GUIA APRENDIZAJE ELECTRONICA 1er.P 2011 by Area Tecnología e Informática

TALLER: ELECTRÓNICA

PERIODO: 1ro. GRADOS: (8°02, 8°03, 9°, 10°)

@ GUÍA DE APRENDIZAJE No. 1

ÁREA DE TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA –Grado 8º Colegio

Nombre del Estudiante:

Curso:

Asignatura/Taller: ELECTRÓNICA

2011

Período:

Tema: Electrónica, código de colores, leyes fundamentales, resistencia serie y paralelo

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE INDICADOR DE AUTONOMIA

Administrador (es) de Programa:  Ing. Ricardo Martínez Maestre

Procesamiento de la información, Reflexionar e iterar

Pensamiento Creativo

META DE APRENDIZAJE

INDICADORES DE DESEMPEÑO o

Identifica habilidades e intereses que le permiten elegir con criterio el taller de la especialización. o Reconoce conceptos básicos, materiales y herramientas eléctricas en el desarrollo de ejercicios prácticos. o Calcula adecuadamente resistencias equivalentes a través de ejercicios prácticos. o Elabora ejercicios prácticos siguiendo instrucciones y esquemas planteados DURACIÓN: (7) unidades de clase RECURSOS: Guía, (Para legajar en carpeta y todas las guías que se entreguen durante el año), computador, video-beam, pizarra digital, Internet, cuaderno. 1

INTRODUCCIÓN:

1.1 La electrónica La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería,

que

estudia

emplea

sistemas

cuyo

funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería de materiales. 1.2 ACTIVACION DE SAVERES PREVIOS. ¿Qué tipo de corrientes conoces? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ____________________ ¿Qué tipo de aparatos electrónico conoces y cuál de ellos utilizas más? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _____________________ 1.3 INFORMACIÓN CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRONICA. En electrónica se utilizan muchos conceptos entre los cuales podemos destacar los siguientes para su mayor comprensión. a. Conductor: Materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito, las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma.

b. Aislador: Se denomina aislante eléctrico al material con escasa conductividad eléctrica. Aunque no existen cuerpos absolutamente aislantes o conductores, sino mejores o peores conductores, son materiales muy utilizados para evitar cortocircuitos, forrando con ellos los conductores eléctricos. Los más frecuentemente utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas. c. Corriente eléctrica: Es la magnitud física que expresa la cantidad de electricidad que fluye por un conductor en la unidad de tiempo. Su unidad en el Sistema Internacional es el Amperio (A). d. Voltaje: La tensión o diferencia de potencial (erróneamente conocida como voltaje) es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un

conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. Se puede medir con un Voltímetro. En el Sistema Internacional de Unidades, la diferencia de potencial se mide en voltios (V),. e. Resistencia eléctrica: La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). f. Potencia: La potencia eléctrica es la relación de paso de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt (W), que es lo mismo.

g. Corriente Continua: La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. En la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). h. Corriente Alterna: Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía.

2.2. ¿Qué te gusto del video historia de la electrónica responde en tu cuaderno? 2.3. Utilizando Internet averigua imágenes de elementos que consideres conductores y aisladores diferentes a los expuestos en esta guía y elabora unas diapositivas explicando las diferencias. 2.4. Realiza en tu cuaderno un cuadro donde expliques las diferencias entre corriente alterna y corriente continua.

3 APRENDIZAJE EN GRUPO 3.1. Reúnete con cinco compañeros de clase y realiza un resumen en tu cuaderno acerca de las preguntas del aprendizaje individual. 3.2. Utiliza las diapositivas del aprendizaje individual y escojan una para que la expongan a todos sus compañeros de clase. 4 EVALUACION 4.1. Define los siguientes conceptos de la tabla:

Concepto

Conductor

Aislador

Corriente electrica

Voltaje

Resistencia electrica

¿Qué se?

¿Donde lo aplico?

Potencia

Corriente continua

Corriente alterna

5 AUTOEVALUACION 5.1. Responde las preguntas de la tabla y evalúa tu participación en clase. ¿Qué sabias del tema?

¿Qué aprendí?

¿En que lo puedo aplicar?

Tema2: resistencia eléctrica y código de colores 6 INDUCCIÓN Ó INTRODUCCIÓN:

5.1 QUÉ

ES LA RESISTENCIA ELÉCTRICA

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica Podemos clasificar las resistencias en tres grandes grupos:

o o o

Resistencias fijas: Son las que presentan un valor óhmico que no podemos modificar. Resistencias variables: Son las que presentan un valor óhmico que nosotros podemos variar modificando la posición de un contacto deslizante. Resistencias especiales: Son las que varían su valor óhmico en función de la estimulación que reciben de un factor externo (luz, temperatura...)

5.2 Código de colores para resistores eléctricos. Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión o tolerancia. Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La última raya indica la tolerancia (precisión). De las restantes, la última es el multiplicador y las otras indican las cifras significativas del valor de la resistencia.

tomar la más general las de 4 líneas, las primeras 3 y dejamos aparte la tolerancia que es plateada o dorada 

La primera línea representa el dígito de las decenas.



La segunda línea representa el dígito de las unidades.



El número así formado se multiplica por la potencia de 10 expresada por la tercera línea (multiplicador).

Por ejemplo: a. Tenemos una resistencia con los colores (verde, amarillo, rojo y dorado). 

Registramos el valor de la primera línea (verde): 5



Registramos el valor de la segunda línea (amarillo): 4



Registramos el valor de la tercera línea (rojo): X 100



Unimos los valores de las primeras dos líneas y multiplicamos por el valor de la tercera

54 X 100 = 5400Ω o 5,4 kΩ y este es el valor de la resistencia expresada en Ohmios, con una tolerancia de ±5% ya que el color de la cuarta línea es el dorado (oro). b. La caracterización de una resistencia de 2.700.000 Ω (2,7 MΩ), con una tolerancia de ±10%, sería. 1ª cifra: rojo (2) 2ª cifra: violeta (7) Multiplicador: verde (100000) Tolerancia: plateado (±10%) Resistencias con cinco bandas de colores. También hay resistencias con 5 bandas de colores, la única diferencia respecto a la tabla anterior, es qué la tercera banda es la 3ª Cifra, el resto sigue igual En las resistencias usual es:

SMD

montaje

superficie

codificación

1ª Cifra = 1º número 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = Multiplicador

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1200 ohmios = 1.2K

1ª Cifr =1º número La " R " indica coma decimal, 3ª Cifra = 2º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1,6 ohmios

más

La " R " indica " 0. " 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = 3º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 0.22 ohmios

7 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 7.1. Utilizando Internet realiza un resumen en tu cuaderno con los siguientes conceptos: resistencias fijas, Variables y especiales. 7.2. Utilizando la tabla de código de colores de la resistencia halla el valor de cada resistencia: a. Tenemos una resistencia con los colores (marrón, negro, rojo y dorado). R=

b. Tenemos una resistencia con los colores (marrón, negro, amarillo y dorado) R=

c. Tenemos una resistencia con los colores (naranja, negro, naranja y plateado) R=

d. Tenemos una resistencia con los colores (marrón, rojo, rojo y dorado) R=

e. Tenemos una resistencia con los colores (negro, negro, marrón y dorado) R=

f. Tenemos una resistencia con los colores (azul, violeta, blanco y dorado) R=

APRENDIZAJE EN GRUPO

8.1. Reúnete con tus compañeros de trabajo y responde: a. ¿Donde encuentro una resistencia eléctrica? b. ¿Para que necesito conocer el valor de una resistencia eléctrica?

c. planten 10 posibles valores de resistencia con solo colores, para que luego lo socialicen en el tablero donde elegirán compañeros de diferentes grupos para que digan cual es el valor de cada una de ellas. 9

EVLUACION

9.1. Dado el valor de las siguientes resistencias representa el color de cada una de ellas en tu cuaderno. R1= 220Ω ±10%, R2=1.2kΩ ±5%,, R3=47.000Ω ±10%,, R4=1.000.000Ω ±1%,, R5=3.300Ω ±0,5%, R6=1500Ω ±10%,. 10 AUTOEVALUACION

10.1. Evalúa tu desempeño en las actividades propuestas: Valoración Aspectos

Para Mejorar mi desempeño puedo:

Participe en las actividades Resolví la guía de aprendizaje Alcance el objetivo Mi comportamiento en clase fue

Tema3: leyes fundamentales de voltaje y corriente 11 INDUCCIÓN Ó INTRODUCCIÓN: 11.1 LEY DE OHM: La ley de Ohm, establece que la corriente eléctrica (I) en un conductor o circuito, es igual a la diferencia de potencial (V) sobre el conductor (o circuito), dividido por la resistencia (R) que opone al paso, él mismo. La ley de Ohm se aplica a la totalidad de un circuito o a una parte o conductor del mismo.

