie. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Los condensadores poseen las capacidades C1 = 1 microF y C 2 = 2 microF. El voltímetro mide la tensión aplicada y se utiliza con el alcance de medida 30 V aprox. Utilizamos el amperímetro con el alcance de medida mA aprox. Aplicamos 9 voltios de tensión alterna y controlamos con el voltímetro la tensión aplicada. EXPERIMENTO 1 Medimos la intensidad de corriente y calculamos por medio de la fórmula dada para 50 Hertz y tensión alterna la capacidad total de ambos condensadores. Tensión U = ........ V Intensidad de corriente l = ........ mA = ........ A 3200*l Capacidad C = ——— = ........ F U Nos aseguramos de que la fórmula: C 1*C2

C = ———— C 1+C2

sea correcta. EXPERIMENTO 2 Estudiaremos la forma en que la tensión total se distribuye en ambos condensadores. El instrumento que en el primer experimento lo utilizamos como amperímetro lo utilizamos ahora como voltímetro con alcance de medida 10 V aprox. Medimos con el segundo voltímetro las dos tensiones parciales en el condensador.


Tensión en los dos condensadores, medida entre A y C: ….. V Tensión en el condensador 1 F, medida entre A y B: ….. V Tensión en el condensador 2 F, medida entre B y C: ….. V CONCLUSIONES 1. La capacidad total de un circuito en serie de condensadores es menor que la capacidad parcial menor. Es válido: C 1*C2

C = ———— C 1+C2

2. En el circuito en serie se encuentra una tensión parcial en cada condensador. Las tensiones parciales son inversamente proporcionales a las capacidades. Es válido: 1 1 U 1 : U2 = — : — or U 1 : U 2 = C 2 : C 1

C 1 C 2

INDICACIÓN Con fuentes de alimentación con una salida de tensión fija, es posible que la tensión suministrada por la fuente difiera de la tensión nominal (tensión sin carga).


EL 4.10 CIRCUITO EN PARALELO DE CONDENSADORES Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 condensador STB 1 microF 1 condensador STB 2 microF 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación Determinaremos la capacidad total de dos condensadores conectados en paralelo. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Los condensadores poseen las capacidades C1 = 1 microF y C 2 = 2 microF. El voltímetro mide la tensión aplicada y se utiliza con el alcance de medida 30 V aprox. Todavía no enchufamos los dos condensadores. Aplicamos 9 voltios de tensión alterna y controlamos con el voltímetro la tensión aplicada. EXPERIMENTO 1 Enchufamos el condensador con C1 = 1 microF y medimos la intensidad de la corriente. Tensión U = …. V Intensidad de corriente I = …. mA = …. A EXPERIMENTO 2 Solamente enchufamos el condensador con C 2 = 2 microF. Tensión U = …. V Intensidad de la corriente I = …. mA = …. A Comprobamos si ambos resultados de la medida corresponden a la fórmula para una tensión alterna de 50 Hertz: 3200*l Capacidad C = ——— C en F, l en amperios, U en Voltios U EXPERIMENTO 3 Construimos el circuito en paralelo de acuerdo al diagrama. Tensión U = …. V Intensidad de la corriente I = mA = …. A Por medio de la fórmula para la capacidad obtenemos la capacidad total para el circuito en paralelo.


3200*l Capacidad C = ——— = ........ F U CONCLUSIÓN En un circuito en paralelo de condensadores, la capacidad total es igual a la suma de ambas capacidades parciales. Es válido: C = C1 + C2 INDICACIÓN En fuentes de alimentación con una salida de tensión fija, es posible que la tensión suministrada por la fuente difiera de la tensión nominal (tensión sin carga).


EL 4.11 CIRCUITO EN SERIE DE RESISTENCIAS DE CORRIENTE ALTERNA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 condensador STB 2 microF 1 bobina azul 800 espiras 1 núcleo en U 1 núcleo corto de hierro 1 estribo de apriete 2 instrumentos de medida 7 cables de conexión Fuente de alimentación Para el circuito en serie de resistencias de Ohm es válido: la resistencia total es igual a la suma de las resistencias parciales, la tensión total es igual a la suma de las tensiones parciales. Conoceremos en este experimento las complicadas leyes para las resistencias de corriente alterna. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. El voltímetro mide la tensión en ambas resistencias de corriente alterna y se utiliza con el alcance de medida 10 V aprox. Utilizamos el amperímetro con el alcance de medida 30 mA aprox. Aplicamos 6 voltios de tensión alterna. EXPERIMENTO PREVIO Determinamos experimentalmente a continuación la resistencia de corriente alterna del condensador 2 microF con 50 Hz. Para lo mismo colocamos un puente en la resistencia de Ohm 1 kohm (cable de conexión en A y B) y medimos tanto la tensión en el condensador como la intensidad de corriente. Para calcular la resistencia de Ohm formamos los cocientes. Tensión U: …. V Intensidad de corriente I = …. mA = …. A U Valor de resistencia R C = — = ........ ohm l EXPERIMENTO 1 Retiramos el puente de la resistencia de Ohm. Con el voltímetro medimos las tensiones parciales en la resistencia de Ohm y en el condensador. Tensión alterna aplicada: …. V Tensión parcial en la resistencia de Ohm (voltímetro en A y B): U R = … VTensión parcial en el condensador (voltímetro en B y C): U C = … V La suma de las tensiones parciales es mayor que la tensión total. Comparamos el resultado con la fórmula: ________ Utot =√ U R² + UC²


EXPERIMENTO 2 Medimos la intensidad de la corriente: Intensidad de la corriente I = …. mA = …. A Tensión total U = …. V Por medio de la intensidad de la corriente medimos la resistencia total del circuito en serie. U R tot = — = ........ ohm I Observamos que la resistencia total no se puede calcular como la suma de las resistencias individuales. Comparamos el resultado con la fórmula: _________ R tot = √ R R² + RC² EXPERIMENTO 3 Reemplazamos el condensador por la bobina con 800 espiras con el núcleo cerrado de hierro (núcleo en U con el núcleo corto de hierro, sujetos con un estribo de apriete) y repetimos el experimento. Los resultados son parecidos a los obtenidos en los experimentos con el condensador. Sin embargo, las desviaciones de la fórmula son considerables. La razón de la desviación es la resistencia de Ohm de la bobina, la cual no es tomada en cuenta. CONCLUSIÓN En un circuito en serie de resistencias de corriente alterna, como un condensador o una bobina, no es posible calcular la resistencia total como la suma de las resistencias parciales. La suma de las resistencias parciales no es tampoco igual a la resistencia total. INDICACIÓN En fuentes de alimentación con una salida de una tensión fija, es posible que la tensión suministrada difiera de la tensión nominal (tensión sin carga).


