Introducción

 

El presente trabajo aporta una serie de documentos en los que se ponen en práctica los principales contenidos teóricos del módulo Electrónica General, del ciclo formativo de Equipos Electrónicos de Consumo. No obstante, y debido a la naturaleza de los propios contenidos del módulo, dichos documentos pueden ser fácilmente adaptados a cualquier módulo de otro ciclo con contenidos similares. Por tanto, podríamos decir que este trabajo aporta documentos prácticos válidos para cualquier módulo en el que se estudien los fundamentos de la electrónica analógica.

La motivación para la realización de este trabajo es bien clara: la naturaleza del módulo de Electrónica General es eminentemente teórica, pues en él se estudian los conceptos básicos de la electrónica analógica. Sin embargo, para conseguir que el alumno no sólo adquiera conocimientos, sino que además esté en disposición de saber hacer, es necesario acompañar los conceptos teóricos con sesiones prácticas que se basen en los conocimientos previamente adquiridos. De esta manera, conseguimos los siguientes objetivos:

• Ayudar a comprender los conceptos estudiados de forma teórica.
• Preparar al alumno para poder desenvolverse con mayor soltura en su futuro lugar de trabajo, en el que deberá realizar trabajos prácticos empleando  instrumentos de medida de laboratorio.
• Despertar el interés del alumno por el módulo, pues una carga excesiva de contenidos teóricos sin aplicación alguna termina por desmotivar al alumno.

 

Así pues, este trabajo presenta un total de 13 sesiones prácticas en las que se realizan actividades de laboratorio relacionadas con los principales conceptos teóricos del módulo Electrónica General, tales como asociaciones de resistencias, carga y descarga del condensador, diodos semiconductores, así como el conocimiento y manejo de los principales instrumentos de medida del laboratorio.

            Además, se enumeran los instrumentos, materiales y componentes necesarios para el desarrollo de las prácticas, siendo susceptibles de alguna modificación según las necesidades y los recursos de que se dispongan.

A continuación se presenta un índice en el que se enumeran las diferentes prácticas, para pasar seguidamente al desarrollo detallado de las mismas.

 

Índice de prácticas

 

Práctica 1: Instrumentos de laboratorio y medidas básicas

Práctica 2: Medidas de tensión, corriente y resistencia en corriente continua

Práctica 3: Medidas en circuitos con acoplamiento serie, paralelo y mixto

Práctica 4: Carga y descarga del condensador

Práctica 5: Repaso de aparatos de laboratorio

Práctica 6: El generador de funciones

Práctica 7: El osciloscopio

Práctica 8: Medidas con el osciloscopio y el generador de funciones I

Práctica 9: Medidas con el osciloscopio y el generador de funciones II

Práctica 10: Medidas de desfase con el osciloscopio

Práctica 11: El diodo semiconductor

Práctica 12: El diodo zéner

Práctica 13: Aplicaciones de los diodos: circuitos recortadores

Listado de equipos, materiales y componentes para las prácticas

 

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 1: INSTRUMENTOS DE LABORATORIO

 Y MEDIDAS BÁSICAS

 

Objetivos:

• Con esta práctica se pretende que el alumno tenga su primer contacto con los aparatos de laboratorio más elementales, que aprenda su funcionamiento y las medidas básicas que se pueden realizar con ellos.
• Así mismo, también se pretende que se familiarice con las Resistencias y su medida.

 

1. El Multímetro Digital

¿Qué es un multímetro?

El multímetro es un instrumento de medida portátil que permite verificar el perfecto funcionamiento de un circuito eléctrico. Se utiliza para medir diferentes magnitudes eléctricas: tensión e intensidad en CC y en CA, resistencia, test de continuidad de pistas y cables, prueba de diodos y transistores…

También se le puede llamar “polímetro digital”, ya que “poli” significa “muchas”, por lo que el polímetro es capaz de realizar muchas medidas diversas. En esta práctica aprenderemos a realizar las medidas más básicas: tensión y resistencia, dejando el resto de medidas para prácticas posteriores.

                                             

• Principales mandos del multímetro  digital:

A continuación vamos a describir los principales mandos del multímetro:

1.1.- Selector de Magtinud de Medida:

Se utiliza para indicar la magnitud que queremos medir. Principalmente podemos elegir entre la medida de tensión (V), corriente (I) o resistencia (Ω).

El primer paso para la realización de una medida siempre consistirá en elegir la magnitud que se desea medir mediante estos mandos de selección.

 

 

1.2.- Selector de Corriente Continua (CC) o Alterna (AC)

            El siguiente paso después de elegir la magnitud consiste en indicar al multímetro el tipo corriente que se está utilizando para la alimentación del circuito: corriente continua o corriente alterna. Para ello el multímetro dispone de un botón que indica corriente continua o alterna dependiendo si el botón está apretado o no.

            En las primeras prácticas trabajaremos siempre en corriente continua, así que coloca el botón en la posición de CC.

Cuestión 1:  Mirando el multímetro del laboratorio, ¿cuáles son las principales magnitudes que puede medir? ¿Cuáles son los símbolos de estas magnitudes que están marcados en el multímetro?

Cuestión 2: Si utilizamos el multímetro para medir una resistencia, ¿obtendremos el mismo valor si la medimos en CC y el AC? ¿Por qué?

1.3.- Selector de la Escala de Medida

Una vez seleccionada la magnitud a medir y el tipo de corriente, debemos elegir la escala de la medida, es decir, el valor máximo que el multímetro puede medir. Para ello, utilizaremos los botones situados a la derecha de la pantalla.

La selección de la escala funciona de la siguiente manera: si estamos midiendo resistencia y elegimos, por ejemplo, una escala de 20K Ω, podremos medir con el multímetro cualquier resistencia de 0 hasta 20K Ω. Sin embargo, si intentamos medir una resistencia superior a 20K Ω, el multímetro se saldrá de rango, indicándolo mostrando el número 1 a la izquierda de la pantalla.

Cuestión 3:Mirando el multímetro del laboratorio, indica cuáles son las diferentes escalas para las medidas de tensión, corriente y resistencia.

Cuestión 4: ¿Qué es lo que indica exactamente la escala de un multímetro?

 

1.4.-  Pantalla LCD:

Es un visualizador de cristal líquido (LCD), que nos permite obtener la lectura de las diferentes magnitudes que se miden. Se pone en marcha nada más encender el multímetro. Lo único que tienes que tener en cuenta a la hora de mirar esta pantalla, es, a además de la medida, fijarte si aparecen alguna de estas señales:

• Indicador de polaridad negativa:   Símbolo “-”

 

Aparece cuando has invertido los cables de medida, y has colocado el cable positivo del multímetro en la parte negativa del circuito a medir y viceversa. No tiene importancia, pero hay que darse cuenta de que la medida que nos salga es negativa por este motivo. Si volvemos a poner los cables bien, la medida dará positiva.

Cuestión 5: ¿Es posible que en la medida de una resistencia aparezca el símbolo indicador de polaridad negativa (-)? ¿Por qué?

• Indicador de medidas de señales alternas:   Símbolo “AC”

 

Se activa al seleccionar la medida de la magnitud en corriente alterna.

• Indicador de sobrerango en la medida:   Símbolo “1”

 
Si, al hacer una medida aparece un 1 a la izquierda del todo y el resto de la pantalla está vacío, indica que la magnitud que queremos medir es mayor que la escala que hemos seleccionado en el multimetro, y, por tanto, para que se pueda medir, debemos elegir una escala más alta.

 

1.5.- Terminales de entrada:

Son los agujeros que aparecen a la derecha o abajo del multímetro. Estos agujeros sirven para conectar las “puntas de prueba” del multímetro, y realizar con estas puntas las medidas.

El multímetro que tienes en tu mesa tiene dos cables, uno rojo y otro negro, a estos cables se les llama “puntas de prueba”. Estos cables tienen dos partes:

A) Conector tipo “banana”: es una punta alargada que se conecta al terminal de entrada del multímetro

B) Conector tipo “cocodrilo”: se conecta al punto del circuito donde queremos realizar la medida.

Vamos a ver cómo conectar la parte A) de las puntas de prueba:

- El cable negro siempre se conecta en el Terminal COM, que está a su vez directamente conectado a masa.

- El cable rojo lo conectaremos a un terminal o a otro dependiendo del tipo de magnitud que queramos medir:

• Si queremos medir tensiones o resistencias o corrientes (tanto en AC como en DC), conectamos el cable rojo en el Terminal que pone “V Ω”.

 

• Si queremos medir corrientes (tanto en AC como en DC) pequeñas, es decir, del orden de mA, conectamos el cable rojo en el Terminal que pone mA

• Si queremos medir corrientes grandes, del orden de Amperios, conectamos el cable rojo en el Terminal que pone “20 A”. Este Terminal solamente se usa para medir corrientes grandes.

 

Ahora vamos a hacer un sencillo experimento de medida de resistencias para que empieces a acostumbrarte a utilizar el multímetro.

 

Experiencia 1:

• Procedimiento teórico:

 

Toma las 4 resistencias que se te han proporcionado para la realización de la práctica, escribe su código de colores en la siguiente tabla, y, a partir de él, obtén el valor nominal de la resistencia, y su tolerancia. A partir de la tolerancia, obtén el valor máximo y mínimo que puede tener esta resistencia.