11.2 LEY WATT: La ley de Watt, establece que la potencia en un aparato eléctrico se puede determinar mediante la siguiente fórmula:

Es decir, si se conoce el voltaje aplicado y la intensidad de corriente que circula por el circuito, se puede calcular la potencia desarrollada en el equipo.

11.3 LEY DE CORRIENTE DE KIRCHHOFF: La suma de las corrientes que entran, en un nudo o punto de unión de un circuito es igual a la suma de las corrientes que salen de ese nudo. Si asignamos el signo más (+) a las corrientes que entran en la unión, y el signo menos () a las que salen de ella, entonces la ley establece que la suma algebraica de las corrientes en un punto de unión es cero:

= I1 + I2 + I3 +........+ In

11.4 LEY DE VOLTAJE DE KIRCHHOFF: La ley de voltaje de Kirchhoff indica que la suma de voltajes alrededor de una trayectoria o circuito cerrado debe ser cero. Matemáticamente, esta dada por

= V1 + V2 + V3 +........+ Vn

11.5. Resistencia serie y Paralelo. Dos resistencias colocadas una a continuación de la otra de tal forma que sólo uno de los extremos de cada una de las resistencias tiene un potencial común se dice que están en serie. Dos o más resistencias con sus extremos conectados a un potencial común se dice que están en paralelo.

RESISTENCIAS EN SERIE

Dos resistencias están en serie si por ellas pasa exactamente la misma corriente. Resistencias en serie se suman para obtener una resistencia equivalente, tal y como vemos en la figura:

En la figura observamos que la intensidad, I, que circula por ambas resistencias es la misma, mientras que, cada resistencia presenta una diferencia de potencial distinta, que dependerá, según la ley de Ohm, de los valores de cada resistencia. Queremos calcular la resistencia equivalente, es decir, la resistencia que introducida en el circuito en vez de R1 y R2, no modifique los valores de la intensidad. Debemos tener en cuenta que la intensidad no debe sufrir variación y, como la equivalente sustituye a ambas, la diferencia de potencial de la equivalente, debe ser la suma de las diferencias de potencial de R1 y R2.

Luego, Ve = V1 + V2 Teniendo en cuenta lo anterior, podemos aplicar la ley de Ohm para la resistencia equivalente y para cada una de las resistencias individuales: (1) Ve = I·Re

(2) V1 = I·R1

(3) V2 = I·R2

Llegamos, usando la ecuación de arriba a: Ve = V1 + V2 => I·Re = I·R1 + I·R2 y, sacando factor común obtenemos: I·Re = I·(R1 + R2), que tras simplificar I, nos permite obtener: Re = R1 + R2 RESISTENCIAS EN PARALELO Las resistencias podemos agruparlas de varias formas: en serie y en paralelo o derivación. Aquí vamos a estudiar la asociación en paralelo. Al conectar en paralelo, colocamos conectadas por sus extremos a un mismo punto, llamado nodo (en la figura A y B), tal y como vemos en la figura:

En la figura observamos que la intensidad, I, que circula por ambas resistencias se divide en dos valores, I1 e I2, que dependerán de los valores de las resistencia. Por otro lado, vemos como ambas resistencias están sometidas a la misma diferencia de potencial V (voltaje). Queremos calcular la resistencia equivalente, es decir, la resistencia que introducida en el circuito en vez de R1 y R2, no modifique los valores de la intensidad, de forma que la intensidad que pase por la equivalente sea la suma de I1 e I2.Debemos tener en cuenta que, como la equivalente sustituye a ambas, la diferencia de potencial de la equivalente, debe ser la misma que la de R1 y R2.

Luego, I = I1 + I2 Teniendo en cuenta lo anterior, podemos aplicar la ley de Ohm para la resistencia equivalente y para cada una de las resistencias individuales: (1) V = I·Re

(2) V = I1·R1

(3) V = I2·R2

De aquí obtenemos: (1) V/Re = I

(2) V/R1 = I1

(3) V/R2 = I2

Llegamos, usando la ecuación de arriba a: I = I1 + I2 => V/Re = V/R1 + V/R2 y, sacando factor común obtenemos: V/Re = V(1/R1 + 1/R2), que tras simplificar V, nos permite obtener: 1/Re = 1/R1 + 1/R2

Podemos concluir que. Re = (R1× R2)/(R1+ R2) Es decir, el inverso de la resistencia equivalente a varias resistencias en paralelo, es la suma de los inversos de dichas resistencias. 1/Re = 1/R1 + 1/R2+ 1/R3 …..+ 1/Rn Ejemplo: Determinar la resistencia equivalente del circuito mostrado en la figura entre los nodos A y B.

Seguiremos los siguientes pasos: 1. Combinamos las dos resistencias en serie R3 y R4: R6=R3+R4=2KΩ.

2. Combinamos las dos resistencias en paralelo R5 y R6: R7=R5||R6=1KΩ.

3. Combinamos las dos R2: R8=R7+R2=2KΩ.

resistencias en serie R7 y

4. Combinamos las dos resistencias en paralelo R8 y R1: Req=R8||R1=1KΩ 12 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 12.1. Responde los siguientes conceptos en la tabla. LEYES

DEFINICIÓN

ECUACIÓN

Concepto del estudiante

OHM

V=IxR

WATT

KIRCHOFF

P=VxI

= I1 + I2 + I3 +.......+ In

VT = V1 + V2 +V3 +........+ Vn

12.2. Ubica en este gráfico todas las posibles ecuaciones de cada una de las magnitudes.

12.3. Halla el equivalente de la resistencia entre los puntos A y B del siguiente circuito serie.

12.3. Halla el equivalente de la resistencia entre los puntos A y B del siguiente circuito paralelo.

13 APRENDIZAJE EN GRUPO Reúnete con tres compañeros y resuelvan en su cuaderno los siguientes ejercicios: 13.1. Calcular en el circuito serie: a. V1 y V2 b. La corriente que circula por cada resistencia I1 y I2 c. Potencia (P) en R1 y R2 d. la potencia total del circuito. (PT = PR1 + PR2) Si: R1 = 2Ω, R2 = 5Ω y V= 5v

13.2. Calcular en el circuito paralelo: a. V1 y V2 b. La corriente que circula por cada resistencia I1 y I2 c. Potencia (P) en R1 y R2 d. la corriente I total del circuito. (I = I1 + I2) Si: R1 = 10Ω, R2 = 8Ω y V= 5v 13.3. Calcular la resistencia equivalente entre los puntos A y B del siguiente circuito,

14 EVALUACION

14.1. Menciona la diferencia que hay entre resistencia serie y resistencia paralelo. Resistencia Serie

Resistencia Paralelo

b. ¿Define la ley de Omh? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ __________________________________________

15 AUTOEVALUACION

c. De la siguiente tabla, responde a las preguntas dadas. ¿Qué sabias del tema?

¿Qué aprendiste?

¿En que lo puedes aplicar?