EL 4.12 RESISTENCIA DE OHM, BOBINA Y CONDENSADOR EN UN CIRCUITO DE CORRIENTE ALTERNA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 1kohm 1 condensador STB 2 microF 1 bobina STB 2x800 espiras 1 bobina roja 2x800 esp. 1 núcleo en U 1 núcleo corto de hierro 1 estribo de apriete 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación Determinaremos la resistencia total de un circuito en serie compuesto por una resistencia de Ohm, un condensador y una bobina. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Colocamos el núcleo cerrado de hierro (núcleo en U con núcleo corto de hierro, sujetos por el estribo de apriete) en la bobina 2x800 espiras. Utilizamos el voltímetro con el alcance de medida 10 V aprox. Con él medimos las tensiones individuales, así como la tensión total. Utilizamos el voltímetro con el alcance de medida 10 V aprox. Con él medimos las tensiones individuales, así como la tensión total. Utilizamos el amperímetro con el alcance de medida 30 mA aprox. Aplicamos 9 V de tensión alterna. EXPERIMENTO 1 Medimos las tensiones parciales y la tensión total. Tensión parcial en la resitencia de Ohm (voltímetro en A y B): UR = …. V Tensión parcial en el condensador (voltímetro en B y C): UC = …. V Tensión parcial en la bobina (voltímetro en C y D): UR = …. V Tensión total (voltímetro en A y D): Utot = …. V Calculamos la suma de las tensiones parciales y las comparamos con la tensión total. La suma de las tensiones parciales es mayor. EXPERIMENTO 2 Determinamos las resistencias. Para lo mismo debemos medir las intensidades de corriente en el circuito en serie. Los cocientes U/I nos dan los valores de la resistencia. Intensidad de corriente I = … mA = … A Resistencia de Ohm R = UR : I = …. Ohm Resistencia del condensador RC = UC : I = …. Ohm Resistencia de la bobina RL = UL : I = …. Ohm Resistencia total Rtot = UT : I = …. Ohm Tampoco la suma de las resistencias es igual a la resistencia total.


EXPERIMENTO 3 Determinamos la resistencia total del condensador y de la bobina. Para lo mismo medimos la tensión parcial en B y D y calculamos la resistencia. Tensión parcial en B y D: U CL = …. V Resistencia del circuito en serie CL: RCL = UCL : I = ….ohm La resistencia total del circuito en serie del condensador y la bobina es también menor que las resistencias parciales. CONCLUSIONES No podemos calcular la resistencia total de las resistencias de corriente alterna conectadas en serie como la suma de las resistencias parciales. Debido al desfasamiento que se da en las resistencias de corriente alterna necesitamos un cálculo de la resistencia total considerablemente más complicado. Podemos calcular la resistencia total por medio de la representación como números complejos (no tomamos en cuenta para eso la resistencia de Ohm de la bobina). i Z tot = R + i ωL + —— ωC El valor de la resistencia es entonces ______________ / i Z = √ R² + ( ωL + —— )² ωC INDICACIÓN En fuentes de alimentación con una salida de una tensión fija, es posible que la tensión suministrada difiera de la tensión nominal (tensión sin carga).


EL 4.13 FILTRO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 resistencia STB 500 ohm 1 condensador STB 1 microF 1 condensador STB 2 microF 1 instrumento de medida 1 generador de función 6 cables de conexión Fuente de alimentación En la electrotécnica, los filtros tienen la tarea de destacar determinados márgenes de frecuencias o de contenerlos. Investigaremos un filtro de paso bajo y uno de paso alto. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama 1. El voltímetro mide la tensión que se encuentra en la resistencia de Ohm y se utiliza con el alcance de medida 10 V. El generador de función debe proveer tensión alterna sinodal. Ajustamos la frecuencia primeramente a 3000 Hz. Ajustamos la tensión de salida del generador de función de tal manera que en la resistencia de Ohm se encuentre una tensión de 4 voltios. EXPERIMENTO 1 Cambiamos la frecuencia del generador de función de 3000 Hz a 100 Hz y observamos mientras tanto el voltímetro. A frecuencias bajas, el condensador posee una resistencia alta; en la resistencia de Ohm se encuentra una tensión baja. A frecuencias altas, la tensión en la resistencia de Ohm es mayor. Llamamos a este circuito „filtro de paso alto“, debido a que deja pasar altas frecuencias. EXPERIMENTO 2 Modificamos el circuito de acuerdo al diagrama 2. Dejamos la tensión aplicada sin cambio alguno. Comenzamos de nuevo la medición con la frecuencia de 3000 Hz y luego disminuimos lentamente la frecuencia hasta 100 Hz. Mientras tanto observamos el voltímetro. En este circuito, las frecuencias bajas pueden pasar con mayor facilidad. Debido a esto llamamos a este circuito „filtro de paso bajo“. CONCLUSIÓN A frecuencias bajas, el condensador posee una alta resistencia de corriente alterna y produce una alta caída de tensión, mientras que la caída de tensión en la resistencia de Ohm es pequeña. A altas frecuencias sucede lo contrario.


EL 5.1 PRINCIPIO DE LA RECTIFICACIÓN DOS VÍAS (CIRCUITO CENTRAL) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 500 ohm 1 LED-STB 2 diodos Si-STB 1 bobina STB 2x800 espiras 1 bobina roja 2x800 esp. 3 cables de conexión Fuente de alimentación Para la rectificación de dos vías utilizamos ambas posibilidades de polarización de la tensión alterna para corriente en direccción continua a través del consumidor conectado. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo a la ilustración. El consumidor es el diodo luminoso con resistencia en serie 500 W. El diodo deja pasar la corriente sólo en una dirección y prueba por lo tanto la rectificación. La bobina roja con 2x800 espiras debe tener un núcleo de hierro. Utilizamos tensión continua de 6 V. EXPERIMENTO 1 Conectamos el polo positivo de la fuente de tensión a A, el polo negativo a B. Todavía no utilizamos el cable de conexión de C a D. Retiramos el diodo D 2 y seguimos el camino de la corriente a través del consumidor. El encendido del diodo indica el flujo de corriente. EXPERIMENTO 2 Ahora conectamos el polo positivo de la fuente de tensión a B, el polo negativo a A. Retiramos el diodo D1 y conectamos el diodo D 2. También conectamos el cable de conexión de C a D. Seguimos de nuevo el camino de la corriente a través del cable de conexión y del consumidor (el LED). CONCLUSIÓN Ambas posibilidades de polarización originan un flujo de corriente en dirección continua a través del consumidor. INDICACIÓN Debido a la toma de corriente en el centro en la bobina, la tensión aplicada debe ser el doble de la tensión deseada en el consumidor.


EL 5.2 EMPLEO DE LA RECITFICACIÓN DE DOS VÍAS Material

1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 2 diodos Si-STB 1 condensador 1000 microF 1 bobina STB 2x800 esp. 1 bobina roja 2x800 esp. 1 núcleo en U con núcleo de hierro corto y estribo de apriete 1 conductor STB con manguito de conjuntores 1 auricular 1 bombilla 10V/0,05 A 1 instrumento de medida 5 cables de conexión Fuente de alimentación El experimento nos mostrará el empleo práctico del circuito central con tensión alterna. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo a la ilustración. La bobina roja 2x800 espiras posee el núcleo de hierro cerrado (núcleo en U con núcleo corto de hierro y estribo de apriete). Todavía no conectamos el condensador (1000 microF). El voltímetro indica la tensión efectiva en el consumidor. EXPERIMENTO 1 El zumbido en el auricular nos indica los cien semiperíodos por segundo. Al retirar un diodo escuchamos la disminución del tono hasta la octava inferior, debido a que ahora sólo fluyen 50 impulsos eléctricos por segundo. Tensión con sólo un diodo: …. V Tensión con ambos diodos: …. V EXPERIMENTO 2 Conectamos (de acuerdo a la polaridad) el condensador. Desaparece el tono en el auricular. Tensión en el consumidor: …. V CONCLUSIÓN En una rectificación, la tensión en el consumidor es el doble de aquella que tenemos al usar sólo un diodo. En el pulido con ayuda del condensador, la tensión en el consumidor aumenta hasta alcanzar el valor máximo de la tensión aplicada.


