ELECTRONICA BASICA-CEKIT
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Aug 08, 2015
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About This Presentation
curso completo de electrónica básica para principiantes y para reforzar a los que ya estudiaron esta interesante materia que es la electrónica
editorial CEKIT
Slide Content
EKIT S.A. presenta a sus lecto-
E res de toda América Latina esta
obra: Curso fácil de Electró-
nica Básica que incorpora toda la ex-
periencia didáctica acumulada por más
de quince años.
“Aprender haciendo” es la clave,
y para esto solo es necesario saber leer
y escribir, nada de conocimientos pre-
vios o avanzados, ni el manejo de las
matemáticas.
Saber electrónica en nuestros días no
es un privilegio de unos pocos, se ha
convertido en una necesidad debido a
que esta tecnología ha avanzado tan ré-
pidamente que se encuentra en casi to-
das nuestras actividades y ha cambiado
definitivamente nuestra forma de vivir.
El Curso fácil de Electrónica Bá-
sica está escrito en un lenguaje claro y
fácil de entender, con una gran cantidad
de ejemplos, experimentos e ilustracio-
nes, pensando siempre en nuestros
alumnos. El curso está dividido en cua-
tro secciones,cada una de ellas especi
lizada en diferentes temas y actividades
que combinan armónicamente la teoría
con la práctica, metodología que ha dis-
tinguido los cursos de CEKIT, cuyos re-
sultados didácticos han sido ampliamen-
te comprobados.
BEIT: » cos foe e urnes vai
E res de toda América Latina esta
obra: Curso fácil de Electró-
nica Básica que incorpora toda la ex-
periencia didáctica acumulada por más
de quince años.
“Aprender haciendo” es la clave,
y para esto solo es necesario saber leer
y escribir, nada de conocimientos pre-
vios o avanzados, ni el manejo de las
matemáticas.
Saber electrónica en nuestros días no
es un privilegio de unos pocos, se ha
convertido en una necesidad debido a
que esta tecnología ha avanzado tan ré-
pidamente que se encuentra en casi to-
das nuestras actividades y ha cambiado
definitivamente nuestra forma de vivir.
El Curso fácil de Electrónica Bá-
sica está escrito en un lenguaje claro y
fácil de entender, con una gran cantidad
de ejemplos, experimentos e ilustracio-
nes, pensando siempre en nuestros
alumnos. El curso está dividido en cua-
tro secciones,cada una de ellas especi
lizada en diferentes temas y actividades
que combinan armónicamente la teoría
con la práctica, metodología que ha dis-
tinguido los cursos de CEKIT, cuyos re-
sultados didácticos han sido ampliamen-
te comprobados.
BEIT: » cos foe e urnes vai
PPPPPPPPPEPPPERE
Sección de teoría
In est sección estudiaremos los principios
comportamiento dela corriente elécria
una simple fuente de poder o alimentación,
los circuitos digitales, base de toda la electrón
«correspondiente, ejemplos y ejercicios resu
CCEKIT de aprender haciendo, cada concepto se
mentos, que le permitirán corroborar la teoría y
propios experimentos.
“Teoria atómica y electricidad
‘Conceptos básicos acerca dels circulos eléc»
ricos y electrónicos.
El magnetismo y el electromagnetismo
Leyes básicas de la electricidad
Los circulos eléctricos y electrónicos.
La corriente eléctrica
Las fuentes de poder
sis
Cr
de la materia, os fenómenos que definen el
plicación en una gran variedad de circuitos, desde
do por los amplificadores y los osciladores hasta
moderna. Incluye además de ls explicaciones
demás, para afanzar la metodología didácica de
‘mediante la elaboración de numerosos experi-
lar la habilidad necesaria para diseñar sus
Número dela
lección
Ampladores y otros direitos con transistors
‘Osciladores con transistores
El amplificador operacional
La electrónica digital
Las compuertas lógicas
Los relojes o multivbradores
Los decodificadores
Los contadores
Guns fact de crie sono » GREAT:
Sección de teoría
In est sección estudiaremos los principios
comportamiento dela corriente elécria
una simple fuente de poder o alimentación,
los circuitos digitales, base de toda la electrón
«correspondiente, ejemplos y ejercicios resu
CCEKIT de aprender haciendo, cada concepto se
mentos, que le permitirán corroborar la teoría y
propios experimentos.
“Teoria atómica y electricidad
‘Conceptos básicos acerca dels circulos eléc»
ricos y electrónicos.
El magnetismo y el electromagnetismo
Leyes básicas de la electricidad
Los circulos eléctricos y electrónicos.
La corriente eléctrica
Las fuentes de poder
sis
Cr
de la materia, os fenómenos que definen el
plicación en una gran variedad de circuitos, desde
do por los amplificadores y los osciladores hasta
moderna. Incluye además de ls explicaciones
demás, para afanzar la metodología didácica de
‘mediante la elaboración de numerosos experi-
lar la habilidad necesaria para diseñar sus
Número dela
lección
Ampladores y otros direitos con transistors
‘Osciladores con transistores
El amplificador operacional
La electrónica digital
Las compuertas lógicas
Los relojes o multivbradores
Los decodificadores
Los contadores
Guns fact de crie sono » GREAT:
Sección de componentes
qui se estudian individualmente cada uno de los componentes básicos que conforman los ir.
utos y sistemas electrónicos. Inclue además de su definición y teoría de funcionamiento, la
forma de identiicarios, su notación, forma de prueba, imbología y unidad de medida ente oros.
Se incluye una gran cantidad de ilustraciones y fotografas explicativas que le ayudarán en a compren-
sión del tema.
Número de la
lección
©
OS
qui se estudian individualmente cada uno de los componentes básicos que conforman los ir.
utos y sistemas electrónicos. Inclue además de su definición y teoría de funcionamiento, la
forma de identiicarios, su notación, forma de prueba, imbología y unidad de medida ente oros.
Se incluye una gran cantidad de ilustraciones y fotografas explicativas que le ayudarán en a compren-
sión del tema.
Número de la
lección
©
OS
aaa
Anda dado
Sección de electrónica práctica
sta sección se ha desarrollado con el objeto de brindar a los lectores una explicación muy clara y
detallada de as técnicas y procedimientos necesarios para el ensamblaje prueba y reparación de
cireutos y sistemas electrónicos. Con ell se pretende dotar al estudiante con los conocimientos,
habilidades, destrezas y competencia necesario para que pueda desarollar en forma exitos y produc:
ta todos los procesos y pasos necesarios en la práctica de la electrónica.
fe
en at
=
N
Gare fa e ini pico» HEAT:
Anda dado
Sección de electrónica práctica
sta sección se ha desarrollado con el objeto de brindar a los lectores una explicación muy clara y
detallada de as técnicas y procedimientos necesarios para el ensamblaje prueba y reparación de
cireutos y sistemas electrónicos. Con ell se pretende dotar al estudiante con los conocimientos,
habilidades, destrezas y competencia necesario para que pueda desarollar en forma exitos y produc:
ta todos los procesos y pasos necesarios en la práctica de la electrónica.
fe
en at
=
N
Gare fa e ini pico» HEAT:
Sección de proyectos |
nclue la fabricación de una gran cantidad de proyectos electrónicos sencillos, pero de una gran
«calidad tanto técnica como didáctica, que le servirán para desarrollar habilidades manuales y en el
diseño de nuevos productos. Para cad uno de los proyectos se incluyen teoría de funcionamiento,
el diagrama o plano complet, la lista de materiales ya guía de ensamblaje
Nombre de Teoria de + + Lista de materiales Número del
proyecto
la sección funcionamiento"
Nümere Diagrama esquemático
pri
Contenido
Insertar controlado por hz - Probador de comicidad ie)
Medidor de ive e liqdos |
Luz de giro para bicicleta. + Bocina de potencia para bicicleta |
Alarma electrónica temporizada * Mezclador para micrófonos Le
“Temporizador ausable con relé = Malórgno sacrées
Termómetro electrónico con indicador visual | + Probador de diodos =
Fuente triple de poder. + Probador de transistores.
Amplfcador de sudo contransiores | “ur eleeonco
Amplificador de audio monofönico con circui- | + Dado electrónico
to grado 2 inerclómevo
Amplfcdor de audi etáreo con cto | + Inertomunicador
integrado = Vier mine
Secuerciador de ces + Probador de ran
Imeruptor aihade por el eto Vit mis
GREAT» can poc e ic
dd
©
nclue la fabricación de una gran cantidad de proyectos electrónicos sencillos, pero de una gran
«calidad tanto técnica como didáctica, que le servirán para desarrollar habilidades manuales y en el
diseño de nuevos productos. Para cad uno de los proyectos se incluyen teoría de funcionamiento,
el diagrama o plano complet, la lista de materiales ya guía de ensamblaje
Nombre de Teoria de + + Lista de materiales Número del
proyecto
la sección funcionamiento"
Nümere Diagrama esquemático
pri
Contenido
Insertar controlado por hz - Probador de comicidad ie)
Medidor de ive e liqdos |
Luz de giro para bicicleta. + Bocina de potencia para bicicleta |
Alarma electrónica temporizada * Mezclador para micrófonos Le
“Temporizador ausable con relé = Malórgno sacrées
Termómetro electrónico con indicador visual | + Probador de diodos =
Fuente triple de poder. + Probador de transistores.
Amplfcador de sudo contransiores | “ur eleeonco
Amplificador de audio monofönico con circui- | + Dado electrónico
to grado 2 inerclómevo
Amplfcdor de audi etáreo con cto | + Inertomunicador
integrado = Vier mine
Secuerciador de ces + Probador de ran
Imeruptor aihade por el eto Vit mis
GREAT» can poc e ic
dd
©
AAA
A quienes va dirigido el curso
| Curso fácil de Electrónica Básica de CEKIT SA. está dirigido a todas aquell personas sin
«distinción de edad, sexo, n actividad, con tendencia autodidacta, que estén interesados de una u
‘otra forma en iniirse en el conocimiento de la electrónica ya sea con fines académicos, lcrai-
vos o simplemente como hobby. Y más específicamente a:
+ Docentes y Estudiantes de
Colegios técnicos
Colegios de bachillerato académico con interés en
la electrónica
+ Ingenieros.
De sistemas
Eléctricos
Mecánicos
+ Técnicos
De radio y television principiante.
De computadoras
De mecinica y electricidad automotriz
Demmantenimientoelécrio y electrónico en todo tipo
de industrias
{Una de sus principales aplicaciones es servir como texto guía para
quels instituciones edueathas que incluyen la electrónica dentro de
sus programas académicos
Que aprenderá
E: Curso fácil de Electrónica Básica de CEKIT SA, complementado con el respaldo perma-
nente de nuestra compañía, le proporcionará los conceptos y las habilidades prácu
‘cas necesarias para desenvolverse exitosamente en el campo de la electrónica Gracias a esto y
on un poco de iniciativa propia, usted podrá hacer de este curso no solo una fuente de conocimientos,
sino que también le permitirá obtener ingresos adicionales. Por lo cual nuestro curso además de ser
educativo agradable y entretenido, es lucrativo.
Usted amigo lector, está invirtiendo en una obra de estudio, escrita con un lenguaje
sencillo y ameno, a la que podrá tener acceso en su tiempo libre, ya sea en su trabajo,
oficina o en su hogar y que le será entregada progresivamente en forma de fascículos
semanales.
Además, usted como responsable de su propio aprendizaje y gracias a su disposición ya su interés.
por salir adelante, en poco tiempo podrá convertirse en un técnico de la electrónica,
ga
A quienes va dirigido el curso
| Curso fácil de Electrónica Básica de CEKIT SA. está dirigido a todas aquell personas sin
«distinción de edad, sexo, n actividad, con tendencia autodidacta, que estén interesados de una u
‘otra forma en iniirse en el conocimiento de la electrónica ya sea con fines académicos, lcrai-
vos o simplemente como hobby. Y más específicamente a:
+ Docentes y Estudiantes de
Colegios técnicos
Colegios de bachillerato académico con interés en
la electrónica
+ Ingenieros.
De sistemas
Eléctricos
Mecánicos
+ Técnicos
De radio y television principiante.
De computadoras
De mecinica y electricidad automotriz
Demmantenimientoelécrio y electrónico en todo tipo
de industrias
{Una de sus principales aplicaciones es servir como texto guía para
quels instituciones edueathas que incluyen la electrónica dentro de
sus programas académicos
Que aprenderá
E: Curso fácil de Electrónica Básica de CEKIT SA, complementado con el respaldo perma-
nente de nuestra compañía, le proporcionará los conceptos y las habilidades prácu
‘cas necesarias para desenvolverse exitosamente en el campo de la electrónica Gracias a esto y
on un poco de iniciativa propia, usted podrá hacer de este curso no solo una fuente de conocimientos,
sino que también le permitirá obtener ingresos adicionales. Por lo cual nuestro curso además de ser
educativo agradable y entretenido, es lucrativo.
Usted amigo lector, está invirtiendo en una obra de estudio, escrita con un lenguaje
sencillo y ameno, a la que podrá tener acceso en su tiempo libre, ya sea en su trabajo,
oficina o en su hogar y que le será entregada progresivamente en forma de fascículos
semanales.
Además, usted como responsable de su propio aprendizaje y gracias a su disposición ya su interés.
por salir adelante, en poco tiempo podrá convertirse en un técnico de la electrónica,
ga
Como se colecciona la obra
fascículos de circulación semanal y al finalizar el curso se agruparán en 3
tomos de pasta dura. Para facilitar la identificación de las secciones, ellas
tienen un color diferente. Cada fascículo consta de 4 páginas de cubiertas y 20
páginas de contenido. De estas últimas, 8 están
dedicadas a la sección de teoría, 4 ala sección de
0) componentes, 4 a la sección de electrónica prác-
tica y las 4 restantes a la sección de proyectos.
ELECTRÓNICA % ie
LM ss páginas de cada sección son encuader-
BA nadas por separado. Debido a esto, debe des-
prender cuidadosa-
mente de todos los
fascículos las 4 páginas
centrales de proyec-
tos, las 4 páginas de
electrónica práctica,
las 4 páginas de
componentes y las
8 restantes de
teoría.
