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Universidad Autónoma de Baja California

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS E INGENIERÍA

Ing. en Computación

Laboratorio de Electrónica Aplicada

Práctica No. 1

INTRODUCCIÓN AL LABORATORIO DE ELECTRÓNICA APLICADA

Objetivo: El alumno conocerá y aprenderá a manejar el equipo necesario para realizar las pruebas que se realizarán a los dispositivos electrónicos y sus distintas aplicaciones durante el curso de Electrónica Aplicada.

Material:

- Resistencias de 470Ω, 510Ω, 1KΩ, 2.2KΩ y 4.7KΩ - 1 capacitor de 0.47 µF

- 1 multímetro digital - 1 multímetro analógico - 2 puntas para fuente - 1 punta para generador - 2 puntas para osciloscopio

- Tablilla para prototipos (Protoboard)

Introducción:

En el laboratorio de Electrónica Aplicada se estudiarán distintos dispositivos electrónicos, desde su funcionamiento básico hasta sus aplicaciones prácticas. Tales dispositivos son los siguientes:

• Diodo

• Transistor Bipolar

• Transistor de Efecto de Campo

• Amplificador Operacional

Para realizar el análisis requerido a fin comprender el funcionamiento de estos, será necesario conocer el manejo del siguiente equipo de prueba/medición:

• Fuente de Voltaje

• Generador de Funciones

• Multímetro Digital

• Multímetro Analógico

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Las actividades correspondientes a esta primera práctica, permitirán hacer uso de este equipo a un nivel muy similar al que se utilizará durante la realización del resto de las prácticas.

Procedimiento:

1. Utilización de fuente y multímetro

Comprueba el valor de las resistencias usando el multímetro digital:

Tabla 1. Valor real de las resistencias utilizadas Valor ideal Valor real (Medido)

470 Ω 510 Ω 1 kΩ 2.2 kΩ 4.7 kΩ

Con las resistencias medidas y dos fuentes de voltaje, arma el siguiente circuito:

Fig. 1. Circuito resistivo para prueba en corriente directa

Ajusta las fuentes usando el multímetro digital. Anota a continuación el voltaje exacto medido:

Tabla 2. Ajuste de las fuentes de voltaje Fuente Voltaje

V1 V2

Utilizando el multímetro digital, mide el voltaje en cada una de las resistencias del circuito. Vacía tus mediciones en la siguiente tabla:

Tabla 3. Mediciones realizadas en el circuito de la figura 1 Resistencia Voltaje Corriente

R1 R2 R3 R4 R5

De igual manera, utiliza el multímetro analógico para medir la corriente que atraviesa cada una de las resistencias. Anota tus mediciones en la tabla anterior.

V1 5 V

R1

4.7kΩ

R2 470 Ω

R3

2.2kΩ

V2 2 V R4

510 Ω R5

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2. Barrido de voltajes

Modifica el circuito del punto 1 como se muestra a continuación:

Fig. 2. Circuito de prueba para barrido de voltajes

A continuación se realizará un barrido de voltajes y se tomará la lectura de voltaje y corriente en R2, para esto será necesario ajustar la fuente a los voltajes que se muestran en la siguiente tabla:

Tabla 4. Mediciones realizadas en el circuito de la figura 2 cuando R1 = 1KΩ Voltaje de entrada (V1) Voltaje (VR2) Corriente (IR2)

0V 1V 2V 3V 4V 5V 6V

Ahora se cambiará R1 por la resistencia de 2.2KΩ. Realiza nuevamente el barrido de voltajes y anota las mediciones en la siguiente tabla:

Tabla 5. Mediciones realizadas en el circuito de la figura 2 cuando R1 = 2.2KΩ Voltaje de entrada (V1) Voltaje (VR2) Corriente (IR2)

0V 1V 2V 3V 4V 5V 6V

Finalmente, se reemplazará R1 por la resistencia de 4.7KΩ y se repetirá el procedimiento de medición anterior. Los datos se anotarán en la tabla siguiente:

Tabla 6. Mediciones realizadas en el circuito de la figura 2 cuando R1 = 4.7KΩ

Voltaje de entrada (V1) Voltaje de salida (VR2) Corriente de salida (IR2)

0V 1V 2V 3V 4V 5V 6V

V1

R1

1kΩ

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A continuación, realiza una gráfica de voltaje contra corriente con los datos de las 3 tablas anteriores. Procura utilizar un color diferente para cada grupo de datos, a fin de que puedan distinguirse fácilmente:

Fig. 3. Gráfica Voltaje - Corriente

3. Utilización de generador y osciloscopio

Ajusta el generador de funciones para obtener una señal de salida con las siguientes características:

Tabla 7. Características de la señal senoidal Tipo Senoidal

Amplitud 5Vpp

Frecuencia 10Hz

Offset 0V

Se utilizará el osciloscopio para ayudarse en el ajuste y medición de la señal generada. Para esto se conectará directamente la salida del generador a una de las entradas del osciloscopio. Usa los cursores para ajustar la señal en amplitud y periodo (frecuencia).

(a) (b)

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Una vez ajustado, utiliza el generador de funciones como fuente de señal para armar el siguiente circuito:

Fig. 5. Circuito resistivo-capacitivo para prueba en corriente alterna

Nota: Asegúrate que una vez armado el circuito, las características de la señal de entrada se mantengan constantes. De no ser así, ajústalas a los valores como se indican en la tabla 7. Realiza esta comprobación cada que le sea realizada alguna modificación al circuito.

Utiliza el canal 1 (CH1) del osciloscopio para observar la señal de entrada, mientras con el canal 2 (CH2) se visualiza la señal en la resistencia R1. Anota en la siguiente tabla tu medición de amplitud de la señal en dicho elemento (recuerda que el generador esta ajustado a 10Hz):

Tabla 8. Barrido de frecuencias y efecto sobre la señal de salida

Amplitud: 5Vpp, Offset: 0V

Además de la medición de amplitud en el elemento R1, mide el defasamiento con respecto a la señal de entrada utilizando los cursores o cuadricula del osciloscopio. Anota tu medición en la casilla correspondiente.

Ahora se realizará un barrido de frecuencia. Con la ayuda del osciloscopio, ajusta la frecuencia de la señal generada a los valores que se indican en la tabla 8. Verifica que la amplitud de la señal se mantenga constante; si esta varía, ajústala al valor indicado inicialmente.

Al igual que con la señal inicial, para cada uno de los valores de frecuencia, mide la amplitud de la señal en R1 así como el tiempo de defasamiento con respecto a la señal de entrada. Vacía los datos en la tabla 8.

Para llenar la última columna, utiliza la siguiente fórmula:

∅ =ܶ஽ாி஺ௌ஺ெூாே்ை× 360

ܶௌாÑ஺௅

Donde:

∅ es el ángulo de defasamiento en grados

TDEFASAMIENTO es el tiempo de retraso medido entre las señales de entrada y salida

TSEÑAL es el periodo de la señal

R1 1kΩ C1

0.47uF

V1 5 Vpp

Frecuencia (Hz) Amplitud (V) Defasamiento (Tiempo) Defasamiento (Grados)

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Con los datos de la tabla 8, realiza una gráfica de frecuencia contra ángulo de defasamiento:

Fig. 6. Gráfica Frecuencia - Angulo

Cuestionario

1. En las mediciones de corrientes pequeñas, ¿por qué se prefiere el uso de un amperímetro analógico?

2. En caso de que el osciloscopio no cuente con cursores para tomar mediciones de amplitud/periodo en las señales, ¿de qué otra forma se pueden realizar estas mediciones?

3. ¿Qué otro tipo de señales pueden obtenerse del generador de funciones utilizado además de la onda senoidal?

4. ¿Cómo se ajusta y/o modifica la referencia (Offset) de la señal en el generador de funciones utilizado?

5. Define lo que es el ciclo de trabajo de una onda cuadrada.

6. Investiga si el generador de funciones utilizado tiene la capacidad de modificar el ciclo de trabajo y como se realiza este proceso en dicho aparato.

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