EL 5.3 CIRCUITO DE PUENTE Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 500 ohm 1 LED-STB 1 puente rectificador STB 1 condensador STB 1000 microF 1 conjuntor STB con manguito conjuntores 1 auricular 2 cables de conexión Fuente de alimentación CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Todavía no conectamos el condensador 1000 microF. Debemos poner atención a la conexión correcta del puente rectificador (todas las flechas deben indicar hacia arriba). EXPERIMENTO 1 Conectamos el polo positivo de la fuente de tensión en A, el polo negativo en B. Seguimos el camino de la corriente desde el polo positivo a través del consumidor (LED) hasta el polo negativo. El diodo, utilizado como consumidor, se enciende. Los LED en el módulo de puente rectificador indican el camino de la corriente. Dos LED se encienden. EXPERIMENTO 2 Conectamos el polo positivo de la fuente de tensión en B, el polo negativo en A. Seguimos el camino de la corriente desde el polo positivo a través del consumidor (Led) hasta el polo negativo. La corriente fluye de nuevo a través del consumidor. Se encienden ahora los otros dos LED del módulo de puente rectificador. EXPERIMENTO 3 Aplicamos tensión alterna. Se encienden todos los LED en el puente rectificador. Por el auricular escuchamos un zumbido. ¿De dónde viene? El zumbido proviene de los cien semiperídodos por segundo que fluyen a través del consumidor. La intensidad de corriente aumenta cien veces por segundo hasta el valor máximo y desciende de nuevo hasta cero. En el auricular escuchamos estas oscilaciones. EXPERIMENTO 4 Conectamos el condensador de acuerdo a la polaridad. ¿Por qué desaparce el zumbido? El condensador pule la tensión continua. CONCLUSIÓN El circuito de puente no necesita una tensión doble (como en el circuito central) pero sí cuatro módulos de rectificador (módulos) en vez de sólo dos.


EL 5.3.1 CIRCUITO DE PUENTES CON TENSIÓN EN TRIÁNGULO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 500 ohm 1 LED 1 puente rectificador STB 1 generador de función 4 cables de conexión Fuente de alimentación CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Debemos conectar correctamente el puente rectificador (todas las flechas deben indicar hacia arriba). Utilizamos el generador de función como fuente de tensión, conectándolo a una tensión alterna de 12 voltios. Ajustamos la amplitud a la tensión máxima. Como forma de oscilación escogeremos la oscilación senoidal. EXPERIMENTO 1 Escogemos la frecuencia más pequeña (0,1Hz) en el generador de función. Seguimos el recorrido de la corriente desde el polo positivo, a través del consumidor (LED) hasta el polo negativo. El diodo utilizado como consumidor se enciende. Los LED del módulo de puente rectificador indican el recorrido de la corriente. Dos LED se encienden. La dirección de la corriente cambia después del primer semiperíodo. Seguimos de nuevo el camino de la corriente del polo positivo al polo negativo. Por el consumidor fluye de nuevo la corriente. En el módulo de puente rectificador se encienden ahora los otros dos LED. EXPERIMENTO 2 Ahora aumentamos lentamente la frecuencia y observamos a qué frecuencia ya no podemos percibir la luz de los LED. Debido a la lentitud de nuestros ojos vemos a ambos LED alumbrar constantemente. CONCLUSIÓN Por medio del generador de función podemos observar el funcionamiento de un puente rectificador a diversas frecuencias. También podemos determinar la frecuencia límite, a partir de la cual ya no podemos percibir más la luz de los LED. Esta frecuencia límite es para el diodo luminoso individual de apoximadamente la mitad de la frecuencia límite de dos diodos luminosos del puente rectificador respectivamente.


EL 6.1 MULTIVIBRADOR BIESTABLE Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 transistor NPN, base dcha 1 transistor NPN, base izqda 2 bombillas 10 V/0,05 A 4 cables de conexión Fuente de alimentación Los elementos de acumulación electrónicos deben poseer dos estados estables. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Todavía no conectamos el conductor recto (sombreado con líneas) en el centro del circuito; lo conectamos durante el experimento en la posición A o B (las flechas lo indican). EXPERIMENTO Después de aplicar la tensión, una de las bombillas debe encenderse mientras que la otra no. Conectamos el conductor recto siempre del lado de la bombilla que no se enciende. De esta manera, el circuito se „vuelca“ hacia el otro estado estable. La bombilla que antes alumbraba se apaga mientras que la otra se enciende. CONCLUSIÓN El circuito posee dos estados estables: se enciende ya sea sólo la bombilla derecha o sólo la izquierda. De allí viene el nombre multivibrador „biestable“,


EL 6.2 DESCARGA DE UN CONDENSADOR Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 condensador STB 100 microF 1 condensador STB 1000 microF 1 transistor NPN, base izqda. 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Cuando se carga un condensador a través de una resistencia, se supone que el tiempo de descarga crecerá con la capacidad (ya que una capacidad mayor debe dejar pasar más cargas) y con el valor de resistencia (ya que una resistencia mayor deja pasar menos cargas por segundo). CONEXIÓN El condensador se carga si conectamos el conductor recto (sombreado con líneas) a L. Luego conectamos este conductor recto a E, con lo que el condensador se descarga a través de R y del diodo base-emisor. La bombilla se enciende mientras tanto. EXPERIMENTO Medimos constantemente el tiempo que transcurre desde el encendido de la bombilla (al conectar el conductor de L a E) hasta que ésta se apaga por completo. C = 100 microF, R = 10 kohm t = ........ segundos C = 1000 microF, R = 1 kohm t = ........ segundos C = 1000 microF, R = 10 kohm t = ........ segundos CONCLUSIÓN El tiempo de descarga aumenta con C y R.


EL 6.3 UN CONDENSADOR BLOQUEA LA CORRIENTE BÁSICA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 condensador 1000 microF 1 transistor NPN, base izqda 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Un condensador cargado a la inversa puede cerrar un transistor hasta que se descarga. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo a la ilustración. Después de aplicar la tensión (8 V de tensión continua) cargamos el condensador. Fluye corriente básica y la bombilla se enciende. Si giramos un condensador 180º, su lado cargado negativamente se encuentra en la base. Bloquea la corriente básica hasta que se agota la tensión negativa debido a la descarga del condensador a través de la resistencia 10 kohm. EXPERIMENTO Primero conectamos el condensador de acuerdo al diagrama de circuito y entonces lo giramos 180º hasta que la bombilla se encienda de nuevo. No se debe dejar conectado innecesariamente el condensador en la polaridad inversa (se puede dañar). CONCLUSIÓN Cuando el lado negativo del condensador se encuentra en la base, el transistor se bloquea hasta que el condensador se descarga.


EL 6.4 MULTIVIBRADOR MONOESTABLE Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 condensador STB 1000 microF 1 transistor NPN, base dcha 1 transistor NPN, base izqda 2 bombillas 10 V/0,05 A 4 cables de conexión Fuente de alimentación Monoestable quiere decir que solamente un estado es el durable. Si trasladamos el circuito de este estado al otro, éste regresa por sí mismo al primero. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Conectamos el conductor recto (sombreado con líneas) durante el experimento siempre sólo por un corto tiempo. Tenemos que poner atención a la polaridad correcta. EXPERIMENTO Después de aplicar la tensión, la bombilla derecha tiene que encenderse. Éste es el estado estable. Conectando brevemente el conductor recto (sombreado) se apaga la bombilla derecha y se enciende la izquierda. Después de retirar el conductor recto, sin embargo, el circuito vuelve al estado estable. CONCLUSIÓN También el multivibrador monoestable posee dos estados de circuito, pero sólo uno de ellos es estable.