E: Curso fácil de Electrónica Básica de CEKIT S.A., se publicará en 32
La distribución de los tomos es la siguiente:
+Tomo I:Teoria (256 páginas)
«Tomo 2: Componentes (128 páginas)
«Tomo 3: Electrónica práctica y proyectos (256 páginas)
GREAT: » cons pon e crónico vais
3
fascículos de circulación semanal y al finalizar el curso se agruparán en 3
tomos de pasta dura. Para facilitar la identificación de las secciones, ellas
tienen un color diferente. Cada fascículo consta de 4 páginas de cubiertas y 20
páginas de contenido. De estas últimas, 8 están
dedicadas a la sección de teoría, 4 ala sección de
0) componentes, 4 a la sección de electrónica prác-
tica y las 4 restantes a la sección de proyectos.
ELECTRÓNICA % ie
LM ss páginas de cada sección son encuader-
BA nadas por separado. Debido a esto, debe des-
prender cuidadosa-
mente de todos los
fascículos las 4 páginas
centrales de proyec-
tos, las 4 páginas de
electrónica práctica,
las 4 páginas de
componentes y las
8 restantes de
teoría.
E: Curso fácil de Electrónica Básica de CEKIT S.A., se publicará en 32
La distribución de los tomos es la siguiente:
+Tomo I:Teoria (256 páginas)
«Tomo 2: Componentes (128 páginas)
«Tomo 3: Electrónica práctica y proyectos (256 páginas)
GREAT: » cons pon e crónico vais
3
AAA AAA AAA AAA AAA Perey
Otros beneficios que obtendra
además de los conocimientos, habilidades y satisfacciones que
encontrará en su desarrollo, obtendrá un certificado de apte
tud ocupacional oxorgado por CEKIT S.A y aprobado por la auorida-
des educativas el cual recibirá simplemente contestando un cuestiona:
rio que se publicará al finalizar el curso. Dicho certificado le servira
para ascender a puestos de trabajo calificados.
U sted, como alumno del Curso fácil de Electrónica Básica.
(Con cada uno de ls fscculos del al 10 recibe además completa-
mente gratis un ache coleccionable de 43 x 55 cm, que le servirá como
ayuda didáctica no solo en su estudi inividualsino que también es de
gran lad para profesores de
colegios instituts universidades
y demás centros educativos con
énfasis en electónica
Los fiches con.
‘denen instrucciones de consulta permanen- rurctaonion
te. tales como el código de colores para MEET
las resistencias cédigo JS para os con- nn
densadore los símbolos dels componen- = BÁSICA,
tos electrónicos. la ley de Ohm y de Watt,
la teoría de funcionamiento de algunos
«componente y las técnicas de soldadura,
Soporte técnico
emis. a partir de este curso, CEKIT SA tendrä una dirección de correo electrónico dedicada
exclusivamente a atender las inquietudes de los lectores, Para cualquier consulta relacionada
con los temas publicados en este curso, diras a:
[email protected]
‘Adicionalmente, tenemos soporte técnico personalizado en los países donde se distribuye esta obra;las
‘empresas encargadas se encuentran identificadas en la segunda página de la cubierta del fascículo.
» dcr:
vi
Carso fe de een
Otros beneficios que obtendra
además de los conocimientos, habilidades y satisfacciones que
encontrará en su desarrollo, obtendrá un certificado de apte
tud ocupacional oxorgado por CEKIT S.A y aprobado por la auorida-
des educativas el cual recibirá simplemente contestando un cuestiona:
rio que se publicará al finalizar el curso. Dicho certificado le servira
para ascender a puestos de trabajo calificados.
U sted, como alumno del Curso fácil de Electrónica Básica.
(Con cada uno de ls fscculos del al 10 recibe además completa-
mente gratis un ache coleccionable de 43 x 55 cm, que le servirá como
ayuda didáctica no solo en su estudi inividualsino que también es de
gran lad para profesores de
colegios instituts universidades
y demás centros educativos con
énfasis en electónica
Los fiches con.
‘denen instrucciones de consulta permanen- rurctaonion
te. tales como el código de colores para MEET
las resistencias cédigo JS para os con- nn
densadore los símbolos dels componen- = BÁSICA,
tos electrónicos. la ley de Ohm y de Watt,
la teoría de funcionamiento de algunos
«componente y las técnicas de soldadura,
Soporte técnico
emis. a partir de este curso, CEKIT SA tendrä una dirección de correo electrónico dedicada
exclusivamente a atender las inquietudes de los lectores, Para cualquier consulta relacionada
con los temas publicados en este curso, diras a:
[email protected]
‘Adicionalmente, tenemos soporte técnico personalizado en los países donde se distribuye esta obra;las
‘empresas encargadas se encuentran identificadas en la segunda página de la cubierta del fascículo.
» dcr:
vi
Carso fe de een
Introducción general al curso
Hace olgunos años, CEKIT SA. inició su tarea
didáctica publicando el Curso Básico de Electré-
nica el cual ha sid leido y estudiado por un gran
número de personas en todo latinoamérica y con
él se han iniciodo fácilmente en esta tecnologia,
Después de éste hemos publicado un buen nú
mero de cursos teórico prácticos como el de Ra
dio AM-FM, Luces y Sonido, Electrónica Digi
tal, Reparación y Mantenimiento de
Computadoras, Programación
de Computadoras, Elecró-
ia Industrial y Micro-
controladores, entre
otros, cubriendo asi
un rango muy am-
plio del conoci
miento y la prác
a, indispensable
esta tia pora o-
grar un verdadero
Oprendizgp.
Durante este perio.
do la electrónica ha
avanzado considerable-
mente en todos sus aspectos,
espeiolment en el diseño ypro-
ducción de nuevos componentes y ci
culos inegrados que han hecho posible que esta
tecnología se encuentre en casi todos las octivido-
des humanas y que haya cambiado definitivamente
la forma de wir en cuanto al trabajo, el transpor-
te, las comunicaciones, la diversión, etc. Hoy ve-
mes asombrados como cada día se producen nue-
vos inventos, se desarrollan nuevas tecnologías y
se fabrican una gran contidad de aparatos con
mejores prestaciones a precios muy accesibles a
todas las personos. El desarrollo de la industria
BICI: » curso poc de cms básico
electrónica y todo lo relacionado con ell, contri
buye en forma muy importante alos actividades
económicas de costados los países del mundo.
Los electrodomésticos modemos,la electrónica
Aplicada al entretenimiento (televisión, video y so-
nido), las computadoras, los telecomunicaciones,
los dsposiivos para e control industrial los auto-
matismos yla electrónica en el auto-
móvil entre otros, son los prin-
pales campos en les cua-
les se encuentro esta
‘maravila moderna,
Es por eso que
‘hora, con mucho
mayor experien-
Ga en el campo
didáctico y técni
co publicamos un
‘nuevo curso lame
do Curso FACIL
de Electrónica
Básica destinado a
todos aquellas personas
sin dstinción de edad, sexo y
actividad, que estén interesados
de una u otra forma en iniciarse en esta
tecnologia ya sea con fines académicos, de trabajo
0 simplemente como entretenimiento o hobby. El
‘mismo desarrollo de la tecnología y especialmen-
te el de las computadoras, nos permiten ahora
eloborar un curso con una diagramación moder-
na lena de ustraciones y fotografías en color que
faclitan el proceso de aprendizaje
Elcurso está dividido en cuatro secciones: Teo-
ria, Componentes, Electrónica Práctica y
rro»
Hace olgunos años, CEKIT SA. inició su tarea
didáctica publicando el Curso Básico de Electré-
nica el cual ha sid leido y estudiado por un gran
número de personas en todo latinoamérica y con
él se han iniciodo fácilmente en esta tecnologia,
Después de éste hemos publicado un buen nú
mero de cursos teórico prácticos como el de Ra
dio AM-FM, Luces y Sonido, Electrónica Digi
tal, Reparación y Mantenimiento de
Computadoras, Programación
de Computadoras, Elecró-
ia Industrial y Micro-
controladores, entre
otros, cubriendo asi
un rango muy am-
plio del conoci
miento y la prác
a, indispensable
esta tia pora o-
grar un verdadero
Oprendizgp.
Durante este perio.
do la electrónica ha
avanzado considerable-
mente en todos sus aspectos,
espeiolment en el diseño ypro-
ducción de nuevos componentes y ci
culos inegrados que han hecho posible que esta
tecnología se encuentre en casi todos las octivido-
des humanas y que haya cambiado definitivamente
la forma de wir en cuanto al trabajo, el transpor-
te, las comunicaciones, la diversión, etc. Hoy ve-
mes asombrados como cada día se producen nue-
vos inventos, se desarrollan nuevas tecnologías y
se fabrican una gran contidad de aparatos con
mejores prestaciones a precios muy accesibles a
todas las personos. El desarrollo de la industria
BICI: » curso poc de cms básico
electrónica y todo lo relacionado con ell, contri
buye en forma muy importante alos actividades
económicas de costados los países del mundo.
Los electrodomésticos modemos,la electrónica
Aplicada al entretenimiento (televisión, video y so-
nido), las computadoras, los telecomunicaciones,
los dsposiivos para e control industrial los auto-
matismos yla electrónica en el auto-
móvil entre otros, son los prin-
pales campos en les cua-
les se encuentro esta
‘maravila moderna,
Es por eso que
‘hora, con mucho
mayor experien-
Ga en el campo
didáctico y técni
co publicamos un
‘nuevo curso lame
do Curso FACIL
de Electrónica
Básica destinado a
todos aquellas personas
sin dstinción de edad, sexo y
actividad, que estén interesados
de una u otra forma en iniciarse en esta
tecnologia ya sea con fines académicos, de trabajo
0 simplemente como entretenimiento o hobby. El
‘mismo desarrollo de la tecnología y especialmen-
te el de las computadoras, nos permiten ahora
eloborar un curso con una diagramación moder-
na lena de ustraciones y fotografías en color que
faclitan el proceso de aprendizaje
Elcurso está dividido en cuatro secciones: Teo-
ria, Componentes, Electrónica Práctica y
rro»
Introducción 4444
Proyectos cado una de ellos especializada en
diferentes temas y actividades combinando en
forma muy armónica la teoría con la práctico,
algo que ha distinguido los cursos de CEKIT
cuya metodología didáctica ha sido ampliamen-
te comprobado.
En le sección de Teoría estudiaremos todos.
los principios básicos dela eleticidad y a elec-
Lrénica que definen el comportamiento de la co-
friente eléctrica y su oplicacién en una gran varie
dad de circuitos, desde una simple fuente de po-
der alimentación, pasando por los ampliicado-
res y los osclodores hasta los circuitos digitales,
base de todo la electrónica digital moderna. El co-
nocimiento de estos bases teóricas es fundamen-
tal para entender ls aparatos electrónicos en una
forma integral y comprender mejor su funciona-
miento, reparación y ensamblaje.
En la sección de Componentes estudiare-
‘mos los diferentes elementos que conforman
los circuitos y los aparatos electrónicos como
son los resistencias, los condensadores, les bo-
add
binas y transformadores, los conectores, los in-
terruptores, los circuitos impresos; y los semi
conductores como los diodos, transistores y cir-
cuites integrados, piezas fundamentales en
todo aparato electrónico moderno.
Los secciones de Electrónica práctica y
Proyectos son quizás las que distinguen los cur-
sos de CEKIT de otros similares. En ells se en-
trega una explicación muy clara y detallada de
una serie de procedimientos necesarios para fa
bricar aparatos electrónicos senilos pero de una
gran calidad tant técnica como didáctico, que le
servi como punto de arranque en el desarro-
llo de habilidades manuales y en el diseño de
nuevos productos. La electrónica teórica, sin la
préctica,no tiene una mayor validez. En nuestros
Cursos siempre nos Proponemos entregar este
tipo de información con el fin de que ustedes, les
lectores, logren un aprendizoje verdadero que les
sirvo para el trabajo a cualquier nivel.
Todo el curso esté escrito en un lenguaje claro,
ameno y muy facil de entender, con una gran can-
tidad de ejemplos, lustraciones,tobls y lo més
importante, pensando siempre en nuestros alum-
os. Hace algunos años se consideraba la electré-
ica como algo dificil y lejano a muchas perso-
nos. Ahor, con nuestra metodología y mo-
terio didáctico, es posible que cualquier
persona sn conocimientos matemáticos
“avanzados, solamente con saber ler y
escribir y algo de dedicación, pueda
‘entrar ol maraviloso mundo de la elec»
trénica y pueda en un futuro avanzar
hacia nuevos conocimientos. Este es el
primer paso para hacerlo y usted se-
guramente no se arrepentirá
Proyectos cado una de ellos especializada en
diferentes temas y actividades combinando en
forma muy armónica la teoría con la práctico,
algo que ha distinguido los cursos de CEKIT
cuya metodología didáctica ha sido ampliamen-
te comprobado.
En le sección de Teoría estudiaremos todos.
los principios básicos dela eleticidad y a elec-
Lrénica que definen el comportamiento de la co-
friente eléctrica y su oplicacién en una gran varie
dad de circuitos, desde una simple fuente de po-
der alimentación, pasando por los ampliicado-
res y los osclodores hasta los circuitos digitales,
base de todo la electrónica digital moderna. El co-
nocimiento de estos bases teóricas es fundamen-
tal para entender ls aparatos electrónicos en una
forma integral y comprender mejor su funciona-
miento, reparación y ensamblaje.
En la sección de Componentes estudiare-
‘mos los diferentes elementos que conforman
los circuitos y los aparatos electrónicos como
son los resistencias, los condensadores, les bo-
add
binas y transformadores, los conectores, los in-
terruptores, los circuitos impresos; y los semi
conductores como los diodos, transistores y cir-
cuites integrados, piezas fundamentales en
todo aparato electrónico moderno.
Los secciones de Electrónica práctica y
Proyectos son quizás las que distinguen los cur-
sos de CEKIT de otros similares. En ells se en-
trega una explicación muy clara y detallada de
una serie de procedimientos necesarios para fa
bricar aparatos electrónicos senilos pero de una
gran calidad tant técnica como didáctico, que le
servi como punto de arranque en el desarro-
llo de habilidades manuales y en el diseño de
nuevos productos. La electrónica teórica, sin la
préctica,no tiene una mayor validez. En nuestros
Cursos siempre nos Proponemos entregar este
tipo de información con el fin de que ustedes, les
lectores, logren un aprendizoje verdadero que les
sirvo para el trabajo a cualquier nivel.
