Práctica 8. Semiconductores 1.

SEMICONDUCTORES 1

 En la práctica de hoy vamos a ver dos tipos de semiconductores. 

Los semiconductores son elementos de un circuito que en ocasiones pueden ser conductores.

Los dos tipos de semiconductores que vamos a ver hoy son:

1º Diodo. 

 Es un elemento que conduce la corriente si lo conectas de una manera concreta. 

En este caso, la banda gris tiene que mirar hacia el lado negativo de la pila.

Para que el diodo conduzca la corriente, hay que conectarlo, de manera que la flecha mire en el sentido de la corriente.

 Aquí lo podemos ver. En la primera imagen, el diodo conduce la corriente dado que la fleha está en el sentido de la corriente (funciona como un interruptor cerrado), pero en la segunda imagen no, dado que está en sentido contrario a la corriente (funciona como un interruptor abierto).

Aplicaciones del diodo

• Rectificador de media onda
• Rectificador de onda completa
• Rectificador en paralelo
• Doblador de tensión
• Estabilizador Zener
• Led
• Limitador
• Circuito fijador
• Multiplicador de tensión
• Divisor de tensión

2º LED.  

Los ledes se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación Los primeros ledes emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta.

Debido a su capacidad de operación a altas frecuencias, son también útiles en tecnologías avanzadas de comunicaciones y control. Los ledes infrarrojos también se usan en unidades de control remoto de muchos productos comerciales incluyendo equipos de audio y vídeo.

Un LED es un tipo de semiconductor que necesita protección (resistencia).

 Como podemos observar en la imagen, el circuito ha sufrido daños al conectar el LED sin poner una resistencia.

Los LED se conectan en serie con su resistencia, sin importar si va el LED o la resistencia primero (1,2). No se puede conectar el LED en paralelo con la resistencia, porque si no, la resistencia es como si fuese otra parte del circuito y el LED no recibe su protección (3).

 Además, existen unos valores de resistencia determinados para los LED, que van en función del voltaje de la pila.

6V= 220Ω        9V=330‎ ‎Ω

Estos valores los podemos observar en las imágenes anteriores: la primera (9V=330‎ ‎Ω) y la segunda (6V= 220Ω).

Formas de determinar la polaridad de un LED de inserción

Existen tres formas principales de conocer la polaridad de un LED:

• La pata más larga siempre va a ser el ánodo o positivo.
• En el lado del cátodo, la base del LED tiene un borde plano.
• Dentro del LED, la plaqueta indica el ánodo. Se puede reconocer porque es más pequeña que el yunque, que indica el cátodo.

A:	ánodo
B:	cátodo
1:	lente/encapsulado epóxico (cápsula plástica).
2:	contacto metálico (hilo conductor).
3:	cavidad reflectora (copa reflectora).
4:	terminación del semiconductor
5:	yunque
6:	poste
7:	marco conductor
8:	borde plano

Circuitos con LED.

En el primer circuito podemos ver que el LED que está mal conectado no tiene ninguna utilidad y deja pasar la corriente; el que está bien conectado, en cambio, conduce la corriente, pero como hemos visto antes, los LED necesitan una resistencia y en este caso ha producido un cortocircuito, por falta de la resistencia.

En estos tres circuitos, podemos ver el uso de un LED, con una resistencia de 330Ω , un voltaje de 9V y un potenciómetro (explicado en la práctica anterior) que sirve para regular el la intensidad o la luminosidad del LED.

 

 

Práctica 7- Resistencias Variables.

RESISTENCIAS VARIABLES

Como ya sabéis, existen diferentes tipos de resistencias: las fijas y las variables. En la práctica de hoy vamos a hablar de las resistencias variables. Estas son las que no tienen un valor fijo, sino que su valor varía en función de unos factores: temperatura, luz, etc.

• TERMISTOR:

El termistor es un tipo de resistencia variable que varía con la temperatura.
Existen dos tipos de termistores: los PTC (Coeficiente Positivo de Temperatura), cuanta más temperatura, más resistencia; y los NTC (Coeficiente Negativo de Temperatura), cuanta más temperatura, menos resistencia.

 Aquí podemos ver un ejemplo de un termistor NTC. Cuando la temperatura disminuye (-20ºC), la resistencia aumenta (140k); el punto intermedio es cuando la temperatura es 0  y la resistencia es 47.3; cuando la temperatura aumenta (40ºC), la resistencia disminuye (8.22k), aunque nunca va a llegar a 0.

• LDR:

El LDR (Light Depending Resistor) es una resistencia variable que varía con la luz: mucha resistencia a oscuras, poca si recibe luz.