Tema4: Herramientas electrónicas 16 INDUCCIÓN Ó INTRODUCCIÓN: PROTOBOARD Una placa de pruebas, también conocida como protoboard o breadboard, es una placa de uso genérico reutilizable o semi permanente, usado para construir prototipos de circuitos electrónicos sin soldadura. Normalmente se utilizan para la realización de pruebas experimentales. Además de los protoboard plásticos, libres de soldadura, también existen en el mercado otros modelos de placas de prueba.

En la actualidad las placas de prueba más usadas están compuestas por bloques de plástico perforados y numerosas láminas delgadas -de una aleación de cobre, estaño y fósforo; que unen dichas perforaciones, creando una serie de líneas de conducción paralelas. Las líneas se cortan en la parte central del bloque de plástico para garantizar que dispositivos en circuitos integrados tipo DIP (Dual Inline Packages), puedan ser insertados perpendicularmente a las líneas de conductores. En la cara opuesta se coloca un forro con pegamento, que sirve para sellar y mantener en su lugar a las tiras metálicas.

MULTÍMETRO.

Un multímetro, también denominado polímetro, tester o multitester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y voltajes (tensiones) o pasivas como resistencias, capacitores y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).

El multímetro es un aparto muy versátil, que se basa en la utilización de un instrumento de medida, un galvanómetro, muy sensible que se emplea para todas las determinaciones. Para poder medir cada una de las magnitudes eléctricas, el galvanómetro se debe completar con un determinado circuito eléctrico que dependerá del galvanómetro Además del galvanómetro, el multímetro consta de los siguientes elementos: La escala múltiple por la que se desplaza que permite leer los valores de las diferentes magnitudes en los distintos márgenes de medida. Un conmutador permite cambiar la función del multímetro para que actúe como medidor en todas sus versiones y márgenes de medida. La misión del conmutador es seleccionar en cada caso el circuito interno de medida a asociar al instrumento de medida para realizar cada operación de medida concreta

17 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 17.1. ¿Define que es un protoboard y para que sirve?

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _________________________________________________ 17.2. ¿Qué puedo medir con el multímetro? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ___________________________________

17.3. ¿Utilizando Internet investiga que otros aparatos sirven para medir circuitos electrónicos? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ___________________________________ 18 APRENDIZAJE EN GRUPO 18.1. Junto con tus compañeros de grupo identifica y nombra cada una de las escalas numeradas en la figura del multímetro digital.

19 SAY IT IN ENGLISH Write in English the meaning of the following pictures

It means______________________

It means ______________________

20 EVALUACION Responde en tu cuaderno: 20.1. ¿Qué diferencia hay entre u multímetro digital con uno análogo? 20.2. ¿Por qué es importante montar los circuitos en un protoboard? 21 AUTOEVALUACION

20.1. Evalúa tu desempeño en las actividades propuestas: Valoración Aspectos

Para Mejorar mi desempeño puedo:

Participe en las actividades propuestas Resolví la guía de aprendizaje Alcance el objetivo Mi comportamiento en clase fue 22 PRACTICA No 1 a. Medición y montaje de circuitos resistivos b. Aplicación de las leyes fundamentales. Materiales: 20 resistencias de diferente valor. 1 Protoboard. 1 Multímetro. 1 Batería de nueve voltios (con conector) 1 metro de alambre unifilar (cable utp). 1 Cortafrio. 1 Pinza pequeña. 1 calculadora. 23 APRENDIZAJE INDIVIDUAL

a. Con 10 de las resistencias que tiene utiliza el cuadro del código de colores, verifica su valor y calcula la tolerancia en cada una de ellas.

RESISTENCIA

VALOR DE LA RESISTENCIA

CALCULO TOLERANCIA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 b. Utilizando el multímetro verifica cada uno de los valores y compara los resultados con la tabla del punto a. c. dibuja en tu cuaderno un circuito serie con el valor de las resistencias (1, 2 y 3) de la tabla y haya la resistencia equivalente. d. dibuja en tu cuaderno un circuito paralelo con el valor de las resistencias (4, 5 y 6) de la tabla y haya la resistencia equivalente. 24 APRENDIZAJE EN GRUPO a. Monta el circuito serie que dibujaste, en el aprendizaje individual, en el protoboard y mide con el mutímetro la resistencia equivalente. b. Monta el circuito paralelo que dibujaste, en el aprendizaje individual, en el protoboard y mide con el mutímetro la resistencia equivalente. d. Alimenta cada uno de los circuitos montados, con la batería de nueve voltios y calcula:  voltaje en todas las resistencias, de cada uno de los circuitos.  Corriente en cada una de las resistencias de los circuitos. 25 EVALUACION a. El trabajo individual será revisado con las resistencias que utiliza para desarrollar cada uno de los circuitos b. Presenta en el protoboard el montaje de los diferentes circuitos, para realizar las mediciones respectivas de resistencia total, voltaje, corriente y comprobarlas con los cálculos matemáticos que resolviste en el cuaderno.

@ GUÍA DE APRENDIZAJE No. 1

ÁREA DE TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA –[Grado]: 9º Colegio Comfacesar “Rodolfo Campo Soto”

Nombre del Estudiante:

Curso:

Asignatura/Taller: Período: Taller -Electrónica Primero Tema: Electrónica, código de colores, leyes fundamentales, resistencia serie y paralelo

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE INDICADOR DE AUTONOMIA

Proceso 

2011

Rotación

Administrador (es) de Programa:  Ing. Ricardo Martínez Maestre

Esquema , Relación de Información Pensamiento Creativo

META DE APRENDIZAJE

INDICADORES DE DESEMPEÑO o

Identifica habilidades e intereses que le permiten elegir con criterio el taller de la especialización. o Identifica elementos básicos en la elaboración de circuitos electrónicos resistivos. o Analiza y desarrolla ejercicios prácticos en electrónica análoga para la aplicación de los principios y leyes de circuitos electrónicos o Asume con responsabilidad las actividades propuestas para cumplir con sus compromisos académicos DURACIÓN: (7) unidades de clase RECURSOS: Guía, (Para legajar en carpeta y todas las guías que se entreguen durante el año), computador, video-beam, pizarra digital, Internet, cuaderno, calculadora. 1

INTRODUCCIÓN:

1.1 La electrónica La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente. Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas.

diseño

construcción

circuitos

electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la

electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería de materiales. 1.2 ACTIVACION DE SAVERES PREVIOS. Es importante que recordemos algunos de los conceptos que empleamos en la rotación de octavo para que empecemos a trabajar con nuevos conceptos, materiales y herramientas de Electricidad y Electrónica. Concepto

¿Qué sé?

¿Comó lo aplico?

Circuito Eléctrico

Circuito Serie

Circuito Paralelo

Partes del Circuito

Materiales de Electricidad

Herramientas Eléctricas

2 INDUCCIÓN: 2.1. CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRONICA. En electrónica se utilizan muchos conceptos entre los cuales podemos destacar los siguientes para su mayor comprensión. i.

Conductor: Materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja

Aislador: Se denomina aislante eléctrico al material con escasa conductividad eléctrica.

k. Corriente eléctrica: Es la magnitud física que expresa la cantidad de electricidad que fluye por un conductor en la unidad de tiempo. Su unidad en el Sistema Internacional es el Amperio (A). l.

Voltaje: La tensión o diferencia de potencial (erróneamente conocida como voltaje) es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica. En el Sistema Internacional de Unidades, la diferencia de potencial se mide en voltios (V),.

m. Potencia: La potencia eléctrica es la relación de paso de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt (W), que es lo mismo.

2.2 QUÉ

ES LA RESISTENCIA ELÉCTRICA

Resistencias variables: Son las que presentan un valor óhmico que nosotros podemos variar modificando la posición de un contacto deslizante.

Resistencias especiales: Son las que varían su valor óhmico en función de la estimulación que reciben de un factor externo (luz, temperatura...)

2.3 Código de colores para resistores eléctricos.

Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión o tolerancia. Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La última raya indica la tolerancia (precisión). De las restantes, la última es el multiplicador y las otras indican las cifras significativas del valor de la resistencia.