• Procedimiento práctico:

 

Utilizando el multímetro tal y como se ha explicado anteriormente, mide el valor real de estas cuatro resistencias y anótalo. Obtén la diferencia entre el valor nominal y el real.

	Valor Nominal	Valor mínimo	Valor máximo	Valor Real	Diferencia
R1
R2
R3
R4

 

 

 

 

 

 

Cuestión 6:Como has podido comprobar, el valor real de una resistencia no suele coincidir con el valor nominal, pero, ¿está el valor real dentro del margen definido por la tolerancia para las 4 resistencias que has medido?

 

            Experiencia 2:

Coge la resistencia de 2.2KΩ, e intenta medir su valor con las diferentes escalas del multímetro. A continuación, completa la siguiente tabla:

 

 

Cuestión 7: ¿Con cuál de todas las escalas crees que has obtenido mayor precisión en la medida? ¿Por qué?

 

2. La Fuente de Alimentación

 

¿Qué es una fuente de alimentación?

La fuente de alimentación es uno de los principales instrumentos de los que todo laboratorio eléctrico y electrónico debe disponer. Su misión consiste en suministrar CC, a través de la CA que le llega de la red eléctrica. Es decir, es un conversor de CA a CC.

Las fuentes de alimentación aportan valores de tensión continua variable entre 0 y 30V. Es como si tuvieras una pila gigantesca, que en vez de darte siempre el mismo valor de tensión (1.5 V para pilas de walkman, 4.5 V para pilas de petaca…), te dieran la tensión que tú quieres, entre 0 y 30 V, solamente moviendo un mando para cambiar el valor de esta tensión.

Principales mandos de una fuente de alimentación

En la siguiente figura tienes el panel frontal típico de una fuente de alimentación. Puede que la que tengas en el laboratorio difiera ligeramente de este dibujo, ya que cada modelo es diferente, pero el principio de funcionamiento es el mismo para todas. Obsérvala atentamente, compárala con la que tienes en tu mesa, y después realiza las siguientes experiencias:

 

 

Experiencia 1:

• Enciende la fuente de alimentación a través del mando POWER. Si al darle al mando la fuente no se encendiera, comprueba que tienes corriente en tu mesa, levantando el interruptor diferencial que encontrarás en uno de los extremos de la mesa.

 

• Al encender la fuente, habrás observado que aparecen unos números en una de las dos pantallas. Esta pantalla es un VOLTÍMETRO (número 1 de la figura anterior); que nos indica el valor de la tensión que hay en cada momento a la salida de la fuente.

• Cambia el valor de la tensión de salida, a través de los mandos: FINE y COARSE (números 4 y 5 de la figura anterior).

 

Cuestión 8: ¿Qué diferencia crees que hay entre los dos mandos? ¿Cual de ellos realiza el ajuste fino de la tensión de salida, y cual el ajuste grueso?

 

Cuestión 9: ¿Cuál es el valor máximo de tensión que puede suministrar esta fuente?

 

Experiencia 2:

• Mira el número 7 de la fuente del dibujo anterior. Verás que son dos salidas, una positiva y otra negativa. Está es la SALIDA REGULABLE de la fuente. Localiza estas salidas en la fuente de alimentación que tienes en la mesa.

 

• Mira el número 6 de la fuente del dibujo anterior. Esta rueda es el “LIMITADOR DE CORRIENTE”,  y es una medida de seguridad para poder ajustar la corriente máxima que pueda entregar la fuente, y que la corriente no pueda pasar de este valor. Es muy importante ajustar siempre este valor a un número pequeño, para evitar descargas y accidentes.

• Localiza este mando en la fuente de alimentación que tienes en tu mesa. Después limita la corriente máxima a 50mA.

 

Pasos a seguir:

• Gira el mando rotatorio de limitación de corriente hacia la izquierda, hasta colocarlo en el mínimo.
• Introduce un extremo del cable banana-cocodrilo en la salida regulable positiva (color rojo) de la fuente .
• Cortocircuita la fuente de alimentación. Para ello, introduce el otro extremo del cable en la salida regulable negativa (color negro). Asegúrate de que antes de realizar este paso el mando de limitación de corriente esté al mínimo. De lo contrario, esta operación puede resultar peligrosa.
• Ahora verás la corriente máxima a la que está trabajando la fuente. Este valor lo verás en el Amperímetro situado a la derecha del Voltímetro (número 12 del dibujo anterior).
• Si este valor es de 50mA, la corriente ya está limitada y no tienes que hacer nada. Desconecta los cables de la fuente. Si el valor que marca no es de 50mA (0.05 A y no 0.5 A), mueve el mando LIMIT de la fuente (número 6 del dibujo anterior), hasta obtener el valor deseado. Después desconecta los cables.

 

Cada vez que enciendas la fuente para realizar alguna práctica, tienes que asegurarte de que la corriente está SIEMPRE limitada a 50mA, ya que si no es así puedes tener un accidente.

 

Experiencia 3:

Una vez limitada la corriente máxima de la fuente a 50mA, ir variando la tensión de la fuente de alimentación, de 0 a 30V, mediante el ajuste fino y grueso de la misma.

Empleando el multímetro digital, medir las tensiones que aparecen a la salida de la fuente (es decir, en la salida regulable), y rellenar los valores obtenidos en la tabla adjunta, obteniendo al mismo tiempo los errores en las medidas.

Acuérdate de emplear la escala  y las conexiones adecuadas en el multimetro.

 

 

IMPORTANTE:

Tanto si estamos midiendo tensión, corriente o resistencia, en el multímetro siempre hay que seleccionar una escala mayor que la medida que queremos hacer. Por ejemplo, si queremos medir 15 V, tendremos que poner el multímetro en la escala de 20V. Si no hacemos esto, nos saldrá el indicador de sobrerango (un 1 a la izquierda del todo).

Si no sabemos en un principio aproximadamente cual va a ser el resultado de la medida, y, por tanto, no podemos poner una escala, utilizaremos siempre la escala mayor del multímetro, y luego la vamos bajando hasta encontrar la escala adecuada.

 

Cuestión 10:

Queremos medir las siguientes tensiones con el multímetro. ¿En qué escala debemos ponerlo para evitar un sobrerango y dañar así al multímetro?

• 100mV:
• 5V:
• 60V:
• 700V:

 

¿Qué ocurre si para medir la tensión de 60V utilizamos la escala de 20V?

 

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 2: MEDIDAS DE TENSIÓN, CORRIENTE

Y RESISTENCIA EN CORRIENTE CONTINUA

 

Objetivos:

Coger soltura en el manejo del multimetro digital y la fuente de alimentación.

Saber realizar medidas básicas de tensión, corriente y resistencia en CC.

Comprender el funcionamiento de las resistencias variables.

1.- Medidas de tensión en CC:

El aparato que mide tensiones (tanto continuas como alternas), se llama VOLTÍMETRO. Este aparato está integrado dentro del MULTÍMETRO

Pasos a seguir para realizar una medida de tensión en CC:

Seleccionar la magnitud a medir (en este caso V), sin tener conectadas las puntas de prueba en el circuito.

Seleccionar el tipo de alimentación del circuito: corriente continua o corriente alterna. En nuestro caso, deberemos seleccionar corriente continua (CC).

Asegurarse de que la escala de tensiones sea la adecuada. En caso de no saber la escala, utilizar siempre la mayor e ir bajando hasta obtener la adecuada.

Conectar el multímetro en PARALELO con el elemento cuya tensión queremos medir.

Es muy importante el concepto de conexión en paralelo: un elemento está en paralelo con otro, cuando el borne positivo de uno está conectado con el borne positivo del otro, y lo mismo ocurre con los bornes negativos (también están conectados entre sí).

Para aclararte el concepto, mira el siguiente dibujo:

                                              

En este dibujo, el voltímetro está conectado en paralelo con la resistencia R2, ya que las bornas positivas y negativas de ambos están unidas.

Experiencia 1:

Limita la corriente máxima de la fuente de alimentación a 50mA, tal y como hiciste en la práctica anterior.

Conecta una fuente de alimentación continua de 12V a una resistencia de 2.2KΩ. Después mide la tensión en bornes de la resistencia, tal y como se muestra en el siguiente dibujo. Intenta averiguar el valor teórico, y el Error cometido en la medida.

 

Experiencia 2:

Realiza ahora la misma medida que en el apartado anterior, pero invirtiendo la polaridad de las puntas de prueba del multímetro. ¿Qué es lo que sucede? ¿Por qué? ¿Es correcta la medida?

 

 

   2.- Medidas de intensidad en CC:

El aparato que mide corriente o intensidad (tanto continua como alterna), se llama AMPERÍMETRO. Este aparato está integrado dentro del MULTÍMETRO.

Pasos a seguir para realizar una medida de intensidad en CC:

Seleccionar la magnitud a medir (en este caso A), sin tener conectadas las puntas de prueba en el circuito.

Seleccionar el tipo de corriente que se desea medir: corriente continua o alterna.

Asegurarse de que la escala de corrientes sea la adecuada. En caso de no saber la escala, utilizar siempre la mayor e ir bajando hasta obtener la adecuada.

