Tipos de diodos practica, Guías, Proyectos, Investigaciones de Electrónica Analógica

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Instituto Tecnológico De Los Mochis

Ingeniería Mecatrónica

Electrónica Analógica

REPORTE PRÁCTICA 3 SUJETADORES

31 de octubre del 2023

Sierra Valencia Ernesto

Grupo M

CONTENIDO

• Marco teorico
• Introduction..................................................................................................................................................
• Propósito......................................................................................................................................................
• Teoría y análisis
• Circuito Sujetadores...................................................................................................................................
• Circuito sujetador
• Componentes utilizados para la practica................................................................................................
• Fuentes Generadoras de Corriente Continua........................................................................................
• Osciloscopio
• Tipos de osciloscopios
• Generador de funciones
• Tipos de generadores
• Capacitor
• Capacitor cerámico
• Diodos semiconductores
• Resistencia
  • REALIZADOS) DESARROLLO DE LA PRÁCTICA (CALCULOS Y ANALISIS DE LOS CIRCUITOS
• Desarrollo
• Practica
• Practico
• Practica
• Practica
• CONCLUSIÓN

clave en la construcción de sistemas de comunicación y dispositivos electrónicos de alta precisión. Su estudio nos permitirá apreciar su relevancia en la mejora de sistemas electrónicos que utilizan señales analógicas, impulsando avances tecnológicos en una amplia gama de campos, desde la electrónica de consumo hasta la investigación científica y la ingeniería mecatrónica.

OBJETIVO

El presente informe busca esclarecer el funcionamiento de los diodos, así como su visualización en una de sus aplicaciones en corriente alterna como sujetadores o fijadores de señal, su comportamiento a diferentes frecuencias de operación y lo que esto significa, en cuanto a su señal de salida en cuanto a su entrada. PROPOSITO El propósito de estas prácticas de laboratorio es impartir a los participantes una comprensión fundamental de los conceptos vinculados a los dispositivos de onda en sistemas electrónicos analógicos. A través de experimentos y análisis, se busca que los estudiantes adquieran conocimientos básicos sobre el funcionamiento de los dispositivos de onda y su aplicabilidad en la mecatrónica, un campo interdisciplinario que fusiona la electrónica, la mecánica y el control para diseñar sistemas versátiles y eficaces. En particular, se espera que los participantes comprendan cómo los dispositivos de onda posibilitan la modulación y el control de señales eléctricas, lo cual es esencial para una amplia gama de aplicaciones en el ámbito de la mecatrónica. Al adquirir este conocimiento elemental acerca de los dispositivos de onda, los estudiantes estarán en condiciones de emplear estos principios en la creación de sistemas mecatrónicos que requieran un control preciso y una dirección eficaz de señales eléctricas, lo que resulta esencial para lograr un funcionamiento versátil y eficiente. Además, esta comprensión les permitirá enfrentar los desafíos relacionados con la integración de componentes electrónicos en sistemas

mecatrónicos, un aspecto crucial para el exitoso desarrollo de soluciones en este apasionante campo interdisciplinario. TEORÍA Y ANÁLISIS Circuito Sujetadores Circuito sujetador de voltaje o desplazador de nivel En el campo de la electrónica es común que se requiera que a las señales se les modifique su nivel de directa positiva o negativamente para poderlas procesar. Para solventar ésta necesidad, la solución no es tan simple como conectar en serie una fuente de directa con la fuente de señal, puesto que existirán instantes en que ambas fuentes se encuentren con polaridad opuesta forzando la fuente de mayor magnitud a que circule corriente por la otra en sentido opuesto utilizándola como carga con las consecuencias de sobrecalentamiento o daño esperados. En la práctica se recurre a circuitos sujetadores de voltaje en los que se utiliza un capacitor, un diodo y una fuente de directa para realizar el desplazamiento del nivel. El capacitor tiene como función permitir que la señal que depende del tiempo circule hacia la carga y al mismo tiempo, bloquea la directa para impedir que ésta llegue a la fuente de señal, el diodo y la fuente de directa tienen como función desplazar el nivel de directa hasta el valor deseado.

