Práctica 2

SENSOR DE LUZ (v. 3):

En esta versión del circuito con sensor de luz hemos añadido un transistor.

En el circuito vemos que gracias al transistor, la bombilla no se enciende por el día (cuando hay luz).

Y en este circuito vemos que gracias al transistor, la bombilla por la noche se enciende (cuando no hay luz). Pero también podemos observar que el transistor se ha quemado. El que explote o se queme es porque durante todo el día se produce paso de la corriente, que se va acumulando en el relé, ya que el transistor no la deja pasar. Al acumularse, lo que ocurre es que por la noche, cuando se produce el paso de la corriente, toda la carga que tiene el relé acumulada pasa al transistor. Y como es tanta, hace que se queme provocando un cortocircuito. 

Para solucionar ese problema, hemos puesto un diodo.

Pero ahora se presenta otro problema, y es que la bombilla, al mínimo rayo que detecte el sensor de luz, se apaga.

Para solucionar ese problema, hemos colocado un potenciómetro en el circuito. El potenciómetro lo que nos permite es regular con cuanta luz queremos que se encienda o se apague la bombilla. En este caso podemos observar que la bombilla sigue encendida cuando todavía hay luz, pero a partir de ahí se apagará. Con lo cual el circuito definitivo sería ese. 

Práctica 1

TRANSISTOR (NPN)
En esta práctica vamos a hablar de un tipo de transistor, que es el NPN:

Símbolo

Características:

1. Multiplica la corriente.
2. Es un semiconductor.

3. NECESITA RESISTENCIA PARA PROTEGER (como protección). Con lo cual, cuando ponemos en un circuito un transistor tenemos que poner además una resistencia en la base.

4. Consta de tres conexiones:

B: Base, es la conexión fundamental.

C: Colector, conectas a él el elemento que queremos controlar del circuito.
E: Emisor, es el que emite la corriente de vuelta a la pila.

¿CÓMO FUNCIONA?

ZONA DE CORTE: aunque la corriente de la pila llegue a la bombilla, si el interruptor está abierto y no deja pasar la corriente, el circuito no funciona. Esto se debe a lo siguiente:

La zona de corte es donde el transistor no deja pasar la corriente, es decir, si no llega corriente a la base (IB = 0), el transistor no conduce la corriente entre colector y emisor (IB = 0)

ZONA ACTIVA: es cuando ya hemos pulsado el interruptor y el circuito está cerrado.

Llega corriente a la base, el transistor se activa y deja pasar la corriente de colector a emisor. Además de multiplicarla por 100.

IC= IB · 100

Esto es lo que hace importante al transistor y que tiene diferente. Con ello lo que nos permite es poner todos los elementos que queramos.

Con este circuito hemos explicado el camino que sigue la corriente llegando cada uno a una parte u otra del transistor.

Las flechas naranjas, representan el camino en el que la corriente sale de la pila, pasa por el interruptor y llega a la base.

Las flechas azules, representan el camino en el que la corriente sale de la pila, pasa por la bombilla y llega al colector.

Las flechas rosas, representan el camino que sigue la corriente que sale del transistor, en concreto del emisor, y va de vuelta a la pila.

Como llega corriente a la base porque el circuito está cerrado, esta permite el paso de la corriente entre colector y emisor, permitiendo que la bombilla se encienda.

 ZONA DE SATURACIÓN: el transistor ha alcanzado el máximo de IC. Aunque aumente IB, la IC no aumenta.
 

PRACTICA 8 Semiconductores

SEMICONDUCTORES:

Los semiconductores son elementos que a veces conducen y otras veces no, como indica su nombre. El que conduzcan o no la corriente depende de unos factores. Hay dos tipos de semiconductores: el diodo y el LED.

DIODO: 

El diodo es un elemento semiconductor que dependiendo de cómo esté conectado, es decir, de cómo reciba la energía, conducirá la corriente o no. De manera, que si lo conectamos en un sentido conducirá y si lo conectamos en el otro sentido será un aislante.

