Ejercicio N°1 - TP N°2

1) Dibuje la estructura típica de un capacitor. Indique que factores físicos determinan la capacidad. Defina matemáticamente la capacidad en función de estos parámetros y de la constante del dieléctrico usado.

El capacitor es un componente que no suele faltar en ningun circuito electrónico, en alguna de sus muchas formas o modelos. Un capacitor consiste en dos placas metálicas separadas por un aislante, llamado dieléctrico. El dieléctrico, que puede ser aire, papel, mica, plástico u otro, es muy delgado, de manera que ambas placas conductoras, a las que llamaremos armaduras, queden lo mas cerca posible una de la otra. El valor del capacitor, en términos de capacidad, se mide en Faradios, y tanto mayor será esta cuando mayores sean las superficies enfrentadas de las placas y menor el espesor del dieléctrico. 

  

Capacidad:

C= Capacidad del capacitor

S= Superficie de las placas

d= Separación de las placas

K= Constante dieléctrica del dieléctrico

Eo= Constante dieléctrica del vacío

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Trabajo Práctico N°2 - CAPACITORES-

1) Dibuje la estructura típica de un capacitor. Indique que factores físicos determinan la capacidad. Defina matemáticamente la capacidad en función de estos 
parámetros y de la constante del dieléctrico usado. (Ir)


2) ¿Qué es la constante dieléctrica? Unidades. Tablas con valores típicos de algunos materiales.


3) Defina la capacidad eléctrica eléctricamente en función de las cargas acumuladas y la tensión. Efectue un análisis dimensional.


4) Dibuje un circuito con un capacitor conectado a una fuente de alimentación continua. Explique que sucede en el instante de la conexión y despues que se cargó. Haga un gráfico de tensión y corriente en función del tiempo sobre el capacitor.


5) Dibuje un circuito con un capacitor conectado a una fuente de alimentación alterna senoidal. Explique que sucede sobre el capacitor para cada emiciclo. ¿Circula corriente por el capacitor? ¿Y por el circuito?


6) ¿Para qué se utilizan los capacitores en electrónica? De ejemplos de circuitos.


7) Explique que limita el uso de los capacitores en altas frecuencias ¿Cuáles son los capacitores más adecuados para ellos?


8)¿Qué son los capacitores electrolíticos? ¿Para qué se usan? Descríbalos. Ilustre su estructura interior y exterior. 


9) Capacitores de tantalio. Descríbalos. Usos. Comparelo con los electrolíticos. Ilustre si estructura interior y exterior.


10) Capacitores sólidos. Usos. Ilustre su estructura interior y exterior.


11) Capacitores de poliéster. Usos. Ilustre su estructura interior y exterior.


12) Capacitores cerámicos. Usos. Ilustre su estructura interior y exterior. Explique cómo se lee el valor de estos capacitores (Por ejemplo 104).


13) Capacitores variables. Usos. Ilustre su estructura interior y exterior de los llamados tándem y trimmers.


14) Diodos Varicap. Explique su funcionamiento. Usos. Ilustre si estructura interior y exterior.Dibuje un circuito electrónico que ejemplifique su utilización.


15) Al comprar un capacitor que parámetros se indican comúnmente al vendedor.


16) Indique cómo se muestra el valor de la capacidad y la tensión máxima de trabajo en los distintos capacitores: Electrolíticos-Poliéster-Cerámica-Tantalio-Etc.

Ejercicio N°19 - TP N°1

19) LDR (Light Dependant Resistor). Características, usos y dibujos descriptivos.
Una fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuya siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Su cuerpo está formado por una célula o celda y dos patillas. En la siguiente imagen se muestra su símbolo eléctrico.
El valor de resistencia eléctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en él (puede descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando está a oscuras (varios megaohmios).

Características: Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia como el sulfuro de cadmio CdS. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por la elasticidad del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción. El electrón libre que resulta, y su hueco asociado, conducen la electricidad, de tal modo que disminuye la resistencia. Los valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante.