EL 6.5 CIRCUITO INTERMITENTE Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 resistencia STB 1kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 condensador STB 100 microF 1 condensador STB 1000 microF 1 transistor NPN, base dcha 1 transistor NPN, base izqda 2 bombillas 10 V/0,05 A 4 cables de conexión Fuente de alimentación Este circuito se llama realmente „multivibrador inestable“. Quiere decir que no premanece en ningún estado duraderamente, sino que va de uno a otro. Esto lo podemos utilizar naturalmente para un circuito intermitente. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Utilizamos dos elementos RC con igual producto: R1 = 1 kohm, C 1 = 1000 microF y R 2 = 10 kohm, C 2= 100 microF. El producto de R y C es respectivamente 1000. Tenemos que poner atención a la correcta polaridad de los condensadores. EXPERIMENTO Después de aplicar 8 V de tensión continua, ambas bombillas se encienden alternativamente. CONCLUSIÓN Intentamos cambiar la frecuencia de intermitencia. Esta depende del valor de resistencia de la resistencia de Ohm y de la capacidad del condensador. Utilizando la resistencia trifásica en vez de la resistencia 10 kw podemos cambiar ligeramente el producto de R y C.


EL 6.6 MÚSICA DE MULTIVIBRADOR Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia trifásica 10 1 condensador STB 0,1 microF 1 condensador STB 1 microF 1 transistor NPN, base dcha 1 transistor NPN, base izqda 1 conductor STB con manguito de conjuntores 1 auricular 2 bombillas 10V/0,05 A 4 cables de conexión Fuente de alimentación Ohrhörer = auricular Si el proceso de volteo en el multivibrador inestable se realiza más rápidamente (utilizando elementos RC más pequeños), se llega al campo de las frecuencias acústicas. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Tenemos que girar primero la resistencia ajustable del elemento RC izquierdo completamente en el sentido de las agujas del reloj (valor de resistencia máximo). Aplicamos 8 V de corriente continua. EXPERIMENTO En el auricular escuchamos un tono, el cual podemos variarlo modificando la resistencia ajustable. Intentamos „tocar“ una escala y una melodía sencilla. CONCLUSIÓN Al disminuir el producto de R y C aumenta la frecuencia, obteniendo así un generador de frecuencia acústica. INDICACIÓN Si el tono se acaba y ambas bombillas alumbran, se interrumpe brevemente el circuito eléctrico (accionamos el interruptor de la fuente de alimentación) y luego se cierra nuevamente.


EL 6.7 MÚSICA DIRIGIDA POR LA LUZ Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 LDR-STB 1 condensador STB 0,1 microF 1 condensador STB 1 microF 1 transistor NPN, base dcha 1 transistor NPN, base izqda 1 conductor STB con manguito de conjuntores 1 auricular 2 bombillas 10 V/0,05 A 6 cables de conexión Fuente de alimentación * Ohrhörer: auricular En este nuevo „instrumento musical“, la altura del tono está determinada por la exposición a la luz. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Si conectamos la LDR a través de cables de conexión a un conductor STB interrumpido facilitaremos la variación de la exposición de la resistencia dependiente de la exposición (LDR). Aplicamos 8 V de corriente continua. EXPERIMENTO Podemos producir tonos altos y bajos dependiendo de la exposición de la LDR. Con un oscurecimiento diestro con la manos podemos producir melodías. ¿Por qué? INDICACIÓN Cada vez que el tono desaparece (debido a que el valor de resistencia de la LDR se vuelve demasiado pequeño), debemos desconectar brevemente la tensión continua y luego conectarla de nuevo.


EL 6.7.1 MÚSICA CONTROLADA POR LA TEMPERATURA Material 1 placa base 1 juego de módulos de conducción 2 módulos portalámparas 1 mód. resistencia 10 kohm 1 módulo NTC 1 mód. condensador 0,1 microF 1 mód. condensador 1 microF 1 transistor NPN, base dcha 1 transistor NPN, base izqda 1 módulo conductor con toma centrral 1 auricucar 2 bombillas 10V/0,05 A 6 cables de conexión Fuente de alimentación

*Ohrhörer: auricular Con este nuevo „instrumento musical“ se regula el tono de un sonido mediante el calentamiento de un componente. CONEXIÓN Montamos el circuito como indica la figura. La resistencia NTC tiene aproximadamente la temperatura ambiente. Conectamos la fuente de alimentación con una tensión de 8 V. EXPERIMENTO Calentamos la resistencia NTC con los dedos. Dependiendo de cómo sea el calentamiento oiremos tonos más agudos o más graves. Calentamos después la resistencia NTC con una cerilla, ¿Oímos un tono más grave o más agudo? ADVERTENCIA Cada vez que el tono se eleva (debido a que el valor de la resistencia NTC se hace demasiado bajo) debe desconectar la tensión continua y conectar de nuevo después de unos instantes.


EL 7.1 PRINCIPIO DEL CIRCUITO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 diodo Si-STB 1 condensador STB 0,1 microF 1 bobina STB 2x800 espiras 1 bobina roja 2x800 esp. 1 conductor STB con manguito de conjuntores 1 auricular 1 núcleo de hierro recto 2 cables de conexión Fuente de alimentación *Eisenkern verschieben: desplazar el núcleo Un circuito oscilante se compone de bobina y de condensador. Se llama así porque una carga eléctrica oscila de una placa de condensador a otra. El experimento nos muestra de una manera sencilla que realmente se produce tal oscilación. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. El condensador se carga con tensión alterna a través del diodo a un ritmo de 50 veces por segundo. Sin embargo, mientras tanto la carga oscila rápidamente de un lado a otro (en las pausas de una centésima de segundo durante los semiperíodos cerrados). EXPERIMENTO Introducimos lentamente en la bobina el núcleo de hierro recto y escuchamos en el auricular un tono, el cual es más alto que el zumbido ya conocido. Este zumbido es producido por la tensión alterna con 50 Hertz. Cambiando de posición el núcleo de hierro podemos variar la altura del tono. CONCLUSIÓN En un circuito oscilante oscilan cargas eléctricas. Introduciendo cada vez más el núcleo de hierro en la bobina disminuye la frecuencia de la oscilación („mayor inductividad“).


EL 7.1.1 CIRCUITO EN PARALELO DE RESONANCIA Material 1 panel de circuito 1 juego de conductores STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 condensador STB 800 espiras 1 bobina azul 800 esp. 1 núcleo en U 1 núcleo corto de hierro 1 estribo de apriete 2 instrumentos de medición 1 generador de función 8 cables de conexión Fuente de alimentación Estudiaremos la inductividad y la capacidad de un circuito en paralelo. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo a la ilustración. Colocamos el núcleo cerrado de hierro (núcleo en U con núcleo corto de hierro, sujetos por medio del estribo de apriete) en la bobina con 800 espiras. El amperímetro mide la intensidad de corriente total I o las intensidades parciales I 1 y 12 en los puntos 1 y 2. Además tenemos que intercambiar respectivamente el conductor recto STB con el conductor interrumpido STB, al cual está conectado el amperímetro. Utilizamos el amperímetro con el alcance de medida 10 V aprox. Aplicamos una tensión alterna de 12 V al generador de función. Este deberá proporcionar a continuación una oscilación senoidal con 100 Hz. Ajustamos la amplitud a una tensión máxima . EXPERIMENTO 1 Aumentamos lentamente la frecuencia a partir de 100 Hz y observamos el amperímetro, el cual mide la intensidad de corriente total. A una frecuencia determinada obtenemos un mínimo de intensidad de corriente. Esta frecuencia se llama „frecuencia de resonancia“. Mínimo de intensidad de corriente a unos …. Hz. Intensidad de corriente mínima: I = mA EXPERIMENTO 2 Nos aseguramos de que se produzca, simultáneamente con el mínimo de corriente, un máximo de tensión. EXPERIMENTO 3 Medimos ahora las intensidades de corriente parciales en la frecuencia de resonancia. Para lo mismo intercambiamos respectivamente un conductor recto STB con un conductor interrumpido STB, al cual está conectado el amperímetro. Intensidad de corriente parcial en la ramificación del condensador: I1 = …. mA Intensidad de corriente parcial en la ramificación de la bobina: I2 = ….. mA Las intensidades de corriente parciales son mayores que la intensidad de corriente total.


