Texto guia de electronic

Primer Nivel

Castillo Anahi, Vera Erick 2019

C:\Users\marco\Downloads\Plantilla_Word_3

- ELECTRÓNICA

INDICE

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- ELECTRÓNICA

El equipo comunitario de trabajo de grado plantea el siguiente texto guía como propuesta para fortalecer las capacidades y destrezas de los participantes al incorporar estrategias innovadoras que permitan desarrollar su análisis critico y reflexiv o.

Asi también fortaleciendo la identidad cultural a partir de acciones, que articulen lo educativ o con los procesos de v ida, la dinámica productiv a, económica, cultural, lingüística y sociopolítica de las personas, familias, comunidades y organizaciones sociales de esta forma los participantes coadyuv aran en la transformación de la realidad de la v ida de las comunidades del contexto territorial incidiendo en la relación armónica con la Madre Tierra y el Cosmos.

En el marco de lo expuesto, presentamos el presente documento como Guia para el desarrollo curricular en Centros de Educación Alternativ a, que contempla Educación de Personas Jóv enes y Adultas - EPJA, y Educación Permanente - EDUPER

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- ELECTRÓNICA

El Presente texto plantea estrategias metodológicas innov adoras que fomentan el buen uso de los equipos tecnológicos, para un mejor aprov echamiento del proceso enseñanza aprendizaje. Asi también se tiene los objetiv os holistiv os por modulo y por unidad.

Se sugiere que el lector tenga instalada alguna aplicación de lectura de códigos QR, ya que en div ersos apartados, habran autoev aluaciones donde se podrá acceder escaneando el código que aparezca .

Para acceder al texto de forma v irtual se sugire escanee el siguiente codigo

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- ELECTRÓNICA

ELECTRONICA BASICA Desarrollamos habilidades de inv estigación y analisis , para conocer los componentes basicos de la electrónica y las diferentes tecnicas de soldadura y desoldadura en el montaje de una fuente de alimentacion para v alorar el aprov echamiento de los dispositiv os electronicos en el proceso de enseñanza aprendizaje

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- ELECTRÓNICA

Fortalecemos la responsabilidad y trabajo en equipo, a trav es del estudio de los componentes basicos de la electronica, elaborando muestrarios de los mismos para el desarrollo de los procesos técnicos tecnológicos en la comunidad.

Partimos desde la experiencia con una lluvia de ideas y respondemos las siguientes preguntas:

¿Qué componentes electrónicos conoces? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

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- ELECTRÓNICA ¿En que artefactos de uso común se puede encontrar dichos componentes ? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

INTRODUCCION Se denomina componente electrónico a aquel dispositiv o que forma parte de un circuito electrónico, se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.

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- ELECTRÓNICA Clasificación de los Componentes Electrónicos:  Según su estructura física: Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.

Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.  Según el material base de fabricación: Semiconductores: Son todos aquellos en los que se usa material semiconductor del tipo P y/o del tipo N con el agregado o no de impurezas.

Entran en esta categoría diodos, transistores, diacs, tiristores, triacs, circuitos integrados.

No semiconductores: No se utiliza ningún material semiconductor en su construcción.

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- ELECTRÓNICA  Según su función se pueden clasificar en: Sensores: Recogen información sobre un proceso. Pueden ser Discretos, tienen una cantidad de salidas de información determinadas, en señal digital. Por ejemplo los finales de carrera, pulsadores, scaler o ser Continuos, tienen infinitas posibilidades de salida de información en señal analógica. Por ejemplo los LDRs, PTCs, potenciónetros, fototransistores.

Actuadores: Actúan para modificar el proceso Ejemplo de ellos son los motores, leds, resistencias, lámparas, zumbadores, etc Controladores: Controlan el procesocomo integrados de compuertas lógicas, amplificadores operacionales, pics, microcontroladores, PLCs, etc  Según su funcionamiento se pueden clasificar en: Pasivos: No realizan ganancia, limitan el paso de la corriente, protegen y/o unen los componentes activ os como resistores, condensadores o inductores. Lo son también los interruptores, fusibles, relay o transductores Resistores: Pueden ser fijos (No se pueden ajustar su v alor de fábrica) o v ariables; existen diferentes tipos según su construcción: De película, de alambre, cerámicos, etc cada uno tiene características eléctricas diferentes

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- ELECTRÓNICA Un potenciómetro es un resistor cuyo v alor de resistencia puede ser ajustado.

Los reóstatos tienen un terminal del extremo libre y se comportan como resistores v ariables.

LDRs: Son resistores cuyo v alor óhmico depende de la luz que incide sobre ellos. Una de las aplicaciones más común es el uso en fotocontroles para alumbrado público

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- ELECTRÓNICA Termistores: Su resistencia depende de la temperatura a la que se encuentra, pueden ser de 2 tipos:

Capacitores: Los capacitores son básicamente dos placas de un material conductor separadas a una distancia por un elemento dieléctrico pueden ser fijos o v ariables(también llamados tandem o trimmer permiten ajustar su v alor dentro de un rango para el cual fueron fabricados.)

.

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- ELECTRÓNICA

Bobinas e inductores: Son arrollamientos de un conductor sobre una horma, pueden tener núcleo de aire, hierro o ferrite cuya función es dificultar el paso de corrientes pulsantes o de cierta frecuencia.

Interruptores: Permiten o niegan el acceso de energía al circuito.

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- ELECTRÓNICA Relés o relays: son interruptores controlados por un electroimán para el control de potencias elev adas cuando es necesario.

Fusibles: Protegen elementos electrónicos de sobrecargas de tal manera que se sacrifica por el circuito.

Transformadores: Se denomina transformador a un dispositiv o eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico

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- ELECTRÓNICA de corriente alterna, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética.

Está constituido por dos bobinas de material conductor, dev anadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente.

Activos: Son capaces de excitar, amplificar o controlar un circuito como diodos, transistores o circuitos integrados Diodos

Transistores

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- ELECTRĂ“NICA Circuitos Integrados

Reflexionamos comunidad.

las

diferentes

aplicaciones

en

la

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- ELECTRÓNICA .…………………………………………………………………..... ……………………………………………………………………... ……………………………………………………………………... ……………………………………………………………………... ……………………………………………………………………...

Elaboramos muestrarios de los diferentes componentes.

Ejemplo

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- ELECTRÓNICA

Evaluamos lo aprendido

Mediante el uso de tu teléfono móvil, escanea el siguiente código QR

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- ELECTRÓNICA

Fortalecemos la responsabilidad y trabajo en equipo, a trav és del estudio de los métodos de soldadura y desoldadura de componentes electronicos, extrayendo componentes de placas recicladas, para la contribucion al desarrollo sostenible de la tecnologia

Partimos desde la experiencia con una lluvia de ideas y respondemos las siguientes preguntas:

¿Qué instrumentos se necesita para hacer una soldadura ? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

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- ELECTRÓNICA ¿Según tu cuándo una soldadura tendrá un buen acabado? ………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………… ¿Se puede combatir el cambio climático con tecnología? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

INTRODUCCION La función de la soldadura electrónica es fijar los componentes entre si o sobre placas de circuito impreso, y sobre todo, asegurar su perfecto contacto eléctrico.