Todo el curso esté escrito en un lenguaje claro,
ameno y muy facil de entender, con una gran can-
tidad de ejemplos, lustraciones,tobls y lo més
importante, pensando siempre en nuestros alum-
os. Hace algunos años se consideraba la electré-
ica como algo dificil y lejano a muchas perso-
nos. Ahor, con nuestra metodología y mo-
terio didáctico, es posible que cualquier
persona sn conocimientos matemáticos
“avanzados, solamente con saber ler y
escribir y algo de dedicación, pueda
‘entrar ol maraviloso mundo de la elec»
trénica y pueda en un futuro avanzar
hacia nuevos conocimientos. Este es el
primer paso para hacerlo y usted se-
guramente no se arrepentirá
Pr»
ml A@CCLON o
Teoría ie ys
electricidad a
La electricidad es la
base de todo lo que existe.
Nuestro mundo es un mundo
eléctrico. Existen fenómenos naturales
que dan origen ala electricidad y a sus
efectos muy importantes como: la luz eléctrica,
el cal el movimiento en as máquinas y
vehiculos, Fenómenos que son files de
entender porque suceden al interior de
partículas tan pequeñas como el átomo que el
ser humano no puede captar, y solo con
ilustraciones podemos explicarlos. Esta =
lección analizará muchos de los
fenómenos relativos al origen de
la electricidad.
an
ml A@CCLON o
Teoría ie ys
electricidad a
La electricidad es la
base de todo lo que existe.
Nuestro mundo es un mundo
eléctrico. Existen fenómenos naturales
que dan origen ala electricidad y a sus
efectos muy importantes como: la luz eléctrica,
el cal el movimiento en as máquinas y
vehiculos, Fenómenos que son files de
entender porque suceden al interior de
partículas tan pequeñas como el átomo que el
ser humano no puede captar, y solo con
ilustraciones podemos explicarlos. Esta =
lección analizará muchos de los
fenómenos relativos al origen de
la electricidad.
an
Introducción
¿Qué esla electricidad?
Proguna de respuesta del orqueeltéminoELEC-
TRICIDAD es demand amp. Rápidamente se
podria dei que leads una forma de ner
a oque es un meio que ací en la materia Un
enicn más sec es la orient eléctrica es
un movimiento jo de electrones a través de
un conductor este morimient noes posible sin
la aplicación dicho conductor de una fuero
especial lamoda fuerza elecromarz.
El conocimiento de la electricidad se ha ido am
pando a través de los años por medio de exper
mentos en muchos campos: en el magnetismo, en
la plas elécricas,en el pao de la corriente a ra-
vés de gases y enel vacio, estudiando los metales
el calor la luz, ete. Anteriormente, la electricidad
ose había utilizado de un modo tan amplio como
se hace hoy en día. La importancia que tiene ac-
tualmente en nuestra vida individual y colectiva, se
ha hecho tan evidente que no es fc media,
Hoy por hoy no puede exisr ninguna ciudad,
por pequeña que sea, que no necesie la electric
dad en su vida cotidna: en la cocina, calefacción
frigorificos congeladores televisores ascensores.
caleras mecánicas, alumbrado público incubadoras
para recón nacidos, máquina impresoras, tornos;
inclusive los automóviles no pueden funcionar sin
energía eléctrica para su arranque y alumbrado..y
tantas otras cosas que no alcanzamos a mencionar
Una de las grandes cualidades de la energía
eléctrica es que se puede convertir rápida y ef
cazmente en diferentes formas de energía tales
omo: calórica (hornos, estufa eléctrica), lumini=
a (luminación, rayo láser), mecánica (el motor
eléctrico de todo tipo) y química (cargador de
baterias, electrólisis), entre otras. Además, la
energía eléctrica se puede transportar econó
micamente a grandes distancias para utlizarla
donde sea necesaria como en las ciudades, fé
bricas,centros industriales, centros comerciales,
centros de transporte, en el campo, etc,
en
Teoria «444444444440 44444 044104411110 1140044
A medida que avanza el desarrollo de la hu-
Ímanidad, la energia eléctrica se hace cada vez
más indispensable ya que se puede utilizar fácil
mente para numerosos y variados propósitos.
Una característica importante de la energia eléc
triea es que está libre de toda clase de productos.
indeseables de la combustión como humos, ceni-
zas y emanaciones que dañan la atmósfera. La apli
ación de la electricidad se logra fácilmente si se
posee un completo conocimiento de las leyes de
la corriente eléctrica, sus relciones con el magne-
tismoyasl como la manera de producirla y de obte-
er efectos electromecinicos y electroquimicos.
los cules serán estudiados en próximas lecciones
La materia
Todo lo que existe en el universo, que ocupa un
lugar en el espacio y que podemos ver y tocar. e
Incluso,aquells cosas que no podemos ver pero
Praha. Lamata
» dekır:
Cure aci de elec
¿Qué esla electricidad?
Proguna de respuesta del orqueeltéminoELEC-
TRICIDAD es demand amp. Rápidamente se
podria dei que leads una forma de ner
a oque es un meio que ací en la materia Un
enicn más sec es la orient eléctrica es
un movimiento jo de electrones a través de
un conductor este morimient noes posible sin
la aplicación dicho conductor de una fuero
especial lamoda fuerza elecromarz.
El conocimiento de la electricidad se ha ido am
pando a través de los años por medio de exper
mentos en muchos campos: en el magnetismo, en
la plas elécricas,en el pao de la corriente a ra-
vés de gases y enel vacio, estudiando los metales
el calor la luz, ete. Anteriormente, la electricidad
ose había utilizado de un modo tan amplio como
se hace hoy en día. La importancia que tiene ac-
tualmente en nuestra vida individual y colectiva, se
ha hecho tan evidente que no es fc media,
Hoy por hoy no puede exisr ninguna ciudad,
por pequeña que sea, que no necesie la electric
dad en su vida cotidna: en la cocina, calefacción
frigorificos congeladores televisores ascensores.
caleras mecánicas, alumbrado público incubadoras
para recón nacidos, máquina impresoras, tornos;
inclusive los automóviles no pueden funcionar sin
energía eléctrica para su arranque y alumbrado..y
tantas otras cosas que no alcanzamos a mencionar
Una de las grandes cualidades de la energía
eléctrica es que se puede convertir rápida y ef
cazmente en diferentes formas de energía tales
omo: calórica (hornos, estufa eléctrica), lumini=
a (luminación, rayo láser), mecánica (el motor
eléctrico de todo tipo) y química (cargador de
baterias, electrólisis), entre otras. Además, la
energía eléctrica se puede transportar econó
micamente a grandes distancias para utlizarla
donde sea necesaria como en las ciudades, fé
bricas,centros industriales, centros comerciales,
centros de transporte, en el campo, etc,
en
Teoria «444444444440 44444 044104411110 1140044
A medida que avanza el desarrollo de la hu-
Ímanidad, la energia eléctrica se hace cada vez
más indispensable ya que se puede utilizar fácil
mente para numerosos y variados propósitos.
Una característica importante de la energia eléc
triea es que está libre de toda clase de productos.
indeseables de la combustión como humos, ceni-
zas y emanaciones que dañan la atmósfera. La apli
ación de la electricidad se logra fácilmente si se
posee un completo conocimiento de las leyes de
la corriente eléctrica, sus relciones con el magne-
tismoyasl como la manera de producirla y de obte-
er efectos electromecinicos y electroquimicos.
los cules serán estudiados en próximas lecciones
La materia
Todo lo que existe en el universo, que ocupa un
lugar en el espacio y que podemos ver y tocar. e
Incluso,aquells cosas que no podemos ver pero
Praha. Lamata
» dekır:
Cure aci de elec
que sabemos que existen, están formadas por ma-
tera. Figura 1.1
Después de muchos experimentos e investi.
aciones, se descubrió que los cuerpos no son
indivisibles, sino que por el contrario están for.
mados por la unión de un gran número de parti.
culs pequeñísimas. Gracias a este descubrimien-
to, los científicos han encontrado soluciones y
leyes para muchos fenómenos químicos y físicos
‘como por ejemplo, el caso dela energía nuclear
ater: cw
Dependiendo del grado de unión que haya en-
tre estas particulas los cuerpos pueden presenta:
se en tres diferentes estados:
Estado sólido. Cuando el contacto entre dichas.
particulas es muy fuerte. Se caracteriza por tener
forma y volumen definidos. Figura 1.2
Estado líquido. Cuando el contacto ente ellas
es más ojo. En este caso materia cambia cons-
tantemente de forma para adaptarse ala del rec
pee que la contiene. Figura 1.3
Estado gaseoso. Las particulas están totalmente
libres, es decir no existe contacto entre elas Se
«caracteriza porque puede cambia su volumen y su
forma. adaptándose a cualquier espacio Figura 1.4
Composición de la materia
Analicemos cualquier estado de la materia, por
ejemplo, el estado líquido. Para entenderlo mejor,
uslicemos una vasi con agua. Si observamos el
agua enla asia, podria usted imaginarse ¿cuántas
gotas de agua caben en ella miles y miles ¿verdad?
Si tomamos una gota de agua y a dvidimos mu-
chisimas veces, gara un momento en que no po-
ramos hacerlo más porque perdería sus propieda-
des y por sertan pequeña para lograr vera debemos
utilizar un microscopio Dicha gotita recibe el nom-
bre de MOLÉCULA Ésta constituye la pare más pe-
tera. Figura 1.1
Después de muchos experimentos e investi.
aciones, se descubrió que los cuerpos no son
indivisibles, sino que por el contrario están for.
mados por la unión de un gran número de parti.
culs pequeñísimas. Gracias a este descubrimien-
to, los científicos han encontrado soluciones y
leyes para muchos fenómenos químicos y físicos
‘como por ejemplo, el caso dela energía nuclear
ater: cw
Dependiendo del grado de unión que haya en-
tre estas particulas los cuerpos pueden presenta:
se en tres diferentes estados:
Estado sólido. Cuando el contacto entre dichas.
particulas es muy fuerte. Se caracteriza por tener
forma y volumen definidos. Figura 1.2
Estado líquido. Cuando el contacto ente ellas
es más ojo. En este caso materia cambia cons-
tantemente de forma para adaptarse ala del rec
pee que la contiene. Figura 1.3
Estado gaseoso. Las particulas están totalmente
libres, es decir no existe contacto entre elas Se
«caracteriza porque puede cambia su volumen y su
forma. adaptándose a cualquier espacio Figura 1.4
Composición de la materia
Analicemos cualquier estado de la materia, por
ejemplo, el estado líquido. Para entenderlo mejor,
uslicemos una vasi con agua. Si observamos el
agua enla asia, podria usted imaginarse ¿cuántas
gotas de agua caben en ella miles y miles ¿verdad?
Si tomamos una gota de agua y a dvidimos mu-
chisimas veces, gara un momento en que no po-
ramos hacerlo más porque perdería sus propieda-
des y por sertan pequeña para lograr vera debemos
utilizar un microscopio Dicha gotita recibe el nom-
bre de MOLÉCULA Ésta constituye la pare más pe-
Figure 1.5. mao del po
que de cualquier cuerpo y conserva todas as ca-
ractersica dl mismo En conclusión odos os cuen.
pos están formados por millones de moléculas.
¡Seguramente usted ya se está haciendo una pre
guna si dvidimos dicha molécula, qué podríamos
‘obtener? Efectivamente, esta molécula puede ser
‘vida en unas partículas mucho mis pequeñas e
invisibles llamadas ÁTOMOS, los cuales consttu-
yen la unidad fundamental del universo, y solos o
en combinación, forman todo lo que existe.
Ada add
Retomemos el ejemplo de la gotita de agua. Si
mediante un proceso químico la dividimos, encon:
_traremos que esa gotita de agua tan pequeña está
formada por tres elementos simples ast dos par.
es de hidrógeno y una parte de oxigeno, al como.
se muestra en la figura 1.5. Luego,se puede con.
(duir que la molécula de agua está formada por
tres átomos: dos átomos de hidrógeno y un áto-
mo de oxigena También se puede decir que la mo-
cula de agua está formada por la combinación de
dos elementos distintos, se die entonces que es
ini
“Una ver desciberto el tomo curiosidad del
ombre lo impulsó querr saber qué había en au
interior. Fue ai como, después de muchos experi
mentos, e descubrió que ene interior de eos
sa encuentran encerradas una sra de partículas
“que poseen energia propia y que son as directas
responsables de ls fenómenos eléctricos
= En 1808, el fico y quimico británico Jhon Dal.
ton (1766- 1844) formuló las primeras bases que
marcaron el inicio dela era atómica. Sin embargo,
una de sus teorías que afrmaba que el átomo era
indivisible fue modíicad, ya que como se sabe el
tomo s puede ser dividido siendo éste el principio
sr cn 191 Nek Bin mé
4 hoy se conoce como TEORIA ELECTRON
y explicó ques fuera posible ver el interior de
{un tomo, éste seria semejante a un sistema solar
que de cualquier cuerpo y conserva todas as ca-
ractersica dl mismo En conclusión odos os cuen.
pos están formados por millones de moléculas.
¡Seguramente usted ya se está haciendo una pre
guna si dvidimos dicha molécula, qué podríamos
‘obtener? Efectivamente, esta molécula puede ser
‘vida en unas partículas mucho mis pequeñas e
invisibles llamadas ÁTOMOS, los cuales consttu-
yen la unidad fundamental del universo, y solos o
en combinación, forman todo lo que existe.
Ada add
Retomemos el ejemplo de la gotita de agua. Si
mediante un proceso químico la dividimos, encon:
_traremos que esa gotita de agua tan pequeña está
formada por tres elementos simples ast dos par.
es de hidrógeno y una parte de oxigeno, al como.
se muestra en la figura 1.5. Luego,se puede con.
(duir que la molécula de agua está formada por
tres átomos: dos átomos de hidrógeno y un áto-
mo de oxigena También se puede decir que la mo-
cula de agua está formada por la combinación de
dos elementos distintos, se die entonces que es
ini
“Una ver desciberto el tomo curiosidad del
ombre lo impulsó querr saber qué había en au
interior. Fue ai como, después de muchos experi
mentos, e descubrió que ene interior de eos
sa encuentran encerradas una sra de partículas
“que poseen energia propia y que son as directas
responsables de ls fenómenos eléctricos
= En 1808, el fico y quimico británico Jhon Dal.
ton (1766- 1844) formuló las primeras bases que
marcaron el inicio dela era atómica. Sin embargo,
una de sus teorías que afrmaba que el átomo era
indivisible fue modíicad, ya que como se sabe el
tomo s puede ser dividido siendo éste el principio
sr cn 191 Nek Bin mé
4 hoy se conoce como TEORIA ELECTRON
y explicó ques fuera posible ver el interior de
{un tomo, éste seria semejante a un sistema solar
en miniatura. Figura 1.6. Hoy en da un átomo se
representa como se muestra en la figura 1.7.