Al terminar de medir corriente, cambiar el multimetro de posición (a cualquier otra, por ejemplo, tensión o resistencia), ya que las medidas de corriente son las más delicadas y el 95% de las roturas en los multimetros son debidas a ellas. Si dejas, por olvido, el multimetro en posición de amperímetro y luego mides otra cosa, el multimetro se estropeará.

Conectar el multimetro en SERIE con el elemento cuya corriente queremos medir.

Es muy importante el concepto de conexión en serie: un elemento está en serie con otro, cuando los dos elementos están conectados uno después del otro, de forma que sólo tienen un terminal en común (en la conexión en paralelo, tenían los dos terminales en común).

Para aclararte el concepto, mira el siguiente dibujo:

                                                 

 

En este dibujo, el amperímetro (ammeter en inglés) está conectado en serie con la resistencia R1, ya que están conectados uno después del otro, y tienen un terminal común.

Cuestión 1:

Señala, en el dibujo anterior, cual es el terminal que tienen en común el amperímetro y R1.

¿Cómo está conectada la resistencia R2 con la Resistencia R1, en serie o en paralelo?

 

Experiencia 3:

Conecta una fuente de alimentación continua de 12V a una resistencia de 2.2KΩ. Después mide la corriente en bornes de la resistencia, tal y como se muestra en el siguiente dibujo. Calcula también el valor teórico a través de la Ley de Ohm, y el Error obtenido en la medida.

NOTA: Ten cuidado con la conexión del multímetro en serie, ya que es más complicada que la conexión en paralelo. Si no lo tienes claro, pregúntale al profesor antes de encender la fuente para evitar daños.

 

Experiencia 4:

Realiza ahora la misma medida que en el apartado anterior, pero invirtiendo la polaridad de las puntas de prueba del multímetro. ¿Qué es lo que sucede? ¿Por qué? ¿Es correcta la medida?

 

3.- Medidas de resistencia:

El aparato que mide resistencia, se llama ÓHMETRO. Este aparato está integrado dentro del MULTÍMETRO.

Pasos a seguir para realizar una medida de resistencia:

La medida de resistencias ya la vimos en la práctica anterior, sin embargo, ahora vamos a ver todos los pasos de forma detallada.

Seleccionar, en el selector rotatorio, la magnitud a medir (en este caso Ω), sin tener conectadas las puntas de prueba en el circuito.

Asegurarse de que la escala de resistencia sea la adecuada. En caso de no saber la escala, utilizar siempre la mayor e ir bajando hasta obtener la adecuada.

Conectar el multimetro en PARALELO con la resistencia cuyo valor queremos medir. Ya hemos visto antes lo que significa una conexión en paralelo: debes conectar el multímetro de la misma forma en que lo has hecho para medir tensión.

La resistencia a medir no debe tener tensión aplicada. Esto es muy importante, y significa que, si queremos medir una resistencia que esté conectada a un circuito, debemos primero sacar la R de dicho circuito, tal y como muestra la figura siguiente:

   

En el primer dibujo, tenemos dos resistencias conectadas en serie, de las cuales, queremos medir el valor de R2.

En el segundo dibujo, desconectamos la resistencia R2 del circuito donde estaba, para que no se produzcan fallos en la medida.

En el dibujo tres, conectamos el multímetro en paralelo con  la resistencia que hemos sacado del circuito, y ya podemos medir su valor.

Es muy importante desconectar la R del circuito donde estuviera, para poder medir su valor, ya que de no ser así, la tensión aplicada sobre la misma y el resto de resistencias del circuito falsearían la medida.

No sujetar la resistencia con los dedos para medirla, intentar sujetarla sólo con las puntas de prueba del multimetro. Si la sujetamos con los dedos, la resistencia que tiene nuestro cuerpo influye en la medida de la R que queremos medir, y también se falsearía la medida.

Experiencia 5:

Mide la resistencia que hemos estado utilizando en las experiencias anteriores, con el multimetro.

Experiencia 6:

Realiza ahora la misma medida que en el apartado anterior, pero invirtiendo la polaridad de las puntas de prueba del multímetro. ¿Qué es lo que sucede? ¿A qué crees que es debido?

Experiencia 7:

Pídele al profesor que te proporcione 3 resistencias más. Para cada una de ellas, realiza los tres montajes anteriores (el de tensión, el de corriente y el de resistencia), y rellena, con los datos obtenidos, la siguiente tabla.

NOTAS:

1. La “R. óhmetro”, es la resistencia que obtienes al medir con el multímetro, mientras que “R Ley de Ohm” es la resistencia calculada, con la Ley de Ohm, a partir de la tensión y la corriente obtenidas. El “Error” es la diferencia entre estos dos valores de resistencia.
2. No olvides poner las unidades de medida en cada cuadro.

 

 

Experiencia 8:

A continuación pídele al profesor que te proporcione un potenciómetro. Como podrás observar, se trata de un componente con 3 terminales y un mando giratorio, de forma que moviendo la posición del mando es posible modificar la resistencia que ofrece el potenciómetro.

En este apartado tendrás que medir la resistencia que existe entre los tres terminales del potenciómetro para diferentes posiciones del mando giratorio, según la siguiente tabla:

 

Cuestión 2: ¿Por qué la resistencia entre los dos extremos se mantiene siempre constante?

Experiencia 9:

A continuación pídele al profesor que te proporcione una resistencia LDR. Como recordarás, una resistencia LDR es aquella en la que su valor resistivo depende de la intensidad de luz que incide sobre ella.

En este apartado tendrás que medir el valor resistivo de la LDR para dos casos totalmente diferentes: con luz y sin luz. Para el segundo caso, deberás cubrir la LDR con la mano para evitar que la luz del laboratorio incida sobre la resistencia. Una vez realizadas las medidas, completa la siguiente tabla:

 

 

Cuestión 3: Según las medidas que acabas de hacer, dibuja aproximadamente la curva que relaciona la resistencia de una LDR con la intensidad de luz que incide sobre ella:

 

 

 

ELECTRÓNICA GENERAL

 

PRÁCTICA 3: MEDIDAS EN CIRCUITOS CON ACOPLAMIENTO SERIE, PARALELO Y MIXTO

 

 

Objetivos:

• Conseguir soltura a la hora de medir tensión, corriente y resistencia con el multímetro.
• Aclarar conceptos sobre asociaciones serie, paralelo y mixto.

 

1.- Introducción:

En esta sesión de laboratorio se pondrán en práctica los conocimientos adquiridos sobre los diferentes tipos de acoplamiento entre resistencias: serie, y paralelo y mixto.

Para ello, se estudiarán tres circuitos típicos, cada uno de ellos con un tipo de acoplamiento diferente. Para cada uno de estos circuitos, el alumno deberá realizar dos tareas diferentes:

            1.- Calcular las magnitudes que se soliciten (V, I, R) de forma teórica, utilizando los conceptos y fórmulas aprendidas durante las clases de teoría.
2.- Medir las mismas magnitudes de forma práctica, utilizando para ello los instrumentos del laboratorio: la fuente de alimentación y el multímetro.
3.- Comprobar que los resultados obtenidos en el laboratorio coinciden aproximadamente con los cálculos teóricos realizados.

Por tanto, la primera tarea del alumno consistirá en la realización de los cálculos teóricos para todos los circuitos planteados en esta práctica. Una vez realizados, el alumno pasará a los puestos de prácticas y procederá con el montaje de los diferentes circuitos, para realizar las medidas prácticas.

2.- Acoplamiento de resistencias en serie.

Para el circuito de la siguiente página, en el que se dispone de tres resistencias conectadas en serie a una pila, realizar las siguientes tareas:

            1.- Calcular de forma teórica las magnitudes que aparecen en la tabla de abajo, y rellenar dicha tabla con los valores obtenidos.
2.- Montar el circuito en la placa de montaje, y medir las mismas magnitudes, empleando para ello el multímetro.

 

            Cuestion 1: ¿En cuál de las tres resistencias hay más tensión? ¿Por qué?

            Cuestión 2: Observa la tabla que has rellenado y compara los valores teóricos con los prácticos. ¿Se parecen?

 

3.- Acoplamiento de resistencias en paralelo

Para el siguiente circuito, en el que se dispone de tres resistencias conectadas en paralelo a una pila, realizar las siguientes tareas:

            1.- Calcular de forma teórica las magnitudes que aparecen en la tabla de la siguiente página, y rellenar dicha tabla con los valores obtenidos.
2.- Montar el circuito en la placa de montaje, y medir las mismas magnitudes, empleando para ello el multímetro.

 

            Cuestión 3: ¿Por cuál de las tres ramas pasa mayor intensidad? ¿Por qué?

            Cuestión 4: Observa la tabla que has rellenado y compara los valores teóricos con los prácticos. ¿Se parecen?

 

4.- Acoplamiento mixto

Para el siguiente circuito, en el que se dispone de tres resistencias conectadas a una pila mediante una asociación mixta, realizar las siguientes tareas:

            1.- Calcular de forma teórica las magnitudes que aparecen en la tabla de abajo, y rellenar dicha tabla con los valores obtenidos.

            2.- Montar el circuito en la placa de montaje, y medir las mismas magnitudes, empleando para ello el multímetro.

Cuestión 5: ¿ Son iguales las corrientes IR2 e IR3? ¿Por qué?

            Cuestión 6: Suma las corrientes IR2 e IR3. ¿El resultado de la suma es aproximadamente igual a IR1? ¿Por qué?