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- ELECTRÓNICA

El modelo de soldador (también llamada cautín en el continente americano) será de más o menos potencia y con un determinado modelo de punta dependiendo del tipo de componentes a soldar. No obstante, y de manera genérica, se puede recomendar un soldador tipo lápiz de en torno a 60 Watios, y si estamos tratando de soldar componentes electrónicos de uso normal, una punta mediana o fina.

De cualquier modo, y aunque se pueden encontrar muchas recomendaciones y soldadores con todo tipo de características, debe ser uno mismo el que v aya probando.

En principio, con soldadores básicos pero de una calidad media-alta. Y después, si se cree necesario, ir probando con otros modelos o características hasta encontrar el tipo de soldador y punta que mejor se adapte a nuestra técnica de soldadura o necesidades.

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- ELECTRÓNICA Este tipo de estaño para soldadura electrónica en realidad es una aleación de en torno al 60% estaño y el 40% plomo. Si os fijáis con detalle, su interior es hueco y contiene una resina que actuará como decapante que al calentarse prepara las superficies a soldar y hace que la aleación de estaño y plomo fluya correctamente al fundirse, rellenando todos los huecos y haciendo que una v ez solidificado quede perfectamente unido a las superficies metálicas.

El estaño que usemos debe tener un color plateado brillante, en ningún caso mate. Para soldar componentes electrónicos no vale cualquier estaño. ¿Cómo saber si se hizo una buena la soldadura?

Para saber si una soldadura es correcta sólo es necesario mirar su aspecto. Si ha quedado de color plateado brillante (el mismo color del estaño con el que soldamos) y en forma cónica en caso de soldaduras en placas de circuito impreso, o alargada en caso de soldadura entre componentes, la soldadura es correcta.

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- ELECTRÓNICA

Si su color es opaco (sin brillo) y con forma redondeada y con exceso de estaño, la soldadura no es correcta. Este tipo de soldaduras se suelen llamar “soldaduras frías“, y aunque el componente parece fijado, no asegura el correcto contacto eléctrico por lo que será fuente de problemas y errores de funcionamiento del circuito electrónico.

TECNICA DE SOLDADURA La técnica para realizar una correcta soldadura se resume en tres pasos: 22

- ELECTRÓNICA

Paso 1 : Calentar con el soldador los elementos a soldar.

Paso 2 : Aplicar estaño en su justa medida.

Paso 3 : No retirar el soldador hasta que el estaño se extienda.

TECNICA DE DESOLDADURA 

Desoldar con trenzas de cobre

La trenza de cobre es comúnmente usada para desoldar componentes eléctricos. Esta técnica inv olucra derretir el estaño de soldadura y luego permitir que la trenza de cobre lo absorba. La trenza es colocada en el estaño

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- ELECTRÓNICA sólido y presionada suav emente con la punta caliente de un cautín. La punta derrite el estaño, que rápidamente es absorbido por la trenza. Este es un método eficiente pero lento de desoldar componentes ya que cada unión soldada debe ser trabajada indiv idualmente. 

Desoldar con un succionador de estaño

Un succionador de estaño es básicamente un pequeño tubo conectado a una bomba de v acío. Su propósito es succionar el estaño derretido de las bases. Una punta caliente de cautín es colocada primero en el estaño sólido hasta que se derrita. El succionador de estaño es colocado luego directamente en el estaño derretido y un botón es presionado a un lado para succionar rápidamente el estaño. 

Desoldar con pistola de calor

El desoldar con una pistola de calor se usa generalmente para desoldar componentes SMD, aunque también puede ser empleado para componentes insertados. En este método, la tabla es colocada en un lugar perfectamente plano y una pistola de calor es apuntada directamente a los componentes que deben ser desoldados por algunos segundos. Esto derrite rápidamente el estaño en las bases, aflojando los componentes. Luego son lev antados inmediatamente con la ayuda de unas pinzas. La desv entaja de este método es que es muy difícil de emplear para pequeños componentes indiv iduales ya que el calor puede derretir

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- ELECTRÓNICA la soldadura de bases cercanas, lo que puede dislocar componentes que no deben ser desoldados. También, el estaño derretido puede fluir a las bases y líneas cercanas, causando cortos eléctricos. Por lo tanto es muy importante mantener la tabla tan plana como sea posible durante este proceso. https://w w w .youtube.com/w atch?v =GqGQ4Jtw Xlw

Reflexionamos la importancia del reciclaje y el empleo de tecnologías y medios sostenibles par a adaptarnos al cambio climatico

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- ELECTRÓNICA

¿Sabías que?

Si la basura electrónica no es desechada de la forma correcta puede tener serios efectos en la salud de las personas y también de los animales, por ejemplo:        

Afecta directamente al Sistema Nervioso.

Riñones.

Hígado.

Corazón.

Pulmones.

Piel.

Médula Ósea.

Cáncer.



Aunque no se conocen cabalmente los efectos de la basura electrónica en el medio ambiente, sí se sabe que puede causar contaminación del agua, dañando mantos freáticos; también contaminación del suelo, e impacto en los hábitats y ecosistemas. En el caso de las pilas alcalinas, si UNA es usada y arrojada a la basura, puede contaminar hasta 100 mil litros de agua, lo que define en un VERDADERO IMPACTO AMBIENTAL.

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- ELECTRÓNICA

Elaboramos el reciclaje de componentes electronicos básicos en placas en desuso o dañadas.

Evaluamos lo aprendido

Mediante el uso de tu teléfono móvil, escanea el siguiente código QR

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- ELECTRÓNICA

Promov emos la responsabilidad y trabajo en equipo, a trav es del estudio de transistors, elaborando laboratorios de los mismos, para la contribucion al desarrollo de los procesos técnicos tecnológicos.

Partimos desde la experiencia con una lluvia de ideas y respondemos las siguientes preguntas:

¿Qué entiendes por transistor? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

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- ELECTRÓNICA ¿Por qué crees que se construyeron los primeros transistores ? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

INTRODUCCION

Reflexionamos comunidad.

la

importancia

del

transistor

en

la

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- ELECTRÓNICA

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Elaboramos los siguientes circuitos de aplicacion, utilizando los conocimientos adquiridos.

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- ELECTRĂ“NICA

SISTEMA DE AUDIO Desarrollamos habilidades de inv estigaciĂłn y analisis , para conocer los componentes basicos de la electronica y las diferentes tecnicas de soldadura y desoldadura en el montaje de una fuente de alimentacion para v alorar el aprov echamiento de los dispositiv os electronicos en el proceso de enseĂąanza aprendizaje

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- ELECTRÓNICA

Fortalecemos la responsabilidad y trabajo en equipo, a trav és del estudio de transistors, elaborando laboratorios de los mismos, para la contribucion al desarrollo de los procesos técnicos tecnológicos.