Como leer el valor de una resistencia En una resistencia tenemos generalmente 4 (Cuatro) líneas de colores, aunque podemos encontrar algunas que contenga 5 líneas (4 de colores y 1 que indica tolerancia) vamos a tomar la más general las de 4 líneas, las primeras 3 y dejamos aparte la tolerancia que es plateada o dorada 

La primera línea representa el dígito de las decenas.



La segunda línea representa el dígito de las unidades.



El número así formado se multiplica por la potencia de 10 expresada por la tercera línea (multiplicador).

Por ejemplo: c. Tenemos una resistencia con los colores (verde, amarillo, rojo y dorado). 

Registramos el valor de la primera línea (verde): 5



Registramos el valor de la segunda línea (amarillo): 4



Registramos el valor de la tercera línea (rojo): X 100



Unimos los valores de las primeras dos líneas y multiplicamos por el valor de la tercera

54 X 100 = 5400Ω o 5,4 kΩ y este es el valor de la resistencia expresada en Ohmios, con una tolerancia de ±5% ya que el color de la cuarta línea es el dorado (oro). d. La caracterización de una resistencia de 2.700.000 Ω (2,7 MΩ), con una tolerancia de ±10%, sería. 1ª cifra: rojo (2) 2ª cifra: violeta (7) Multiplicador: verde (100000) Tolerancia: plateado (±10%) Resistencias con cinco bandas de colores. También hay resistencias con 5 bandas de colores, la única diferencia respecto a la tabla anterior, es qué la tercera banda es la 3ª Cifra, el resto sigue igual En las resistencias usual es:

SMD

montaje

superficie

codificación

1ª Cifra = 1º número 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = Multiplicador

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1200 ohmios = 1.2KΩ

1ª Cifra =1º número La " R " indica coma decimal, 3ª Cifra = 2º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1,6 ohmios

La " R " indica " 0. " 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = 3º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 0.22 ohmios

más

3 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 3.1. Utilizando Internet realiza un resumen en tu cuaderno con los siguientes conceptos: resistencias (fijas, Variables y especiales), conductor, aislador, corriente eléctrica, voltaje, potencia. 3.2. Utilizando la tabla de código de colores de la resistencia halla el valor de cada resistencia: a. Tenemos una resistencia con los colores (marrón, negro, rojo y dorado). R=

b. Tenemos una resistencia con los colores (marrón, negro, amarillo y dorado) R=

c. Tenemos una resistencia con los colores (naranja, negro, naranja y plateado) R=

d. Tenemos una resistencia con los colores (marrón, rojo, rojo y dorado) R=

e. Tenemos una resistencia con los colores (negro, negro, marrón y dorado) R=

f. Tenemos una resistencia con los colores (azul, violeta, blanco y dorado) R=

4 APRENDIZAJE EN GRUPO 4.1. Reúnete con tus compañeros de trabajo y responde: a. ¿Donde encuentro una resistencia eléctrica? b. ¿Para que necesito conocer el valor de una resistencia eléctrica? c. Planten 10 posibles valores de resistencia con solo colores, para que luego lo socialicen en el tablero donde elegirán compañeros de diferentes grupos para que digan cual es el valor de cada una de ellas. 5 EVLUACION 5.1. Dado el valor de las siguientes resistencias representa el color de cada una de ellas en tu cuaderno. R1= 220Ω ±10%, R2=1.2kΩ ±5%,, R3=47.000Ω ±10%,, R4=1.000.000Ω ±1%,, R5=3.300Ω ±0,5%, R6=1500Ω ±10%,. 6 AUTOEVALUACION

6.1. Evalúa tu desempeño en las actividades propuestas:

Valoración Aspectos

Para Mejorar mi desempeño puedo:

Participe en las actividades Resolví la guía de aprendizaje Alcance el objetivo Mi comportamiento en clase fue

Tema2: leyes fundamentales de voltaje, corriente y dispositivos electrónicos 7 INDUCCIÓN Ó INTRODUCCIÓN: 7.1 LEY DE OHM: La ley de Ohm, establece que la corriente eléctrica (I) en un conductor o circuito, es igual a la diferencia de potencial (V) sobre el conductor (o circuito), dividido por la resistencia (R) que opone al paso, él mismo. La ley de Ohm se aplica a la totalidad de un circuito o a una parte o conductor del mismo.

7.2 LEY WATT: La ley de Watt, establece que la potencia en un aparato eléctrico se puede determinar mediante la siguiente fórmula:

Es decir, si se conoce el voltaje aplicado y la intensidad de corriente que circula por el circuito, se puede calcular la potencia desarrollada en el equipo. 7.3 LEY DE CORRIENTE DE KIRCHHOFF: La suma de las corrientes que entran, en un nudo o punto de unión de un circuito es igual a la suma de las corrientes que salen de ese nudo. Si asignamos el signo más (+) a las corrientes que entran en la unión, y el signo menos (-) a las que salen de ella, entonces la ley establece que la suma algebraica de las corrientes en un punto de unión es cero:

= I1 + I2 + I3 +........+ In

7.4 LEY DE VOLTAJE DE KIRCHHOFF: La ley de voltaje de Kirchhoff indica que la suma de voltajes alrededor de una trayectoria o circuito cerrado debe ser cero. Matemáticamente, esta dada por

= V1 + V2 + V3 +........+ Vn

7.5. Resistencia serie y Paralelo. Dos resistencias colocadas una a continuación de la otra de tal forma que sólo uno de los extremos de cada una de las resistencias tiene un potencial común se dice que están en serie. Dos o más resistencias con sus extremos conectados a un potencial común se dice que están en paralelo.

RESISTENCIAS EN SERIE Dos resistencias están en serie si por ellas pasa exactamente la misma corriente. Resistencias en serie se suman para obtener una resistencia equivalente, tal y como vemos en la figura:

En la figura observamos que la intensidad, I, que circula por ambas resistencias es la misma, mientras que, cada resistencia presenta una diferencia de potencial distinta, que

dependerá, según la ley de Ohm, de los valores de cada resistencia. Queremos calcular la resistencia equivalente, es decir, la resistencia que introducida en el circuito en vez de R1 y R2, no modifique los valores de la intensidad. Debemos tener en cuenta que la intensidad no debe sufrir variación y, como la equivalente sustituye a ambas, la diferencia de potencial de la equivalente, debe ser la suma de las diferencias de potencial de R1 y R2.

Luego, Ve = V1 + V2 Teniendo en cuenta lo anterior, podemos aplicar la ley de Ohm para la resistencia equivalente y para cada una de las resistencias individuales: (1) Ve = I·Re

(2) V1 = I·R1

(3) V2 = I·R2

Queremos calcular la resistencia equivalente, es decir, la resistencia que introducida en el circuito en vez de R1 y R2, no modifique los valores de la intensidad, de forma que la intensidad que pase por la equivalente sea la suma de I1 e I2.Debemos tener en cuenta que, como la equivalente sustituye a ambas, la diferencia de potencial de la equivalente, debe ser la misma que la de R1 y R2.

Luego, I = I1 + I2 Teniendo en cuenta lo anterior, podemos aplicar la ley de Ohm para la resistencia equivalente y para cada una de las resistencias individuales: (1) V = I·Re

(2) V = I1·R1

(3) V = I2·R2

De aquí obtenemos: (1) V/Re = I

(2) V/R1 = I1

(3) V/R2 = I2

Llegamos, usando la ecuación de arriba a: I = I1 + I2 => V/Re = V/R1 + V/R2 y, sacando factor común obtenemos: V/Re = V(1/R1 + 1/R2), que tras simplificar V, nos permite obtener: 1/Re = 1/R1 + 1/R2 Podemos concluir que. Re = (R1× R2)/(R1+ R2) Es decir, el inverso de la resistencia equivalente a varias resistencias en paralelo, es la suma de los inversos de dichas resistencias. 1/Re = 1/R1 + 1/R2+ 1/R3 …..+ 1/Rn Ejemplo: Determinar la resistencia equivalente del circuito mostrado en la figura entre los nodos A y B.