Eel ámbito de la electrónica, es común la necesidad de modificar los niveles de señales eléctricas para su procesamiento, y para abordar este desafío, no basta con conectar directamente una fuente de corriente continua con la fuente de la señal. Esto se debe a que en ocasiones, las polaridades de ambas fuentes pueden ser opuestas, lo que daría lugar a problemas como el sobrecalentamiento o daño de las fuentes. En lugar de eso, se utilizan circuitos sujetadores de voltaje, compuestos por componentes como diodos, resistencias y condensadores, que permiten mantener un valor distinto de cero en la señal. El comportamiento de estos circuitos sujetadores consta de dos etapas fundamentales. En la primera etapa, el capacitor se carga con el voltaje de la fuente a través de un diodo polarizado en directo, lo que equivale a un cortocircuito. En esta etapa, la tensión a través del capacitor permanece relativamente constante durante la mitad del período de la onda de entrada. En la segunda etapa, el capacitor se carga con el doble del voltaje de la fuente, ya que el diodo se polariza inversamente, actuando como un circuito abierto. Esta etapa se produce en la segunda mitad del período de la onda de entrada. Para garantizar un funcionamiento óptimo de estos circuitos sujetadores, es importante que la constante de tiempo RC sea al menos cinco veces mayor que la duración del semiperiodo de la señal de entrada. En resumen, estos circuitos son esenciales en electrónica para ajustar y procesar señales eléctricas de manera efectiva y segura. COMPONENTES UTILIZADOS PARA LA PRACTICA Fuentes Generadoras de Corriente Continua Las fuentes generadoras de corriente continua (CD) son dispositivos que proporcionan una corriente continua constante a cargas electrónicas. Existen dos tipos principales: las fuentes de CD lineales y las conmutadas. Las fuentes de CD son fundamentales en la alimentación de circuitos electrónicos y en la carga de

baterías. Proporcionan una tensión y corriente estables para garantizar el funcionamiento adecuado de los dispositivos electrónicos. Partes de una fuente generadora de corriente continua cd

• Armadura: Es la parte rotativa del generador y funciona como conductor.
• Conmutador: Actúa como interruptor rotativo, asegurando que la corriente fluya en una sola dirección.
• Escobillas: Hechas de carbón, estas piezas hacen contacto con el conmutador para permitir el flujo de corriente.
• Campos Magnéticos: Los imanes permanentes o los electroimanes crean el campo magnético necesario para la inducción. Osciloscopio un osciloscopio es un instrumento que sirve para representar gráficamente señales eléctricas que oscilan en el tiempo. Es decir, un osciloscopio es un dispositivo que permite visualizar la oscilación de una señal eléctrica. Los osciloscopios se usan frecuentemente en electrónica para analizar la evolución temporal de diferentes señales eléctricos de un circuito eléctrico. Por lo tanto, es habitual encontrar uno o varios osciloscopios en los laboratorios de investigación. Además, el uso del osciloscopio abarca diferentes disciplinas, por ejemplo, en la industria ingenieril o de telecomunicaciones este tipo de instrumentos de medición se

• Escala de horizontal (tiempo): parte del osciloscopio que permite modificar la escala horizontal, normalmente usada para representar el tiempo.
• Escala vertical: es la parte del osciloscopio que sirve para regular la amplitud de la señal en la pantalla, es decir, permite visualizar con más o menos detalle la señal medida.
• Tigger: permite sincronizar el muestreo y la captura de la señal eléctrica en un punto específico. Generador de funciones El generador de funciones es un tipo de instrumento que se utiliza para generar diferentes tipos de formas de onda, como la sinusoidal, la triangular, la rectangular y la cuadrada. Los distintos tipos de formas de onda tienen diferentes frecuencias que pueden generarse utilizando el instrumento como generador de funciones. Este generador genera cinco tipos de formas de onda: sinusoidal, cuadrada, diente de sierra, triangular y rectangular. Hay dos tipos de generadores de funciones: analógicos y digitales. Las frecuencias que proporciona este generador son de hasta 20 MHz. En este artículo encontrarás una breve explicación de este generador, junto con un esquema del circuito y un diagrama de bloques. Tipos de generadores Si te pasas por una tienda de electrónica donde vendan generadores de señales, podrás

comprobar que existen diferentes tipos y por ello vamos a explicar que características ofrecen cada uno de ellos.

• Generador de impulsos El generador de pulsos puede inyectar impulsos que pueden ser pulsos lógicos con retardos variables e incluso con tiempos de bajadas o subidas variables. Estos impulsos podrían ser necesarios si estamos probando un circuito digital y en menos casos en algunos lógicos. Podemos enviar trenes de pulsos para excitar una parte de un circuito.
• Generador de formas de señales de audio Cómo ya habrás adivinado este tipo de generador está diseñado para proyectos de audio ya que trabajan entre los 20Hz y los 20khz. Incluso en algunos casos se pueden usar para generar una onda senoidal.
• Generador de formas de onda arbitrarias Con este tipo de generador de forma de onda arbitrarias ya entramos en tecnología avanzada. No solo podemos generar una forma de onda sino que puede ser modificada completamente por el técnico de la manera más avanzada posible, es decir, puede tomar una forma personalizada por el usuario. Capacitor Un capacitor o también conocido como condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía a través de campos eléctricos (uno positivo y uno negativo). Este se clasifica dentro de los componentes pasivos ya que no tiene la capacidad de amplificar o cortar el flujo eléctrico.