Partimos desde la experiencia con una lluvia de ideas y respondemos las siguientes preguntas:

¿Qué entiendes por transistor? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

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- ELECTRÓNICA ¿Por qué crees que se construyeron los primeros transistores ? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

¿Qué es un Transistor?

Un transistor es un dispositiv o que regula el flujo de corriente o de tensión sobre un circuito actuando como un interruptor y/o amplificador para señales eléctricas o electrónicas (tensiones y corrientes).

El transistor, inv entado en 1951, es el componente electrónico estrella, pues inició una auténtica revolución en la electrónica que ha superado cualquier previsión inicial.

También se llama Transistor Bipolar o Transistor Electrónico.

Es un componente electrónico formado por materiales semiconductores, de uso muy habitual, pues lo encontramos presente en cualquiera de los aparatos de uso cotidiano como las radios, alarmas, automóv iles,

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- ELECTRÓNICA ordenadores, etc.

Antes de aparecer los transistores, los aparatos a v álvulas tenían que trabajar con tensiones bastante altas, tardaban más de 30 segundos en empezar a funcionar, y en ningún caso podían funcionar a pilas debido al gran consumo que tenían.

Los transistores son los elementos que han facilitado el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño. En la siguiente imagen podemos v er varios tipos de transistores diferentes.

Funcionamiento y Funciones Del Transistor El funcionamiento del transistor es muy sencillo se puede utilizar para 2 cosas básicamente, es decir, tiene dos funciones: 34

- ELECTRÓNICA - Función 1. Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una PEQUEÑA señal de mando. Es decir, funciona Como Interruptor. Si no le llega corriente a la base I b = 0A; es como si hubiera un interruptor abierto entre el colector y el emisor, no pasa corriente entre ellos (fíjate en la imagen de más abajo). Si le llega corriente a la base, entonces es como si hubiera un interruptor cerrado entre el colector y el emisor, ya que circula corriente entre ellos.

De esta forma se utiliza como un componente para electrónica digital. Por ejemplo, Si la señal de entrada es 1 (corriente por la base) la señal de salida es 1 (corriente entre el colector y el emisor). Si la I b es 0 la de salida también será 0. Por ejemplo, uniendo 2 transistores en serie, obtendremos una puerta lógica AND, y 2 en paralelo una puerta OR. Podemos configurar todas las puertas lógicas que se estudian enelectrónica digital. De hecho un circuito integrado esta compuesto por transistores.

- Función 2. Funciona como un elemento Amplificador de señales. Le llega una señal pequeña, intensidad de base (I b) que se conv ierte en una más grande entre el colector y el emisor (I c-e), que podríamos llamar de salida. Esta función es con la que trabajará como un componente de electrónica analógica, v arios v alores distintos puede tomar de entrada y salida.

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- ELECTRÓNICA Aunque estas dos funciones son las más habituales, el Transistor también puede cumplir funciones en algunos casos de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador de una corriente eléctrica.

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- ELECTRÓNICA Una forma facil para acordarse cual es cada uno segun su simbolo es ‌.

NoPiNcha (la flecha no pincha el transistor)

PiNcha (la flecha pincha el transistor)

Los transistores NPN se debe conectar al polo positivo el colector y la base, y en los PNP el colector y la base al polo negativ o.

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- ELECTRÓNICA

La construcción de los primeros transistores respondía a una necesidad técnica: hacer llamadas telefónicas a larga distancia. Es por esto que los descubridores de esta nueva tecnología trabajaban para laAmerican Telephone and Telegraph Corporation (AT&T), fundada por Alexander Graham Bell y conocida inicialmente como la Bell Telephone Company.

Además podía utilizarse como rectificador (para convertir corriente alterna en continua) y como una puerta que permitiese pasar la corriente o no (on-off), la base de la electrónica y computación posterior. Es más, uno de los limitantes en las primeras computadoras era la gran cantidad de triodos que necesitaban. Pero lo que no se les puede negar es que revolucionaron su época al permitir amplificar las señales de radio dando un impulso a este medio de comunicación

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- ELECTRÓNICA que le llevó a ser el más primera mitad del siglo XX.

importante

Reflexionamos comunidad.

del

la

importancia

durante

transistor

en

la

la

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- ELECTRร NICA

PRACTICA EN CROCODILE 1) Descarga en tu computadora el archiv o "Crocodile_clips_v3.5" (Puedes escanear el siguiente cรณdigo QR para descargarlo)

2) Abrir el programa y presionar el quinto botรณn "Semiconductores Discretos"

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- ELECTRÓNICA 3) Ahora presioná el primer botón "transistor NPN" 4) 5) Arrastrá cada uno de las 8 opciones al área de trabajo

6)I dentificá cada uno de los terminales Emisor, Base y Colector (con el botón ADD, y luego TEXT, usa las letras e, b, c)

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- ELECTRÓNICA

Fortalecemos la responsabilidad y trabajo en equipo, a trav es del estudio de los circuitos integrados, elaborando laboratorios de los mismos que contribuyan al desarrollo de los procesos técnicos tecnológicos.

Partimos desde la experiencia con una lluvia de ideas y respondemos las siguientes preguntas:

¿Que es un circuito? …………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………

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- ELECTRÓNICA ¿Que entiendes por integrado? …………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………

INTRODUCCION Los circuitos integrados digitales (CI ) son un agrupamiento de resistencias, diodos y transistores fabricados en una sola pieza de material semiconductor (generalmente silicio) denominado sustrato, que comúnmente recibe el nombre de chip (circuito integrado). El chip se encuentra dentro de un receptáculo plástico o cerámico del cual se extienden pines para conectar el CI con otros dispositiv os.

Uno de los tipos más comunes de receptáculo es el doble en línea (DI P), denominado así porque contiene dos filas paralelas de pines. Los pines se enumeran en el sentido contrario a las manecillas del reloj, cuando se v e desde arriba del receptáculo con respecto a una muesca o un punto de identificación en un extremo del receptáculo.

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- ELECTRÓNICA El DI P puede ser un receptáculo de 14 pines que puede medir desde menos de 1cm hasta 3cm, también se usan receptáculos de 16, 20,24, 28, 40, y 64 pines. El chip de silicio está conectado a los pines del DI P mediante alambres muy finos (1 milésima de pulgada de diámetro). El DI P probablemente es el receptáculo de CI digital más común que se puede encontrar en un equipo digital v iejo, pero otros tipos se están popularizando cada v ez más. Los CI digitales con frecuencia se clasifican de acuerdo a la complejidad de su circuitería, ya que se miden por el número de compuertas lógicas equiv alentes en el sustrato. Los CI más simples son chips SSI (integración de pequeña escala; smallscaleI ntegration), que tienen un número pequeño de compuertas. En los sistemas digitales modernos los dispositiv os con integración a mediana escala (MSI ) y grandes escalas (LSI , VLSI , ULSI , GSI ) realizan la mayoría de las funciones que en alguna ocasión requerirían v arias tarjetas de circuito impreso llenas de dispositiv os SSI .