CONCLUSIÓN A una frecuencia determinada, la resistencia de corriente alterna del circuito en paralelo es máxima, y por lo tanto la intensidad de corriente total es mínima. Las intensidades de corriente parciales son mayores que la intensidad de corriente total debido a que las corrientes de ambas ramificaciones fluyen constantemente en direcciones contrarias.


EL 7.1.2 CIRCUITO EN SERIE DE RESONANCIA Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 condensador STB 1 microF 1 bobina STB 800 espiras 1 bobina azul 800 espiras 1 núcleo en U 1 núcleo corto de hierro 1 estribo de apriete 2 instrumentos de medida 1 generador de función 6 cables de conexión Fuente de alimentación Estudiaremos la inductividad y la capacidad de un circuito en paralelo. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Colocamos el núcleo cerrado de hierro (núcleo en U con núcleo corto de hierro, sujetos por medio del estribo de apriete) en la bobina 800 espiras. Aplicamos una tensión alterna de 12 V al generador de función. Este deberá proporcionar a continuación una oscilación senoidal con 100 Hz. Ajustamos la amplitud a una tensión máxima. El voltímetro mide la tensión en el circuito oscilante (conexiones A y C): utilizamos el voltímetro con el alcance de medida 10 aprox. Utilizamos el amperímetro con el alcance de medida 30 mA aprox. EXPERIMENTO 1 Aumentamos lentamente la frecuencia a partir de 100 Hz y observamos el amperímetro. A una frecuencia determinada obtenemos un mínimo de intensidad de corriente. Máximo de intensidad de corriente a unos …. Hz. Intensidad de corriente de resonancia: …. mA = …. A. EXPERIMENTO 2 Nos aseguramos de que se produzca, simultáneamente con el máximo de corriente, un máximo de tensión entre A y C. EXPERIMENTO 3 Medimos ahora las intensidades de corriente parciales en la frecuencia de resonancia en la bobina y en el condensador. Tensión parcial en la bobina (conexiones A y C): U1 = …. V Tensión parcial en el condensador (conexiones B y C): U2 = …. V Ambas tensiones parciales son mayores que la tensión total. CONCLUSIÓN A una frecuencia determinada, la resistencia total es máxima, y por lo tanto la intensidad de corriente es mínima.


EL 7.2 OSCILACIONES NO AMORTIGUADAS Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 condensador 1000 microF 1 transistor base izqda 1 bobina STB 2x800 esp. 1 bobina STB 800 espiras 1 bobina roja 2x800 espiras 1 bobina azul 800 esp. 1 conductor STB con manguito 1 auricular 1 núcleo en U con núcleo de hierro corto y estribo de apriete 1 aparato de medición 4 cables de conexión Fuente de alimentación Oscilaciones no amortiguadas pueden originarse al compensarse la pérdida de energía después de cada oscilación. El aquí utilizado acoplamiento de regeneración se basa en que el transistor se convierte en conductor en el momento apropiado, con lo que es posible compensar la pérdida de energía del condensador después de cada oscilación. CONEXIÓN El circuito oscilante se compone de la bobina con 2x800 espiras y el condensador. La bobina de acoplamiento de regeneración con 800 espiras transmite la tensión que opera al transistor a la base y al emisor, mientras que un regulador de tensión básico se encarga del correcto punto de trabajo. Equipamos ambas bobinas con un núcleo cerrado de hierro (núcleo en U con el núcleo corto de hierro sujetos con el estribo de apriete). Aplicamos 5 V de tensión continua. EXPERIMENTO Primero giramos la resistencia ajustable completamente en el sentido de las agujas del reloj y luego lentamente contra el sentido de las agujas del reloj hasta que se produzca la oscilación. La bombilla muestra los impulsos de recarga del condensador mientras que el instrumento de mediciones muestra la tensión que oscila peródicamente en el condensador. CONCLUSIÓN Un condensador con capacidad mayor C y una bobina con núcleo cerrado de hierro (mayor inductividad) originan oscilaciones relativamente lentas.


EL 7.3 MÚSICA LC Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 condensador STB 1microF 1 condensador STB 0,1 microF 1 transistor NPN, base izqda 1 bobina STB 2x800 espiras 1 bobina STB 800 espiras 1 bobina roja 2x800 esp. 1 bobina azul 2x800 esp. 1 conductor STB con manguito de conjuntores 1 auricular 1 núcleo en U con núcleo corto de hierro y estribo de apriete 2 cables de conexión Fuente de alimentación La frecuencia de las oscilaciones depende del producto de la inductividad L de la bobina y la capacidad C del condensador. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Utilizamos la bobina sin núcleo cerrado de hierro. Así obtenemos una inductividad menor. Insertamos el núcleo corto de hierro en la bobina con 2x800 espiras. Conectamos el condensador 1 microF (después 0,1 microF). Aplicamos 5 V de tensión continua. EXPERIMENTO Giramos la resistencia ajustable primero completamente en el sentido de las agujas del reloj, luego lentamente contra el sentido de las agujas del reloj, hasta que escuchemos en el auricular un tono. Movemos bruscamente el núcleo recto de hierro dentro de la bobina, de tal manera que se produzca una escala. Con el condensador 0,1 microF aumenta considerablemente la altura de tono (frecuencia). CONCLUSIÓN Con un producto apropiado L y C obtenemos un generador de frecuencia.


EL 8.1 LA RESISTENCIA DEL CUERPO HUMANO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 conductor STB interrumpido con dos manguitos 1 transistor NPN, base izqda 1 transistor NPN, base dcha 2 bombillas 10V/0,05 A 2 pinzas de cocodrilo con clavija de vástagos 2 cables de conexión Fuente de alimentación El cuerpo humano posee a tensiones bajas un valor de resistencia de varos cientos kiloohmios, por lo que facilita como resistencia básica corriente básica insuficiente para operar el transistor. El circuito de Darlington utiliza la corriente de colector débil del primer transistor como corriente básica para un segundo transistor, con lo que se logra una amplificación considerable. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Todavía no conectamos el transistor derecho. Fijamos dos pinzas de cocodrilo con clavija de vástagos a los manguitos del módulo de enchufe con conductor interrumpido. Aplicamos 8 V de tensión continua. EXPERIMENTO 1 Tocamos las pinzas de cocodrilo con los dedos secos de cada mano respectivamente. La corriente básica es demasiado débil, la bombilla no se enciende. EXPERIMENTO 2 Reemplazamos el conductor recto (sombreado) por un conductor curvado. Así obtenemos el circuito de Darlington. La corriente colector-emisor del primer transisor fluye a través de la base del segundo transistor. El contacto de las pinzas de cocodrilo enciende la bombilla derecha. CONCLUSIÓN Con el circuito de Darlington podemos obtener una amplificación de corriente muy grande.