            Cuestión 7: Observa la tabla que has rellenado y compara los valores teóricos con los prácticos. ¿Se parecen?

 

5.- Resistencia equivalente de un acoplamiento mixto.

Para el siguiente circuito, realizar las tareas que se enumeran a continuación:

            1.- Calcular de forma teórica la resistencia equivalente entre los puntos A y B.

            2.- Montar el circuito en la placa de montaje, y medir la resistencia entre los puntos A y B empleando el multímetro.

            Cuestión 8: A continuación se desea medir el valor de la resistencia R3. Para ello, sin desconectar ninguna resistencia del circuito, conecta las puntas de medida del multímetro a los extremos de la resistencia R3, y mide su valor. ¿Qué valor de resistencia has obtenido? ¿Es correcta la medida?

            Cuestión 9: Para el caso de la cuestión anterior, ¿qué habría que hacer para poder medir correctamente la resistencia R3?

ELECTRÓNICA GENERAL

 

PRÁCTICA 4: CARGA Y DESCARGA DEL CONDENSADOR

 

Objetivos:

• Observar el comportamiento del condensador en corriente continua.
• Obtener la curva de carga y descarga de un condensador de forma práctica.
• Aclarar conceptos básicos sobre condensadores.

IMPORTANTE:

• Tener mucho cuidado a la hora de conectar un condensador electrolítico, para no invertir las polaridades, puesto que el condensador podría explotar.

1.- Introducción

            En esta práctica se pretende que el alumno se familiarice con el manejo de los condensadores, y que entienda perfectamente el proceso de carga y descarga de un condensador.

Para ello, el alumno deberá realizar un pequeño diseño teórico, para después comprobar de forma experimental en el laboratorio la validez de su diseño.

2.- Estudio teórico

            El circuito con el que se trabajará en esta práctica es el que se muestra a continuación. Inicialmente, el alumno deberá calcular el valor de R1 y R2 para que el circuito cumpla ciertas especificaciones.

            2.1.- Carga del condensador

            Cuestión 1: Calcula el valor de R1 para que la carga del condensador se realice en 50 segundos.

 

            Cuestión 2: Calcula los valores máximos de corriente y tensión en el condensador durante la carga, y a continuación dibuja las formas de la tensión y la corriente para el proceso de carga, indicando en la gráfica los principales valores.

            2.2.- Descarga del condensador

            Cuestión 3: Calcula el valor de R2 para que la descarga del condensador se realice en 60 segundos.

            Cuestión 4: Calcula los valores máximos de corriente y tensión en el condensador durante la descarga, y a continuación dibuja las formas de la tensión y la corriente para el proceso de descarga, indicando en la gráfica los principales valores.

3.- Análisis práctico:

            En este apartado el alumno montará el circuito diseñado en el apartado anterior, y realizará una serie de medidas para comprobar que el diseño ha sido el correcto. Concretamente, el circuito a montar es el que se muestra a continuación, donde R1 y R2 son las resistencias calculadas en el apartado anterior.

 

            3.1.- Carga del condensador

            En este apartado se pretende  obtener las curvas de la tensión y la corriente para el proceso de carga de forma experimental. Para ello, se utilizará el multímetro para realizar medidas cada 5 segundos, y así poder dibujar la gráfica con los valores obtenidos.

            Cuestión 5: Conecta el interruptor del circuito en la posición 1, para que el condensador comience a cargarse. Mediante la ayuda del multímetro y un cronómetro, mide la tensión en el condensador cada 5 segundos y rellena la siguiente tabla:

 

           
A continuación se desea realizar la misma tarea, pero para la corriente de carga. Como ahora el condensador estará cargado, lo primero que habrá que hacer será descargarlo. Para ello, coloca el interruptor en posición 2 y espera a que se descargue.

            Cuestión 6: Conecta el interruptor en posición 1, para que el condensador comience a cargarse. Mediante la ayuda del multímetro y un cronómetro, mide la corriente en el condensador cada 5 segundos y rellena la siguiente tabla.

NOTA: Recuerda que para medir corriente se conecta el multímetro en SERIE.

 

           
Cuestión 7: Con los datos obtenidos, dibuja las curvas de la tensión y la corriente en función del tiempo para el proceso de carga, y comprueba que coinciden con las gráficas dibujadas en la parte teórica.

Cuestión 8: A la vista de los resultados obtenidos, ¿qué ocurre con la corriente cuando el condensador se termina de cargar completamente? ¿Por qué?

3.2.- Descarga del condensador

En esta ocasión se pretende obtener las curvas características de la tensión y la corriente cuando el condensador se descarga.

Cuestión 9: Con el condensador cargado, sitúa el interruptor en la posición 2, para que el condensador comience a cargarse, y mide la tensión que aparece en sus bornes, rellenando la siguiente tabla:

 

 

Cuestión 10: Repite el mismo procedimiento, pero midiendo en esta ocasión la corriente que circula por el condensador. Recuerda que para medir la corriente debes conectar el multímetro en serie.

Cuestión 11: Con los datos obtenidos, dibuja las curvas de la tensión y la corriente en función del tiempo para el proceso de descarga, y comprueba que coinciden con las gráficas dibujadas en la parte teórica.

Cuestión 12: ¿Por qué has obtenido una corriente de descarga negativa?  

3.3.- Asociación de condensadores

            A continuación añade a tu circuito un condensador de 47µF, tal y como se muestra en la siguiente figura:

            Con los condensadores descargados, sitúa el interruptor en la posición 1, para que los condensadores comiencen a cargarse. Con la ayuda del multímetro y un cronómetro, mide el tiempo que los condensadores tardan en cargarse completamente, y contesta la siguiente cuestión.

            Cuestión 13: ¿Cuál es el nuevo tiempo de carga de la asociación de condensadores? Compáralo con el tiempo de carga del condensador de 100µF. ¿Por qué ahora el tiempo es menor?

 

           

 

A continuación modifica tu circuito para conectar los condensadores de 100µF y  47µF en paralelo, tal y como se muestra en la siguiente figura:

 

Una vez montado el circuito, con los condensadores descargados, sitúa el interruptor en la posición 1, para que los condensadores comiencen a cargarse. Con la ayuda del multímetro y un cronómetro, mide el tiempo que los condensadores tardan en cargarse completamente, y contesta la siguiente cuestión.

            Cuestión 14: ¿Cuál es el nuevo tiempo de carga de la asociación de condensadores? Compáralo con el tiempo de carga del condensador de 100µF. ¿Por qué ahora el tiempo es mayor?

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 5: REPASO DE APARATOS DEL LABORATORIO

 

A continuación se enumeran las actividades que deben ser llevadas acabo por el alumno:

1.- Limita la corriente de la fuente de alimentación a 0.1A

2.- Mide con el multímetro los valores máximos  y mínimos del potenciómetro del que dispones.

Valor máximo:                                  Valor mínimo:

3.- Monta el siguiente circuito en la placa de montaje (atención a la polaridad de los diodos y del condensador).

4.- Observa el circuito y explica qué ocurre con el condensador cuando el conmutador está en la posición 1 y cuando está en la posición 2.

5.- Indica lo que ocurre con los diodos LED al cambiar de posición el conmutador. ¿Por qué ocurre eso?

6.- Mide la tensión en el condensador cuando está cargado y descargado, anotando los valores

                        Condensador cargado:                      Condensador descargado:

7.- Mide la corriente que pasa por el condensador una vez que se ha cargado. ¿Por qué obtienes ese valor?

           

8.- ¿Qué podría pasar si al medir una corriente con el multímetro conectáramos los terminales de éste en paralelo con el circuito que queremos medir? ¿Por qué?

 

9.- A continuación añade dos resistencias al circuito, tal y como se indica en la siguiente figura:

10.- Mide la tensión que hay en el punto A, y observa cómo varía al girar el mando del potenciómetro. Anota los valores de tensión en A para los dos extremos del potenciómetro.

            Tensión A máxima:                          Tensión A mínima:

 

11.- ¿Por qué varía la tensión en A al girar el mando del potenciómetro?

12.- Mide la corriente que pasa por R2, R4 y R5

 

13.- Si teniendo el multímtro configurado para medir resistencia, conectamos sus entradas entre los puntos B y masa, ¿qué resistencia estamos midiendo?

 

14.- Mide el equivalente paralelo de R4 y R5. ¿Qué has tenido que hacer en el circuito para poder realizar la medida correctamente?

 

15.- Mide el valor de las resistencias R4 y R5

16.- Al realizar una medida con el multímetro, ¿cuál es la escala que tenemos que elegir para que la medida tenga la máxima precisión posible?

 

Cuando hayas terminado con estas cuestiones, llama al profesor antes de realizar la última experiencia.

17- Se desea medir con el multímetro la tensión proporcionada por la red eléctrica. Para ello, escoge la escala más grande y conecta con mucha precaución las entradas del multímetro a un enchufe. Realiza las medidas en corriente continua y en corriente alterna, y anota los valores obtenidos. ¿A qué se debe unos resultados tan diferentes?

                        Vcontinua:

                        Valterna:

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 6: EL GENERADOR DE FUNCIONES

1.- ¿Qué es un generador de funciones?

Es un aparato electrónico que produce ondas senoidales, cuadradas y triangulares, las cuales podemos aplicar a un circuito en el que se deseen analizar los efectos causados por las mismas.