Aplicaciones Algunos de los circuitos integrados más av anzados son los microprocesadores que controlan múltiples artefactos: desde ordenadores hasta electrodomésticos, pasando por los teléfonos móv iles. Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.

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- ELECTRÓNICA Circuitos integrados más av anzados son los microprocesadores que controlan múltiples artefactos: desde ordenadores hasta electrodomésticos, pasando por los teléfonos móv iles.

Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales. los circuitos integrados más av anzados son los microprocesadores que controlan múltiples artefactos: desde ordenadores hasta electrodomésticos, pasando por los teléfonos móv iles. Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.

Clasificación Atendiendo al niv el de integración - número de componentes - los circuitos integrados se clasifican en: 

SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a 100 transistores



MSI (Medium Scale Integration) medio: 101 a 1.000 transistores



LSI (Large Scale Integration) grande: 1.001 a 10.000 transistores



VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande: 10.001 a 100.000 transistores

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- ELECTRÓNICA 

ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande: 100.001 a 1.000.000 transistores



GLSI (Giga Large Scale Integration) giga grande: más de un millón de transistors

En cuanto a las funciones integradas, los circuitos se clasifican en dos grandes grupos: Circuitos integrados analógicos.

Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta dispositiv os completos como amplificadores, osciladores o incluso receptores de radio completos.

Circuitos integrados digitales.

Pueden ser desde básicas puertas lógicas (Y, O, NO) hasta los más complicados microprocesadores o microcontroladores. Éstos son diseñados y fabricados para cumplir una función específica dentro de un sistema. En general, la fabricación de los CI es compleja ya que tienen una alta integración de componentes en un espacio muy reducido de forma que llegan a ser microscópicos. Sin embargo, permiten grandes simplificaciones con respecto los antiguos circuitos, además de un montaje más rápido.

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- ELECTRÓNICA

Reflexionamos la importancia de los circuitos integrados en los procesos tecnicos tecnologicos.

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- ELECTRร NICA

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Interruptor Resistencia Conductor Corriente Aislante Bombilla

7.

Electron

8.

9.

10.

11.

12.

13.

Voltaje Neutrรณn Proton Cable Carga Pila

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- ELECTRÓNICA

Elaboramos los siguientes circuitos de aplicacion, utilizando los conocimientos adquiridos.

Mediante el uso de tu teléfono móvil, escanea el siguiente código QR

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- ELECTRÓNICA

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- ELECTRĂ“NICA

ELECTRONICA DIGITAL

Fortalecemos destrezas y habilidades adquiridas durante el proceso de capacitacion, mediante conocimientos tecnicos y t4ecnologicos de la electronica digital, a trav es de la practica de v alores de lapuntualidad en acciones sociocomunitarios, para establecer saberes y conocimientos del proceso formativ e en beneficio de la comunidad

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- ELECTRÓNICA

Fortalecemos la responsabilidad y trabajo en equipo, a trav es del estudio de los sistemas numérico, elaborando operaciones binarias, rev alorizando los conocimientos y saberes ancestrales.

Partimos desde la experiencia con una lluvia de ideas y respondemos las siguientes preguntas: ¿Cómo crees que contaban y hacían sus operaciones nuestros ancestros antes de la colonizacion? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

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- ELECTRÓNICA Menciona cuales sistemas numéricos conoces ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

SISTEMAS DE NUMERACION SISTEMA DECIMAL. Este es el sistema que manejamos cotidianamente, está formado por diez símbolos {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} por lo tanto la base del sistema es diez (10).

SISTEMA BINARIO. Es el sistema que utiliza internamente el hardw are de las computadoras actuales, se basa en la representación de cantidades utilizando los dígitos 1 y 0. Por tanto su base es 2 (número de dígitos del sistema). Cada dígito de un número en este sistema se denomina bit (contracción de binary digit). Se puede utilizar con nombre propio determinados conjuntos de dígitos en binario. Cuatro bits se denominan cuaterno (ejemplo: 1001), ocho bits octetoo byte (ejemplo: 10010110), al conjunto de 1024 bytes se le llama Kilobyte o simplemente K, 1024 Kilobytes forman un megabyte y 1024 megabytes se denominan Gigabytes.

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- ELECTRÓNICA SISTEMA OCTAL. El sistema numérico octal utiliza ocho símbolos o dígitos para representar cantidades y cifras numéricas. Los dígitos son: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}; la base de éste es ocho (8) y es un sistema que se puede conv ertir directamente en binario como se v erá más adelante.

SISTEMA HEXADECIMAL. El sistema numérico hexadecimal utiliza dieciséis dígitos y letras para representar cantidades y cifras numéricas. Los símbolos son: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F}; la base del sistema es dieciséis (16). También se puede conv ertir directamente en binario como se v erá más adelante. En la tabla 1.1 se muestran los primeros v eintiuno números decimales con su respectiva equivalencia binaria, octal y hexadecimal.

Operaciones con números binarios Suma de números Binarios Las posibles combinaciones al sumar dos bits son    

0+0=0 0+1=1 1+0=1 1 + 1 = 10

100110101 + 11010101 ——--------------1000001010

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- ELECTRÓNICA Operamos como en el sistema decimal: comenzamos a sumar desde la derecha, en nuestro ejemplo, 1 + 1 = 10, entonces escribimos 0 en la fila del resultado y llevamos 1 (este "1" se llama arrastre). A continuación se suma el acarreo a la siguiente columna: 1 + 0 + 0 = 1, y seguimos hasta terminar todas la columnas (exactamente como en decimal).

Resta de números binarios El algoritmo de la resta en binario es el mismo que en el sistema decimal. Pero conviene repasar la operación de restar en decimal para comprender la operación binaria, que es más sencilla. Los términos que interv ienen en la resta se llaman minuendo, sustraendo y diferencia.

Las restas básicas 0-0, 1-0 y 1-1 son ev identes:    

0-0=0 1-0=1 1-1=0 0 - 1 = 1 no cabe o se pide prestado al proximo.