Carga eléctrica del átomo
Cuando decimos que los electrones y los proto-
nes tenen carga eléctrica, esto quiere decir que
poseen una fuerza la cual ejercen en odas ls di
recciones y que, gracias a ela, una partcula tiene
«el poder de atraer o rechazar otras particulas
La carga negativa del electrón y la fuerza
ejrción por tase encuentra dirigida hacia aden-
‘ro y tiene el mismo valor que a carga posti
prin cn CoM sang ara
a afuera. Eto genera dos CAMPOS ELEC-
TRICOS contrarios pero de gual magnitud, por
Lo callos átomos son eléctricamente neutros.
ean cal altvicos
<escompen:
ados o deseqiiradosy reciben el nombre de
jones. Un ion se forma cuando un átomo gana
lee we o rot one Pueden ser
de dos cases
Para que se pro
en los átomos, éstos deben,
ton positivo: cuando hay más protones que elec.
rones, por haber perdido uno o más electrones,
on negativo: cuando hay más electrones que pro.
tones, por haber ganado uno © más electrones,
Para que el átomo se equilbre de nuevo, ne-
cesia tener el mismo número de protones y de
electrones. Asi el átomo cargado positivamente
necesita de otro electrón. Esto crea una fuerza
“entre dicho átomo y todos sus átomos vecinos.
| Dicha fuerza llega a ser tan grande que se puede
robar un electrón de su átomo vecino para po-
der establizarse de nuevo. De esta forma el áto-
‘mo, al cual le ha robado el electrón, queda tam-
bién desequilibrado y por ello intentaría obtener
‘otro electrón de sus átomos vecinos, y as sucesi-
vamente. sl se crea una cadena de intercambio
de electrones entre los átomos que forman un
cuerpo, Lo anterior es la base para enunciar dos.
leyes fundamentales de la electricidad:
1.Carg ines e rechazan, Figura 1.8
2. Cargas disinas se atraen. Figura 1.9
La art central es el co En scudo dela
ue comen dos os de erica y acre.
area amadas protons sol ren os cor
y raros palette de y os protone ya que so
‘eee ernten oti, son os encargados de
an grandes void produces fnémenos
‘es pars as ctricos.
+ ELECTRONES à NEUTRONES © PROTONES
+ gorras ado near aber = Se ncunran sempre en el; S ema mg en ni
ES
+ Senn con el ro menos (pou + acto
erase ro (poten ct
oneen cats D electrics nese.
+ Sen muy intros
Bruc simiente enla trainin.” verkmi de erga lr
de neg eer
Figura 17. Representación modem del om
IAT: y coso 1601 de cuna
15 era cone signa mas),
orgie posean cargo Sec
a + Son muy pendos
{No Parlepan setramente en la
‘inti de anorg electrics
OS
oy
representa como se muestra en la figura 1.7.
Carga eléctrica del átomo
Cuando decimos que los electrones y los proto-
nes tenen carga eléctrica, esto quiere decir que
poseen una fuerza la cual ejercen en odas ls di
recciones y que, gracias a ela, una partcula tiene
«el poder de atraer o rechazar otras particulas
La carga negativa del electrón y la fuerza
ejrción por tase encuentra dirigida hacia aden-
‘ro y tiene el mismo valor que a carga posti
prin cn CoM sang ara
a afuera. Eto genera dos CAMPOS ELEC-
TRICOS contrarios pero de gual magnitud, por
Lo callos átomos son eléctricamente neutros.
ean cal altvicos
<escompen:
ados o deseqiiradosy reciben el nombre de
jones. Un ion se forma cuando un átomo gana
lee we o rot one Pueden ser
de dos cases
Para que se pro
en los átomos, éstos deben,
ton positivo: cuando hay más protones que elec.
rones, por haber perdido uno o más electrones,
on negativo: cuando hay más electrones que pro.
tones, por haber ganado uno © más electrones,
Para que el átomo se equilbre de nuevo, ne-
cesia tener el mismo número de protones y de
electrones. Asi el átomo cargado positivamente
necesita de otro electrón. Esto crea una fuerza
“entre dicho átomo y todos sus átomos vecinos.
| Dicha fuerza llega a ser tan grande que se puede
robar un electrón de su átomo vecino para po-
der establizarse de nuevo. De esta forma el áto-
‘mo, al cual le ha robado el electrón, queda tam-
bién desequilibrado y por ello intentaría obtener
‘otro electrón de sus átomos vecinos, y as sucesi-
vamente. sl se crea una cadena de intercambio
de electrones entre los átomos que forman un
cuerpo, Lo anterior es la base para enunciar dos.
leyes fundamentales de la electricidad:
1.Carg ines e rechazan, Figura 1.8
2. Cargas disinas se atraen. Figura 1.9
La art central es el co En scudo dela
ue comen dos os de erica y acre.
area amadas protons sol ren os cor
y raros palette de y os protone ya que so
‘eee ernten oti, son os encargados de
an grandes void produces fnémenos
‘es pars as ctricos.
+ ELECTRONES à NEUTRONES © PROTONES
+ gorras ado near aber = Se ncunran sempre en el; S ema mg en ni
ES
+ Senn con el ro menos (pou + acto
erase ro (poten ct
oneen cats D electrics nese.
+ Sen muy intros
Bruc simiente enla trainin.” verkmi de erga lr
de neg eer
Figura 17. Representación modem del om
IAT: y coso 1601 de cuna
15 era cone signa mas),
orgie posean cargo Sec
a + Son muy pendos
{No Parlepan setramente en la
‘inti de anorg electrics
OS
oy
Teoria «4440444444040440 0000000000
las mismas pariuls ¿cómo es que sont
(ts? Los materials se diferencian unos de
Que el número de elcirones que poseen en cada.
átomo es diferente a los de los demás. El número.
y 8 clectronesy se diferencia del aluminio, porq
este último posee 13 electrones y 13 proto
deci. su número atómico es 13: figura 1.10
Niveles de energía y distribución de los
electrones en el átomo.
es ¿cuántas órbias pueden haber alrededor del
núcleo y cuántos electrones pueden circular en cada
una de ellas? Conforme ala teoría electrónica de
Bol yla cuanificación del energá, los átomos pue-
‘den tener un máximo de site Órbtas o capas alre-
edor del núcleo, ls cuales se denominan con ls
M.N.O.Py Quy cada una de ells acepta
un cero número de electrones sil prie
ra tendrá 2 electrones. la segunda 8. ercer 18,
¡cuarta 2 ya sucesivamente,al como se observa
en figura 1.11. Los electrones que se encuentran
en as capas más cercanas al núcleo son araidos con
más fuerza por los protones, que los que se encuen-
tran en ls rbias más aljdas Como ls electrones.
hay encadaórbr poseen cierta cantidad de ener
sas ame sles ana niveles de energía,
Figur 1.11 Nos de eee
de cnc asco » REET:
como
las mismas pariuls ¿cómo es que sont
(ts? Los materials se diferencian unos de
Que el número de elcirones que poseen en cada.
átomo es diferente a los de los demás. El número.
y 8 clectronesy se diferencia del aluminio, porq
este último posee 13 electrones y 13 proto
deci. su número atómico es 13: figura 1.10
Niveles de energía y distribución de los
electrones en el átomo.
es ¿cuántas órbias pueden haber alrededor del
núcleo y cuántos electrones pueden circular en cada
una de ellas? Conforme ala teoría electrónica de
Bol yla cuanificación del energá, los átomos pue-
‘den tener un máximo de site Órbtas o capas alre-
edor del núcleo, ls cuales se denominan con ls
M.N.O.Py Quy cada una de ells acepta
un cero número de electrones sil prie
ra tendrá 2 electrones. la segunda 8. ercer 18,
¡cuarta 2 ya sucesivamente,al como se observa
en figura 1.11. Los electrones que se encuentran
en as capas más cercanas al núcleo son araidos con
más fuerza por los protones, que los que se encuen-
tran en ls rbias más aljdas Como ls electrones.
hay encadaórbr poseen cierta cantidad de ener
sas ame sles ana niveles de energía,
Figur 1.11 Nos de eee
de cnc asco » REET:
como
Electrones de valencia
Desde el punto de vista eléctrico, de todas las
órbitas o niveles de energla,solo nos interesa es- |
udia a Última de cada átomo, pues los electro
nes que se encuentran en ella son quienes deter:
Íminan ls propiedades químicas y físicas de los
* adecuados para producir fenómenos eléctricos:a
| este grupo pertenecen, por ejemplo, el cobre que
“tiene un electrón de valencia el hierro dos y el
_ aluminio es. Podemos observar la dstribucion de
1 electrones en la figura LIZ. Aquellos que po-
| seen un solo elecrón de valencia son los mejores
elementos y son directamente los responsables conductores,
de los fenómenos eléctricos. Dichos electrones
reciben el nombre de electrones de valencia y Alslantes:son aquellos que tienen más de cuatro
pueden ser un máximo de ocho. De acuerdo al electrones devalenca Son amados METALOIDES,
número de electrones de valencia que tengan porque tienden a ganar los electrones necesarios
los átomos de un elemento, desde el punto de para lograr su equllbro: ejemplos de éstos son
visa eléctrico, éstos pueden clasificarse como el fósforo que tiene cinco electrones de valencia,
conductores aislantes y semiconductores,
Conductores aeste grupo pertenecen ls áto-
mos que poseen menos de cuatro electrones de
valencia, los cuales tienden a perder dichos elec.
rones para lograr su equilbrio. Estos materiales
reciben el nombre de METALES y son los más
Figura 1.12. homo eo conduce
Figura 113
CAR: » cons poe crónica va
el azufre que tiene ses y el loro con siete. En la
figura 1.13 observamos la distribución delos elec:
rones para estos elementos Aquellos átomos que
poseen ocho electrones de valencia son química:
mente muy establs y por esta razón es muy dificil
producir un fenómeno eléctrico con elos;un ejem.
plo de éstos es el xenón.
Desde el punto de vista eléctrico, de todas las
órbitas o niveles de energla,solo nos interesa es- |
udia a Última de cada átomo, pues los electro
nes que se encuentran en ella son quienes deter:
Íminan ls propiedades químicas y físicas de los
* adecuados para producir fenómenos eléctricos:a
| este grupo pertenecen, por ejemplo, el cobre que
“tiene un electrón de valencia el hierro dos y el
_ aluminio es. Podemos observar la dstribucion de
1 electrones en la figura LIZ. Aquellos que po-
| seen un solo elecrón de valencia son los mejores
elementos y son directamente los responsables conductores,
de los fenómenos eléctricos. Dichos electrones
reciben el nombre de electrones de valencia y Alslantes:son aquellos que tienen más de cuatro
pueden ser un máximo de ocho. De acuerdo al electrones devalenca Son amados METALOIDES,
número de electrones de valencia que tengan porque tienden a ganar los electrones necesarios
los átomos de un elemento, desde el punto de para lograr su equllbro: ejemplos de éstos son
visa eléctrico, éstos pueden clasificarse como el fósforo que tiene cinco electrones de valencia,
conductores aislantes y semiconductores,
Conductores aeste grupo pertenecen ls áto-
mos que poseen menos de cuatro electrones de
valencia, los cuales tienden a perder dichos elec.
rones para lograr su equilbrio. Estos materiales
reciben el nombre de METALES y son los más
Figura 1.12. homo eo conduce
Figura 113
CAR: » cons poe crónica va
el azufre que tiene ses y el loro con siete. En la
figura 1.13 observamos la distribución delos elec:
rones para estos elementos Aquellos átomos que
poseen ocho electrones de valencia son química:
mente muy establs y por esta razón es muy dificil
producir un fenómeno eléctrico con elos;un ejem.
plo de éstos es el xenón.
Teoria 4444444444 44444444
Figur 1.14 homo es sms
Semiconductores: poseen cuatro electrones
de valencia y sus propiedades se encuentran en,
un punto medio entre conductores y aslantes.
Ejemplos de éstos son el silicio y el germanio;
podemos observar la distribución de sus elec-
trones en la figura 1.14.
Electrones libres en los metales.
Los átomos tienen la hablidad de relacionarse en-
tre sí por medio de enlace, empleando para ello
los electrones de valencia. Dichos enlaces pueden
ser de dos os:
Enlace cœalente:se produce cuando los áto-
mos, emparten sus electrones de valenca.con
átomos vecinos. Figura 1.15 ,
nice nico nun aa un cad
are nr une ad ira 110
2
Cuneo un alerón de valencia so escapada
urbia se convierte en un electrón bre Dicho
in puede enrar cer an ha lima 6
DE como que ha perdido un alecrón.Al
Gr camps ol lect de un segundo demo
fe era y entra enla Úlima órbita de otro romo
ys muches decenas Hoes paca de un on
{bare movlindons devordaradarenta dentro dal
tenducrrcal camo se muestra ma igor 1.17
pur ne sa produce corfu Parque Le efe
os elécrces generados durante ert proceso
{se anal.
Electricidad estática y dinámica
De acuerdo a la actividad de las cargas eléct
as, a elecricidad puede clasificarse en dos gran-
des grupos: como electricidad estática o como
electricidad dinámica.
Figure 1.15. Etc one
en
Figure 116 Etc nc
cars foil e eterno banco » GREAT:
Figur 1.14 homo es sms
Semiconductores: poseen cuatro electrones
de valencia y sus propiedades se encuentran en,
un punto medio entre conductores y aslantes.
Ejemplos de éstos son el silicio y el germanio;
podemos observar la distribución de sus elec-
trones en la figura 1.14.
Electrones libres en los metales.