Usos: Pero hay muchas aplicaciones en las que una fotorresistencia es muy útil. En casos en que la exactitud de los cambios no es importante como en los circuitos:
- Luz nocturna de encendido automático, que utiliza una fotorresistencia para activar una o más luces al llegar la noche.
- Relé controlado por luz, donde el estado de iluminación de la fotorresistencia, activa o desactiva un Relay, que puede tener un gran número de aplicaciones El LDR o fotorresistencia es un elemento muy útil para aplicaciones en circuitos donde se necesita detectar la ausencia de luz de día.

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Ejercicio N°17 - TP N°1

17) Resistores no lineales. Usos.
Resistores no lineales. Estas resistores se caracterizan porque su valor ohmico, que varía de forma no lineal, es función de distintas magnitudes físicas como puede ser la temperatura, tensión, luz, campos magnéticos, etc.. Así estas resistores están consideradas como sensores.

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Ejercicio N°16 - TP N°1

16) Resistores de películas metálicas. Características, usos y dibujos descriptivos.
Resistencias de película metálica. Este tipo de resistencia es el que mayoritariamente se fabrica hoy día, con unas características de ruido y estabilidad mejoradas con respecto a todas las anteriores. Tienen un coeficiente de temperatura muy pequeño, del orden de 50 ppm/°C (partes por millón y grado Centígrado). También soportan mejor el paso del tiempo, permaneciendo su valor en ohmios durante un mayor período de tiempo. Se fabrican este tipo de resistencias de hasta 2 watios de potencia, y con tolerancias del 1% como tipo estándar.

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Ejercicio N°18 - TP N°1

18) Termistores: -NTC -PTC. Usos, características y dibujos descriptivos.
Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. El término termistor proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistor:

• NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo

• PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo

Su funcionamiento se basa en la variación de la resistencia de un semiconductor con la temperatura, debido a la variación de la concentración de portadores. Para los termistores NTC, al aumentar la temperatura, aumentará también la concentración de portadores, por lo que la resistencia será menor, de ahí que el coeficiente sea negativo. Para los termistores PTC, en el caso de un semiconductor con un dopado muy intenso, éste adquirirá propiedades metálicas, tomando un coeficiente positivo en un margen de temperatura limitado. Usualmente, los termistores se fabrican a partir de óxidos semiconductores, tales como el óxido férrico, el óxido de níquel, o el óxido de cobalto.
 
Su aplicación mas frecuente es como sensor de temperatura para mediciones rápidas en sondas manuales que acompañan a los termómetros portátiles electrónicos, hoy más difundidos.

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Ejercicio N°20 - TP N°1

20) VDR (Voltage Dependant Resistor). Características, usos y dibujos descriptivos.
Un varistor (variable resistor) es un componente electrónico cuya resistencia óhmica disminuye cuando la tensión eléctrica que se le aplica aumenta; tienen un tiempo de respuesta rápido y son utilizados como limitadores de picos voltaje. Fabricados básicamente con óxido de zinc y dependiendo del fabricante se le añaden otros materiales para agregarle las características no lineales deseables. El material se comprime para formar discos de diferente tamaño y se le agrega un contacto metálico a cada lado para su conexión eléctrica. Se utiliza para proteger los componentes más sensibles de los circuitos contra variaciones bruscas de voltaje o picos de corriente que pueden ser originados, entre otros, por relámpagos conmutaciones y ruido eléctrico.
El tiempo de respuesta está en el orden de los 5 a 25 nanosegundos.
El voltaje de actuación es de 14V a 550V.
Tiene buena disipación de energía indeseable.
La confiabilidad es limitada ya que se degrada con el uso.
El costo del dispositivo es bajo comparado con otros (como los diodos supresor de avalancha de silicio).
 