La resta 0 - 1 se resuelve, igual que en el sistema decimal, tomando una unidad prestada de la posición siguiente: 10 - 1 = 1 y me llev o 1, lo que equiv ale a decir en decimal, 2 1 = 1. Esa unidad prestada debe dev olverse, sumándola, a la posición siguiente. Veamos algunos ejemplos: Restamos 17 - 10 = 7 (2=345) (3=690)

Restamos 217 - 171 = 46

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- ELECTRÓNICA 10001 -01010 ——— 01111

11011001 -10101011 —————— 00101110

A pesar de lo sencillo que es el procedimiento, es fácil confundirse. Tenemos interiorizado el sistema decimal y hemos aprendido a restar mecánicamente, sin detenernos a pensar en el significado del arrastre

Utilizando el complemento a dos. La resta de dos números binarios puede obtenerse sumando al minuendo el complemento a dos del sustraendo. Veamos algunos ejemplos. Hagamos la siguiente resta, 91 - 46 = 45, en binario: 1011011 -0101110 ———— 0101101

C2 de 46 = 1010010

1011011 +1010010 ———————— 10101101

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- ELECTRÓNICA

Reflexionamos ACERCA DE LA IMPORTACIA DE LAde la revalorización de nuestros saberes ancestrales y el significado de la colonización para nuestros ancestros

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- ELECTRÓNICA

La respuesta parece estar en el sistema numérico aimara, precisamente, o en cualquier otro sistema de base quinaria decimal, como se ve:

De modo que el sistema numérico subyacente de la yupana pudo haber sido quinario-decimal, y la única plataforma lingüística para esta ocurrencia es una variedad de aimara. Este juicio es independiente de los barruntos sobre la lengua materna del cronista (Taylor sugiere

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- ELECTRÓNICA que Guarnan Poma hablaba una variedad centro peruana ya extinguida de aimara) Recientes investigaciones, como la de Gary Urton (2003), han descrito, creo que con notable éxito, las diversas funciones sociales que cumplen los números en las sociedades. Eso es así, en efecto, pues toda cultura hace uso de sus sistemas de representación de las cosas para representarse a sí misma. En el fondo de esta idea subyace el principio de economía conceptual: si yo tengo un sistema cualquiera para representar cosas (por ejemplo, los pesos y cantidades), puedo usarlo para identificar y sistematizar otras cosas.

Guido Pilares Casas Ministerio de Educación de Perú

Resolvemos las siguientes operaciones aritméticas en el sistema binario.

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- ELECTRÓNICA

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- ELECTRÓNICA

Fortalecemos la responsabilidad y trabajo en equipo en el estudio de circuitos sumadores aritméticos elaborando circuitos de aplicación y su simulación, para contribuir al desarrollo de los procesos técnicos tecnológicos.

Partimos desde la experiencia con una lluvia de ideas y respondemos las siguientes preguntas:

¿Cuál operación aritmética es la esencial en la matematica? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

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- ELECTRÓNICA ¿Cuál será la operación aritmética esencial en la electrónica ?¿Por qué? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

Semi sumador binario Para que las computadoras / ordenadores funcionen adecuadamente deben ser capaces de realizar operaciones aritméticas. Una de ellas es la suma o adición binaria.

Los tres primeros renglones de la tabla muestran una suma fácilmente entendible, pero cuando se hace la última suma, se v e que el resultado tiene dos cifras.

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- ELECTRÓNICA Esto es así debido a que utilizamos el sistema de numeración binario que tiene solo dos número, el “0” y el “1”. En el caso de la última suma, esta debe dar como resultado “2” (en decimal) pero esta suma es en binario y el 2 no existe.

La tabla de v erdad de una suma binaria con acarreo

Si se analiza con atención la tabla de v erdad anterior, se puede v er que:  la columna del Acarreo es el resultado de una compuerta AND y  la columna Suma es una compuerta O exclusiv a.

Si se implementa esta tabla de v erdad, se obtiene el circuito que se muestra en la figura anterior.

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- ELECTRÓNICA Sumador binario completo de 1 bit Hasta aquí se ha logrado implementar una suma de dos números de un bit, pero en una computadora las sumas de hacen con un número mayor de bits.

Si cada par de sumandos binarios puede producir un bit de acarreo, también debe tener la capacidad de reconocer cuando v iene un bit de acarreo del sumador de niv el inferior (digamos cuando en el sistema decimal hay un “llev o” debido a la suma de las unidades y hay que pasarla a las decenas)

Para lograr este propósito se implementa el siguiente circuito con su tabla de v erdad

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- ELECTRÓNICA El circuito anterior es un poco complicado de graficar así que se puede reemplazar por una caja negra con tres entradas y dos salidas (v er la tabla de v erdad). Con la anteriormente mencionado se puede implementar un sumador de “n” bits

Reflexionamos la importancia tecnológicas para un mejor proceso enseñanza aprendizaje

de las herramientas aprovechamiento del

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- ELECTRÓNICA

Evaluamos lo aprendido

Mediante el uso de tu teléfono móvil, escanea el siguiente código QR

Elaboramos los circuitos semi sumador y sumador completo en protoboard, asi como su simulación.

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- ELECTRÓNICA

Fortalecemos la responsabilidad y trabajo en equipo, a trav es del studio de transistors, elaborando laboratorios de los mismos, para la contribucion al desarrollo de los procesos técnicos tecnológicos.

Partimos desde la experiencia con una lluvia de ideas y respondemos las siguientes preguntas: ¿Cómo podríamos realizar la resta usando únicamente sumas? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

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- ELECTRÓNICA ¿En caso de no contar con una compuerta NOT que podríamos hacer para reeemplazarla? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

MEDIO RESTADOR

La sustracción de dos números binarios puede llevarse a cabo tomando el complemento del sustraendo y agregando al minuendo Por este método, la operación de sustracción llega a ser una operación de división que requiere sumadores completos para su implementación en máquina.

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- ELECTRĂ“NICA

Reflexionamos comunidad.

la

importancia

del

transistor

en

la

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- ELECTRÓNICA

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- ELECTRร NICA

Elaboramos los siguientes circuitos de aplicacion, utilizando los conocimientos adquiridos.

ELECTRONICA DE POTENCIA

Procesamos con criterio tecnico, responsable en la orientaciรณn y adquisiciรณn de destrezas de los participantes en el conocimiento y montaje de los dispositiv os

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- ELECTRĂ“NICA empleados en electronica de potencia, tomando en cuenta las precauciones y normas de seguridad.

Fortalecemos la responsabilidad y trabajo en equipo, a trav es del studio de transistors, elaborando laboratorios de los mismos, para la contribucion al desarrollo de los procesos tĂŠcnicos tecnolĂłgicos.

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- ELECTRÓNICA Partimos desde la experiencia con una lluvia de ideas y respondemos las siguientes preguntas:

¿Qué entiendes por transistor? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

¿Por qué crees que se construyeron los primeros transistores ? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

INTRODUCCION Según el paso del tiempo la tecnología de los dispositiv os semiconductores tiene un rápido av ance conv irtiéndolos 73

- ELECTRÓNICA en dispositiv os eficientes, fiables y más económicos. Su presencia se la encuentra en todos lados, ya sea en industria, comercio, o cualquier elemento de nuev as tecnologías. Dentro de los dispositiv os electrónicos de potencia más conocidos podemos mencionar los diodos y transistores de potencia, el tiristor, así como otros elementos derivados de estos como pueden ser triac, diac, conmutador unilateral, transistor uniunión , el transistor uniunión programable y el diodo Shockley.