Los átomos tienen la hablidad de relacionarse en-
tre sí por medio de enlace, empleando para ello
los electrones de valencia. Dichos enlaces pueden
ser de dos os:
Enlace cœalente:se produce cuando los áto-
mos, emparten sus electrones de valenca.con
átomos vecinos. Figura 1.15 ,
nice nico nun aa un cad
are nr une ad ira 110
2
Cuneo un alerón de valencia so escapada
urbia se convierte en un electrón bre Dicho
in puede enrar cer an ha lima 6
DE como que ha perdido un alecrón.Al
Gr camps ol lect de un segundo demo
fe era y entra enla Úlima órbita de otro romo
ys muches decenas Hoes paca de un on
{bare movlindons devordaradarenta dentro dal
tenducrrcal camo se muestra ma igor 1.17
pur ne sa produce corfu Parque Le efe
os elécrces generados durante ert proceso
{se anal.
Electricidad estática y dinámica
De acuerdo a la actividad de las cargas eléct
as, a elecricidad puede clasificarse en dos gran-
des grupos: como electricidad estática o como
electricidad dinámica.
Figure 1.15. Etc one
en
Figure 116 Etc nc
cars foil e eterno banco » GREAT:
Figure 17. ces res |
¿Qué es la electricidad estática?
Reste nb e nan de cartes
Cane conombralo fae reer os che
tone hot o ane as der mos
viene ams | Sel
pore ue muy onto es sangra
et me od
Fei da lloro Bci
Como crear electricidad estática
Cuando cargamos un material estamos acumulan-
do particulas lécrias en un punto del mismo, Para
lograr esto es necesario mover electrones bres de
un átomo a otro, e al forma que un material per.
da electrones y el otro los gano. El método más
sencil para cargar un material es por frotamiento.
Enlas miquinas quese empleaban antiguamente para
imprimi los pericos se genera ltd
estic dbido a recon ene os rodillos de as
impresoras y el papel que pasta entre los por
Un euro cargado sempre act los demás sa az los perros dinar accesorios de
cuerpos que lo rodean ya sea atrayendo o repe- protección especiales conectados a tierra que ofre-
Tendo u electrones Todo mitral cargado pos dan una va expresa los leones demora que
trames den en esse de elecronesmier E cars pelear como se mua e
tras que todo material con carga negativa tiene — la figura 1.18.
aceso de electrons.
ans en un punto de un material,
Éd ous oi
La acumulación de electrones, resultado de la
Los materiales cargados tienden a volver a ficción, puede ser excesivamente peligrosa en
su estado de equilibrio y para lograrlo necesi- ciertos casos, por ejemplo, los carro-tanques que
tan descargarse. Al hacer esto, lo consiguen transportan combustibles constituyen uno de
desprendiendo energía la cual se manifiesta ge- llos. A medida que el carro-tanque se desplaza,
neralmente por medio de acciones mecánicas I fricción con el aire acumula electricidad estit-
© por simples chispas. El proceso por el que ca en él Sila tension entre éste y cualquier obje-
adquiere carga el material contiguo se le lla- to a sualrededor se hace muy grande, puede ge-
ma inducción electrostóico, nerarse una descarga eléctrica que podría causar.
ACE: y ro tn con esco
ce,
¿Qué es la electricidad estática?
Reste nb e nan de cartes
Cane conombralo fae reer os che
tone hot o ane as der mos
viene ams | Sel
pore ue muy onto es sangra
et me od
Fei da lloro Bci
Como crear electricidad estática
Cuando cargamos un material estamos acumulan-
do particulas lécrias en un punto del mismo, Para
lograr esto es necesario mover electrones bres de
un átomo a otro, e al forma que un material per.
da electrones y el otro los gano. El método más
sencil para cargar un material es por frotamiento.
Enlas miquinas quese empleaban antiguamente para
imprimi los pericos se genera ltd
estic dbido a recon ene os rodillos de as
impresoras y el papel que pasta entre los por
Un euro cargado sempre act los demás sa az los perros dinar accesorios de
cuerpos que lo rodean ya sea atrayendo o repe- protección especiales conectados a tierra que ofre-
Tendo u electrones Todo mitral cargado pos dan una va expresa los leones demora que
trames den en esse de elecronesmier E cars pelear como se mua e
tras que todo material con carga negativa tiene — la figura 1.18.
aceso de electrons.
ans en un punto de un material,
Éd ous oi
La acumulación de electrones, resultado de la
Los materiales cargados tienden a volver a ficción, puede ser excesivamente peligrosa en
su estado de equilibrio y para lograrlo necesi- ciertos casos, por ejemplo, los carro-tanques que
tan descargarse. Al hacer esto, lo consiguen transportan combustibles constituyen uno de
desprendiendo energía la cual se manifiesta ge- llos. A medida que el carro-tanque se desplaza,
neralmente por medio de acciones mecánicas I fricción con el aire acumula electricidad estit-
© por simples chispas. El proceso por el que ca en él Sila tension entre éste y cualquier obje-
adquiere carga el material contiguo se le lla- to a sualrededor se hace muy grande, puede ge-
ma inducción electrostóico, nerarse una descarga eléctrica que podría causar.
ACE: y ro tn con esco
ce,
Teoria 44444 decedent edged ade enna ss
Figure 1.18. Generación de ci ec
un incendio y la explosión del combustible. Para
prevenir esto, la gran mayoría de estos vehiculos
poseen en a parte inferior una cadena de metal
(Que se arrastra constantemente por el camino
para provocar un contacto con la terra; de esta
forma se descarga el vehículo y se previene de
algún accidente, Este fenómeno se hace visible ya
que se producen chispas contr el pavimento a
medida que el vehículo se descarga.
Cuando los materiales se encuentran muy
«cargados, los electrones saltan de un material à
tro antes de que se establezca un contacto
real entre ellos. En estos casos la descarga se
ve en forma de arco luminoso. Un
claro ejemplo son las cargas que
se producen en las nubes al fro-
tarse con las moléculas del aire:
la gran cantidad de electricidad
acumulada en éstas puede descar-
‘arse a través de grandes espacios
provocando arcos de muchos
metros de longitud llamados rayos,
tal como se muestra en la figura
1.19.El poder destructivo de ellos
es un claro ejemplo de la canti
dad de energía que pueden trans
portar los cuerpos cargados eléc-
tricamente, La protección contra
los rayos se obtiene solamente
proporcionando a los electrones
en
Figure 1.19 Roe ecos
Lun camino fcil hacia Ia tierra por medio de pa-
rarrayos los cuales son muy efectivos.
¿Podemos emplear la electricidad
“estática?
La electricidad estática es de gran utlldad en la
Industria, por ejemplo
+ Se emplea para aplicar pintura a objetos fa-
bricados en seri; este proceso es conocido
‘como pintura por aspersión o pintura elec»
‘trostitica, Durante este procedimiento se co-
unica una carga electrostática alas particu-
las pulverizadas de pintura después de que
salen de la boquil del aspersor: dichas parti
ulas son atraldas por el objeto que se está
pintando, obteniendo asi una capa uniforme y
sin desperdicio de pieura.
+. Enfafabricación de papel abrasivo (de ja) para
metales.
<= En la fabricación de fibras para tejer alfombras
y telas especials.
+ En los llamados preciitadores que cargan as
particulas de humo de las grandes chimeneas
para luego llevarlas a unas pantallas donde no
puedan contaminar la atmésfera
Care aci elect
Figure 1.18. Generación de ci ec
un incendio y la explosión del combustible. Para
prevenir esto, la gran mayoría de estos vehiculos
poseen en a parte inferior una cadena de metal
(Que se arrastra constantemente por el camino
para provocar un contacto con la terra; de esta
forma se descarga el vehículo y se previene de
algún accidente, Este fenómeno se hace visible ya
que se producen chispas contr el pavimento a
medida que el vehículo se descarga.
Cuando los materiales se encuentran muy
«cargados, los electrones saltan de un material à
tro antes de que se establezca un contacto
real entre ellos. En estos casos la descarga se
ve en forma de arco luminoso. Un
claro ejemplo son las cargas que
se producen en las nubes al fro-
tarse con las moléculas del aire:
la gran cantidad de electricidad
acumulada en éstas puede descar-
‘arse a través de grandes espacios
provocando arcos de muchos
metros de longitud llamados rayos,
tal como se muestra en la figura
1.19.El poder destructivo de ellos
es un claro ejemplo de la canti
dad de energía que pueden trans
portar los cuerpos cargados eléc-
tricamente, La protección contra
los rayos se obtiene solamente
proporcionando a los electrones
en
Figure 1.19 Roe ecos
Lun camino fcil hacia Ia tierra por medio de pa-
rarrayos los cuales son muy efectivos.
¿Podemos emplear la electricidad
“estática?
La electricidad estática es de gran utlldad en la
Industria, por ejemplo
+ Se emplea para aplicar pintura a objetos fa-
bricados en seri; este proceso es conocido
‘como pintura por aspersión o pintura elec»
‘trostitica, Durante este procedimiento se co-
unica una carga electrostática alas particu-
las pulverizadas de pintura después de que
salen de la boquil del aspersor: dichas parti
ulas son atraldas por el objeto que se está
pintando, obteniendo asi una capa uniforme y
sin desperdicio de pieura.
+. Enfafabricación de papel abrasivo (de ja) para
metales.
<= En la fabricación de fibras para tejer alfombras
y telas especials.
+ En los llamados preciitadores que cargan as
particulas de humo de las grandes chimeneas
para luego llevarlas a unas pantallas donde no
puedan contaminar la atmésfera
Care aci elect
‘Con en de entender mejor los concepts anteriormente expuestos amos a desarrollar un senclo expe-
rimento por medio de cul podremos generar electricidad estática y veia ls fenómenos que ésa produce.
+ Dos (2) globos de infar
Un (1) paño suave
Hilo
2. Tome el globo identicado con la letra By rote
suavemente la superficie de éste con un paño.
suave durante unos instances, como se muestra
enla figura L
Figure 122
4. Espere unos cuantos segundos y observe si
‘ocurre algún cambio en la posición de los
lobos. Figura 1.23.
+ ¿Qué sucedio?
+ ¿Cómo puede explicar esto?
RINT: coro pan e coi banco
1. In dos globos de qual tamaño sujétels pendiendo.
de uno y limelos o márquelos con as leuras A y B.
‘Acérquelos un poco.teniendo cuidado de no llegara
juntarosal como se muestra en a figura 1.20.
+ ¿Qué observa?
+ ¡Se unieron los globos?
+ ¡Sealejan uno del otro?
+ ¡Permanecen inmóviles!
Figaro 12
. Acerque nuevamente los lobos y observe lo que
sucede, Figura 1.22.
Pire 123
Ke
a
rimento por medio de cul podremos generar electricidad estática y veia ls fenómenos que ésa produce.
+ Dos (2) globos de infar
Un (1) paño suave
Hilo
2. Tome el globo identicado con la letra By rote
suavemente la superficie de éste con un paño.
suave durante unos instances, como se muestra
enla figura L
Figure 122
4. Espere unos cuantos segundos y observe si
‘ocurre algún cambio en la posición de los
lobos. Figura 1.23.
+ ¿Qué sucedio?
+ ¿Cómo puede explicar esto?
RINT: coro pan e coi banco
1. In dos globos de qual tamaño sujétels pendiendo.
de uno y limelos o márquelos con as leuras A y B.
‘Acérquelos un poco.teniendo cuidado de no llegara
juntarosal como se muestra en a figura 1.20.
+ ¿Qué observa?
+ ¡Se unieron los globos?
+ ¡Sealejan uno del otro?
+ ¡Permanecen inmóviles!
Figaro 12
. Acerque nuevamente los lobos y observe lo que
sucede, Figura 1.22.
Pire 123
Ke
a
Teoria 4444444444444 4440441410110 000€
Conclusiones
‘Antes de frotar el globo identificado con a letra Bas cargas eléctricas delos dos materiales (globo
By paño).se encontraban neutralzadasalfrotar el globo, algunas órbitas de valencia se relacionaron
entre siy el paño robó electrones de valencia al globo, quedando este último cargado positivamente.
Tal como mencionamos anteriormente, los materiales cargados tienden a recuperar su estado de
«qu ibrioy para logrario necesitan descargarse. En nuestro caso vemos como, acercar nuevamente
el giobo identificado con la letra B al idenífcado con a lea A, éste lo atrae con facilidad ya que
tiende a recuperar los electrones perdidos.
¿Cuando el globo 8 ha robado los electrones necesarios al globo A, ste volverá nuevamente a su
estado inicial; es dec después de unos minutos el globo B se separa nuevamente del globo A. Las
cargas acumuladas en el globo 8 se llaman cargas estticas y el efecto que producen es lo que se
conoce como electricidad estática.
Esto fenómeno se produce también en los metales, ya sea por simple contacto de dos metales
diferentes © por medio de un proceso llamado inducción. Pero sen cual sea el easo,ls fenómenos de
carga y descarga son siempre los mismos,ya que siempre que se acerquen entre si dos materiales con
(argas opuestas el exceso de electrones de uno será ataido por hs cargas positvas de otro
Electricidad dinámica da que circula la corriente por el circuito los elec»
Para que a electricidad sea realmente úl ésta debe _ trones que salen del terminal negativo de a bate-
permanecer en movimiento, s decir, debe ser di ria son sustituidos por a misma cantidad de éstos
ámica o activa y la fuente que la genere > (pertenecientes al conductor) que entran por el
var en constante renovación de sus caras eléc
‘as para que no pierda su capacidad 6
_gundos de trabajo. x
El conde italiano Alessandro Volta (1745-1827)
Invent la pl eléctrica en 1799. que originó una
revolución centifia en ese tempo: se dio cuenta
que mediante la acción química pueden restkuirse
constantemente las cargas eléctrica y que a
terminal positivo de la misma. Figura 1.24
Solo después de que Volta descubrió una fuen-
te de electricidad constante se pudo conocer lo
_que es en realidad un circuito eléctrico, y por con-
xe, lo que esla electricidad dinámica.
el espacio en el cual pueden manifestarse as
fuerzas de atracción y repulsión entre cargas eléc
trieas. El campo eléctrico rodea a cualquier tipo
de carga, ya sea positiva © negativa y en general,
rodea a cualquier objeto cargado al como se mues-
en la figura 1.25. Dicho campo puede repre-
sentarse mediante innumerable ines recta que
ale radalmente desde el centro de la carga y van
determinado, hacia afuera en los protones y
acia adentro en los electrones. Este es el rigen
‘de ls leyes de atracción y repulsión de las cargas
one» germ:
Cars fhe de ec
Conclusiones
‘Antes de frotar el globo identificado con a letra Bas cargas eléctricas delos dos materiales (globo
By paño).se encontraban neutralzadasalfrotar el globo, algunas órbitas de valencia se relacionaron
entre siy el paño robó electrones de valencia al globo, quedando este último cargado positivamente.