En el circuito podemos observar que la bombilla de arriba no luce porque hemos conectado el diodo en un sentido (hacia la izquierda), mientras que la segunda bombilla sí que luce porque hemos conectado el diodo hacia la derecha, permitiendo el paso de la corriente.

Esto se produce porque son elementos hechos de con dos materiales, a uno de esos materiales le faltan electrones y al otro le sobran. Entonces, en función de cómo conecte esos materiales, conducirán o se volverán aislantes.

LED:

El LED es un elemento que funciona como un diodo y además se ilumina, es decir, que cuando se conecta bien y conduce la electricidad, puede emitir luz. Para funcionar necesita una resistencia.

En el circuito podemos observar que el primer LED está conectado de una manera que permite el paso de la corriente y además se ilumina. Mientras que el segundo LED no se ilumina ni conduce la corriente porque está conectado de otra manera.

PRÁCTICA 7

CIRCUITO CON SENSOR DE LUZ. 2

En el circuito con sensor de luz de la práctica anterior, detectábamos una serie de fallos, como que por ejemplo, la bombilla se encendía de día cuando sí que hay luz y se encía poco, mientras que por la noche no se encendía, que es cuando no hay luz.

Para intentar solucionar estos problemas, hemos añadido al circuito un relé de la siguiente manera:

El primer circuito representa su estado por la noche, cuando no hay luz y el segundo representa su estado por el día cuando hay luz.

De esta manera hemos quitado los fallos que teníamos antes y hemos conseguido que la bombilla luzca por la noche que es lo importante, dado que es cuando no hay luz, y que además luzca mucho e intensamente.

Sin embargo, en este circuito hay todavía un fallo, y es que la luz permanece encendida y no se apaga.

Pero ¿por qué no se apaga la bombilla durante el día?

La respuesta a esa pregunta es la siguiente:

Por la noche, el relé se queda en su estado inicial siguiendo un camino, que es el que sigue la corriente haciendo que se encienda la bombilla. Lo que pensaba es que por el día, como disminuye la resistencia dado que aumenta la luz, se activaría el relé haciendo que la corriente siguiera el otro camino y por tanto la bombilla se apagaría.

Esto no ocurre porque aunque por el día baje la resistencia, no baja lo suficiente porque la resistencia sigue siendo muy alta. Esto produce que el relé no se active y la bombilla permanezca siempre encendida tanto por el día como por la noche.

PRÁCTICA 6

RESISTENCIAS VARIABLES (II):

TERMISTOR Y EL LDR:

El termistor:

Resistencia variable que varía con la temperatura. El uso principal del termistor es de sensor de temperatura en el circuito.

En el caso por ejemplo del Crocodile Clips (una aplicación a través de la cual podemos crear circuitos usando muchos elementos), el termistor lo representan con un termómetro dado que se utiliza para medir la temperatura y sus cambios en el circuito.

TIPOS DE TERMISTOR:

Hay dos tipos de termistores

NTC (Cociente Negativo de Temperatura): en este caso, las magnitudes son inversamente proporcionales. Eso significa que cuando aumenta la temperatura desciende la resistencia y cuando disminuye la temperatura, aumenta la resistencia. Esto lo podemos ver representado en las siguientes imágenes.

Aumenta la temperatura, disminuye la resistencia.

Disminuye temperatura, aumenta resistencia.

 Símbolo NTC:

 

PTC (Cociente positivo de Temperatura): en este termistor, las magnitudes son directamente proporcionales, es decir, si aumenta la temperatura también aumentará la resistencia y en el caso de que disminuya la temperatura también disminuirá la resistencia. Este es el símbolo del PTC. Además podemos ver que, a diferencia del otro tipo de termistor, en lugar de tener un símbolo negativo al lado de la ``t´´ de temperatura, tiene uno positvo.

LDR:

Es un tipo de resistencia variable, que varía con la luz. Su uso principal, es de sensor de luz.

Lo que ocurre con el LDR, es que cuando aumenta la luz desciende la resistencia y cuando disminuye la luz aumenta la resistencia. Esto lo vemos representado en las siguientes imágenes:

Aumenta la luz, disminuye la resistencia.