Usos: El varistor protege el circuito de variaciones y picos bruscos de tensión. Se coloca en paralelo al circuito a proteger y absorbe todos los picos mayores a su tensión nominal. El varistor sólo suprime picos transitorios; si lo sometemos a una tensión elevada constante, se quema. Esto sucede, por ejemplo, cuando sometemos un varistor de 110V ac a 220V AC, o al colocar el selector de tensión de una fuente de alimentación de un PC en posición incorrecta. Es aconsejable colocar el varistor después de un fusible.

 

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Ejercicio N°15 - TP N°1

15) ¿Para qué se utilizan los potenciometros de preajuste (preset)?
Potenciómetros de ajuste. Controlan parámetros preajustados, normalmente en fábrica, que el usuario no suele tener que retocar, por lo que no suelen ser accesibles desde el exterior. Existen tanto encapsulados en plástico como sin cápsula, y se suelen distinguir potenciómetros de ajuste vertical, cuyo eje de giro es vertical, y potenciómetros de ajuste horizontal, con el eje de giro paralelo al circuito impreso.

Ejercicio N°14 - TP N°1

14) Explique el funcionamiento de los potenciometros. ¿Para qué se utilizan? Dibujo descriptivo. Explique la diferencia entre los lineales y los logarítmicos.
El potenciometro es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante. Este contacto móvil se llama cursor o flecha y divide la resistencia en dos resistencias cuyos valores son menores y cuya suma tendrá siempre el valor de la resistencia total. La característica principal de estos elementos, es que el valor en ohms del dispositivo puede ser ajustado dentro de un rango limitado por el valor marcado en el dispositivo (valor máximo).
Son ampliamente utilizados en controles de volumen en sistemas de audio, en sistemas de control de potencia, en circuitos de precisión que requieren un valor específico de resistencia, etc.

① Terminales de conexión: Estan construidos con lámina de cobre y cubiertos con una aleación plomo-estaño. Están sujetos a presión en el soporte de fibra, para permitir un adecuado contacto con la película resistiva.
② Soporte: Una lámina de fibra o baquelita se emplea como soporte de esta clase de potenciometros.
③ Película de carbón: Se deposita una película con un aglutinante especial para reducir el desgaste producido por el contacto móvil.
④ Soporte de plástico: Proporciona estabilidad al girar el eje del potenciometro, ademas, tiene un tope para impedir que el contacto móvil gire a un punto de contacto nulo con la película de carbón.
⑤ Contacto móvil: Esta fabricado en cobre, o con alguna aleación resistente a la corrosión. Es muy flexible, permitiendo un montaje a presión sin perder su forma, asegurando de este modo un buen contacto con la película.
⑥ Eje: Puede ser de plástico o aluminio. Permite modificar la posición del cursor del potenciometro.

En un potenciómetro lineal la variación es constante con respecto al desplazamiento del contacto móvil. En los logarítmicos esto no ocurre: la variación del valor no es proporcional al desplazamiento del contacto móvil.

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Ejercicio N°13 - TP N°1

13) Buscar las series de valores normalizados y tolerancias para resistores ( series E192-E96-E48-E24-E12-E6). Determinar a que se refiere estas series y los valores típicos de cada una de ellas.