Estas señales se pueden utilizar como excitadoras de un determinado circuito electrónico, con el fin de imitar una determinada condición de entrada que suela darse habitualmente en el mismo, y así poder realizar un análisis total de la respuesta de dicho circuito.

 

 2.- Controles del generador de funciones

2.1.- Selector de la forma de onda

Podemos seleccionar el tipo de onda a generar: cuadrada, senoidal o triangular. Localiza este mando en el generador de funciones que tienes en el laboratorio

Cuestión 1: ¿Qué señal o señales, de las proporcionadas por un generador de funciones, crees que deberíamos utilizar para verificar el funcionamiento de un circuito digital? ¿Por qué?

 

2.2.- Selector de banda de frecuencia

 Mediante estos pulsadores se determina la frecuencia de la señal de salida. Los pulsadores se distribuyen por décadas, con rangos desde 2Hz hasta 2Mhz. La frecuencia que se puede seleccionar en cada pulsador está comprendida entre la frecuencia indicada por el pulsador seleccionado y la indicada en el siguiente pulsador.  Localiza este mando en el generador de funciones que tienes en el laboratorio.
Cuestión 2: ¿Seleccionando el botón de 200KHz, en el selector de banda de frecuencia, ¿qué rango de frecuencias podremos obtener a la salida? ¿Y si seleccionamos el pulsador de 200 Hz?

 

 

2.3.- Selector de frecuencias

Selecciona la frecuencia de la señal generada teniendo en cuenta el margen de frecuencias escogido en el “selector de banda de frecuencias”.  Localiza este mando en el generador de funciones que tienes en el laboratorio

Cuestión 3: ¿Qué diferencia hay entre el selector de banda de frecuencia y el selector de frecuencias?

 

 

Cuestión 4: ¿A cual de los dos selectores podríamos llamar ajuste fino de la frecuencia, y a cual ajuste grueso?

 

 

2.4.- Control de amplitud

Aumenta o disminuye la tensión de salida de la señal generada. Pulsando el mando y girándolo se regula la amplitud de la señal de salida. Localiza este mando en el generador de funciones que tienes en el laboratorio.

2.5.- Visualizador del valor de la frecuencia

Visualiza la frecuencia de la señal de salida. Localiza esta pantalla en el generador de funciones que tienes en el laboratorio

2.6.- Ajuste del offset   

El offset de una señal alterna se puede definir  como el nivel de continua que le suma a una señal alterna. Así, si la señal está centrada en el origen, se dice que el nivel de offset es 0. Si está desplazada hacia arriba, el offset es positivo, mientras que si está desplazada hacia abajo, lo será negativo.

Mediante el mando de ajuste de offset se puede controlar el nivel de offset que se añade a la señal alterna del generador de funciones. Si se gira en sentido horario se varía positivamente el offset y en sentido antihorario negativamente. Localiza este mando en el generador de funciones que tienes en el laboratorio.

Cuestión 5: Vuelve a dibujar la siguiente señal senoidal, con un nivel de OFFSET positivo y con un nivel de OFFSET negativo

 

 
                                                           Señal original

 

        

      Offset positivo                                                Offset negativo

 

2.7.– Terminales de salida

Se obtiene en estos terminales la señal configurada con los diversos mandos del equipo. Esta señal puede ir a dos sitios:

• Al osciloscopio, para visualizar la onda que hemos generado y comprobar si se ajusta a lo que queríamos.
• A la entrada de una circuito, para alimentarlo.

 

Cuestión 7: Una vez vistos los principales mandos del generador de funciones, intenta situarlos en este dibujo de un generador estándar, poniendo el número al que corresponde cada control.

Nota: en el dibujo hay más controles de los que hemos visto aquí, estos controles hay que dejarlos en blanco

                                    Panel frontal de un generador de funciones

 

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 7: EL OSCILOSCOPIO

1.- ¿Qué es un osciloscopio?

El osciloscopio es un aparato de medida que nos va a ser indispensable para el análisis y comprobación  de los valores que se dan en una tensión alterna. Su aplicación en el campo de la electrónica se hace indispensable. Un osciloscopio lo que hace es mostrar en su pantalla la forma de onda que posee una determinada tensión o corriente eléctrica. El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal, denominado X, representa el tiempo. Es decir, el osciloscopio representa las variaciones de tensión en función del tiempo.

 

 

Cuestión 1: Dibuja la forma de onda que obtendríamos en la pantalla del osciloscopio, al conectar al mismo la red de C.A de las viviendas, indicando las magnitudes  representadas en cada eje:

 

2.- ¿Qué podemos hacer con un osciloscopio?

            Los osciloscopios son de los instrumentos de medida más versátiles que existen y los utilizan desde técnicos de reparación de televisores a médicos. Las operaciones de medida más frecuentes que se realizan con los osciloscopios son:

• Determinar directamente el periodo y la amplitud de una señal.
• Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.
• Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.
• Localizar averías en un circuito.
• Medir el desfase entre dos señales.
• Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

3.- Controles del osciloscopio

3.1.- La pantalla

Fíjate en la siguiente figura que representa la pantalla de un osciloscopio. Deberás notar que existen unas marcas en la pantalla que la dividen tanto en vertical como en horizontal, forman lo que se denomina retícula ó rejilla. La separación entre dos líneas consecutivas de la rejilla constituye lo que se denomina una división. Normalmente la rejilla posee 10 divisiones horizontales por 8 verticales del mismo tamaño (cercano al cm), lo que forma una pantalla más ancha que alta. En las líneas centrales, tanto en horizontal como en vertical, cada división ó cuadro posee unas marcas que la dividen en 5 partes iguales (utilizadas como veremos más tarde para afinar las medidas)

Cuestión 2: Observa el osciloscopio que tienes en el laboratorio: ¿Cuántas divisiones horizontales y verticales tiene? ¿Cuántas subdivisiones tiene cada división?

 

Cuestión 3: ¿Para qué crees que sirven las marcas de 0%, 10%, 90% y 100% situadas en el eje vertical?

 

Experiencia 1: Enciende el generador de funciones y selecciona una señal senoidal de 1.5KHz de frecuencia y 4V de amplitud. Seguidamente, llama al profesor para que conecte la salida del generador de funciones al osciloscopio.
3.2.- Sistema de visualización:

Regulación de la intensidad

Se trata de un potenciómetro que ajusta el brillo de la señal en la pantalla. Se controla con el mando INTENS. La intensidad debe ser lo suficientemente elevada como para que la señal se vea correctamente en la pantalla, pero hay que llevar cuidado al ajustarla porque una intensidad excesiva puede dañar la pantalla del osciloscopio.

 

Experiencia 2: Localiza en el osciloscopio el mando INTENS y muévelo hasta obtener una intensidad del haz aceptable.
 

Enfoque

Se trata de un potenciómetro que ajusta la nitidez del haz sobre la pantalla. Este mando actúa controlando la finura del haz de electrones. El haz no debe ser tan fino que apenas se perciba, ni tan grueso que las formas de onda pierdan nitidez. En la siguiente figura, el haz de electrones es demasiado grueso, y la onda está desenfocada. Se controla con el mando FOCUS.
                                                   

Experiencia 3: Localiza en el osciloscopio el mando FOCUS, y muévelo hasta obtener un correcto enfoque del haz.

 

3.3.- Sistema Vertical

• Posición

Este control consta de un potenciómetro que permite mover verticalmente la forma de onda hasta el punto exacto que se desee. Cuando se está trabajando con una sola señal el punto normalmente elegido suele ser el centro de la pantalla. Se controla con el mando YPOS. Suele haber un mando diferente para cada uno de los canales del osciloscopio.



Experiencia 4: Localiza en el osciloscopio el mando Y-POS y comprueba cómo se desplaza la señal en el eje vertical. Deja la señal centrada.

Conmutador vertical

Se trata de un conmutador con un gran número de posiciones, cada una de las cuales, representa el factor de ampliación o reducción empleado en el eje Y para representar la amplitud de la señal. Por ejemplo, si el mando está en la posición 2 voltios/div significa que cada una de las divisiones verticales de la pantalla (aproximadamente de un 1 cm.) representa 2 voltios. Las divisiones más pequeñas representaran una quinta parte de este valor, o sea, 0.4 voltios. Se controla con el mando VOLTS/DIV.

Cuestión 4: Dada la siguiente figura, en la que se representa el mando VOLTS/DIV y una forma de onda senoidal, averiguar cual es la tensión de punta a punta de dicha onda.

IMPORTANTE: Al cambiar de posición el mando VOLTS/DIV, la señal de entrada que se representa el osciloscopio no varía, sigue siendo la misma. Lo que cambia es la forma de visualizarla en pantalla, según nos interese representarla más grande o más pequeña.

Cuestión 4: Tenemos una señal senoidal de 10V de punta a punta, ¿con qué posición del mando VOLTS/DIV la señal de entrada se verá más grande,, con el de 0.2  o con el de 2 voltios/división?

 

Experiencia 4: localiza el mando VOLTS/DIV en el osciloscopio, y comprueba cómo varía la amplitud de la señal senoidal, al ir variando dicho mando.         