EL 8.1.1 UNA FASE DE TRANSISTOR CONTROLA A UNA SEGUNDA FASE Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 resistencia variable STB 10 kohm 1 transistor NPN, base izqda 1 transistor NPN, base dcha 2 bombillas 10V/0,05 A 2 pinzas de cocodrilo con clavija de vástagos 2 instrumentos de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación Existen varias posibilidades para el trabajo conjunto de dos transmisores. En este experimento, la tensión de colector de la primera fase controla a la segunda fase. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. La primera fase muestra un circuito normal de transistor con regulador de tensión básica (resistencia 10 kohm y resistencia trifásica 10 kohm). Llevamos el conductor de mando desde el colector del primer transistor hasta la resistencia básica del segundo transistor a través del amperímetro (alcance de medida 30 mA =). El voltímetro mide la tensión de colector del primer transistor y lo utilizamos con el alcance de medida 10 V =. Aplicamos 10 voltios de tensión continua. EXPERIMENTO 1 Giramos el botón de mando de la resistencia trifásica completamente en el sentido de las agujas del reloj (valor máximo de resistencia). Se enciende la bombilla izquierda; la derecha no se enciende. Tensión de colector del primer transistor: …. V Corriente básica hacia el segundo transistor: …. mA EXPERIMENTO 2 Ahora giramos el botón de mando de la resistencia trifásica completamente, pero contra el sentido de las agujas del reloj, hasta que se apague la bombilla izquierda y se encienda la bombilla derecha. Las dos fases de transistor conmutan. Tensión de colector del primer transistor: …. V Corriente básica hacia el segundo transistor: …. mA CONCLUSIÓN Cuando el primer transistor T 1 conduce, toda la tensión se encuentra en la bombilla por la que fluye la corriente. Por esa razón la tensión de colector es baja. Debido a esto no puede fluir una corriente básica hacia el segundo transistor y éste se encuentra cerrado. Cuando el primer transistor cierra, la bombilla no provoca ninguna caída de corriente (ya que I = 0 es también U = R · I = 0). La tensión de colector es alta, no fluye ninguna corriente básica hacia el segundo transistor y éste conduce.


EL 8.2 DETERMINACIÓN AUTOMÁTICA DEL NIVEL DE UN LÍQUIDO Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 conductor STB interrumpido con dos manguitos 1 resistencia STB 500 ohm 1 transistor NPN, base izqda 1 transistor NPN, base dcha 1 zumbador STB 1 bombilla 10V/0,05 A 1 cilindro graduado 1 vaso de precipitados 4 cables de conexión Fuente de alimentación Agua Cuando llenamos un recipiente con un líquido, deseamos a menudo un aviso cuando se ha alcanzado un nivel determinado. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. El circuito es de Darlington. Fijamos dos cables de conexión al módulo de enchufe interrumpido. En el otro extremo se asoman los enchufes en el vaso vacío de precipitados. EXPERIMENTO Vertimos agua con un cilindro graduado en el vaso de precipitados. Cuando el agua alcanza ambos electrodos (los enchufes de los cables de conexión) se enciende la bombilla. La bombilla puede ser sustituida por un zumbador. CONCLUSIÓN El circuito de Darlington posibilita un aviso del alcance de un nivel de un líquido también con líquidos que no son buenos conductores.


EL 8.3 DETECTOR DE MENTIRAS Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 conductor STB interrumpido con dos manguitos 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 transistor NPN, base izqda 1 transistor NPN, base dcha 1 bombilla 10V/0,05 A 2 pinzas de cocodrilo con clavija de vástagos 2 cables de conexión Fuente de alimentación El famoso detector de mentiras se basa en lo siguiente: al excitarse una persona aumenta la humedad de la piel con lo que su valor de resistencia disminuye. CONEXIÓN Construiremos el circuito de acuerdo al diagrama. Conectamos resistencias adicionales en el circuito de Darlington. Fijamos dos pinzas de cocodrilo con clavijas de vástagos a los conductores STB interrumpidos. Ajustamos con ayuda de la resistencia ajustable de tal manera que al tocar las pinzas de cocodrilo con los dedos secos la bombilla no se encienda. Aplicamos 8 V de corriente continua. Tocamos las pinzas de cocodrilo sin presionarlas demasiado. EXPERIMENTO Si al tocar las pinzas de cocodrilo no se enciende la bombilla o lo hace sólo débilmente, humedecemos los dedos y tocamos de nuevo las pinzas de cocodrilo. Ahora sí se enciende la bombilla. CONCLUSIÓN El circuito de Darlington puede detectar el humedecimiento de la piel. Ese es el principio de un detector de mentiras.


EL 8.4 AMPLIFICADOR DE MICRÓFONO Material 1 panel de icrcuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 conductor interrumpido STB con dos manguitos 1 resistencia STB 500 ohm 1 resistencia STB 47 kohm 1 transistor NPN, base izqda 1 condensador STB 1 mircroF 1 conductor STB con manguito de conjuntores 1 bombilla 10V/0,05 A 1 micrófono 1 auricular 4 cables de conexión Fuente de alimentación Estudiaremos un circuito sencillo para la ampliación de oscilaciones de la voz. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. El micrófono de carbón se encuentra en serie con la resistencia 500 ohm en la tensión de régimen (8V – 10V). Debido a las oscilaciones de la voz surgen variaciones de la tensión, y éstas pasan por el condensador hacia la base, la cual recibe a través de la resistencia 47 kohm una corriente continua básica para el ajuste del punto de trabajo. Conectamos el auricular al circuito de colector por medio del módulo con manguito de conjuntores. El condensador mantiene alejada la corriente continua básica de la señal a amplificar. El auricular deberá ser utilizado por una persona distinta a la que habla por micrófono. EXPERIMENTO Golpeamos el micrófono con el dedo o decimos algo por el micrófono. El auricular hace audibles las oscilaciones amplificadas. CONCLUSIÓN Para la ampliación de la voz se conduce la tensión a ampliar a través de un condensador a la base y emisor de un transistor. La señal amplificada es recibida en la ramificación del colector.


EL 8.5 AMPLIFICADOR DIFERENCIAL Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 portalámparas STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 rsistencia STB 10 kohm 1 potenciómetro STB 470 ohm 1 transistor NPN, base izqda 1 transistor NPN, base dcha 2 bombillas 10V/0,05 A 2 instrumentos de medida 8 cables de conexión Fuente de alimentación El amplificador diferencial es la base para los muchos y diferentes tipos de amplificadores operacionales, los cuales son utilizados hoy día en la electrónica. CONEXIÓN Montaje de acuerdo al diagrama. Conectamos el polo positivo de la fuente de tensión con tres puntos del circuito: a través de la bombilla con los contactos del colector y a través de la resistencia 10 kohm con el mango medio del potenciómetro. Ambos emisores se encuentran a través de la resistencia 100 ohm en el polo negativo. Si el mango del potenciómetro se encuentra exactamente en la mitad, entonces se encuentra en ambos contactos básicos la misma tensión de entrada. Girando el mango podemos producir una diferencia de tensión en los contactos básicos. Tomamos la tensión de salida de ambos contactos de colector de los transistores. Aplicamos 12 voltios de tensión continua. EXPERIMENTO 1 Ajustamos el potenciómetro de tal manera que el voltímetro A (alcance de medida 10 V =), el cual indica la „tensión de salida“ entre los contactos de colector, indique la tensión 0 voltios. Medimos con el voltímetro E también la „tensión de entrada“ entre los contactos básicos (alcance de medida del voltímetro 0,3 V =). Tensión de entrada: …. V EXPERIMENTO 2 Giramos el botón giratorio del potenciómetro en ambas direcciones. Al girar hacia la derecha se enciende la bombilla superior con más claridad y la superior se oscurece. Análogamente, el voltímetro A indica tensión positiva y negativa. EXPERIMENTO 3 Determinaremos el factor de amplificación. Cambiamos el alcance de medida del voltímetro A a 3 V=. Ajustamos la tensión de salida con el potenciómetro a exactamente 1 V. Leemos la tensión de entrada en el voltímetro E: Tensión de entrada U E1 = …. mV Ahora ajustamos la tensión de salida a 3 V y leemos de nuevo la tensión de entrada: Tensión de entrada U E2 = …. mV