Tal como mencionamos anteriormente, los materiales cargados tienden a recuperar su estado de
«qu ibrioy para logrario necesitan descargarse. En nuestro caso vemos como, acercar nuevamente
el giobo identificado con la letra B al idenífcado con a lea A, éste lo atrae con facilidad ya que
tiende a recuperar los electrones perdidos.
¿Cuando el globo 8 ha robado los electrones necesarios al globo A, ste volverá nuevamente a su
estado inicial; es dec después de unos minutos el globo B se separa nuevamente del globo A. Las
cargas acumuladas en el globo 8 se llaman cargas estticas y el efecto que producen es lo que se
conoce como electricidad estática.
Esto fenómeno se produce también en los metales, ya sea por simple contacto de dos metales
diferentes © por medio de un proceso llamado inducción. Pero sen cual sea el easo,ls fenómenos de
carga y descarga son siempre los mismos,ya que siempre que se acerquen entre si dos materiales con
(argas opuestas el exceso de electrones de uno será ataido por hs cargas positvas de otro
Electricidad dinámica da que circula la corriente por el circuito los elec»
Para que a electricidad sea realmente úl ésta debe _ trones que salen del terminal negativo de a bate-
permanecer en movimiento, s decir, debe ser di ria son sustituidos por a misma cantidad de éstos
ámica o activa y la fuente que la genere > (pertenecientes al conductor) que entran por el
var en constante renovación de sus caras eléc
‘as para que no pierda su capacidad 6
_gundos de trabajo. x
El conde italiano Alessandro Volta (1745-1827)
Invent la pl eléctrica en 1799. que originó una
revolución centifia en ese tempo: se dio cuenta
que mediante la acción química pueden restkuirse
constantemente las cargas eléctrica y que a
terminal positivo de la misma. Figura 1.24
Solo después de que Volta descubrió una fuen-
te de electricidad constante se pudo conocer lo
_que es en realidad un circuito eléctrico, y por con-
xe, lo que esla electricidad dinámica.
el espacio en el cual pueden manifestarse as
fuerzas de atracción y repulsión entre cargas eléc
trieas. El campo eléctrico rodea a cualquier tipo
de carga, ya sea positiva © negativa y en general,
rodea a cualquier objeto cargado al como se mues-
en la figura 1.25. Dicho campo puede repre-
sentarse mediante innumerable ines recta que
ale radalmente desde el centro de la carga y van
determinado, hacia afuera en los protones y
acia adentro en los electrones. Este es el rigen
‘de ls leyes de atracción y repulsión de las cargas
one» germ:
Cars fhe de ec
Figure 125.Compo
electrón y un protón
fuerza en elcampo el
cargas se unan,
ase produce una acumulación de electrones sobre
un objeto y de ones posiivos sobre otro.cadacuer-
po tiene su propio campo eléctrico. Estos campos
son el resultado de la suma de todos los campos.
individuals de las argas acumuladas y por tanto
ienen una fuerza muy grande. Figura 1.26
Diferencia de potencial
En su estado natural los átomos delos cuerpos se
encuentran equilibrados o sea que todos poseen
igual número de electrones y de protones. Un äto-
mo 0 un cuerpo puede ser desequilbrado aplican-
do a éste una fuerza externa lo suficientemente
crn: rs
fact de lcrónic once
ron
ro 1.26 Compa ces dew cuerpo
grande para hacer que el átomo pierda o gane elec»
trones.Según lo anteror.se pueden presentar tres
sos tal como se observa en la figura 1.27. En
tras palabras, el potenciales el estado eléctrico
en que se encuentra un cuerpo.
72777775
Observemos os dos átomos siguientes. Figura 1.28. E
mer, À
ms À
cial de cuatro electrones. De otra manera, pode- À
N
écécee :
660666 : :
electrón y un protón
fuerza en elcampo el
cargas se unan,
ase produce una acumulación de electrones sobre
un objeto y de ones posiivos sobre otro.cadacuer-
po tiene su propio campo eléctrico. Estos campos
son el resultado de la suma de todos los campos.
individuals de las argas acumuladas y por tanto
ienen una fuerza muy grande. Figura 1.26
Diferencia de potencial
En su estado natural los átomos delos cuerpos se
encuentran equilibrados o sea que todos poseen
igual número de electrones y de protones. Un äto-
mo 0 un cuerpo puede ser desequilbrado aplican-
do a éste una fuerza externa lo suficientemente
crn: rs
fact de lcrónic once
ron
ro 1.26 Compa ces dew cuerpo
grande para hacer que el átomo pierda o gane elec»
trones.Según lo anteror.se pueden presentar tres
sos tal como se observa en la figura 1.27. En
tras palabras, el potenciales el estado eléctrico
en que se encuentra un cuerpo.
72777775
Observemos os dos átomos siguientes. Figura 1.28. E
mer, À
ms À
cial de cuatro electrones. De otra manera, pode- À
N
écécee :
660666 : :
Teoria si4444144404444404044
Figure 1.28.Diferenca de potencial
nos der qua rende poten nos indica
tna diferen entre átomos de poten dit,
2 fo que es lo mimo, hay iferen de potencal
«zando os átomos de uno y oro cuerpo son die-
rentes an su estado aber Es derenci de
potencial se lama vote tensión o fuera ele:
“romotriz(FEM) y se define como la fera o pre.
sión capaz de olgar aos electrones lies de un
Conductor a moverse en una determinada rec
lon Su unidad de medida se oto.
La diferencia de potencia solo puede existir
entre dos puntos diferentes. Según eto una fuen-
to de voltaje es un dsposito que tiene entre sus
terminales una diferencia de potencial Dicha fuen-
te puede ser una pl, una batería o un generador y
sus puntos de conexión o terminales reciben el
nombre de bornes; uno de ellos po
see mayor concentración de cargas
positivas y el otro de cargas negai-
vas.razón por la cual entre ellos exis»
te un fuerte campo eléctrico,el cual
tratará de mover las cargas eléctri-
cas que se encuentren entre ells.
En la figura 1.29, podemos ob-
servar como al conectar un materal
conductor ente los bornes de una
fuente de voltaje, ls electrones bres
el conductor se dirigen desde el pun-
to de mayor potencia de cargas ne-
“thas hacia el punto de mayor po-
tencalde cargas postivas Nos formu-
=o
en
dana dae
lamos entonces una preguntas: ¿por qué
los electrones van del borne post al
negativo dela fuente? La respuesta es sen.
ten el interior dela fuente se produ:
ce un efecto quimico el cual desequlibea
los átomos delos dos bornes, quedando.
un borne con más electrones que el otro,
Al hacer un puente entre los dos bornes
dela fuente, los electrones sobrantes del
borne negativo tratarán de irse hacia el
borne positivo ya que en éste hay esca-
ez de elos, impulsando asu paso los elec-
rones bres del conductor Por tanto los
¡electrones libres del conductor ahora no se mo-
verán en cualquier dirección, ino que serán diig-
os al terminal positivo de a fuente originando as
un fujo de electrones en esa irección.Al impulso.
dela energía que se ransfere de electrón en elec
tn se lama corriente eléctrica. Eta solo es útil
¡cuando sele hace desarrollar un trabajo alo largo
de un circuito eléctrico,
ES CONVENIENTE RECORDAR QUEVOLTAF,
“TENSION FUERZA ELECTROMOTRIZY DIFEREN:
CIA DE POTENCIAL SE REFIEREN A LO MISMO.
La tension se representa con la letra U en el
sistema europeo y con a letra E en el sistema ame
Ficano, para mayor facilidad emplearemos la letra
Veen el desarrollo del curso.
» 00006006»)
Figure. 29. Grain de o ones
Guns fact de cri sauce» ACI
Figure 1.28.Diferenca de potencial
nos der qua rende poten nos indica
tna diferen entre átomos de poten dit,
2 fo que es lo mimo, hay iferen de potencal
«zando os átomos de uno y oro cuerpo son die-
rentes an su estado aber Es derenci de
potencial se lama vote tensión o fuera ele:
“romotriz(FEM) y se define como la fera o pre.
sión capaz de olgar aos electrones lies de un
Conductor a moverse en una determinada rec
lon Su unidad de medida se oto.
La diferencia de potencia solo puede existir
entre dos puntos diferentes. Según eto una fuen-
to de voltaje es un dsposito que tiene entre sus
terminales una diferencia de potencial Dicha fuen-
te puede ser una pl, una batería o un generador y
sus puntos de conexión o terminales reciben el
nombre de bornes; uno de ellos po
see mayor concentración de cargas
positivas y el otro de cargas negai-
vas.razón por la cual entre ellos exis»
te un fuerte campo eléctrico,el cual
tratará de mover las cargas eléctri-
cas que se encuentren entre ells.
En la figura 1.29, podemos ob-
servar como al conectar un materal
conductor ente los bornes de una
fuente de voltaje, ls electrones bres
el conductor se dirigen desde el pun-
to de mayor potencia de cargas ne-
“thas hacia el punto de mayor po-
tencalde cargas postivas Nos formu-
=o
en
dana dae
lamos entonces una preguntas: ¿por qué
los electrones van del borne post al
negativo dela fuente? La respuesta es sen.
ten el interior dela fuente se produ:
ce un efecto quimico el cual desequlibea
los átomos delos dos bornes, quedando.
un borne con más electrones que el otro,
Al hacer un puente entre los dos bornes
dela fuente, los electrones sobrantes del
borne negativo tratarán de irse hacia el
borne positivo ya que en éste hay esca-
ez de elos, impulsando asu paso los elec-
rones bres del conductor Por tanto los
¡electrones libres del conductor ahora no se mo-
verán en cualquier dirección, ino que serán diig-
os al terminal positivo de a fuente originando as
un fujo de electrones en esa irección.Al impulso.
dela energía que se ransfere de electrón en elec
tn se lama corriente eléctrica. Eta solo es útil
¡cuando sele hace desarrollar un trabajo alo largo
de un circuito eléctrico,
ES CONVENIENTE RECORDAR QUEVOLTAF,
“TENSION FUERZA ELECTROMOTRIZY DIFEREN:
CIA DE POTENCIAL SE REFIEREN A LO MISMO.
La tension se representa con la letra U en el
sistema europeo y con a letra E en el sistema ame
Ficano, para mayor facilidad emplearemos la letra
Veen el desarrollo del curso.
» 00006006»)
Figure. 29. Grain de o ones
Guns fact de cri sauce» ACI
Formas de producir energia
eléctrica en pequeñas cantidades
Por frotamiento o fricción
‘Como lo mencionamos anteriormente, el fenóme-
no de la electricidad es creado por el movimiento
de electrones de sus órbis naturales, La frotacion
6 fricción fue la forma más agua que conoció el
hombre para generar electricidad Se dice que fue el
‘ldsofogrego Tals de Mileto que vivió ene siglo 7
AC. quien descubri la electricidad; éste al frotar un.
trozo de ámbar con un trozo de tela o pel pudo,
“traer pequeños cuerpos viano, Tales de Mileto,
‘no encontró la causa del fenómeno y quis llamarlo
de algún modo. Como ámbar en griego significa ele-
Iron, udlizó este nombre para esta fuerza visible,
Muchos siglos después se llamó electrones a las
particulas de electricidad negativa que rodean el
núcleo del átomo y que, cuando de alguna manera
se mueven, forman la corriente eléctrica.
Hoy sabemos que la propiedad que Tales de Mileto
descubrió en el ámbar no es solo de ese mater,
ino que hay ura gran cantidad e elementos con los
quese puedo repetir experimento En muchas de
nuera actividades darias volum o montar:
mente se opte ida experiencia Por ejemplo. cuan.
ose paa varas veces un pen de pco sobre I
belo secos se ara leicamentesecomprue-
ba slo acercamos unos trocitos de papel común,
pus vemos como sts son arios por el pine.
Ésta es una mantestación de a electricidad e+
tive ia ul estudiamos al principi de es le
ción. Alrotarse ambos materiales a pie perde,
«lecrones y los mismos son ganados por ep
Figure 1.30 Proc de enero cria or cin
IIT» coo tac cronica been
Electrolto
lon negativo lon positivo.
‘Piura 131 Pesci de energía escape esc
¿der
ne, La piel se olectriza positivamente y el peine
negativamente Figura 1.30
Otros ejemplos de electricidad por frotación
O fricción:
+ Elroce de las nubes con el aire,
+ La fricción de un automóvil con el aire al des-
plazarsepor una carretera,
+ La ficción de una prenda de vestir de lana o
‘material sintéico con la piel.
+ La piel con la pantalla del televisor.
+ El caminar sobre una alfombra, etc.
Finalmente podemos decir que, aunque ésta es
la forma más antigua que se conoce para producir
electricidad, es muy dificil manejarla y dosifcart
la existe y se emplea industrialmente en casos.
particulares, pero producirla en grandes canida-
“des para consumo doméstico no es posible.
Por reacciones químicas
Es muy sencla la forma de producir electricidad
por acción química; como ya se dio en el tema de
| lectricidad dinámica, esto lo hacen las pls y las
baterias eléctricas. Su funcionamiento se basa en la
reacción quimica entre dos elementos diferentes. Si
se introducen dos placas meálcs electrodos me-
los como el cobre y el zinc en una solución dc-
‘da más agua, se puede comprobar la existencia de
| una fuerza electromotriz entre las dos placas, tal
“como se muestra en a figura 1.31. Este toma lo
| trataremos amplamente en una próxima lección.
PPP
cy
eléctrica en pequeñas cantidades
Por frotamiento o fricción
‘Como lo mencionamos anteriormente, el fenóme-
no de la electricidad es creado por el movimiento
de electrones de sus órbis naturales, La frotacion
6 fricción fue la forma más agua que conoció el
hombre para generar electricidad Se dice que fue el
‘ldsofogrego Tals de Mileto que vivió ene siglo 7
AC. quien descubri la electricidad; éste al frotar un.
trozo de ámbar con un trozo de tela o pel pudo,
“traer pequeños cuerpos viano, Tales de Mileto,
‘no encontró la causa del fenómeno y quis llamarlo
de algún modo. Como ámbar en griego significa ele-
Iron, udlizó este nombre para esta fuerza visible,
Muchos siglos después se llamó electrones a las
particulas de electricidad negativa que rodean el
núcleo del átomo y que, cuando de alguna manera
se mueven, forman la corriente eléctrica.