Seguiremos los siguientes pasos:

1. Combinamos las dos resistencias en serie R3 y R4: R6=R3+R4=2KΩ.

2. Combinamos las dos resistencias en paralelo R5 y R6: R7=R5||R6=1KΩ.

3. Combinamos las dos resistencias en serie R7 y R2: R8=R7+R2=2KΩ.

4. Combinamos las dos resistencias en paralelo R8 y R1: Req=R8||R1=1KΩ CONDENSADOR Un condensador es un componente pasivo que presenta la cualidad de almacenar energía eléctrica. Esta formado por dos laminas de material conductor (metal) que se encuentran separados por un material dieléctrico (material aislante). En un condensador simple, cualquiera sea su aspecto exterior, dispondrá de dos terminales, los cuales a su vez están conectados a las dos laminas conductoras.

Condensador no polarizado Condensador variable

TRANSFORMADOR Dispositivo eléctrico que consta de una bobina de cable situada junto a una o varias bobinas más, y que se utiliza para unir dos o más circuitos de corriente alterna (CA) aprovechando el efecto de inducción entre las bobinas. La bobina conectada a la fuente de energía se llama bobina primaria. Las demás bobinas reciben el nombre de bobinas secundarias. Un transformador cuyo voltaje secundario sea superior al primario se llama transformador elevador. Si el voltaje secundario es inferior al primario este dispositivo recibe el nombre de transformador reductor. El producto de intensidad de corriente por voltaje es constante en cada juego de bobinas, de forma que en un transformador elevador el aumento de voltaje de la bobina secundaria viene acompañado por la correspondiente disminución de corriente. La cantidad de terminales varía según cuantos bobinados y tomas tenga. Como mínimo son tres para los auto- transformadores y cuatro en adelante para los transformadores. No tienen polaridad aunque si orientación magnética de los bobinados.

TRANSFORMADOR NÚCLEO DE AIRE TRANSFORMADOR

DIODO Componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. Los primeros dispositivos de este tipo fueron los diodos de tubo de vacío, que consistían en un receptáculo de vidrio o de acero al vacío que contenía dos electrodos: un cátodo y un ánodo.

Diodo rectificador Diodo emisor de luz (LED) BOBINA Las bobinas (también llamadas inductores) consisten en un hilo conductor enrollado. Al pasar una corriente a través de la bobina, alrededor de la misma se crea un campo magnético que tiende a oponerse a los cambios bruscos de la intensidad de la corriente.

BOBINAS

RELÉ Conmutador eléctrico especializado que permite controlar un dispositivo de gran potencia mediante un dispositivo de potencia mucho menor. Un relé está formado por un electroimán y unos contactos conmutadores mecánicos que son impulsados por el electroimán

Relé rápido Relé con doble bobinado

TRANSISTORES Los transistores se componen de semiconductores. Se trata de materiales, como el silicio o el germanio, dopados (es decir, se les han incrustado pequeñas cantidades de materias extrañas), de manera que se produce un exceso o una carencia de electrones libres.

Transistor NPN Transistor PNP CIRCUITOS INTEGRADOS La mayoría de los circuitos integrados son pequeños trozos, o chips, de silicio, de entre 2 y 4 mm2, sobre los que se fabrican los transistores. La fotolitografía permite al diseñador crear centenares de miles de transistores en un solo chip situando de forma adecuada las numerosas regiones tipo n y p.

(IC)Circuito integrado símbolo genérico

8 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 8.1. Responde los siguientes conceptos en la tabla. LEYES

DEFINICIÓN Concepto del estudiante

ECUACIÓN

OHM

WATT

KIRCHOFF

V=IxR

P=VxI

= I1 + I2 + I3 +.......+ In

VT = V1 + V2 +V3 +........+ Vn

8.2. Busca en Internet imágenes de los siguientes elementos: condensador, transformador, Diodo, bobinas, Relé, transistores y circuitos integrados. Realiza una presentación en Microsoft office PowerPoint con cada una de las imágenes.

8.3. Ubica en este gráfico todas las posibles ecuaciones de cada una de las magnitudes.

8.4. Halla el equivalente de la resistencia entre los puntos A y B del siguiente circuito serie.

8.5. Halla el equivalente de la resistencia entre los puntos A y B del siguiente circuito paralelo.

9 APRENDIZAJE EN GRUPO Reúnete con tres compañeros y resuelvan en su cuaderno los siguientes ejercicios: 9.1. Calcular en el circuito serie: a. V1 y V2 b. La corriente que circula por cada resistencia I1 y I2 c. Potencia (P) en R1 y R2 d. la potencia total del circuito. (PT = PR1 + PR2) Si: R1 = 2Ω, R2 = 5Ω y V= 5v

9.2. Calcular en el circuito paralelo:

a. V1 y V2 b. La corriente que circula por cada resistencia I1 y I2 c. Potencia (P) en R1 y R2 d. la corriente I total del circuito. (I = I1 + I2) Si: R1 = 10â&#x201E;Ś, R2 = 8â&#x201E;Ś y V= 5v 9.3. Calcular la resistencia equivalente entre los puntos A y B del siguiente circuito,

10 EVALUACION

10.1. Menciona la diferencia que hay entre resistencia serie y resistencia paralelo. Resistencia Serie

Resistencia Paralelo

10.2. ¿Define la ley de Omh? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ __________________________________________

11 AUTOEVALUACION

c. De la siguiente tabla, responde a las preguntas dadas. ¿Qué sabias del tema?

¿Qué aprendiste?

¿En que lo puedes aplicar?

Tema4: Herramientas y materiales de electrónica 12 INDUCCIÓN Ó INTRODUCCIÓN: PROTOBOARD Una placa de pruebas, también conocida como protoboard o breadboard, es una placa de uso genérico reutilizable o semi permanente, usado para construir prototipos de circuitos electrónicos sin soldadura. Normalmente se utilizan para la realización de pruebas experimentales. Además de los protoboard plásticos, libres de soldadura, también existen en el mercado otros modelos de placas de prueba.

MULTÍMETRO. Un multímetro, también denominado polímetro, tester o multitester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y voltajes (tensiones) o pasivas como resistencias, capacitores y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).

¿QUE ES SOLDAR? ¿QUE NECESITO PARA SOLDAR? Soldar es pegar dos metales de forma que queden físicamente unidos; electrónicamente hablando, es la creación de un punto de conexión eléctrica. A la zona de unión se añade estaño fundido el cual, una vez enfriado, constituye la unión. Para soldar necesitamos las dos partes a unir, un soldador y estaño.

Soldador:

Hay muchos tipos de soldador, pero para soldadura electrónica la opción es clara: cautín tipo Lápiz. La punta es fina, lo cual facilita las soldaduras pequeñas y precisas. Cuando compre un soldador, la característica básica que debe tener en cuenta es su potencia. Para soldadura electrónica de 25 W es lo recomendado, más potencia es innecesaria y solo generará calor, sobre todo cuando se está aprendiendo. Para empezar, cualquier modelo de esa potencia sirve,

Estaño: Lo que llamamos “estaño” no es realmente estaño; es una aleación de estaño y plomo (la proporción mas adecuada normalmente es de 60% y 40 % respectivamente). Para hacer buenas soldaduras se necesita además de estaño, “resina” o “pasta de soldar”. En la mayoría de los casos ya viene añadida en el estaño, por lo que no hay que preocuparse por ello.

En la etiqueta del rollo de estaño de la imagen podemos ver dos características importantes: La composición es Sn62Pb36Ag2 significa que ese hilo de estaño tiene un 62% de Estaño, un 36% de Plomo y un 2% de plata. El diámetro del hilo, es de 0.5% en este caso. Es recomendable el hilo cuyo diámetro esté comprendido entre 0.5 y 1 mm, es lo más cómodo. Lo que debemos conocer: Las partes a soldar deben estar lo más limpias posible. Es bien importante este aspecto, ya que a menos restos de suciedad en las partes a soldar, más fácil resultará la soldadura y más confiable firme y duradera resultará. Hay que mantener el soldador limpio. Para eso se puede utilizar una esponja o lija muy suave. Esa esponja se humedece y, cada cierto tiempo, se pasa sobre la punta del soldador girándola o al igual con la lija de agua. 13 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 13.1. ¿Define que es un protoboard y para que sirve? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ __________________________________________ 13.2. ¿Qué puedo medir con el multímetro?