SEMICONDUCTOR Como un conocimiento general comenzaremos definiendo a un semiconductor.

Un semiconductor es un componente que puede tener dos estados como un conductor de corriente, pero también como un aislante. En un conductor la corriente es debida al mov imiento de las cargas negativ as (electrones). En los semiconductores se producen corrientes producidas por el mov imiento de electrones como de las cargas positiv as (huecos). Los semiconductores son aquellos elementos pertenecientes al grupo I V de la Tabla Periódica (Silicio, Germanio, etc. Generalmente a estos se le introducen átomos de otros elementos, denominados impurezas, de forma que la corriente se deba primordialmente a los electrones o a los huecos, dependiendo de la impureza introducida. Otra característica que los diferencia se refiere a su resistiv idad, estando esta comprendida entre la de los metales y la de los aislantes.

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- ELECTRĂ“NICA Semiconductores de potencia.

Dispositiv os construidos con el SiC (carburo de silicio), el GaN (nitruro de galio) y el diamante, que han arraigado firmemente en aplicaciones de alta tensiĂłn y alta intensidad para controlar potencias de salida de entre un megav atioy v arios gigav atios.

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- ELECTRÓNICA CARACTERÍSTICAS Las características esenciales que define un dispositiv o semiconductor de potencia las podemos resumir en los siguientes puntos: Tener dos estados claramente definidos, uno de alta impedancia (bloqueo) y otro de baja impedancia (conducción). Poder controlar el paso de un estadoa otro con facilidad y pequeña potencia.

Ser capaces de soportar grandes intensidades y altas Tensiónes cuando está en estado de bloqueo, con pequeñas caídas de tensión entre sus electrodos, cuando está en estado de conducción. Ambas condiciones lo capacitan para controlar grandes potencias.

Rapidez de funcionamiento para pasar de un estado a otro.

VALORES QUE DEFINEN UN COMPONENTE Para poder definir un dispositiv o semiconductor de potencia debemos conocer los siguientes términos: Tensión inversa: es la Tensión que el dispositiv o puede bloquear sin sufrir ningún daño ni modificación.

Tensión directa: es la caída de Tensión cuando el dispositiv o se encuentra en estado conducción.

Y otros términos mas como son la máxima, temperatura máxima de la unión etc.

potencia

PRINCIPALES DISPOSITIVOS DE POTENCIA Diodos – Transistores – Tiristores y otros

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- ELECTRÓNICA

Reflexionamos comunidad.

la

importancia

del

transistor

en

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- ELECTRĂ“NICA

Elaboramos los siguientes circuitos de aplicacion, utilizando los conocimientos adquiridos.

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- ELECTRĂ“NICA

Fortalecemos la responsabilidad y trabajo en equipo, a trav es del studio de transistors, elaborando laboratorios de los mismos, para la contribucion al desarrollo de los procesos tĂŠcnicos tecnolĂłgicos.

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- ELECTRÓNICA Partimos desde la experiencia con una lluvia de ideas y respondemos las siguientes preguntas: ¿Qué entiendes por transistor? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

¿Por qué crees que se construyeron los primeros transistores ? ………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………

INTRODUCCION Los dispositiv os semiconductores utilizados en Electrónica de Potencia se pueden clasificar en tres grandes grupos, de acuerdo con su grado de controlabilidad: 1. Dispositivos no controlados:

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- ELECTRÓNICA En este grupo se encuentran los Diodos. Los estados de conducción o cierre (ON) y bloqueo o abertura (OFF) dependen del circuito de potencia. Por tanto, estos dispositiv os no disponen de ningún terminal de control externo.

DIODO DETECTOR O DE BAJA SEÑAL

Los diodos detectores también denominados diodos de señal o de contacto puntual, están hechos de germanio y se caracterizan por poseer una unión PN muy diminuta.

Esto le permite operar a muy altas frecuencias y con señales pequeñas. Se emplea por ejemplo, en receptores de radio para separar la componente de alta frecuencia (portadora) de la componente de baja frecuencia (información audible). Esta operación se denomina detección DIODO RECTIFICADOR

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- ELECTRÓNICA

Los diodos rectificadores son aquellos dispositiv os semiconductores que solo conducen en polarización directa (arriba de 0.7 V) y en polarización inv ersa no conducen. Estas características son las que permite a este tipo de diodo rectificar una señal.

Los diodos, en general se identifican mediante una referencia. En el sistema americano, la referencia consta del prefijo “1N” seguido del número de serie, por ejemplo: 1N4004. La “N” significa que se trata de un semiconductor, el “1” indica el número de uniones PN y el “4004” las características o especificaciones exactas del dispositiv o.

DIODO ZÉNER

Un diodo zener es un semiconductor que se distingue por su capacidad de mantener un v oltaje constante en sus terminales cuando se encuentran polarizados inv ersamente, y por ello se emplean como elementos de control, se les encuentra con capacidad de ½ w att hasta 50 w att y para tensiones de 2.4 v oltios hasta 200 v oltios.

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- ELECTRÓNICA El diodo zener polarizado directamente se comporta como un diodo normal, su v oltaje permanece cerca de 0.6 a 0.7 V. Los diodos zener se identifican por una referencia, como por ejemplo: 1N3828 ó BZX85, y se especifican principalmente por su v oltaje zener nominal (VZ) y la potencia máxima que pueden absorber en forma segura sin destruirse (PZ) DIODO VARACTOR El diodo v aractor también conocido como diodo v aricap o diodo de sintonía. Es un dispositiv o semiconductor que trabaja polarizado inv ersamente y actúan como condensadores v ariables controlados por v oltaje. Esta característica los hace muy útiles como elementos de sintonía en receptores de radio y telev isión. Son también muy empleados en osciladores, multiplicadores, amplificadores, generadores de FM y otros circuitos de alta frecuencia. Una v ariante de los mismos son los diodos SNAP, empleados en aplicaciones de UHF y microondas.

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- ELECTRÓNICA DIODO EMISOR DE LUZ (LED’s) Es un diodo que entrega luz al aplicársele un determinado v oltaje, la luz que emiten puede ser roja, ámbar, amarilla, v erde o azul dependiendo de su composición.

Entre mayor sea la corriente aplicada, mayor es el brillo, y v icev ersa. El v alor de la caida de v oltaje depende del color, siendo mínimo para LED’s rojos y máximo para LED’s azules.

Los LED’s deben ser protegidos mediante una resistencia en serie, para limitar la corriente a trav és de este a un v alor seguro, inferior a la I F máxima.

También deben protegerse contra v oltajes inv ersos excesiv os. Un v oltaje inv erso superior a 5V causa generalmente su destrucción inmediata del LED. DIODO ESTABILIZADOR Está formados por v arios diodos en serie, cada uno de ellos produce una caída de tensión correspondiente a su tensión umbral.

Trabajan en polarización directa y estabilizan tensiones de bajo v alores similares a lo que hacen los diodos Zéner.