Disminuye la luz, aumenta la resistencia.

 Circuito con LDR- SENSOR DE LUZ:

 

En este circuito se detectan una serie de fallos:

1. La bombilla se enciende de día, cuando sí hay luz, y permanece apagada por la noche, cuando no hay luz.
2. Y cuando se enciende de día, apenas se enciende (podemos verlo en la imagen de arriba del segundo circuito que casi ni se aprecia que se ilumina).

Practica 5 Resistencia Variable Potenciómetro

RESISTENCIA VARIABLE: POTENCIÓMETRO

Hay tres tipos de resistencias variables, de las cuales una de ellas es el potenciómetro.

Potenciómetro:

Símbolo: el símbolo del potenciómetro es el de cualquier resistencia pero con una flecha atravesando.

¿Qué es? Es un tipo de resistencia que cambiamos manualmente, a nuestro gusto. Tiene un valor mínimo que es 0, y un máximo que depende de cada potenciómetro y del valor que pueda llegar a tener.

Como hemos dicho anteriormente, lo que le diferencia del resto es cómo cambia el valor de la resistencia, que en este caso lo cambio yo. Tiene una ruedecita que giramos para cambiar su valor. Si giro la ruedecita hacia la izquierda, a lo máximo que puede llegar es a 0, y si lo hago hacia la derecha, el máximo que adoptará será el valor máximo que pueda alcanzar. Y aunque no ponga ningún número ni nada, lo regulamos a ojo.

Hay varios TIPOS:

Los más comunes, aunque haya más tipos, son:

El potenciómetro de la ruedecita, que se llama POTENCIÓMETRO ROTATORIO. De este tipo, hay varios y en concreto vamos a explicar dos de ellos. El que corresponde a la primera foto es el que hemos explicado antes. 

El de la segunda imagen corresponde a otro tipo que es como una moneda con un agujero por el que podemos meter algo para girarlo y ajustarlo como queramos. 

Otro tipo de potenciómetro, es el POTENCIÓMETRO DESLIZANTE O LINIAL. Tiene como una palanquita que sigue un camino recto a través de la cual podemos mover el potenciómetro y ajustarlo como queramos.

 

USOS:

Su uso es el de "regulador". Todo lo que gire, controle o regule (como por ejemplo una rueda) en un circuito es un potenciómetro, dado que es un elemento que se pone en un circuito en el que se necesita un regulador. Es el caso por ejemplo de las ruedas de la radios que controlan el volumen del audio.

Entonces, como hemos dicho antes, el potenciómetro es como una resistencia que se coloca en serie en el circuito para regular o controlar. Se pone cuando hay un led en el circuito. Pero no lo podemos usar para proteger el circuito porque lo puedo poner a cero y dejaría de proteger, por lo que se quemaría el led. En el caso de que queramos ponerlo como un protector, tenemos que ponerlo con una resistencia fija. De manera que la resistencia fija cumpliría la función de protector y el potenciómetro se encargaría de regular la luz que desprende el led.

  ¿Cómo es el potenciómetro por dentro? Consta de tres conexiones, que se denominan terminales, de las cuales podemos conectar las tres o solo dos. Si conectamos dos nada más, tendríamos que conectar la del centro (que es la que hace que gire la rueda y cambie la resistencia del potenciómetro) y una de las otras dos. De manera que la electricidad entra por uno de los lados (el que hayamos conectado), atraviesa la resistencia que hayamos puesto y luego sale por el centro.

Consta de la flecha o cursor que es lo que giramos parar variar la resistencia. Y del material resistivo.

Ejemplos de circuitos con potenciómetro:

Como regulador de luz: 
Vamos a utilizar el potenciómetro para regular la luz que va a desprender la bombilla.
En las siguientes imágenes se puede ver perfectamente que al manejar el potenciómetro y subir la resistencia o bajarla, la bombilla luce más o menos.

Luce mucho porque el potenciómetro está a 0.

No luce ni mucho ni poco.

No luce casi porque hemos aumentado el valor de la resistencia del potenciómetro.