Calculamos la diferencia entre las tensiones de salida y la diferencia entre las tensiones de entrada. El cociente de ambas diferencias nos da el factor de amplificación. Diferencia de las tensiones de salida: 2 V Diferencia de las tensiones de entrada: UE2 - UE1 = ….. mV Cociente: …. El cociente lo denominamos „amplificación en contrafase“. CONCLUSIÓN Un amplificador diferencial amplifica la diferencia entre las tensiones en los contactos básicos de dos transistores


EL 8.6 UN INDUCIDO DEL MOTOR DA A CONOCER SU POSICIÓN Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 transistor NPN, base izqda 1 bobina STB 2x800 espiras 1 bobina roja 2x800 espiras 1 bombilla 10 V/0,05 A 1 núcleo de hierro, cilíndrico 1 vaina de cojinete 1 aguja con enchufe 2 cables de conexión Fuente de alimentación El experimento nos mostrará la forma en que el inducido de un motor da a conocer su posición. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Colocamos el núcleo de hierro en la bobina 2x800 espiras y conectamos ésta frente a la base del transistor. Frente al núcleo de hierro rota la barra imantada, la cual se compone de ambas barras imantadas sujetas por la vaina de cojinete; colocamos la barra imantada sobre la aguja con enchufe. La aguja con enchufe se encuentra en un conductor STB recto con manguito, el cual enchufamos en el panel de circuito. Aplicamos 10 voltios de tensión continua. EXPERIMENTO La barra imantada no se mueve por el momento. Ajustamos la resistencia variable de tal manera que la bombilla alumbre con media intensidad. Entonces hacemos rotar a la barra imantada. Al acercar el polo norte se debilita la corriente de colector mientras que al acercar el polo sur aumenta la misma. La causa de esto es la inducción en la bobina. CONCLUSIÓN La inducción hace posible que el circuito de transistor conozca la posición instantánea del inducido.


EL 8.7 MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA SIN COLECTOR Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 resistencia STB 10 kohm 1 resistencia variable 10 kohm 1 transistor NPN, base izqda 1 bobina STB 800 espiras 1 bobina STB 2x800 esp. 1 bobina azul 800 espiras 1 bobina roja 2x800 esp. 1 núcleo hierro, cilíndrico 1 núcleo en U 2 barras imantadas 1 vaina de cojinete 1 aguja con enchufe 1 bombilla 10 V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación En un motor de corriente continua sin colector, un circuito de amplificación de transistor realiza la función del colector. El aviso de la posición del inducido se utiliza para regular la corriente en la bobina de campo de tal manera que al acercar un polo magnético del inducido (rotor) éste sea atraído, mientras que al alejar dicho polo se desconecte la corriente. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Colocamos el núcleo cilíndrico de hierro en la bobina con 2x800 espiras y conectamos ésta frente a la base del transistor. Deslizamos el núcleo en U en la bobina con 800 espiras. La barra imantada, la cual se compone de ambas barras imantadas sujetas por la vaina de cojinete y se coloca sobre la aguja con enchufe, rota entre ambos núcleos de hierro. La aguja con enchufe se encuentra en el conductor STB recto con manguito, el cual enchufamos en el panel de circuito. La barra imantada no se mueve por el momento. Ajustamos la resistencia variable 10 kohm de tal manera que la bombilla alumbre aproximadamente con media intensidad. Esta posición de la resistencia variable ya no será modificada. EXPERIMENTO Hacemos girar la barra imantada. Observamos que la bombilla alumbra con diversa claridad, dependiendo de cómo cambia la corriente básica debido a la tensión de inducción en la bobina con 2x800 espiras. Ajustando correctamente el punto de trabajo y teniendo una polaridad correcta en la bobina, la barra imantada rota por sí misma. CONCLUSIÓN El circuito representa un sistema de acoplamiento regenerativo sencillo. El inducido rotativo regula por sí mismo su impulso por medio del circuito de amplificación. INDICACIÓN La bombilla no solamente sive para indicar la variación de la corriente de colector, sino que también para limitar la corriente y por lo tanto para limitar también el número de revoluciones, para así mantener el imán del rotor en la vaina de cojinete.


EL 9.1 CONEXIÓN LÓGICA Y (AND) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 2 interruptores STB 1 bombilla 10 V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Los circuitos lógicos conectan intensidades de entrada bivalentes con una intensidad de salida bivalente. Las intensidades de entrada son, en este experimento, 2 interruptores A y B, los cuales pueden aceptar los dos estados:

1. Interruptor cerrado, corresponde a ALTO (H) 2. Interruptor abierto, corresponde a BAJO (L)

La intensidad de salida C está representada por medio del encendido (ALTO) o el no encendido (BAJO) de una bombilla C. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Ambos interruptores se encuentran a continuación abiertos. Aplicamos 10 voltios de tensión continua. La bombilla no se enciende todavía. EXPERIMENTO Cerramos siempre solamente un interruptor y observamos la bombilla. No se enciende, debido a que el circuito eléctrico no se encuentrra cerrado. Luego cerramos ambos interruptores. La bombilla se enciende. Colocamos los resultados en una tabla, tomando H por ALTO y L por Bajo. A H H L L B H L H L C … … … … CONCLUSIÓN En el circuito Y la intensidad de salida se encuentra en ALTO solamente cuando ambas intensidades de entrada se encuentran en ALTO.


E 9.2 CONEXIÓN LÓGICA O (OR) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 2 interruptores STB 1 bombilla 10 V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Los circuitos lógicos conectan intensidades de entrada bivalente con una intensidad de salida bivalente. Las intensidades de entrada son, en este experimento, dos interruptores A y B, los cuales pueden aceptar los dos estados:

1. Interruptor cerrado, corresponde a ALTO (H) 2. Interruptor abierto, corresponde a BAJO (L) La intensidad de salida C está representada por medio del encendido (ALTO) o no encendido (BAJO) de una bombilla C. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Ambos interruptores se encuentran a continuación abiertos. Aplicamos 10 voltios de tensión continua. La bombilla no se enciende todavía. EXPERIMENTO Cerramos un interruptor respectivamente y observamos la bombilla. Esta se enciende tan pronto como cerramos un interruptor. Si cerramos ambos interruptores, la lamparita también se enciende. Colocamos los resultados en una tabla, tomando H por ALTO y L por BAJO. A H H L L B H L H L C … … … … CONCLUSIÓN En el circuito O, la intensidad de salida se encuentra en el estado ALTO cuando por lo menos una de las intensidades de entrada se encuentra en ALTO.