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- ELECTRÓNICA

DIODO TÚNEL Los diodos túnel, también conocidos como diodos Esaki. Se caracterizan por poseer una zona de agotamiento extremadamente delgada y tener en su curv a una región de resistencia negativ a donde la corriente disminuye a medida que aumenta el v oltaje. Esta última propiedad los hace muy útiles como detectores, amplificadores, osciladores, multiplicadores, interruptores, etc., en aplicaciones de alta frecuencia.

DIODO PIN Su nombre deriv a de su formación P(material P), I (zona intrínseca)y N(material N) Los diodos PI N se emplean principalmente como resistencias variables por v oltaje y los diodos Gunn e I MPATT como osciladores. También se disponen de diodos TRAPATT, BARI TT, I LSA, etc.

Son dispositiv os desarrollados para trabajar a frecuencias muy elev adas, donde la capacidad de respuesta de los 85

- ELECTRÓNICA diodos comunes está limitada por su tiempo de tránsito, es decir el tiempo que tardan los portadores de carga en atrav esar la unión PN. Los más conocidos son los diodos Gunn, PI N e I MPATT.

DIODO SCHOTTKY Los diodos Schottky también llamados diodos de recuperación rápida o de portadores calientes, están hechos de silicio y se caracterizan por poseer una caída de v oltaje directa muy pequeña, del orden de 0.25 V o menos, y ser muy rápidos. Se emplean en fuentes de potencia, sistemas digitales y equipos de alta frecuencia.

Una v ariante son los diodos back o de retroceso, los cuales tienen un v oltaje de conducción prácticamente igual a cero, pero también un v oltaje inverso de ruptura muy bajo, lo cual lo limita su uso a aplicaciones muy especiales.

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- ELECTRÓNICA 2. Dispositivos semicontrolados: En este grupo se encuentran, dentro de la familia de los Tiristores, los SCR (“Silicon Controlled Rectifier”) y los TRI AC (“Triode of Alternating Current”). En éste caso su puesta en conducción (paso de OFF a ON) se debe a una señal de control externa que se aplica en uno de los terminales del dispositiv o, comúnmente denominado puerta. Por otro lado, su bloqueo (paso de ON a OFF) lo determina el propio circuito de potencia. Es decir, se tiene control externo de la puesta en conducción, pero no así del bloqueo del dispositiv o.

Tiristores El nombre de Tiristor prov iene de la palabra griega “ηθν ρα”, que significa “una puerta”. El tiristor engloba una familia de dispositiv os semiconductores que trabajan en conmutación, teniendo en común una estructura de cuatro capas semiconductoras en una secuencia P-N-P-N, la cual presenta un funcionamiento biestable (dos estados estables).

La conmutación desde el estado de bloqueo (“OFF”) al estado de conducción (“ON”) se realiza normalmente por una señal de control externa. La conmutación desde el estado “ON” al estado “OFF” se produce cuando la corriente por el tiristor es más pequeña que un determinado v alor, denominada corriente de mantenimiento, (“holding current”), específica para cada tiristor. Dentro de la familia de los tiristores podemos

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- ELECTRÓNICA destacar los SCRs (tiristores unidireccionales) y TRI ACs (tiristores bidireccionales). ► SCR (Rectificador Controlado de Silicio) De las siglas en inglés “Silicon Controlled Rectifier”, es el miembro más conocido de la familia de los tiristores. En general y por abuso del lenguaje es más frecuente hablar de tiristor que de SCR. El SCR está formado por cuatro capas semiconductoras, alternadamente P-N-P-N, teniendo 3 terminales: ánodo (A) y cátodo (K), por los cuales circula la corriente principal, y la puerta (G) que, cuando se le inyecta una corriente, hace que se establezca una corriente en sentido ánodo-cátodo.

► El TRIAC (“Triode of Alternating Current”) es un tiristor bidireccional de tres terminales. Permite el paso de corriente del terminal A1 al A2 y v iv ecersa, y puede ser disparado con tensiones de puerta de ambos signos.

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- ELECTRÓNICA Cuando se trabaja con corriente alterna, es interesante poder controlar los dos sentidos de circulación de la corriente. El primer TRI AC fue inv entado a finales de los años 60. Simplificando su funcionamiento, podemos decir que un TRI AC se comporta como dos SCR en antiparalelo (tiristor bidireccional). De esta forma, tenemos control en ambos sentidos de la circulación de corriente, se muestra el esquema equiv alente de un TRI AC.

3. Dispositiv os totalmente controlados: en este grupo encontramos los transistores bipolares BJT (“Bipolar Junction Transistor”), los transistores de efecto de campo MOSFET (“Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor”), los transistores bipolares de puerta aislada I GBT (“I nsulated Gate Bipolar Transistor”) y los tiristores GTO (“Gate Turn-Off Thyristor”), entre otros.

En Electrónica de Potencia, los transistores generalmente son utilizados como interruptores Los transistores tienen la v entaja de que son totalmente controlados, mientras que,

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- ELECTRÓNICA por ejemplo, el SCR o el TRI AC sólo dispone de control de la puesta en conducción. Los tipos de transistores utilizados en los circuitos electrónicos de potencia incluyen los transistores BJT, los MOSFET y dispositiv os híbridos, como por ejemplo, los transistores de unión bipolar de puerta aislada (I GBT). ► Transistor Bipolar de Potencia (TBP) Más conocidos como BJTs (“Bipolar Junction Transistors”), básicamente se trata de interruptores de potencia controlados por corriente. Como el lector recordará existen dos tipos fundamentales, los “npn” y los “pnp”, si bien en Electrónica de Potencia los más usuales y utilizados son los primeros.

► GTO (“Gate Turn-Off Thyristor”) A pesar de que el GTO fue inv entado en el inicio de la década de los años 60, ha sido poco empleado debido a sus reducidas prestaciones. Con el av ance de la tecnología en el desarrollo de dispositivos semiconductores, se han encontrado nuev as soluciones para mejorar tales 90

- ELECTRÓNICA componentes que hacen que hoy ocupen una franja significa dentro de la electrónica de potencia, especialmente en aquellas aplicaciones de elev ada potencia, con dispositiv os que alcanzan los 5000 V y los 4000 A.Con tiristores tipo SCR o TRI AC no tenemos control externo por parte del usuario del paso de conducción a bloqueo. Para aquellas aplicaciones en las que nos interese poder bloquear un interruptor de potencia en cualquier instante es necesario utilizar otro tipo de semiconductores diferentes a los SCRs o TRI ACs.

► MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors) Así como podemos decir que el transistor bipolar se controla por corriente, los MOSFET son transistores controlados por tensión. Ello de debe al aislamiento (óxido de Silicio) de la puerta respecto al resto del dispositiv o.

Existen dos tipos básicos de MOSFET, los de canal n y los de canal p, si bien en Electrónica de Potencia los más comunes son los primeros, por presentar menores pérdidas y mayor v elocidad de conmutación, debido a la mayor mov ilidad de los electrones con relación a los agujeros.