 En este otro circuito vamos a usar el potenciómetro para regular la luz que desprende un LED. Al incorporar un LED en el circuito, este elemento necesita una resistencia fija para que no se estropee.

El LED luce mucho porque el potenciómetro está a 0.

En este circuito el LED luce poco porque hemos aumentado el valor de la resistencia del potenciómetro.

Practica 4

RESISTENCIAS:

"Resistencias fijas"

Una resitencia es un elemento del circuito que se opone al paso de la corriente. En este caso vamos a hablar de las resitencias fijas. 

Las resistencias fijas tienen siempre un mismo valor de resistencia, que nunca varía o cambia, que nosotros no podemos modificar (su valor óhmnico) a nuestro gusto.

USOS: en realidad no hacen nada en el circuito, lo único que hace es aumentar la resistencia de este. Entonces sus usos son:
Reducir la corriente y energía (voltaje) del circuito.
Proteger a algunos elementos del circuito como los leds. Para que un led funcione bien y no se estropee o se queme, se colocan resistencias fijas. Es decir, que si en un circuito queremos poner un led es necesario poner una resistencia fija. Sin embargo, si colocamos en el circuito una bombilla, la función de la resistencia fija varía, ya no protege a la bombilla (ya no es necesario ponerlo porque sino se estropea). En este caso, lo que hace es reducir o variar la resistencia del circuito, haciendo que se ilumine más o menos la bombilla (controlando cuánto queremos que se ilumine, de forma constante y fija).

SÍMBOLOS: hay dos símbolos que representan a las resistencias fijas. El símbolo americano que es el de las rayitas, y el europeo que es un rectángulo.

¿Cómo son?

Son como unos cilindros pequeños que varían de tamaño dependiendo de la resistencia que tengan. El color suele ser un color claro, y tienen unas líneas alrededor. En estas resistencias, no se escribe el valor que tiene con números, lo que pasa es que utilizan estas rayas como código de líneas de colores para aportarnos información sobre ellas e identificarlas.

Mirando una tabla, podemos ver el valor de la resistencia que tiene cada resistencia.
Ahora bien, para saber toda esta información mirando la tabla, ¿cómo lo hago y qué tengo que mirar primero?
Una de estas rayas siempre va a ser de un color metálico y va a estar más separada que el resto, y esta siempre va a ser el último color, con lo cual tendríamos que empezar mirando los colores por el otro lado.

Pasos a seguir:

1. Miramos la resistencia, y buscamos la raya de color metálico o la que esté más separada.

2. Miramos cada raya de color en la tabla, lo que significa, y relacionamos.

3. Vemos todos los valores de cada color y sacamos el valor de la resistencia.

El color de la primera raya lo miraríamos en tabla, que en este ejemplo corresponde a la primera fila, y la segunda raya a la segunda fila. Los valores se multiplican (primera raya, con la segunda y por la tercera). Y lo que da es el valor que tiene la resistencia. Y la última raya, que es la metálica, es la que nos indica la tolerancia.

La tolerancia de una resistencia nos dice qué tanto por ciento puede variar el valor de la resistencia fija.

Este porcentaje depende de la resistencia, si la raya es plateada (de color plata) de peor calidad, y el valor puede variar un 10 % arriba o abajo; mientras que el dorado de mayor calidad, puede variar solo un 5% arriba o abajo.

¿Cómo calculamos la resistencia que necesita un led?

Tenemos un circuito con una pila de 6V y con un led. Un led necesita solo 2V para funcionar. Además, sabemos que tenemos un intensidad de 20mA. 

Para calcular la resistencia que necesita el led con los siguientes datos utlizamos la ley de Ohm.

1.Si el led se lleva solo 2V de la pila de 6V, tenemos que saber el voltaje que se tiene que llevar la resistencia.

6V - 2V = 4V

2. La intensidad que está en miniamperios, tenemos que pasarla a amperios

20mA = 0,02 A

3. Para saber la resistencia que tiene que tener, usamos Ley de Ohm:

R = V / I

R = 4V / 0,02A

R = 200