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ____________________________ 13.3. ¿Utilizando Internet investiga que otros aparatos sirven para medir circuitos electrónicos? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ___________________________________ 14 APRENDIZAJE EN GRUPO 14.1. Junto con tus compañeros de grupo identifica y nombra cada una de las escalas numeradas en la figura del multímetro digital.

15 SAY IT IN ENGLISH Write in English the name of the following images (Multimeter, alternating current, breadboard, conductor, resistance, Ohm's law, tin, insulator)

______________________

16 EVALUACION Responde en tu cuaderno: 16.1. ¿Qué diferencia hay entre un multímetro digital con uno análogo? 16.2. ¿Por qué es importante montar los circuitos en un protoboard? 16.3 ¿Con que se soldan los elementos en la baquelita? 17 AUTOEVALUACION 17.1. Evalúa tu desempeño en las actividades propuestas: Aspectos

Valoración

Para Mejorar mi desempeño puedo:

Participe en las actividades propuestas Resolví la guía de aprendizaje Alcance el objetivo Mi comportamiento en clase fue 18 PRACTICA No 1 a. Medición y montaje de circuitos resistivos. b. Aplicación de las leyes fundamentales. Materiales: 20 resistencias de diferente valor. 1 Protoboard. 1 Multímetro. 1 Batería de nueve voltios (con conector) 1 metro de alambre unifilar (cable utp). 1 Cortafrío. 1 Pinza pequeña. 1 calculadora.

19 APRENDIZAJE INDIVIDUAL

a. Con 10 de las resistencias que tiene utiliza el cuadro del código de colores, verifica su valor y calcula la tolerancia en cada una de ellas.

RESISTENCIA

VALOR DE LA RESISTENCIA

CALCULO TOLERANCIA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

b. Utilizando el multímetro verifica cada uno de los valores y compara los resultados con la tabla del punto a. c. dibuja en tu cuaderno un circuito serie con el valor de las resistencias (1, 2 y 3) de la tabla y haya la resistencia equivalente. d. dibuja en tu cuaderno un circuito paralelo con el valor de las resistencias (4, 5 y 6) de la tabla y haya la resistencia equivalente. 20 APRENDIZAJE EN GRUPO a. Monta el circuito serie que dibujaste, en el aprendizaje individual, en el protoboard y mide con el mutímetro la resistencia equivalente. b. Monta el circuito paralelo que dibujaste, en el aprendizaje individual, en el protoboard y mide con el mutímetro la resistencia equivalente. d. Alimenta cada uno de los circuitos montados, con la batería de nueve voltios y calcula:  voltaje en todas las resistencias, de cada uno de los circuitos.  Corriente en cada una de las resistencias de los circuitos. 21 EVALUACION a. El trabajo individual será revisado con las resistencias que utiliza para desarrollar cada uno de los circuitos b. Presenta en el protoboard el montaje de los diferentes circuitos, para realizar las mediciones respectivas de resistencia total, voltaje, corriente y comprobarlas con los cálculos matemáticos que resolviste en el cuaderno. 22 PRACTICA No 2 a. Aprendiendo a soldar con el cautín. Materiales: 1 cautín 2 metros de estaño

2 metros de alambre de cobre #12 o #14 1 pedazo de lija de agua. 23 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 23.1. Realiza una estructura o malla utilizando puntos de soldadura de estaño

b. Cortar 10 pedazos de alambre de cobre de 10 cms., cada uno. Si están opacos, pulirlos con la lija para poder soldar.

b. Formar un cuadrado soldando cada uno de los extremos

c. Cada dos cms ubicar un alambre horizontal como vertical y soldar. Precaución: Recuerde que cuando el alambre se calienta por el calor que transmite el cautín, se pueden desoldar los puntos que ya estaban soldados.

d. Para aprender a soldar bien, se requiere de práctica y es importante saber que el cautín debe transmitir calor a los elementos que se van a soldar, para que la soldadura se derrita y se adhiera fácilmente. Practique y busque hacer los mejores puntos de soldadura en la parte interna de la malla.

e. Vale la pena recordar que un punto de soldadura bien hecho es muy importante para su funcionamiento o de lo contrario puede fallar o funcionar mal.

24 APRENDIZAJE EN GRUPO 24.1 Reúnete con 6 compañeros de clase y con el trabajo que realizaste en el aprendizaje individual, solden cada uno de ellos formando un cubo.

25 EVALUACION 25.1. Escriba en el cuaderno, las dificultades que se presentaron, al realizar esta práctica y cómo lo solucionó. 25.2. Presente el trabajo en grupo propuesto. 26 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

http://es.wikipedia.org



http://images.google.com.co/imgres?imgurl=http://s3.amazonaws.com



Guía de aprendizaje Colegio CAFAM

ESPACIO RESERVADO PARA EL DOCENTE FECHA

OBSERVACIONES Y/O NOTAS DEL DOCENTE

SUGERENCIAS

@ GUÍA DE APRENDIZAJE No.

ÁREA DE TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA –[Grado]: 10º Colegio Comfacesar “Rodolfo Campo Soto”

Nombre del Estudiante:

Curso:

Asignatura/Taller: Período: Taller -Electrónica Primero Tema: Electrónica, código de colores, leyes fundamentales, resistencia serie y paralelo

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE INDICADOR DE AUTONOMIA

Proceso

2011

Fundamentación

Administrador (es) de Programa:  Ing. Ricardo Martínez Maestre

Esquema , Relación de Información Pensamiento Creativo

META DE APRENDIZAJE

INDICADORES DE DESEMPEÑO o o

Identifica elementos básicos en la elaboración de circuitos electrónicos resistivos. Analiza y desarrolla ejercicios prácticos en electrónica análoga para la aplicación de los principios y leyes de circuitos electrónicos o Asume con responsabilidad las actividades propuestas para cumplir con sus compromisos académicos DURACIÓN: (7) unidades de clase RECURSOS: Guía, (Para legajar en carpeta y todas las guías que se entreguen durante el año), computador, video-beam, pizarra digital, Internet, cuaderno, calculadora. 1 INTRODUCCIÓN: 1.1 La electrónica La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente. Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos,

desde

los

semiconductores

hasta

las

válvulas termoiónicas. El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la electrónica y de

los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería de materiales. 1.2 ACTIVACION DE SAVERES PREVIOS. Es importante que recordemos algunos de los conceptos que empleamos en la rotación de noveno para que empecemos a trabajar con nuevos conceptos, materiales y herramientas de Electricidad y Electrónica. Concepto

¿Qué sé?

¿Comó lo aplico?

Circuito Eléctrico

Circuito Serie

Circuito Paralelo

Partes del Circuito

Materiales de Electricidad

Herramientas Eléctricas

1.3 INFORMACIÓN CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRONICA. En electrónica se utilizan muchos conceptos entre los cuales podemos destacar los siguientes para su mayor comprensión. n. Conductor: Materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito, las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. o. Aislador: Se denomina aislante eléctrico al material con escasa conductividad eléctrica. Aunque no existen cuerpos

absolutamente aislantes o conductores, sino mejores o peores conductores, son materiales muy utilizados para evitar cortocircuitos, forrando con ellos los conductores eléctricos. Los más frecuentemente utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas. p. Corriente eléctrica: Es la magnitud física que expresa la cantidad de electricidad que fluye por un conductor en la unidad de tiempo. Su unidad en el Sistema Internacional es el Amperio (A). q. Voltaje: La tensión o diferencia de potencial (erróneamente conocida como voltaje) es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. Se puede medir con un Voltímetro. En el Sistema Internacional de Unidades, la diferencia de potencial se mide en voltios (V),. r. Resistencia eléctrica: La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). s. Potencia: La potencia eléctrica es la relación de paso de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt (W), que es lo mismo.

t. Corriente Continua: La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. En la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). u. Corriente Alterna: Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía.