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- ELECTRÓNICA

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- ELECTRÓNICA

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- ELECTRÓNICA

¿Qué es un Relé / Relay?

El Relé – relay es un interruptor operado magnéticamente.

El relé se activ a o desactiva (dependiendo de la conexión) cuando el electroimán (que forma parte del relé) es energizado (le ponemos un v oltaje entre sus terminales para que éste se activ e).

Esta operación causa que exista conexión o no, entre dos o más terminales del dispositiv o (el relé). Esta conexión se logra con la atracción o repulsión de un pequeño brazo, llamado armadura, por el electroimán. Este pequeño brazo conecta o desconecta los terminales antes mencionados.

I magen de un relé (original de Wikipedia)

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- ELECTRÓNICA Funcionamiento del Relé – relay: Si el electroimán está activ o jala el brazo (armadura) y conecta los puntos C y D. Si el electroimán se desactiv a, conecta los puntos D y E. De esta manera se puede conectar un dispositivo, cuando el electroimán está activ o, y otro diferente, cuando está inactiv o.

Relé – Relay – Relev ador (interruptor magnéticamente) – composición interna

operado

Es importante saber cual es la resistencia (impedancia) del bobinado del electro-imán (lo que está entre los terminales A y B) que activ a el relé y con cuanto v oltaje éste se activ a. Este v oltaje y esta resistencia nos informan que magnitud debe de tener la señal que activ ará el relé y cuanta corriente se debe suministrar a éste.

La corriente se obtiene con ayuda de la Ley de Ohm: I = V/R. donde:  I es la corriente necesaria para activ ar el relé  V es el v oltaje necesario para activ ar el relé

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- ELECTRÓNICA 

R es la resistencia (impedancia) del bobinado del relé

¿Qué v entajas tiene un relé – relay? 





El Relé permite el control de un dispositiv o a distancia.

No se necesita estar cerca del dispositiv o para hacerlo funcionar.

El Relé es activ ado con poca corriente, sin embargo puede activ ar grandes máquinas que consumen gran cantidad de corriente.

Con una sola señal de control, se pueden controlar v arios relés a la v ez.

Introducción El SCR es uno de los dispositivos más antiguos que se conocen dentro de la Electrónica de Potencia (data de finales de los años 50). Además, continua siendo el dispositivo que tiene mayor capacidad para controlar potencia (es el dispositivo que permite soportar mayores tensiones inversas entre sus terminales y mayor circulación de corriente).

Los rectificadores controlados de silicio SCR se emplea como dispositivo de control.

El rectificador controlado de silicio SCR, es un semiconductor que presenta dos estados estables: en uno conduce, y en otro está en corte (bloqueo directo, bloqueo inverso y conducción directa).

El objetivo del rectificador controlado de silicio SCR es retardar la entrada en conducción del mismo, ya que como se sabe, un

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- ELECTRÓNICA rectificador controlado de silicio SCR se hace conductor no sólo cuando la tensión en sus bornes se hace positiva (tensión de ánodo mayor que tensión de cátodo), sino cuando siendo esta tensión positiva, se envía un impulso de cebado a puerta.

El parámetro principal de los rectificadores controlados es el ángulo de retardo, a.

Como lo sugiere su nombre, el SCR es un rectificador, por lo que pasa corriente sólo durante los semiciclos positivos de la fuente de ca. El semiciclo positivo es el semiciclo en que el ánodo del SCR es mas positivo que el cátodo. Esto significa que el SCR no puede estar encendido más de la mitad del tiempo. Durante la otra mitad del ciclo, la polaridad de la fuente es negativa, y esta polaridad negativa hace que el SCR tenga polarizaci6n inversa, evitando el paso de cualquier corriente a la carga.

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- ELECTRÓNICA Rectificador controlado de silicio SCR (silicon controlled rectifier) Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición pnpn Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez.

El SCR se asemeja a un diodo rectificador pero si el ánodo es positivo en relación al cátodo no circulará la corriente hasta que una

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- ELECTRÓNICA corriente positiva se inyecte en la puerta. Luego el diodo se enciende y no se apagará hasta que no se remueva la tensión en el ánodocátodo, de allí el nombre rectificador controlado.

Funcionamiento básico del SCR El siguiente gráfico muestra un circuito equivalente del SCR para comprender su funcionamiento.

Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1.

IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1.

Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del SCR.

Aplicaciones del SCR Las aplicaciones de los tiristores se extiende desde la rectificación de corrientes alternas, en lugar de los diodos convencionales hasta la realización de determinadas conmutaciones de baja potencia en circuitos electrónicos, pasando por los onduladores o inversores que transforman la corriente continua en alterna.La principal ventaja que presentan frente a los diodos cuando se les utiliza como rectificadores es que su entrada en conducción estará controlada por la señal de puerta. De esta forma se podrá variar la tensión continua

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- ELECTRÓNICA de salida si se hace variar el momento del disparo ya que se obtendrán diferentes ángulos de conducción del ciclo de la tensión o corriente alterna de entrada. Además el tiristor se bloqueará automáticamente al cambiar la alternancia de positiva a negativa ya que en este momento empezará a recibir tensión inversa. Por lo anteriormente señalado el SCR tiene una gran variedad de aplicaciones, entre ellas están las siguientes: · Controles de relevador. · Circuitos de retardo de tiempo. · Fuentes de alimentación reguladas. · Interruptores estáticos. · Controles de motores. · Recortadores. · Inversores. · Ciclo conversores. · Cargadores de baterías. · Circuitos de protección. · Controles de calefacción. · Controles de fase.

Ventajas 

Requiere poca corriente de gate para disparar una gran corriente directa



Puede bloquear ambas polaridades de una señal de A.C.



Bloquea altas tensiones y tiene caídas en directa pequeñas

Desventajas 

El dispositivo no se apaga con Ig=0



No pueden operar a altas frecuencias



Pueden dispararse por ruidos de tensión

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- ELECTRÓNICA 

Tienen un rango limitado de operación con respecto a la temperatura

En la imagen de más abajo v emos a la izquierda un transistor real y a la derecha el símbolo usado en los circuitos electrónicos. Fíjate que siempre tienen 3 patillas y se llaman emisor, base y colector.

Es muy importante saber identificar bien las 3 patillas a la 101

- ELECTRÓNICA hora de conectarlo. En el caso de la figura, la 1 sería el emisor, la 2 el colector y la 3 la base.

En los catálogos puedes encontrar esta información, y si no tienes acceso al catálogo del transistor, sabiendo el tipo que v iene marcado sobre el propio transistor, lo puedes buscar por internet.

Por cada patilla podemos tener una corriente, a las que llamaremos: I b o I B = la corriente o intensidad por la base I c o I C = corriente o intensidad por el colector I e o I E = corriente o intensidad por el emisor

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COMPUTACION APLICADA

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