Aquí podemos ver un ejemplo de un LDR. Cuando no recibe luz (imagen 1), es decir, cuando está a oscuras, su valor de resistencia es el más alto (1M); cuando recibe un poco más de luz (imagen 2), el valor de la resistencia disminuye (4800); y por último, cuando recibe toda la luz posible (imagen 3), la resistencia disminuye hasta llegar a su mínimo (400).

• POTENCIÓMETRO: 

Es una resistencia variable que podemos variar manualmente entre 0 y un valor máximo que depende del modelo. Sirven como regulador. No se pueden utilizar como elemento de protección.

Aquí podemos observar cómo funciona un potenciómetro

En este potenciómetro, podemos variar la resistencia manualmente, desde el máximo que es 100 (imagen 1), hasta el mínimo que es 0 (imagen 3), pasando por la mitad que es 50 (imagen 2).


Circuitos con Potenciómetro:

Aquí tenemos un ejemplo de uso para un potenciómetro.

En este circuito, el potenciómetro sirve para regular la luz que desprende la bombilla, que podemos manejar manualmente, gracias a el potenciómetro: para tener la bombilla apagada (imagen 1) subimos la resistencia al máximo (400); para tenerla en un punto intermedio (imagen 2), encendido-apagado, ponemos la mitad de la resistencia (200); y para tenerla encendida (imagen 3), y que brille o desprenda mucha luz, ponemos la resistencia al mínimo (0).

Práctica 6. Relés.

RELÉS

 En la práctica de hor vamos a ver qué es un relé y diferentes formas de uso del relé.

• Definición:

Un relé es un dispositivo electromagnético que, estimulado por una corriente eléctrica muy débil, abre o cierra un circuito en el cual se disipa una potencia mayor que en el circuito estimulador.
Está formado por una bobina de cobre y por varias láminas de metal.

• Tipos De Usos: 

1. Interruptor. 

El relé se puede utilizar en forma de interruptor o pulsador.

En este circuito podemos observar cómo funciona un relé como pulsador.
Cuando nosotros pulsamos el pulsador, el circuito se cierra, haciendo que la bobina de cobre atraiga a la lámina de metal superior, con la que está conectada y esta hace contacto con la lámina de metal inferior izquierda, lo que hace que el circuito se cierre, a no ser que soltemos el pulsador.

1. Timbre.

En este segundo ejemplo veremos el uso de un relé para que funcione como un timbre.

Cuando cerramos el circuito, la bobina atrae hacia ella la lámina de metal superior, conduciendo la corriente por la lámina inferior izquierda, pero al estar esta zona del circuito abierta, la corriente se pierde, la bonina deja de recibir corriente, y por tanto de atraer la lámina superior, haciendo que esta se junte con la lámina inferior derecha, lo que hace que vuelva a cerrar el circuito y comienza de nuevo el ciclo, atrayendo la bobina la lámina superior hacia la inferior izquierda.

La función de timbre lo podremos observar cuando las láminas empiezan a chocar entre ellas (lámina inferior izquierda-lámina superior/ lámina superior-lámina inferior derecha) y a producir un sonido parecido al de los timbres de las puertas.

Práctica 5 - Uso de los conmutadores.

USO DE CONMUTADORES

En la práctica de hoy vamos a ver qué usos se le pueden dar a un conmutador. Un conmutador es un elemento de control del circuito, un tipo de pulsador, que dirige la corriente por distintos caminos.

Existen varios tipos de conmutadores. Están los conmutadores normales, que dirigen la corriente por un camino u otro; y los conmutadores dobles, que cambian los dos a la vez, conduciendo la corriente hacia un camino u otro.

1. Conmutador normal.
2. Conmutador doble.

Distintos usos de los conmutadores normales:

• Interruptores.

A menudo los conmutadores pueden ser usados como un interruptor.

2

1

En este circuito, el conmutador se usa como un interruptor. Cuando este dirige la corriente hacia abajo, el circuito de cierra y la bombilla se enciende (1). Cuando dirige la corriente hacia arriba, el circuito se abre y la bombilla se apaga; la corriente se pierde dado que no hay ningún cable ni ningún elemento conectado.

• Control desde dos puntos.

Otra forma de utilizar los conmutadores es para controlar un elemento, en este caso una bombilla, desde dos puntos.

Para controlar la bombilla desde el primer punto, simplemente abrimos o cerramos el circuito según queramos que se encienda o no la bombilla, sin importarnos como este el segundo conmutador.

Para controlar la corriente desde el segundo punto, hacemos como con el primero, cerramos el circuito si queremos que la bombilla se encienda. 

Y si queremos que la bombilla se apague, simplemente cerramos el circuito, sin importarnos como esté el otro conmutador.