	20%	10%	5%	2%	1%	0.5%		20%	10%	5%	2%	1%	0.5%
	E6	E12	E24	E48	E96	E192		E6	E12	E24	E48	E96	E192
1	1.0	1.0	1.0	1.00	1.00	1.00	97	3.3	3.3	3.3	3.16	3.16	3.16
2						1.01	98						3.20
3					1.02	1.02	99					3.24	3.24
4						1.04	100						3.28
5				1.05	1.05	1.05	101				3.32	3.32	3.32
6						1.06	102						3.36
7					1.07	1.07	103					3.40	3.40
8						1.09	104						3.44
9			1.1	1.10	1.10	1.10	105			3.6	3.48	3.48	3.48
10						1.11	106						3.52
11					1.13	1.13	107					3.57	3.57
12						1.14	108						3.61
13				1.15	1.15	1.15	109				3.65	3.65	3.65
14						1.17	110						3.70
15					1.18	1.18	111					3.74	3.74
16						1.20	112						3.79
17		1.2	1.2	1.21	1.21	1.21	113		3.9	3.9	3.83	3.83	3.83
18						1.23	114						3.88
19					1.24	1.24	115					3.92	3.92
20						1.26	116						3.97
21				1.27	1.27	1.27	117				4.02	4.02	4.02
22						1.29	118						4.07
23					1.30	1.30	119					4.12	4.12
24						1.32	120						4.17
25			1.3	1.33	1.33	1.33	121			4.3	4.22	4.22	4.22
26						1.35	122						4.27
27					1.37	1.37	123					4.32	4.32
28						1.38	124						4.37
29				1.40	1.40	1.40	125				4.42	4.42	4.42
30						1.42	126						4.48
31					1.43	1.43	127					4.53	4.53
32						1.45	128						4.59
33	1.5	1.5	1.5	1.47	1.47	1.47	129	4.7	4.7	4.7	4.64	4.64	4.64
34						1.49	130						4.70
35					1.50	1.50	131					4.75	4.75
36						1.52	132						4.81
37				1.54	1.54	1.54	133				4.87	4.87	4.87
38						1.56	134						4.93
39					1.58	1.58	135					4.99	4.99
40						1.60	136						5.05
41			1.6	1.62	1.62	1.62	137			5.1	5.11	5.11	5.11
42						1.64	138						5.17
43					1.65	1.65	139					5.23	5.23
44						1.67	140						5.30
45				1.69	1.69	1.69	141				5.36	5.36	5.36
46						1.72	142						5.42
47					1.74	1.74	143					5.49	5.49
48						1.76	144						5.56
49		1.8	1.8	1.78	1.78	1.78	145		5.6	5.6	5.62	5.62	5.62
50						1.80	146						5.69
51					1.82	1.82	147					5.76	5.76
52						1.84	148						5.83
53				1.87	1.87	1.87	149				5.90	5.90	5.90
54						1.89	150						5.97
55					1.91	1.91	151					6.04	6.04
56						1.93	152						6.12
57			2.0	1.96	1.96	1.96	153			6.2	6.19	6.19	6.19
58						1.98	154						6.26
59					2.00	2.00	155					6.34	6.34
60						2.03	156						6.42
61				2.05	2.05	2.05	157				6.49	6.49	6.49
62						2.08	158						6.57
63					2.10	2.10	159					6.65	6.65
64						2.13	160						6.73
65	2.2	2.2	2.2	2.15	2.15	2.15	161	6.8	6.8	6.8	6.81	6.81	6.81
66						2.18	162						6.90
67					2.21	2.21	163					6.98	6.98
68						2.23	164						7.06
69				2.26	2.26	2.26	165				7.15	7.15	7.15
70						2.29	166						7.23
71					2.32	2.32	167					7.32	7.32
72						2.34	168						7.41
73			2.4	2.37	2.37	2.37	169			7.5	7.50	7.50	7.50
74						2.40	170						7.59
75					2.43	2.43	171					7.68	7.68
76						2.46	172						7.77
77				2.49	2.49	2.49	173				7.87	7.87	7.87
78						2.52	174						7.96
79					2.55	2.55	175					8.06	8.06
80						2.58	176						8.16
81		2.7	2.7	2.61	2.61	2.61	177		8.2	8.2	8.25	8.25	8.25
82						2.64	178						8.35
83					2.67	2.67	179					8.45	8.45
84						2.71	180						8.56
85				2.74	2.74	2.74	181				8.66	8.66	8.66
86						2.77	182						8.76
87					2.80	2.80	183					8.87	8.87
88						2.84	184						8.98
89			3.0	2.87	2.87	2.87	185			9.1	9.09	9.09	9.09
90						2.91	186						9.19
91					2.94	2.94	187					9.31	9.31
92						2.98	188						9.42
93				3.01	3.01	3.01	189				9.53	9.53	9.53
94						3.05	190						9.65
95					3.09	3.09	191					9.76	9.76
96						3.12	192						9.88

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