2 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 2.1. De acuerdo a la lectura define el concepto de electrónica. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ __________________________________________ 2.2. ¿Qué te gusto del video historia de la electrónica responde en tu cuaderno? 2.3. En tu cuaderno, menciona cinco elementos que consideres conductores y aisladores diferentes a los expuestos en esta guía, explica las diferencias. 2.4. Realiza en tu cuaderno un cuadro donde expliques las diferencias entre corriente alterna y corriente continua. 3 APRENDIZAJE EN GRUPO 3.1. Reúnete con cinco compañeros de clase y realiza un resumen en tu cuaderno acerca de las preguntas del aprendizaje individual. 3.2. Utiliza las diapositivas del aprendizaje individual y escojan una para que la expongan a todos sus compañeros de clase.

4 EVALUACION 4.1. Define los siguientes conceptos de la tabla:

Concepto

Conductor

Aislador

¿Qué se?

¿Donde lo aplico?

Corriente electrica

Voltaje

Resistencia electrica

Potencia

Corriente continua

Corriente alterna

5 AUTOEVALUACION 5.1. Responde las preguntas de la tabla y evalúa tu participación en clase. ¿Qué sabias del tema?

¿Qué aprendí?

Tema2: resistencia eléctrica y código de colores 6 INDUCCIÓN Ó INTRODUCCIÓN:

¿En que lo puedo aplicar?

6.1 QUÉ

ES LA RESISTENCIA ELÉCTRICA

6.2 Código de colores para resistores eléctricos. Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión o tolerancia. Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La última raya indica la tolerancia (precisión). De las restantes, la última es el multiplicador y las otras indican las cifras significativas del valor de la resistencia.

La primera línea representa el dígito de las decenas.



La segunda línea representa el dígito de las unidades.



El número así formado se multiplica por la potencia de 10 expresada por la tercera línea (multiplicador).

Por ejemplo: e. Tenemos una resistencia con los colores (verde, amarillo, rojo y dorado). 

Registramos el valor de la primera línea (verde): 5



Registramos el valor de la segunda línea (amarillo): 4



Registramos el valor de la tercera línea (rojo): X 100



Unimos los valores de las primeras dos líneas y multiplicamos por el valor de la tercera

54 X 100 = 5400Ω o 5,4 kΩ y este es el valor de la resistencia expresada en Ohmios, con una tolerancia de ±5% ya que el color de la cuarta línea es el dorado (oro). f.

La caracterización de una resistencia de 2.700.000 Ω (2,7 MΩ), con una tolerancia de ±10%, sería.

1ª cifra: rojo (2) 2ª cifra: violeta (7) Multiplicador: verde (100000) Tolerancia: plateado (±10%) Resistencias con cinco bandas de colores. También hay resistencias con 5 bandas de colores, la única diferencia respecto a la tabla anterior, es qué la tercera banda es la 3ª Cifra, el resto sigue igual En las resistencias usual es:

SMD

montaje

1ª Cifra = 1º número 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = Multiplicador

superficie

codificación

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1200 ohmios = 1.2K

más

1ª Cifr =1º número La " R " indica coma decimal, 3ª Cifra = 2º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1,6 ohmios

La " R " indica " 0. " 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = 3º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 0.22 ohmios

7 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 7.1. Realiza un resumen en tu cuaderno con los siguientes conceptos: resistencias fijas, Variables y especiales. 7.2. Utilizando la tabla de código de colores de la resistencia, halla el valor de cada resistencia: a. Tenemos una resistencia con los colores (marrón, negro, rojo y dorado). R=

b. Tenemos una resistencia con los colores (marrón, negro, amarillo y dorado) R=

c. Tenemos una resistencia con los colores (naranja, negro, naranja y plateado) R=

d. Tenemos una resistencia con los colores (marrón, rojo, rojo y dorado) R=

e. Tenemos una resistencia con los colores (negro, negro, marrón y dorado) R=

f. Tenemos una resistencia con los colores (azul, violeta, blanco y dorado) R=

8 APRENDIZAJE EN GRUPO 8.1. Reúnete con tus compañeros de trabajo y responde: a. ¿Donde encuentro una resistencia eléctrica? b. ¿Para qué necesito conocer el valor de una resistencia eléctrica? c. planten 10 posibles valores de resistencia con solo colores, para que luego lo socialicen en el tablero donde elegirán compañeros de diferentes grupos para que digan cual es el valor de cada una de ellas. 9 EVLUACION 9.1. Dado el valor de las siguientes resistencias representa el color de cada una de ellas en tu cuaderno. R1= 220Ω ±10%, R2=1.2kΩ ±5%,, R3=47.000Ω ±10%,, R4=1.000.000Ω ±1%,, R5=3.300Ω ±0,5%, R6=1500Ω ±10%,.

10 AUTOEVALUACION

10.1. Evalúa tu desempeño en las actividades propuestas: Valoración Aspectos

Para Mejorar mi desempeño puedo:

Participe en las actividades Resolví la guía de aprendizaje Alcance el objetivo Mi comportamiento en clase fue

11.2 LEY WATT: La ley de Watt, establece que la potencia en un aparato eléctrico se puede determinar mediante la siguiente fórmula:

Es decir, si se conoce el voltaje aplicado y la intensidad de corriente que circula por el circuito, se puede calcular la potencia desarrollada en el equipo. 11.3 LEY DE CORRIENTE DE KIRCHHOFF: La suma de las corrientes que entran, en un nudo o punto de unión de un circuito es igual a la suma de las corrientes que salen de ese nudo. Si asignamos el signo más (+) a las corrientes que entran en la unión, y el signo menos () a las que salen de ella, entonces la ley establece que la suma algebraica de las corrientes en un punto de unión es cero:

= I1 + I2 + I3 +........+ In

11.4 LEY DE VOLTAJE DE KIRCHHOFF: La ley de voltaje de Kirchhoff indica que la suma de voltajes alrededor de una trayectoria o circuito cerrado debe ser cero. Matemáticamente, esta dada por

= V1 + V2 + V3 +........+ Vn

Luego, Ve = V1 + V2 Teniendo en cuenta lo anterior, podemos aplicar la ley de Ohm para la resistencia equivalente y para cada una de las resistencias individuales: (1) Ve = I·Re

(2) V1 = I·R1

(3) V2 = I·R2

Luego, I = I1 + I2 Teniendo en cuenta lo anterior, podemos aplicar la ley de Ohm para la resistencia equivalente y para cada una de las resistencias individuales: (1) V = I·Re

(2) V = I1·R1

(3) V = I2·R2

De aquí obtenemos: (1) V/Re = I

(2) V/R1 = I1

(3) V/R2 = I2

Ejemplo: Determinar la resistencia equivalente del circuito mostrado en la figura entre los nodos A y B.

Seguiremos los siguientes pasos: 1. Combinamos las dos resistencias en serie R3 y R4: R6=R3+R4=2Kâ&#x201E;Ś.