Acoplamiento de la entrada

 

Se trata de un conmutador de tres posiciones que conecta eléctricamente a la entrada del osciloscopio la señal exterior. Hay tres tipos de acoplamiento:

• El acoplamiento DC deja pasar la señal tal como viene del circuito exterior (es la señal real, es decir, si la señal es continua, alterna, o alterna con un nivel de continua superpuesto, veremos en el osciloscopio la señal tal como es).
• El acoplamiento AC bloquea mediante un condensador la componente continua que posea la señal exterior, por tanto, sólo visualizaremos la componente alterna que posea la señal.
• El acoplamiento GND desconecta la señal de entrada del sistema vertical y lo conecta a masa, permitiéndonos situar el punto de referencia en cualquier parte de la pantalla, a través del mando Y-POS (generalmente el centro de la pantalla cuando se trabaja con una sola señal).  Una vez situada esta línea de referencia, que es la línea que marca los 0V, si la tensión a medir es positiva, el trazo presentado en la pantalla aparecerá por encima de esta línea, y si es negativa, por debajo.

 

Cuestión 5: Dada la señal triangular de la figura, que tiene superpuesto un nivel de continua de 2V, dibujar cómo veríamos esta forma de onda en el osciloscopio, para un acoplamiento de entrada DC, AC y GND.          
Señal Original:                                               Acoplamiento DC:             
Acoplamiento AC:                                         Acoplamiento GND:            

 

3.4.- Sistema horizontal: 

Posición

 

Este control consta de un potenciómetro que permite mover horizontalmente la forma de onda hasta el punto exacto que se desee. Se controla con el mando X-POS.

Cuestión 6: ¿Qué similitudes encuentras entre el mando Y-POS y el mando X-POS?

 

Experiencia 5: Localiza en el osciloscopio el mando X-POS y comprueba cómo se desplaza la señal en el eje horizontal. Deja la señal centrada.

• Conmutador Horizontal

Se trata de un conmutador con un gran número de posiciones, cada una de las cuales, representa el factor de escala empleado en el eje X. Por ejemplo si el mando esta en la posición 1 ms/div significa que cada una de las divisiones horizontales de la pantalla (aproximadamente de un 1 cm.) representan 1 milisegundo. Las divisiones más pequeñas representaran una quinta parte de este valor, o sea, 200 µsg. Se controla con el mando TIMES/DIV.

 

Experiencia 6: localiza el mando TIMES/DIV en el osciloscopio, y comprueba cómo se ensancha o se estrecha la señal senoidal, al ir variando dicho mando.          

 

IMPORTANTE: Al cambiar de posición el mando TIME/DIV, la señal de entrada que se representa el osciloscopio no varía, sigue siendo la misma. Lo que cambia es la forma de visualizarla en pantalla, según nos interese representar más ciclos o menos ciclos de dicha señal.

Cuestión 7: Averiguar cual es el periodo y la frecuencia de las siguientes señales, conociendel valor del mando TIMES/DIV para cada una de ellas:

TIME/DIV = 2ms/div                                  TIME/DIV = 0.5ms/div

TIME/DIV = 1μs/div                                       TIME/DIV = 0.2ms/div

Cuestión 8: ¿Con qué posición del mando TIMES/DIV podremos representar más ciclos en la pantalla del osciloscopio, con la posición de 2 ms/div o con la de 2µs/div?

 

 

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 8: MEDIDAS CON EL OSCILOSCOPIO
Y EL GENERADOR DE FUNCIONES I

 

Objetivos:

Adquirir destreza en el manejo del osciloscopio y el Generador de Funciones (en adelante G.F), a través de experimentos sencillos.

Aclarar conceptos de Corriente Alterna.

 

1.- Puesta a punto del osciloscopio y del G.F:

Antes de empezar con los experimentos, debes realizar los siguientes ajustes para cerciorarte de que el osciloscopio tomará bien las medidas:

1. Situar el mando INTENS a mitad de su recorrido; con ello se visualizará con suficiente nitidez la señal en pantalla. No es aconsejable, por limitar la duración del tubo de imagen, que este mando se sitúe en su posición de máxima iluminación.

2. Con el mando FOCUS  ajustar el enfoque. El trazo de la señal en pantalla deberá ser siempre lo más fino posible, para apreciar bien las divisiones.

3. Ajustar la señal de masa del osciloscopio (GND), en el centro de la pantalla, si no lo hacemos así, las medidas que tomemos serán incorrectas.

Para realizar este ajuste, debemos situar el mando AD/DC/GND  en la posición GND, tanto en el CANAL I como en el CANAL II. Una vez obtengamos la señal de masa en pantalla (línea horizontal), ajustamos esta línea hasta situarla en el centro de la pantalla con los mandos Y-POS y X-POS tanto en el CANAL I como en el CANAL II.

Una vez realizado esto, situamos el mando AC/DC/GND en la posición DC.    

4. Ajustar a una posición intermedia el mando VOLTS/DIV , tanto del CANAL I como del CANAL II, y el mando TIMES/DIV

 

2.-  Medidas de tensiones alternas

Resolver los ejercicios siguientes por medio del osciloscopio y del generador de funciones. Calcular los valores que se piden y dibujar las formas de onda obtenidas.

Ejercicio 1: Colocar el conmutador del amplificador vertical del Canal 1 en 2V/DIV y obtener en la pantalla del osciloscopio una señal que ocupe verticalmente de pico a pico 4 divisiones:

• Posición del atenuador vertical:                         
• Nº de divisiones de pico a pico:                          
• Nº de divisiones de pico:                                    
• Vpp:
• Vp:
• Veff:

 

Ejercicio 2: Colocar el conmutador del amplificador vertical del Canal 1 en 20mV/DIV y obtener en la pantalla del osciloscopio una señal que ocupe verticalmente de pico a pico5 divisiones:

• Posición del atenuador vertical:                        
• Nº de divisiones de pico a pico:                          
• Nº de divisiones de pico:                                     
• Vpp:
• Vp:
• Veff:

 

Ejercicio 3: Colocar el conmutador del amplificador vertical del Canal 1 en 50mV/DIV y obtener en la pantalla del osciloscopio una señal cuyo valor de pico sea 150mV:

• Posición del atenuador vertical:                         
• Nº de divisiones de pico a pico:                          
• Nº de divisiones de pico:                                    
• Vpp:
• Vp:
• Veff:

 

Ejercicio 4: Obtener en la pantalla del osciloscopio una señal de 2Vpp que ocupe 4 divisiones de pico a pico:

• Posición del atenuador vertical:                        
• Nº de divisiones de pico a pico:                          
• Nº de divisiones de pico:                                    
• Vpp:
• Vp:
• Veff:

 

 

Ejercicio 5: Obtener en la pantalla del osciloscopio una señal de 100mVpp que ocupe 8 divisiones de pico a pico:

• Posición del atenuador vertical:                        
• Nº de divisiones de pico a pico:                          
• Nº de divisiones de pico:                                    
• Vpp:
• Vp:
• Veff:

 

 

3.-  Medida de frecuencias

Resolver los ejercicios siguientes por medio del osciloscopio y del G.F. Calcular los valores que se piden y dibujar las formas de onda obtenidas.

 

Ejercicio 1: Situar el conmutador de base de tiempos en la posición de 1 ms/Div y obtener en la pantalla del osciloscopio una señal en la que un ciclo ocupe 5 divisiones horizontalmente:

• Posición del conmutador:
• Divisiones que ocupa un ciclo:
• Período T:                                          
• Frecuencia F:                                     

 

Ejercicio 2: Situar el conmutador de base de tiempos en la posición de 0.2 mSeg/Div y obtener en la pantalla del osciloscopio una señal en la que dos ciclos ocupen 8 divisiones horizontalmente:

• Posición del conmutador:
• Divisiones que ocupa un ciclo:
• Período T:                                          
• Frecuencia F:                                    

 

 

 

Ejercicio 3: Conseguir que un ciclo de la señal de 500Hz ocupe en la pantalla 6 divisiones horizontales:

• Posición del conmutador:
• Divisiones que ocupa un ciclo:
• Período T:                                          
• Frecuencia F:                                    

 

Ejercicio 4: Conseguir que un ciclo de una señal de 4KHz ocupe en la pantalla 5 divisiones horizontales:

• Posición del conmutador:
• Divisiones que ocupa un ciclo:
• Período T:                                          
• Frecuencia F:                                    

 

 

 

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 9: MEDIDAS CON EL OSCILOSCOPIO

Y EL GENERADOR DE FUNCIONES  II

 

Objetivos:

Adquirir destreza en el manejo del osciloscopio y el Generador de Funciones (en adelante G.F), a través de experimentos sencillos.

Aclarar conceptos de Corriente Alterna.

 

1.- Puesta a punto del osciloscopio y del G.F:

Antes de empezar con los experimentos, debes realizar los siguientes ajustes para cerciorarte de que el osciloscopio tomará bien las medidas:

1. Situar el mando INTENS a mitad de su recorrido; con ello se visualizará con suficiente nitidez la señal en pantalla. No es aconsejable, por limitar la duración del tubo de imagen, que este mando se sitúe en su posición de máxima iluminación.

2. Con el mando FOCUS  ajustar el enfoque. El trazo de la señal en pantalla deberá ser siempre lo más fino posible, para apreciar bien las divisiones.