Hoy sabemos que la propiedad que Tales de Mileto
descubrió en el ámbar no es solo de ese mater,
ino que hay ura gran cantidad e elementos con los
quese puedo repetir experimento En muchas de
nuera actividades darias volum o montar:
mente se opte ida experiencia Por ejemplo. cuan.
ose paa varas veces un pen de pco sobre I
belo secos se ara leicamentesecomprue-
ba slo acercamos unos trocitos de papel común,
pus vemos como sts son arios por el pine.
Ésta es una mantestación de a electricidad e+
tive ia ul estudiamos al principi de es le
ción. Alrotarse ambos materiales a pie perde,
«lecrones y los mismos son ganados por ep
Figure 1.30 Proc de enero cria or cin
IIT» coo tac cronica been
Electrolto
lon negativo lon positivo.
‘Piura 131 Pesci de energía escape esc
¿der
ne, La piel se olectriza positivamente y el peine
negativamente Figura 1.30
Otros ejemplos de electricidad por frotación
O fricción:
+ Elroce de las nubes con el aire,
+ La fricción de un automóvil con el aire al des-
plazarsepor una carretera,
+ La ficción de una prenda de vestir de lana o
‘material sintéico con la piel.
+ La piel con la pantalla del televisor.
+ El caminar sobre una alfombra, etc.
Finalmente podemos decir que, aunque ésta es
la forma más antigua que se conoce para producir
electricidad, es muy dificil manejarla y dosifcart
la existe y se emplea industrialmente en casos.
particulares, pero producirla en grandes canida-
“des para consumo doméstico no es posible.
Por reacciones químicas
Es muy sencla la forma de producir electricidad
por acción química; como ya se dio en el tema de
| lectricidad dinámica, esto lo hacen las pls y las
baterias eléctricas. Su funcionamiento se basa en la
reacción quimica entre dos elementos diferentes. Si
se introducen dos placas meálcs electrodos me-
los como el cobre y el zinc en una solución dc-
‘da más agua, se puede comprobar la existencia de
| una fuerza electromotriz entre las dos placas, tal
“como se muestra en a figura 1.31. Este toma lo
| trataremos amplamente en una próxima lección.
PPP
cy
LES CÉPOPPPEPPPPPEPEPPPEE
Y
Figure 132. Produc de ner er po pes
Por presión o vibración
Ciertos crstles tenen propiedades piezoelécri
‘eas. dec,convirten a energía mecánica en ener:
a elécria al ser sometidos a presión o vibra-
«ción: estos somel cuarzo, la turmalina, el tan de
bariola sal de rochelle ete. A este fenómeno sele
llama piezoelectrcidad. Como ejemplo de este
Prinipio,podemos mencionar los tocadiscos anti.
uos que utilzan un pequeño cristal plezoeldetri-
o con una aguja metálica, la cual, al pasar sobre la
grabación del disco, presiona el cristal y genera
pequeñas señales de fuerza electromotrz. Con la
“ampliación necesaria estas señales pueden ha.
cer funcionar un parlante por medio del cual se
“escuchan los sonidos con un buen volumen. +
Orphée lencendedor rico para
la estufa de gas: cuando se acciona el pulsador, éste.
lee ra ren sobre supercede ria de
ar ls eearonesqu se encontraban en dc
pere atana a car opus dl aro creando
ra diferencia de cargas ene ambas aan genera
dol hsp Los rte proces nan mu
(has aplaiones ena indus registran nee de
ruidderactan cambios depresión et Figura 1.32
tay )
aaa ad
Por el calor y por la luz
Energía radante es el nombre que sele da ala enr
¡ha proporcionada por fuentes de calor o de luz
Muchas clases de insuumentos eléctricos y elec:
trios aprovechan ete fenómeno llamado efec-
to termoeléctrico para convertir variaciones de
temperatura en electricidad y con ello obtener
mediciones de calor de cierta precisión a través de
un termómetro elécrio, El componente que pro-
¡duce electricidad a partir de la energía calórica se
llama termopar y está formado por dos metales
“Aferente,por ejemplo, niquel y atôn:en él ener-
a del alor leva los electrones bres de un metal a
¡tros produciendo entre los dos una fuerza electro
motriz (FEM), Los termopares tienen varas apica-
cones en el hogar y en la industria, se usan en ter
mémetros, controles de temperatura en homos y
alarmas contra incendios, te. Figura 1.33
“También se puedo obtener electricidad de la
“luz 0 de la energía lumínica; ello se consigue con
una celda fotovoltaica, una colda fotoeléctrca ©
tuna batería soar como las ulizadas en los até
‘tes y naves espaciales para obtener energía eléc-
trica del sol Una celda fotovoliaca es un sándwich
de tres capas o materiales diferentes: una primera
‘apa delgada y transicida que deja deja pasar la
luz que es recibida por una capa sensible de sele-
io o siii, creándose de esta forma una fuerza
“electromotrz entre las dos capas exteriores Las
celdas fotovoltaicas también son utilizadas en es.
studios fotográficos, cámaras de video, television,
cámaras de fotografia automáticas, luminación en
vas pública ascensores, ete. Figura 1.34
Formas de producir grandes
cantidades de energía eléctrica
Por medios magnéticos
| Uno de ls efectos mas famlares y más usados de
la corriente eléctrica esa facultad que tiene de pro-
| ducir una fuerza invisible y poderosa que llamamos
_eectromagnetsmo. Esta fuerza magnética es la que
hace posible a operación de motores, generadores,
transformadores instrumentos de medidas elkeri-
as, equipos de comunicación. ete. Figura 1.35
e > herr:
Y
Figure 132. Produc de ner er po pes
Por presión o vibración
Ciertos crstles tenen propiedades piezoelécri
‘eas. dec,convirten a energía mecánica en ener:
a elécria al ser sometidos a presión o vibra-
«ción: estos somel cuarzo, la turmalina, el tan de
bariola sal de rochelle ete. A este fenómeno sele
llama piezoelectrcidad. Como ejemplo de este
Prinipio,podemos mencionar los tocadiscos anti.
uos que utilzan un pequeño cristal plezoeldetri-
o con una aguja metálica, la cual, al pasar sobre la
grabación del disco, presiona el cristal y genera
pequeñas señales de fuerza electromotrz. Con la
“ampliación necesaria estas señales pueden ha.
cer funcionar un parlante por medio del cual se
“escuchan los sonidos con un buen volumen. +
Orphée lencendedor rico para
la estufa de gas: cuando se acciona el pulsador, éste.
lee ra ren sobre supercede ria de
ar ls eearonesqu se encontraban en dc
pere atana a car opus dl aro creando
ra diferencia de cargas ene ambas aan genera
dol hsp Los rte proces nan mu
(has aplaiones ena indus registran nee de
ruidderactan cambios depresión et Figura 1.32
tay )
aaa ad
Por el calor y por la luz
Energía radante es el nombre que sele da ala enr
¡ha proporcionada por fuentes de calor o de luz
Muchas clases de insuumentos eléctricos y elec:
trios aprovechan ete fenómeno llamado efec-
to termoeléctrico para convertir variaciones de
temperatura en electricidad y con ello obtener
mediciones de calor de cierta precisión a través de
un termómetro elécrio, El componente que pro-
¡duce electricidad a partir de la energía calórica se
llama termopar y está formado por dos metales
“Aferente,por ejemplo, niquel y atôn:en él ener-
a del alor leva los electrones bres de un metal a
¡tros produciendo entre los dos una fuerza electro
motriz (FEM), Los termopares tienen varas apica-
cones en el hogar y en la industria, se usan en ter
mémetros, controles de temperatura en homos y
alarmas contra incendios, te. Figura 1.33
“También se puedo obtener electricidad de la
“luz 0 de la energía lumínica; ello se consigue con
una celda fotovoltaica, una colda fotoeléctrca ©
tuna batería soar como las ulizadas en los até
‘tes y naves espaciales para obtener energía eléc-
trica del sol Una celda fotovoliaca es un sándwich
de tres capas o materiales diferentes: una primera
‘apa delgada y transicida que deja deja pasar la
luz que es recibida por una capa sensible de sele-
io o siii, creándose de esta forma una fuerza
“electromotrz entre las dos capas exteriores Las
celdas fotovoltaicas también son utilizadas en es.
studios fotográficos, cámaras de video, television,
cámaras de fotografia automáticas, luminación en
vas pública ascensores, ete. Figura 1.34
Formas de producir grandes
cantidades de energía eléctrica
Por medios magnéticos
| Uno de ls efectos mas famlares y más usados de
la corriente eléctrica esa facultad que tiene de pro-
| ducir una fuerza invisible y poderosa que llamamos
_eectromagnetsmo. Esta fuerza magnética es la que
hace posible a operación de motores, generadores,
transformadores instrumentos de medidas elkeri-
as, equipos de comunicación. ete. Figura 1.35
e > herr:
| ra 1.36. Lacorriene alterna se produce gran esca-
aids
foi
Es bueno entonces desacar 1 important que es
laclectricidad producida mediante e magnecismo pues
st forma de org poses caracteristica muy esp,
los que a hacen la electricidad comercial
más araty segundo electricidad que prácucamen-
ve da orgen a La era por mag-
netismo se produce cuando un
dcir rato EZ say
a ey
Sno pr qu punta de sr o
fermes e nr e prima ein
Bono par cis no seno acom
u
Figure 1.35. Pducón deceo cr por magneto
BITE» cono cı se once
> encuentran en as llamadas centrale eléctrias.
| Una central eléctrica es esencialmente una instal
ción que emplea una fuente de energía primaria para
Figo 1.34, dc de rr co prefecto delo tz hacer girar hs pales © lbes de una urbina me-
| para tal efecto. Figura 1.38
¿con más profundidad en una próxima lección. Figu-
por intermedio de grandes generadores que se
“Centrales eléctricas
dame agua, vapor 0 gas ésas a su vez, hacen girar
“una gran bobina e el interior de un campo magne
“co, generando así electricidad. Éste es el principio
básico de funcionamiento dela mayoría de as cen-
traes eléuias que hay en el mundo: transformar.
energía mecánica en energía elécrica. No ocurre asi
en las instalaciones de tipo fotovoltaico (centrales
solares), que transforman la energía lumínica de la
radación solar en energía eléctrica. Los principales
pos de centraleselécrias son: las hidroelécricas,
la termoeléctricas las nucleares y las solares.
Centrales hidroeléctricas
Tienen por finalidad aprovechar, mediante un des.
nivel, a energía potencial contenida en la masa de
agua que transportan los ríos para convertirla en
energía eléctrica udlizando turbinas acopladas a un
generador Figura 1.37
Centrales termoeléctricas
Se denominan centrales termoeléctricas aquellas
que producen energía a partir de la combustión
de carbón, fuelolo gas en una caldera diseñada
2
À ae 1.26 Fa dien ama
aids
foi
Es bueno entonces desacar 1 important que es
laclectricidad producida mediante e magnecismo pues
st forma de org poses caracteristica muy esp,
los que a hacen la electricidad comercial
más araty segundo electricidad que prácucamen-
ve da orgen a La era por mag-
netismo se produce cuando un
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fermes e nr e prima ein
Bono par cis no seno acom
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Figure 1.35. Pducón deceo cr por magneto
BITE» cono cı se once
> encuentran en as llamadas centrale eléctrias.
| Una central eléctrica es esencialmente una instal
ción que emplea una fuente de energía primaria para
Figo 1.34, dc de rr co prefecto delo tz hacer girar hs pales © lbes de una urbina me-
| para tal efecto. Figura 1.38
¿con más profundidad en una próxima lección. Figu-
por intermedio de grandes generadores que se
“Centrales eléctricas
dame agua, vapor 0 gas ésas a su vez, hacen girar
“una gran bobina e el interior de un campo magne
“co, generando así electricidad. Éste es el principio
básico de funcionamiento dela mayoría de as cen-
traes eléuias que hay en el mundo: transformar.
energía mecánica en energía elécrica. No ocurre asi
en las instalaciones de tipo fotovoltaico (centrales
solares), que transforman la energía lumínica de la
radación solar en energía eléctrica. Los principales
pos de centraleselécrias son: las hidroelécricas,
la termoeléctricas las nucleares y las solares.
Centrales hidroeléctricas
Tienen por finalidad aprovechar, mediante un des.
nivel, a energía potencial contenida en la masa de
agua que transportan los ríos para convertirla en
energía eléctrica udlizando turbinas acopladas a un
generador Figura 1.37
Centrales termoeléctricas
Se denominan centrales termoeléctricas aquellas
que producen energía a partir de la combustión
de carbón, fuelolo gas en una caldera diseñada
2
À ae 1.26 Fa dien ama
Teoria 44444444444 ddd
nun » gear:
Care fac de een
nun » gear:
Care fac de een
arena.
Teoria 44444
Centrales nucleares 5) Encres ventajas que free a energía solar se
{Una central nuclear es una central termoeléctrica, suele citar su carácter gratuito y el ser inagotable:
es dec, ura instalación que aprovecha una fuente a escala humana. En la actualidad, la energ solar
de calor para comerür en vapor a at temperatura eri siendo aprovechada medante dos vs: tér
un líquido que circula por un conjumo de ductos, mica yla fotovoltaica. La primera transforma la
cho vapor acciona un grupo trbina-generador, eneria solar en calor. La segunda convierto
produciendo as energía écrin En la central nu directamente la energia solar en energía eléctrica
{ear a fuente de calor se consigue mediante la fe gracias al efecto fotovotalo; estos son los apro-
Sión de núcleos de uranio. Lafsión nucleares una vechados para la producción de a energía lé
reacción por a cual ciertos núcleos de elementos ca y se laman centrales termoelécicas de recep-
‘uimics pesado e dhiden en dos fragmentos por tr central Figura 1.40
<limpacto de un netrón.emiendo su ver anis
neutrons íeando enel proceso una gran anti Conan de una ampla superficie de halósaos,
tad de energía que se manifest en forma de calor. «deck grandes espejos sostenidos or sopores que
© reja la radiación solar y la concentran en un pun-
La reacción nuclear por fsónfue descubierta por to receptor Instalado en ua tore. Los espejos po-
‘O.Hahny FStassman en 1938 cuando detectaron a. seen mecanismos electrónicos que reciben órdenes
presencia de elementos de pequeña masa en una que hacen que semueran de modo queen todo mo-
"nuestra de uranio puro radadepor neutrons Los meno estén en posció de recibir con mayor imen-
neutrones que resultan emitidos enla reacción par sidad la radación solar y concentrara efcazmente
‘ison pueden provocar a su ver, y en determinadas — en el receptor central nsalado enla torre,
Gireunstancas, muevas ones de otros núcleos Se 2
ce entonces ques es produciendo una rección M Una de las mayores centrales termoeléctricas
cer en cadena, Por tatoo rectores nucleares solares po torre esla de Barsto en California
Son méquias que permiten car mantener con (EEUU) que posee 10 megavatios eléctricos de
‘wolar una reacción en cadena de fisión nuclear. potencia. Consta de 1.818 espejos de 39.3 metros.