EL 9.3 CONEXIÓN LÓGICA NO (NOR) Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 portalámparas STB 1 interruptor STB 1 resistencia STB 100 ohm 1 bombilla 10V/0,05 A 2 cables de conexión Fuente de alimentación Los circuitos lógicos conectan intensidades de entrada bivalentes con una intesidad de salida bivalente. Las intensidades de entrada son, en este experimento, dos interruptores A y B, los cuales pueden aceptar los dos estados:

1. Interruptor cerrado, corresponde a ALTO (H) 2. Interruptor abierto, corresponde a BAJO (L)

La intensidad de salida C está representada por medio del encendido (ALTO) o el no encendido (BAJO) de una bombilla C. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. El interruptor se encuentra en paralelo con la bombilla y se encuentra abierto a continuación. La resistencia 100 ohm se encuentra conectada en serie con el circuito en paralelo compuesto por el interruptor y la bombilla. Aplicamos 10 voltios de corriente continua. La bombilla se enciende. EXPERIMENTO Cerramos el interruptor y observamos la bombilla. Esta no se enciende, ya que el circuito cerrado representa un cortocircuito. Abrimos de nuevo el interruptor. La bombilla se enciende. Colocamos los resultados en una tabla, tomando H por ALTO y L por BAJO. A H L C … … CONCLUSIÓN En el circuito NO, la intensidad de salida se encuentra en el estado ALTO cuando la intensidad de salida se encuentra en BAJO.


EL 9.4 CIRCUITO AND Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 LED STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 instrumento de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación Los circuitos lógicos conectan estados binarios en las entradas con estados binarios en una salida. Los estados binarios son ALTO (tensión 8-10 V, señalado con H) y BAJO (tensión 0-2 V, señalado con L). CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Colocamos las entradas A y B en BAJO conectando con el conductor positivo a ALTO o conectando con el conductor negativo, al cual se refieren todas las tensiones. El voltímetro indica el estado en la salida C y se utiliza con el alcance de medida 10 V =. Ambas entradas deben ser siempre ALTO o BAJO, lo que quiere decir que los cables de conexión siempre deben estar conectados. EXPERIMENTO Probamos sucesivamente todas las posibilidades para el estado en ambas entradas. Colocamos los resultados en una tabla. En la tabla H simboliza a ALTO y L a BAJO. A H H L L B H L H L C … … … … CONCLUSIÓN En el circuito AND, la salida se encuentra en ALTO solamente cuando A y B también se encuentran en ALTO.


EL 9.5 CIRCUITO OR Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 LED STB 1 resistencia STB 1 kohm 1 instrumento de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación Los circuitos lógicos conectan estados binarios en las entradas con estados binarios en una salida. Los estados binarios son ALTO (tensión 8-10 voltios, señalado con H) y BAJO (tensión 0-2 voltios, señalado con L). CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Colocamos las entradas A y B en BAJO conectando con el conductor positivo a ALTO o conectando con el conductor negativo, al cual se refieren todas las tensiones. El voltímetro indica el estado en la salida C y se utiliza con el alcance de medida 10 V=. Ambas entradas deben ser siempre ALTO o BAJO, lo que quiere decir que los cables de conexión siempre deben estar conectados. EXPERIMENTO Probamos sucesivamente todas las posibilidades para el estado en ambas entradas. Colocamos los resutados en una tabla. En la tabla, H simboliza a ALTO y L a BAJO. A H H L L B H L H L C … … … … CONCLUSIÓN En el circuito OR, la salida se encuentra en ALTO cuando por lo menos una de las dos entradas se encuentra en ALTO.


EL 9.6 CIRCUITO NOT Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 1 resistencia STB 500 ohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 transistor NPN, base izqda 1 instrumento de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación El circuito NOT debe causar que la salida C siempre posea un estado contrario al de la entrada. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Colocamos la entrada A en BAJO conectando con el conductor positivo a ALTO o conectando con el conductor negativo, al cual se refieren todas las tensiones. El voltímetro indica el estado en la salida C. La entrada debe ser siempre ALTO o BAJO, lo que quiere decir que el cable de conexión siempre debe estar conectado. EXPERIMENTO Probamos ambas posibilidades para el estado de la intensidad de entrada A. Colocamos los resultados en una tabla. En la tabla, H simboliza a ALTO y L a BAJO. A H L C ........ ........ EXPLICACIÓN Cuando colocamos A a ALTO fluye corriente básica y el transistor conduce. El transistor conductor trabaja como un interruptor cerrado, en el cual no se da una caída de tensión (C es BAJO). Cuando el transistor cierra (A es BAJO) toda la tensión se encuentra en el transistor como si aquél fuera un interruptor abierto (C es ALTO). CONCLUSIÓN En el circuito NOT, la salida muestra siempre el estado contrario al de la entrada. Esto se puede lograr mediante un circuito de transistor apropiado.


EL 9.7 CIRCUITO NAND Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 LED STB 1 resistencia STB 500 ohm 1 resistencia STB 1kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 transistor NPN, base izqda 1 instrumento de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación El circuito NAND está compuesto por una combinación de los circuitos AND y NOT. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Colocamos las entradas A y B en BAJO conectando con el conductor positivo a ALTO o conectando con el conductor negativo, al cual se refieren todas las tensiones. El voltímetro indica al estado en la salida C. Ambas entradas deben ser siempre ALTO o BAJO, lo que quiere decir que los cables de conexión siempre deben estar conectados. EXPERIMENTO Probamos sucesivamente las cuatro posibilidades para el estado de ambas intensidades de entrada. Colocamos los resultados en una tabla. En la tabla, H simboliza a ALTO y L a BAJO. Comparamos los resultados con los resultados de un circuito AND. A H H L L B H L H L C ........ ........ ........ ........ A AND B H L L L CONCLUSIÓN El circuito NAND causa la inversión del circuito AND (negación). NOT AND se abrevia con NAND. La salida se encuentra en ALTO si solamente una de las entradas o bien ninguna de ellas se encuentra en ALTO. Si ambas entradas son ALTO, entonces la salida es BAJO.


EL 9.8 CIRCUITO NOR Material 1 panel de circuito 1 juego conductores STB 2 LED STB 1 resistencia STB 500 ohm 1 resistencia STB 1 kohm 1 resistencia STB 10 kohm 1 transistor NPN base izqda 1 instrumento de medida 6 cables de conexión Fuente de alimentación El circuito NOR está compuesto por una combinación de los circuitos OR y NOT. CONEXIÓN Construimos el circuito de acuerdo al diagrama. Colocamos las entradas A y B en BAJO conectando con el conductor positivo a ALTO o conectando con el conductor negativo, al cual se refieren todas las tensiones. El voltímetro muestra el estado en la salida C. Ambas entradas deben ser siempre ALTO o BAJO, lo que quiere decir que los cables de conexión siempre deben estar conectados. EXPERIMENTO Probamos sucesivamente las cuatro posibilidades para el estado de ambas intensidades de entrada. Colocamos los resultados en una tabla. En la tabla, H simboliza a ALTO y L a BAJO.Comparamos los resultados con los resultados de un circuito AND. A H H L L B H L H L C ........ ........ ........ ........ A OR B H H H L CONCLUSIÓN El circuito NOR causa la inversión del circuito OR. NOT OR se abrevia con NOR. La salida se encuentra en ALTO solamente si ambas entradas se encuentran en BAJO.


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