3. Ajustar la señal de masa del osciloscopio (GND), en el centro de la pantalla, si no lo hacemos así, las medidas que tomemos serán incorrectas.

Para realizar este ajuste, debemos situar el mando AD/DC/GND  en la posición GND, tanto en el CANAL I como en el CANAL II. Una vez obtengamos la señal de masa en pantalla (línea horizontal), ajustamos esta línea hasta situarla en el centro de la pantalla con los mandos Y-POS y X-POS tanto en el CANAL I como en el CANAL II.

Una vez realizado esto, situamos el mando AC/DC/GND en la posición DC.    

4. Ajustar a una posición intermedia el mando VOLTS/DIV , tanto del CANAL I como del CANAL II, y el mando TIMES/DIV

 

 

                                            
2.-  Circuitos RC en Corriente Alterna

Partiendo de una señal cuadrada de 250Hz y 3V de pico, obtenida con el generador de funciones, se deberá alimentar un circuito RC como el de la figura, donde R=3K3 y C= 100nF (cerámico).

Cuestión 1: Representa la forma de onda presente en bornes del condensador, indicando la posición de los mandos VOLTS/DIV y TIME/DIV escogida.

            
Tensión en el condensador

VOLTS/DIV:
TIMES/DIV:

 

Cuestión 2: A la vista del gráfico obtenido, ¿qué sucede en bornes del condensador si se le aplica a la entrada una señal cuadrada?

Cuestión 3: ¿Por qué el C se queda un tiempo a nivel bajo y otro a nivel alto antes de cambiar de nivel?

 

Cuestión 4: Vuelve a representar la tensión el bornes del condensador, pero esta vez para una frecuencia de entrada de 10KHz.

            
Tensión en el condensador

VOLTS/DIV:
TIMES/DIV:

 

Cuestión 5: ¿Por qué crees que ha cambiado la forma de onda en el C de cuadrada a triangular, al aumentar la frecuencia? Haz un dibujo que ilustre la explicación.

 

Cuestión 6: ¿Qué otro cambio observas en la forma de onda del C, respecto al circuito anterior?

 

Cuestión 7: ¿Qué crees que sucedería en el C si aumenta mucho la frecuencia de la señal de entrada?

3.-  Red desfasadora RC

Vamos a montar una red desfasadora. Para ello, montamos un circuito RC serie, donde R=1K y C= 100nF. A la entrada de dicho circuito introducimos una señal senoidal de 1KHz de frecuencia y 5V de amplitud.

Cuestión 8: Visualizar la señal de entrada en el osciloscopio y la señal en bornes del C.

            
                              Entrada                                                            Condensador

VOLTS/DIV:                                                      VOLTS/DIV:
TIMES/DIV:                                                      TIMES/DIV:

Cuestión 9: Ahora aumenta la frecuencia hasta 5KHz y 10 KHz, y dibuja las señales que se obtienen en bornes del condensador.


5KHz                                                                     10KHz

VOLTS/DIV:                                                      VOLTS/DIV:
TIMES/DIV:                                                      TIMES/DIV:

 

Cuestión 10: A la vista de los gráficos obtenidos, ¿qué sucede con la tensión en el condensador al aumentar la frecuencia?

Cuestión 11: ¿A qué crees que es debido este fenómeno?  Pista: utilizar la fórmula de la reactancia del condensador.

Hasta ahora hemos trabajado usando sólo un canal del osciloscopio, o bien el CANAL I o bien el CANAL II, y representando una sola forma de onda en cada canal. Sin embrago, el osciloscopio puede trabajar también en modo DUAL.
El modo dual se selecciona con el conmutador etiquetado DUAL. Si está pulsado visualizaremos simultáneamente ambos canales. El modo dual es muy útil, y una de sus aplicaciones es, por ejemplo, observar el desfase entre dos señales.
Selecciona en el generador de funciones una señal senoidal de 1KHz. Visualiza en el Cana I del osciloscopio la tensión en el condensador, y en el canal II la tensión total. Selecciona el modo DUAL y dibuja a continuación lo que se observa en la pantalla del osciloscopio.

Tensión condensador / Tensión Entrada

Observa cómo las dos señales están desfasadas un ángulo comprendido entre los 0º y los 90º.
Cuestión 12: ¿Por qué el desfase no es de 90º, tal y como debiera suceder en un condensador?

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 10: MEDIDAS DE DESFASE CON EL OSCILOSCOPIO

 

Objetivos:

Adquirir destreza en el manejo del Osciloscopio y el Generador de Funciones para la medida de desfases, a través de un sencillo experimento.

Aclarar conceptos de Corriente Alterna.

1.- Introducción

En esta práctica se va a experimentar el método para medir el desfase entre dos señales utilizando el osciloscopio. Asimismo, se comprobará que el desfase entre dos señales en un circuito RC depende de la frecuencia, analizando las causas de esta dependencia.

2.- Realización de la práctica

            Para llevar a cabo esta práctica, se seleccionará una señal senoidal de 5V de pico en el generador de funciones, que se conectará a un circuito serie RC, tal y como se muestra en la siguiente gráfica:

           
Una vez montado el circuito, el alumno debe seleccionar en el generador de funciones las frecuencias que se indican en la tabla de la página siguiente, y completar las columnas de dicha tabla. Para ello, debe calcular el desfase entre VTOTAL y VR de forma teórica y de forma experimental. A continuación se enumeran los pasos que deben seguirse para calcular dicho desfase.

            Cálculo del desfase de forma teórica:

            1.- Calcular  Xc
2.- Calcular  tg φ
3.- Calcular φ

Cálculo del desfase de forma experimental:

            1.- Conectar la señal del generador de funciones al canal I del osciloscopio.
2.- Conectar la señal de la resistencia al canal II del osciloscopio.
3.- Visualizar las 2 señales de forma simultánea con el modo Dual.
4.- Calcular el desfase entre las dos señales por el método de la regla de 3.

            Una vez explicados los pasos, se presenta la tabla que debe ser rellenada por el alumno:

 

            Finalmente, analiza los resultados obtenidos y contesta las siguientes cuestiones:

Cuestión 1: ¿Qué ocurre con el desfase entre VTOTAL y VR al aumentar la frecuencia? ¿Por qué?

 

Cuestión 2: Conforme aumenta la frecuencia, ¿cuál de los dos componentes del circuito predomina más, la resistencia o el condensador? ¿Por qué?

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 11: EL DIODO SEMICONDUCTOR

Objetivos:

• Conocer y comprender el funcionamiento básico del diodo semiconductor.
• Obtener la curva característica del diodo semiconductor de forma experimental.

1.- Introducción

            En esta práctica se pretende que el alumno adquiera soltura con el manejo de los diodos y comprenda el funcionamiento de los mismos.

Para ello, se plantean tres actividades diferentes:

            1.- Medida de la resistencia de un diodo.
2.- Obtención de la curva característica de un diodo.
3.- Visualización de señales con el osciloscopio.

            A continuación se detallan cada una de las actividades.

2.- Medida de la resistencia del diodo semiconductor.

            En este apartado se pretende medir de forma experimental la resistencia que presenta un diodo semiconductor comercial: el 1N4007.

            Como ya sabes, el diodo puede polarizarse de dos maneras diferentes: de forma directa y de forma inversa. Según la polarización en la que encuentre, su comportamiento será diferente, y por tanto también lo será su resistencia.

            Así pues, es este apartado se desea medir la resistencia del diodo en polarización directa y polarización inversa.

            2.1.- Medida de la resistencia en polarización directa.

            Para medir la resistencia del diodo, conecta el multímetro, utilizándolo como óhmetro, entre los terminales del diodo, de tal forma que la punta de prueba roja esté unida al ánodo del diodo, y la negra al cátodo.

PRECAUCIÓN: Se deben utilizar las escalas más grandes del multímetro para realizar la medida, porque de lo contrario el diodo puede ser dañado.

Resistencia en polarización directa =

2.2.- Medida de la resistencia en polarización inversa.

Para medir la resistencia en polarización inversa, bastará con invertir las conexiones del multímetro.

Resistencia en polarización inversa =

            Cuestión 1: Observa en valor de las resistencias obtenidas para cada tipo de polarización y justifícalos. ¿Por qué salen valores tan diferentes el uno del otro?

 

            Cuestión 2: Si al tomar las medidas hubiéramos obtenido unas resistencias similares con los dos tipos de polarización, ¿qué significaría?

 

3.- Obtención de la curva característica de un diodo

            En este apartado se pretende obtener de forma experimental la curva característica de un diodo semiconductor.

            Para ello, se debe montar en la placa el siguiente circuito:

            Para excitar el circuito se empleará la fuente de alimentación de continua, limitando la corriente de salida a un valor máximo de 300mA.

            Para poder obtener la curva característica del diodo, se procederá de la siguiente manera:

• Se seleccionará una tensión de 0V en la fuente de alimentación.
• Se medirán la tensión en el diodo y la corriente que circula por el mismo.
• Se aumentará el valor de la tensión de la fuente de alimentación.
• Se volverán a medir la tensión del diodo y la corriente que circula por él.

 

Este procedimiento se repetirá varias veces, hasta completar la tabla que se muestra a continuación. Después se representarán los datos obtenidos en una gráfica, obteniendo de esta manera la curva característica del diodo.