Resistencia Una resistencia es un elemento pasivo de un circuito eléctrico. En nuestro contexto, que es el de los ordenadores, una resistencia de una placa base (por poner un ejemplo) viene a ser el mismo elemento que en cualquier otro ámbito pero su función principal varía según dónde se encuentre. Generalmente, una resistencia cualquiera provoca una restricción al paso de la corriente, limitándola y, específicamente, regulándola. Claro está, una resistencia combinada con otros elementos como condensadores (capacitores), bobinas, diodos… forman complejos circuitos con funciones concretas. Una resistencia se puede definir como cualquier medio material que limita el paso de la corriente eléctrica. El Funcionamiento de los Códigos de Colores en las Resistencias A simple vista, una resistencia electrónica puede parecer un componente modesto y sin secretos. Sin embargo, detrás de su pequeño tamaño se esconde una información esencial que se revela a través de un sistema ingenioso de codificación de colores conocido como "código de colores". A diferencia de los productos de consumo que encontramos en los supermercados, las resistencias no llevan códigos de barras tradicionales en su superficie, sino bandas de colores que ofrecen una identificación precisa y valiosa.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA (CALCULOS Y ANALISIS DE LOS CIRCUITOS

REALIZADOS)

Desarrollo Para la practica se necesitó un conjunto de componentes electrónicos, incluyendo un diodo, una resistencia y un condensador, diseñado para ajustar el nivel de corriente continua de una señal sin alterar su forma original. Estas redes sujetadoras constan de un condensador conectado directamente entre la entrada y la salida, junto con un componente resistivo en paralelo a la señal de salida. Además, se incorpora un diodo que también se dispone en paralelo a la señal de salida, y en algunos casos, puede estar acompañado de una fuente de corriente continua en serie, según sea necesario.

Practico 2 Formulas:

• Vi + Vc = 0 Vi = Vc Vi + Vc = V Vi+ Vc = V V0 = 2Vi Análisis: Esta practica fue muy similar a la practica 2 ya que nomas fue un cambio de posición del diodo pero en este caso el voltaje de salida fue dos veces el voltaje de entrada.

Practica 3 Formulas: Directas

• Vi + Vc – VCD = 0 +Vc = Vi + VCD Inversas +Vi + Vc – V0 = 0 V0 = Vi + (Vi + VCD) Análisis: En esta practica lo que se utilizo fue un sujetador el cual se usa en 5V por arriba del voltaje cero ya que dicha fuente se presenta como un elevador de voltaje de onda.

CONCLUSIÓN

Los dispositivos conocidos como sujetadores de onda o rectificadores desempeñan un rol esencial en el ámbito de la electrónica analógica y en un amplio espectro de aplicaciones. Su función primordial es la conversión de señales de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC) y la modificación de la forma de las señales eléctricas, sin que su aspecto original se vea alterado. Estos sujetadores de onda generalmente se componen de componentes básicos, como diodos, capacitores y resistencias, los cuales interactúan entre sí para llevar a cabo la rectificación y la alteración de las señales. Esto afecta aspectos como la amplitud, polaridad y forma de la señal resultante. Estos dispositivos tienen una amplia aplicación en diversos campos, desde fuentes de alimentación y cargadores de baterías hasta sistemas de radio y audio. Además, juegan un papel crucial en la electrónica de potencia, donde se encargan de transformar la energía eléctrica de CA en CC para su utilización en dispositivos electrónicos. La fusión de la electrónica analógica con la mecatrónica es cada vez más común en la creación de sistemas complejos, y en este contexto, los sujetadores de onda son esenciales para permitir un control preciso de señales eléctricas en aplicaciones mecatrónicas, como sistemas de control de motores y automatización. A pesar de sus beneficios, estos sujetadores de onda pueden presentar desafíos, como limitaciones en la gama de frecuencias, sensibilidad a las variaciones de temperatura y pérdida de energía. No obstante, con un diseño meticuloso y un conocimiento sólido, es posible superar estos obstáculos. En resumen, los sujetadores de onda son componentes vitales en el ámbito de la electrónica analógica y tienen un impacto significativo en una amplia variedad de aplicaciones. Su capacidad para rectificar y modificar señales eléctricas es esencial para el funcionamiento eficiente de sistemas electrónicos y su integración en aplicaciones mecatrónicas.

BIBLIOGRAFÍA

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