 

Uso de los conmutadores dobles:

•  Cambiar el sentido de un motor :

En este circuito podemos observar como es el uso del conmutador doble. En este caso, el motor gira en sentido antihorario ya que la corriente esta dirigida para abajo, de forma que al motor le llega la corriente por la izquierda, haciendo que gire en sentido antihorario; y sale por la derecha, volviendo de nuevo a la pila.

Aquí tenemos el mismo circuito, pero en este caso, el motor se mueve en sentido contrario. La corriente está dirigida hacia arriba, por lo que al motor le llega la corriente por la derecha, haciendo que gire en sentido horario; y vuelve a la pila por el lado izquierdo del motor.

Práctica 4 - Circuitos en Serie y en Pararlelo.

CIRCUITOS

SERIE Y PARALELO

Tipos de circuitos:

Existen dos tipos distintos de circuitos:

• CIRCUITOS EN SERIE.

Los circuitos en serie se llaman así dado que los elementos están conectados uno detrás del otro (en el mismo cable). En este tipo de circuitos las magnitudes se comportan de manera diferente:

-Voltaje: el voltaje del circuito se reparte entre los elementos en función de su resistencia.
-Intensidad: la intensidad es la misma en cualquier punto del circuito.
-Resistencia: la resistencia total se reparte entre las resistencias que haya.

Como podemos observar: el voltaje se ha repartido en funcion de la resistencia (200-6.00V), (100-3.00V);
la intensidad es la misma en todo el circuito (30.0 mA); y la resistencia total (300) se reparte entre las resistencias (200 y 100).

• CIRCUITOS EN PARALELO.

Los circuitos en paralelo se llaman así porque en vez de estar los elementos del circuito uno detrás de otro, como pasaba en los circuitos en serie, están separados. En este tipo de circuitos, las magnitudes actúan de manera diferente que antes:

-Voltaje: el voltaje es el mismo para todos los elementos del circuito.

-Intensidad: la intensidad se divide en función de la resistencia.

Como podemos ver en este circuito conectado en paralelo, el voltaje es el mismo en los dos elementos (6.00V); la intensidad se ha dividido en función de la resistencia (200K-30.0mA, 100K- 60.0mA; siendo la intensidad total 90.0mA).

• CIRCUITOS MIXTOS.

Este tipo de circuitos es una mezcla entre los circuitos en serie y en paralelo. En la parte conectada en serie, las magnitudes actúan como un circuito en serie; en la otra parte conectada en paralelo, las magnitudes actúan como un circuito conectado en paralelo.

Aquí, podemos observarlo mejor:

-En la parte que está conectada en serie: el voltaje se ha repartido en función de las resistencias (200K-4,91V; 100K-2.45V);la intensidad es la misma en cualquier punto del circuito (24.5mA); y la resistencia total se ha repartido entre las resistencias que hay (200K y 100K).

-En la parte que está conectada en paralelo: el voltaje es el mismo para los dos elementos (1.64V); la intensidad se divide en función de las resistencias (100K-16.4mA; 200K-8.18mA).

Vamos a probar con otro ejemplo algo más claro:

Aquí podemos verlo mejor. Las bombillas que están conectadas en serie brillan menos dado que el voltaje se reparte entre los elementos, en este caso, las bombillas. En cambio, las bombillas que están conectadas en paralelo brillan las dos igual, ya que el voltaje es el mismo en ambos elementos, las bombillas.

Práctica 3 - Ley de Ohm

LEY DE OHM

• Introducción.

En la práctica 3 ,vamos a observar cómo funciona la ley de Ohm respecto a los diferentes valores de voltaje, intensidad y resistencia de los siguientes circuitos. Veremos que

si la igualdad V=R*I es cierta, la ley de Ohm se cumple y no habrá ningún corto circuito; de lo contrario,si que lo habrá.

• Circuito 1.

En el circuito 1, podemos comprobar que la ley de Ohm se cumple, dado que, la resistencia multiplicada por la intensidad es igual al voltaje.

V=R*I

9= 100* 0,09

9=9

• Circuito 2.

En el circuito 2, los valores han cambiado respecto al circuito 2, pero la ley de ohm se sigue cumpliendo, dado que la igualdad se cumple.

V=R*I

4=100*0,04

4= 4

• Circuito 3.

El circuito 3, es como los 2 anteriores, los valores de voltaje e intensidad cambian, pero la resistencia no. La ley de Ohm se sigue cumpliendo dado que la igualdad sigue siendo cierta.

V=R*I

6=100*0,06

6=6

• Circuito 4.

En circuito 4, en cambio, los valores no coinciden y por tanto la ley de Ohm no se cumple:

V=R*I 

1000=0.05*0

1000=0 

Aquí lo podemos comprobar dado que 1000 no es igual que 0. Por eso, el interruptor ha explotado (ha habido un corto circuito).