Cuestión 3: Siguiendo los pasos expuestos anteriormente, completa la siguiente tabla, referida a la polarización directa del diodo.

PRECAUCIÓN: Recuerda que para medir la corriente debes conectar el multímetro en SERIE con el circuito.

 

Cuestión 4: ¿Qué tensión ha sido necesaria aplicar al diodo para que comience a conducir la corriente?

 

Cuestión 5: Una vez que la tensión aplicada es superior a 0.8V, ¿qué ocurre con la tensión en el diodo?

            Cuestión 6: A continuación se pretende obtener los datos de la polarización inversa del diodo. Para ello, conecta el diodo al revés, para que quede polarizado de forma inversa, y vuelve a realizar los mismos pasos que antes, rellenando la siguiente tabla:

           
Cuestión 7.- ¿Qué ocurre con la corriente para todas las medidas realizadas? ¿Por qué?

            Cuestión 8: ¿Por qué la tensión en el diodo es muy parecida a la tensión aplicada?

            Cuestión 9: Finalmente, representa gráficamente las medidas realizadas para obtener la curva característica del diodo. Deberás representar en el eje X la tensión aplicada, y en el eje Y la corriente del diodo.

 

 

4.- Visualización con el osciloscopio.

            En este apartado se pretende utilizar el osciloscopio para visualizar las señales producidas por un circuito con un diodo semiconductor. Para ello, monta en siguiente circuito en la placa de montaje:

Selecciona en el generador de funciones una señal senoidal de 1KHz y 5V de pico, conectándolo a la entrada del circuito para excitarlo.

            Una vez excitado el circuito, conecta el canal I del osciloscopio a la entrada del circuito y el canal II a la salida del mismo, y selecciona el modo DUAL para visualizar las dos señales al mismo tiempo.

            Cuestión 10: Dibuja en la siguiente gráfica las señales que obtienes en la pantalla del osciloscopio.

 

            Cuestión 11: Explica brevemente por qué en la salida se recorta la parte positiva de la señal de entrada.

            Cuestión 12: A continuación, coloca el diodo al revés y vuelve a visualizar las señales de entrada y salida, representándolas en la siguiente gráfica:

 

Cuestión 13: Explica brevemente por qué en la salida se recorta la parte negativa de la señal de entrada.

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 12: EL DIODO ZÉNER

Objetivos:

• Conocer y comprender el funcionamiento básico del diodo Zéner.
• Obtener la curva característica del diodo Zéner de forma experimental.

1.- Introducción

            En esta práctica se pretende que el alumno adquiera soltura con el manejo de los diodos Zéner y comprenda el funcionamiento de los mismos.

Para ello, el alumno deberá obtener de forma experimental la curva característica del diodo Zéner, tal y como lo hizo con el diodo semiconductor.

           
2.- Obtención de la curva característica de un diodo Zéner

            En este apartado se pretende obtener de forma experimental la curva característica de un diodo Zéner de 5.1V de tensión de Zéner..

            Para ello, se debe montar en la placa el siguiente circuito:

            Para excitar el circuito se empleará la fuente de alimentación de continua, limitando la corriente de salida a un valor máximo de 300mA.

            Para poder obtener la curva característica del diodo, se procederá de la siguiente manera:

• Se seleccionará una tensión de 0V en la fuente de alimentación.
• Se medirán la tensión en el diodo y la corriente que circula por el mismo.
• Se aumentará el valor de la tensión de la fuente de alimentación.
• Se volverán a medir la tensión del diodo y la corriente que circula por él.

 

Este procedimiento se repetirá varias veces, hasta completar la tabla que se muestra a continuación. Después se representarán los datos obtenidos en una gráfica, obteniendo de esta manera la curva característica del diodo.

Cuestión 1: Siguiendo los pasos expuestos anteriormente, completa la siguiente tabla, referida a la polarización directa del diodo.

PRECAUCIÓN: Recuerda que para medir la corriente debes conectar el multímetro en SERIE con el circuito.

 

Cuestión 2: ¿Qué tensión ha sido necesaria aplicar al diodo para que comience a conducir la corriente?

 

Cuestión 3: ¿Cuál es la diferencia entre el diodo semiconductor y el diodo Zéner en polarización directa?

            Cuestión 4: A continuación se pretende obtener los datos de la polarización inversa del diodo. Para ello, conecta el diodo al revés, para que quede polarizado de forma inversa, y vuelve a realizar los mismos pasos que antes, rellenando la siguiente tabla:

            Cuestión 5.- ¿Qué ocurre con la tensión en el diodo antes de superar a los 5.1V de tensión inversa aplicada? ¿Por qué?

            Cuestión 6: ¿Qué ocurre con la tensión en el diodo después de superar los 5.1V de tensión inversa aplicada? ¿Por qué?

 

            Cuestión 7: Según lo contestado en la cuestión anterior, ¿a qué podemos decir que equivale el diodo al aplicarle una tensión inversa superior a 5.1V?

           

 

            Cuestión 8: ¿Cuál es la diferencia entre el diodo Zéner y el diodo semiconductor en polarización inversa?

Cuestión 9: Finalmente, representa gráficamente las medidas realizadas para obtener la curva característica del diodo. Deberás representar en el eje X la tensión aplicada, y en el eje Y la corriente del diodo.

 

ELECTRÓNICA GENERAL

PRÁCTICA 13: APLICACIONES DE LOS DIODOS:
 CIRCUITOS RECORTADORES

 

 

Objetivos:

• Conocer y comprender el funcionamiento básico del diodo semiconductor y el diodo zener.
• Comprender el funcionamiento de los circuitos recortadores de tensión.

1.- Introducción

            Una vez adquirida la soltura con el manejo de los diodos en las prácticas anteriores, se pretende que el alumno se familiarice con una de las aplicaciones más sencillas de los diodos: los circuitos recortadores de tensión.

Para ello, el alumno tendrá que montar tres circuitos diferentes, y con la ayuda del osciloscopio observar las señales que aparecen a la entrada y salida de cada circuito.

            A continuación se detallan cada uno de los circuitos que deberán montarse.

2.- Circuitos recortadores

            2.1.- Circuito recortador I

            El circuito que se va a montar en la placa es el siguiente:

La entrada del circuito se llevará al generador de funciones, en el que se seleccionará una señal alterna senoidal de 1KHz de frecuencia y 10V de pico.

           

Cuestión 1: Teniendo en cuenta las aproximaciones de los diodos, dibuja el circuito equivalente del circuito para una tensión de entrada positiva, y obtén el valor de la tensión de salida.

            Cuestión 2: Ahora dibuja el circuito equivalente para una tensión de entrada comprendida en el margen -8.8V < Vin < 0V, y obtén el valor de la tensión de salida.

            Cuestión 3: Finalmente, dibuja el circuito equivalente para una tensión de entrada Vin < -8.8V, y obtén el valor de la tensión de salida.

            Cuestión 4: Con los resultados obtenidos en las cuestiones anteriores, dibuja cuál sería la señal de salida si la entrada fuera una señal senoidal de 10V de pico.

 

            Finalmente, se desean observar las señales de entrada y salida en el osciloscopio. Para ello, conecta el Canal I del osciloscopio a la entrada del circuito y el Canal II a la salida del mismo, y empleando el modo DUAL del osciloscopio representa en pantalla ambas señales al mismo tiempo.

            Cuestión 5: Dibuja en la siguiente pantalla las dos señales obtenidas

            Cuestión 6: ¿Existen diferencias importantes entre la gráfica obtenida de forma teórica y la experimental? Si así fuera, ¿a qué se deben dichas diferencias?

3.- Circuito recortador II

            Monta a continuación el siguiente circuito recortador.

            Se pretende llevar a cabo sobre este circuito un análisis similar al realizado para el circuito anterior. Para ello, contesta las siguientes cuestiones:

            Cuestión 7: Teniendo en cuenta las aproximaciones de los diodos, dibuja el circuito equivalente del circuito para una tensión de entrada comprendida en el intérvalo 0 < Vin < 5.6V, y obtén el valor de la tensión de salida.

            Cuestión 8: Realiza la misma operación que en la cuestión anterior, pero para una tensión de entrada Vin > 5.6V

 

            Cuestión 9: Ahora dibuja el circuito equivalente para una tensión de entrada comprendida en el margen -8.8V < Vin < 0V, y obtén el valor de la tensión de salida.

 

            Cuestión 10: Finalmente, dibuja el circuito equivalente para una tensión de entrada Vin < -8.8V, y obtén el valor de la tensión de salida.

            Cuestión 11: Con los resultados obtenidos en las cuestiones anteriores, dibuja cuál sería la señal de salida si la entrada fuera una señal senoidal de 10V de pico.

Por último, conecta el Canal I del osciloscopio a la entrada del circuito y el Canal II a la salida del mismo, y empleando el modo DUAL del osciloscopio representa en pantalla ambas señales al mismo tiempo.

            Cuestión 12: Dibuja las dos señales obtenidas en la pantalla del osciloscopio.

 

            Cuestión 13: Indica alguna posible aplicación de los circuitos recortadores.

 

Listado de equipos, materiales y componentes para las prácticas

        
A continuación se presenta el listado de equipos, materiales y componentes necesarios para la realización de las prácticas, junto con el número de ellos que se requiere para cada grupo de trabajo (se recomiendan grupos de 2 o 3 alumnos).