2. Combinamos las dos resistencias en paralelo R5 y R6: R7=R5||R6=1Kâ&#x201E;Ś.

3. Combinamos las dos resistencias en serie R7 y R2: R8=R7+R2=2Kâ&#x201E;Ś.

4. Combinamos las dos resistencias en paralelo R8 y R1: Req=R8||R1=1Kâ&#x201E;Ś

12 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 12.1. Responde los siguientes conceptos en la tabla. LEYES

DEFINICIÓN

ECUACIÓN

Concepto del estudiante

OHM

V=IxR

WATT

KIRCHOFF

12.2. Ubica en este gráfico todas las posibles ecuaciones de cada una de las magnitudes.

P=VxI

= I1 + I2 + I3 +.......+ In

VT = V1 + V2 +V3 +........+ Vn

12.3. Halla el equivalente de la resistencia entre los puntos A y B del siguiente circuito serie.

12.3. Halla el equivalente de la resistencia entre los puntos A y B del siguiente circuito paralelo.

13.2. Calcular en el circuito paralelo:

a. V1 y V2 b. La corriente que circula por cada resistencia I1 y I2 c. Potencia (P) en R1 y R2 d. la corriente I total del circuito. (I = I1 + I2) Si: R1 = 10â&#x201E;Ś, R2 = 8â&#x201E;Ś y V= 5v 13.3. Calcular la resistencia equivalente entre los puntos A y B del siguiente circuito,

14 EVALUACION

14.1. Menciona la diferencia que hay entre resistencia serie y resistencia paralelo. Resistencia Serie

Resistencia Paralelo

15 AUTOEVALUACION

c. De la siguiente tabla, responde a las preguntas dadas. ¿Qué sabias del tema?

¿Qué aprendiste?

¿En que lo puedes aplicar?

El multímetro es un aparto muy versátil, que se basa en la utilización de un instrumento de medida, un galvanómetro, muy sensible que se emplea para todas las determinaciones.

Para poder medir cada una de las magnitudes eléctricas, el galvanómetro se debe completar con un determinado circuito eléctrico que dependerá del galvanómetro Además del galvanómetro, el multímetro consta de los siguientes elementos: La escala múltiple por la que se desplaza que permite leer los valores de las diferentes magnitudes en los distintos márgenes de medida. Un conmutador permite cambiar la función del multímetro para que actúe como medidor en todas sus versiones y márgenes de medida. La misión del conmutador es seleccionar en cada caso el circuito interno de medida a asociar al instrumento de medida para realizar cada operación de medida concreta BAQUELITA UNIVERSAL La baquelita universal es un circuito impreso ya dispuesto para la ejecución de circuitos, consta de una placa de cartón endurecido, bakelita o fibra de vidrio aproximadamente de 2mm de ancho con una serie de pistas de cobre ya diseñadas con normas estándar.

Soldador: Hay muchos tipos de soldador, pero para soldadura electrónica la opción es clara: cautín tipo Lápiz. La punta es fina, lo cual facilita las soldaduras pequeñas y precisas. Cuando compre un soldador, la característica básica que debe tener en cuenta es su potencia. Para soldadura electrónica de 25 W es lo recomendado, más potencia es innecesaria y solo generará calor, sobre todo cuando se está aprendiendo. Para empezar, cualquier modelo de esa potencia sirve,

En la etiqueta del rollo de estaño de la imagen podemos ver dos características importantes: La composición es Sn62Pb36Ag2 significa que ese hilo de estaño tiene un 62% de Estaño, un 36% de Plomo y un 2% de plata. El diámetro del hilo, es de 0.5% en este caso. Es recomendable el hilo cuyo diámetro esté comprendido entre 0.5 y 1 mm, es lo más cómodo. Lo que debemos conocer: Las partes a soldar deben estar lo más limpias posible. Es bien importante este aspecto, ya que a menos restos de suciedad en las partes a soldar, más fácil resultará la soldadura y más confiable firme y duradera resultará. Hay que mantener el soldador limpio. Para eso se puede utilizar una esponja o lija muy suave. Esa esponja se humedece y, cada cierto tiempo, se pasa sobre la punta del soldador girándola o al igual con la lija de agua. 17 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 17.1. ¿Define que es un protoboard y para qué sirve? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ____________________________ 17.2. ¿Qué puedo medir con el multímetro? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ___________________________________ 17.3. ¿qué es soldar y que necesito para soldar? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ___________________________

18 APRENDIZAJE EN GRUPO 18.1. Junto con tus compaĂąeros de grupo identifica y nombra cada una de las escalas numeradas en la figura del multĂmetro digital.

19 SAY IT IN ENGLISH Write in English the name of the following images (Multimeter, alternating current, breadboard, conductor, resistance, Ohm's law, tin, insulator)

______________________

20 EVALUACION Responde en tu cuaderno: 20.1. ¿Qué diferencia hay entre un multímetro digital con uno análogo? 20.2. ¿Por qué es importante montar los circuitos en un protoboard? 20.3. ¿Qué necesitas para soldar elementos en una baquelita? 21 AUTOEVALUACION 21.1. Evalúa tu desempeño en las actividades propuestas:

Aspectos

Valoración

Para Mejorar mi desempeño puedo:

Participe en las actividades propuestas Resolví la guía de aprendizaje Alcance el objetivo Mi comportamiento en clase fue

22 PRACTICA No 1 a. Medición y montaje de circuitos resistivos. b. Aplicación de las leyes fundamentales. Materiales: 20 resistencias de diferente valor. 1 Protoboard. 1 Multímetro. 1 Batería de nueve voltios (con conector) 1 metro de alambre unifilar (cable UTP). 1 Cortafrío. 1 Pinza pequeña. 1 calculadora.

23 APRENDIZAJE INDIVIDUAL

a. Con 10 de las resistencias que tiene utiliza el cuadro del código de colores, verifica su valor y calcula la tolerancia en cada una de ellas.

RESISTENCIA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VALOR DE LA RESISTENCIA

CALCULO DE LA TOLERANCIA

b. Utilizando el multímetro verifica cada uno de los valores y compara los resultados con la tabla del punto a. c. dibuja en tu cuaderno un circuito serie con el valor de las resistencias (1, 2 y 3) de la tabla y haya la resistencia equivalente. d. dibuja en tu cuaderno un circuito paralelo con el valor de las resistencias (4, 5 y 6) de la tabla y haya la resistencia equivalente. 24 APRENDIZAJE EN GRUPO a. Monta el circuito serie que dibujaste, en el aprendizaje individual, en el protoboard y mide con el mutímetro la resistencia equivalente. b. Monta el circuito paralelo que dibujaste, en el aprendizaje individual, en el protoboard y mide con el mutímetro la resistencia equivalente. d. Alimenta cada uno de los circuitos montados, con la batería de nueve voltios y calcula:  voltaje en todas las resistencias, de cada uno de los circuitos.  Corriente en cada una de las resistencias de los circuitos. 25 EVALUACION a. El trabajo individual será revisado con las resistencias que utiliza para desarrollar cada uno de los circuitos b. Presenta en el protoboard el montaje de los diferentes circuitos, para realizar las mediciones respectivas de resistencia total, voltaje, corriente y comprobarlas con los cálculos matemáticos que resolviste en el cuaderno. 26 PRACTICA No 2 a. Aprendiendo a soldar con el cautín. Materiales: 1 cautín 2 metros de estaño 2 metros de alambre de cobre #12 o #14 1 pedazo de lija de agua. 27 APRENDIZAJE INDIVIDUAL 27.1. Realiza una estructura o malla utilizando puntos de soldadura de estaño

a. Cortar 10 pedazos de alambre de cobre de 10 cms., cada uno. Si están opacos, pulirlos con la lija para poder soldar.

b. Formar un cuadrado soldando cada uno de los extremos

e. Vale la pena recordar que un punto de soldadura bien hecho es muy importante para su funcionamiento o de lo contrario puede fallar o funcionar mal.

28 APRENDIZAJE EN GRUPO 28.1 Reúnete con 6 compañeros de clase y con el trabajo que realizaste en el aprendizaje individual, solden cada uno de ellos formando un cubo.

29 EVALUACION 29.1. Escriba en el cuaderno, las dificultades que se presentaron, al realizar esta práctica y cómo lo solucionó. 29.2. Presente el trabajo en grupo propuesto. 30 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

http://es.wikipedia.org

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http://images.google.com.co/imgres?imgurl=http://s3.amazonaws.com

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Guía de aprendizaje Colegio CAFAM

ESPACIO RESERVADO PARA EL DOCENTE

FECHA

OBSERVACIONES Y/O NOTAS DEL DOCENTE

SUGERENCIAS