À «cuadrados de superficie cada uno y el receptor lo-
Las centrales nucleares incorporan el más so- ado en una torre de 77 metros de aura
fsceado equipo de seguridad, hasta el punto de
queen els se invierte más de 1/ del capital total Our forma de producir energía lie en me-
de la planta Igualmente, el medio ambiente que norescala es land la fuerza del viento por medio
rodea la instalación es objeto constante de traba- se denomina una central eólica. Al gal
jos de vigilancia radiológica. Figura 1.39 queocure con otras muchas de ls amadas nuevas.
4 energías o energias alterna, eólica es una fuente de
Centrales solares “energía La energía ólc es producida por el movi.
Son dhersosossstemas de provctamieoslrque miento del ae y ha sido empleada desde hace mu-
(on cad san der co pr pen por ra,
Cantidad de energía que emite consantemente soll
quelegaa nuestro planeta en forma deradación El sol | La energía ólica puede ser ullzada con cierta,
viene à ser efectivamente una espace de gigancesco,ficacia en zonas determinadas donde las caracte-
reactor nuclear de fusión. La energía solar Neza a la risticas del iento cumplen una serie de condiio-
superficie de a era por dos vs dferentes:inciden: nes tales como continuidad, estabilidad, tc
dels objetos indo porel sl (dación de
recta),o como refejo de la radación solar Las máquinas que son movidas por la energía
por lire y el pobo(radación dia) Solo esaprove= eólica para producir energía eléctrica reciben el
habe primera de manera faz y en forma nombre de aerogeneradores o turbinas eólicas.
[2 2 Curs fel e electric
su» her:
Teoria 44444
Centrales nucleares 5) Encres ventajas que free a energía solar se
{Una central nuclear es una central termoeléctrica, suele citar su carácter gratuito y el ser inagotable:
es dec, ura instalación que aprovecha una fuente a escala humana. En la actualidad, la energ solar
de calor para comerür en vapor a at temperatura eri siendo aprovechada medante dos vs: tér
un líquido que circula por un conjumo de ductos, mica yla fotovoltaica. La primera transforma la
cho vapor acciona un grupo trbina-generador, eneria solar en calor. La segunda convierto
produciendo as energía écrin En la central nu directamente la energia solar en energía eléctrica
{ear a fuente de calor se consigue mediante la fe gracias al efecto fotovotalo; estos son los apro-
Sión de núcleos de uranio. Lafsión nucleares una vechados para la producción de a energía lé
reacción por a cual ciertos núcleos de elementos ca y se laman centrales termoelécicas de recep-
‘uimics pesado e dhiden en dos fragmentos por tr central Figura 1.40
<limpacto de un netrón.emiendo su ver anis
neutrons íeando enel proceso una gran anti Conan de una ampla superficie de halósaos,
tad de energía que se manifest en forma de calor. «deck grandes espejos sostenidos or sopores que
© reja la radiación solar y la concentran en un pun-
La reacción nuclear por fsónfue descubierta por to receptor Instalado en ua tore. Los espejos po-
‘O.Hahny FStassman en 1938 cuando detectaron a. seen mecanismos electrónicos que reciben órdenes
presencia de elementos de pequeña masa en una que hacen que semueran de modo queen todo mo-
"nuestra de uranio puro radadepor neutrons Los meno estén en posció de recibir con mayor imen-
neutrones que resultan emitidos enla reacción par sidad la radación solar y concentrara efcazmente
‘ison pueden provocar a su ver, y en determinadas — en el receptor central nsalado enla torre,
Gireunstancas, muevas ones de otros núcleos Se 2
ce entonces ques es produciendo una rección M Una de las mayores centrales termoeléctricas
cer en cadena, Por tatoo rectores nucleares solares po torre esla de Barsto en California
Son méquias que permiten car mantener con (EEUU) que posee 10 megavatios eléctricos de
‘wolar una reacción en cadena de fisión nuclear. potencia. Consta de 1.818 espejos de 39.3 metros.
À «cuadrados de superficie cada uno y el receptor lo-
Las centrales nucleares incorporan el más so- ado en una torre de 77 metros de aura
fsceado equipo de seguridad, hasta el punto de
queen els se invierte más de 1/ del capital total Our forma de producir energía lie en me-
de la planta Igualmente, el medio ambiente que norescala es land la fuerza del viento por medio
rodea la instalación es objeto constante de traba- se denomina una central eólica. Al gal
jos de vigilancia radiológica. Figura 1.39 queocure con otras muchas de ls amadas nuevas.
4 energías o energias alterna, eólica es una fuente de
Centrales solares “energía La energía ólc es producida por el movi.
Son dhersosossstemas de provctamieoslrque miento del ae y ha sido empleada desde hace mu-
(on cad san der co pr pen por ra,
Cantidad de energía que emite consantemente soll
quelegaa nuestro planeta en forma deradación El sol | La energía ólica puede ser ullzada con cierta,
viene à ser efectivamente una espace de gigancesco,ficacia en zonas determinadas donde las caracte-
reactor nuclear de fusión. La energía solar Neza a la risticas del iento cumplen una serie de condiio-
superficie de a era por dos vs dferentes:inciden: nes tales como continuidad, estabilidad, tc
dels objetos indo porel sl (dación de
recta),o como refejo de la radación solar Las máquinas que son movidas por la energía
por lire y el pobo(radación dia) Solo esaprove= eólica para producir energía eléctrica reciben el
habe primera de manera faz y en forma nombre de aerogeneradores o turbinas eólicas.
[2 2 Curs fel e electric
su» her:
Teoria «4444444444444444404 0040000004
mern op
mern op
Después de que el
hombre descubrió la
energía eléctrica y la forma de
producirla en grandes cantidades
quiso emplearla de manera
productiva, razón por la cual se
crearon los llamados circuitos
eléctricos. En esta lección nos
dedicaremos al estudio de los
circuitos y los elementos
que los conforman.
CITE » cono pode oe
hombre descubrió la
energía eléctrica y la forma de
producirla en grandes cantidades
quiso emplearla de manera
productiva, razón por la cual se
crearon los llamados circuitos
eléctricos. En esta lección nos
dedicaremos al estudio de los
circuitos y los elementos
que los conforman.
CITE » cono pode oe
LT US CRPPRPPEPPPEPPPPPPPPPPPPE)
1Qué es un cireuito eléctrico!
Es una combinación de componentes conecta
entre si de manera que proporcionen una o mi
"trayectorias cerradas que permitan la cirulac
de la corriente y el aprovechamiento de ésta par
la realización de un trabajo dti Si el camino no
«continuo, no hay circulación dela corriente. Di
trabajo puede implicar:
I
+ La conversión de la energía eléctrica en otras
formas de energia o viceversa.
+ La conversión de señales eléctricas de un po,
en señales eléctrica de otro po.
Todo circuito, por sencillo que parezca, pos
tros características importantes
+ Posce una fuente de voltaje sn ésta
+ Esóste una trayectoria cerrada, por la cual ir
ula la corriente desde un extremo dela fuen-
La trayectoria o camino por el cual
corriente, presenta cierta opos
Esto puede generar calor oli
«orriente,lo que equivale también a una pérdi-
da de energía que enla mayoría delos casos no
se dene en cuenta.
Los circuitos eléctricos y electrónicos, aunque
pueden estar conformados fisicamente por una
cantidad de componentes, lo cual los hace
ver muy complejos, están todos compuestos por
tres elementos básicos. Figura 2.1
» Lafuente
Nis:
voltaje
la fuerza necesaria para impulsar una
de electrones a través de los circuitos.
cha fuerza recibe el nombre de voltaj
El voltaje
Para que haya un Mujo de corriente a través de
un circuito es necesario aplicar una fuerza capaz
mover los electrones libres que se encuen-
cas en ells. En otras palabras, el voltaje nace en
la fuente, En la figura 2.2 se muestran los sim
bolos empleados para representa algunos tipos.
Can pode nés ence » CAT
1Qué es un cireuito eléctrico!
Es una combinación de componentes conecta
entre si de manera que proporcionen una o mi
"trayectorias cerradas que permitan la cirulac
de la corriente y el aprovechamiento de ésta par
la realización de un trabajo dti Si el camino no
«continuo, no hay circulación dela corriente. Di
trabajo puede implicar:
I
+ La conversión de la energía eléctrica en otras
formas de energia o viceversa.
+ La conversión de señales eléctricas de un po,
en señales eléctrica de otro po.
Todo circuito, por sencillo que parezca, pos
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+ Posce una fuente de voltaje sn ésta
+ Esóste una trayectoria cerrada, por la cual ir
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La trayectoria o camino por el cual
corriente, presenta cierta opos
Esto puede generar calor oli
«orriente,lo que equivale también a una pérdi-
da de energía que enla mayoría delos casos no
se dene en cuenta.
Los circuitos eléctricos y electrónicos, aunque
pueden estar conformados fisicamente por una
cantidad de componentes, lo cual los hace
ver muy complejos, están todos compuestos por
tres elementos básicos. Figura 2.1
» Lafuente
Nis:
voltaje
la fuerza necesaria para impulsar una
de electrones a través de los circuitos.
cha fuerza recibe el nombre de voltaj
El voltaje
Para que haya un Mujo de corriente a través de
un circuito es necesario aplicar una fuerza capaz
mover los electrones libres que se encuen-
cas en ells. En otras palabras, el voltaje nace en
la fuente, En la figura 2.2 se muestran los sim
bolos empleados para representa algunos tipos.
Can pode nés ence » CAT
Figur 22. Sb de fetes de va comunes
de fuentes comunes, Los voltajes en un circulo.
se designan en varias formas dependiendo de su
naturaleza, así:
+ El voltaje entre los terminales dela fuente de
almentación.se denomina fuerza electromo-
‘riz (FEM)
+ El vole entre los terminales de una carga. es
llamado caída de voltaje.
+ El voltaje entre dos puntos cualesquiera de un
reuto,seIhma diferencia de potencial.
El voltaje fuerza aplicada alos circuitos puede
ser básicamente de dos formas:
+ Silos elecrones se mpalan sempre en a misma
eccn es deck: que la fuente conserva siempre
la misma polaridad. el volo es continuo (VCC).
+ Si por el contrario. les electrones se impulsan
primero en una dirección y luego en a otra
alternando continuamente a dirección de la
fuerzas decir cambiando alternativamente de
polaridad. el voltaje es alterno (VCA).
Tanto la corriente como los componentes que
conforman ls circulos reaccionan de manera di
ference ante las dos formas de voltaje eto lo es
tudaremos en una próxima lección.
Unidad de medida
La unidad empleada para medir el trabajo
realizado por la fuente al mover ls lectro-
‘nes recbe el nombre de voltio (V).Elnú-
‘mero de votos representa la cantidad de
fuerza aplicada a un creito:a mayor volta-
Je-mayor será la fuerza aplicada al circuito y
por lo tano habrá mayor corriente. Sin
LITE» can foi cris vos
‘embargo en elecrcidad y electrónica se manejan
volajes mayores y menores que el volo, por lo
cuales necesario disponer además de la unidad fun.
‘damental, de otras unidados secundarias de medida
¡denominadas múluplos y submükiplos.
Los müliplos son unidades mayores que la uni
‘dad fundamental, y contienen a ésta varas ve
+ Los submólipls, por el contrario, son unida-
des de medida más pequeñas que la unidad fun:
‘damental y se encuentran contenidos en ésta
En a Tabla 2.1 se muestra un resumen delos
múltiplos y submültiplos del volo.
Conversión de unidades.
Para hacer los cálculos necesarios para la aplica
ción de fórmulas matemútics en electricidad y elec»
trónica.mecesiremos con frecuencia convert una
unidad dada en otra más grande o más pequeña.
Para converti pequeñas unidades en grandes y i
eversa, se siguen las siguientes reglas prácticas:
+ Para convertr de voltios milivoltios se mul
tipliea por mil (1.000) el número de vokios da
805,16 que equivale a correr el punto decimal
‘tres lugares ala derecha en la cantidad de vol-
os. Ejemplos:
¡Convierta 0,532 voltios en milvoltios.
Muluiplcamos por 1.000 los votos dados:
Es deci, 0,532 voos equivalen a 532 mV.
Preryo
E ES
NES
aS
Tabla Milos y submis del io
N
de fuentes comunes, Los voltajes en un circulo.
se designan en varias formas dependiendo de su
naturaleza, así:
+ El voltaje entre los terminales dela fuente de
almentación.se denomina fuerza electromo-
‘riz (FEM)
+ El vole entre los terminales de una carga. es
llamado caída de voltaje.
+ El voltaje entre dos puntos cualesquiera de un
reuto,seIhma diferencia de potencial.
El voltaje fuerza aplicada alos circuitos puede
ser básicamente de dos formas:
+ Silos elecrones se mpalan sempre en a misma
eccn es deck: que la fuente conserva siempre
la misma polaridad. el volo es continuo (VCC).
+ Si por el contrario. les electrones se impulsan
primero en una dirección y luego en a otra
alternando continuamente a dirección de la
fuerzas decir cambiando alternativamente de
polaridad. el voltaje es alterno (VCA).
Tanto la corriente como los componentes que
conforman ls circulos reaccionan de manera di
ference ante las dos formas de voltaje eto lo es
tudaremos en una próxima lección.
Unidad de medida
La unidad empleada para medir el trabajo
realizado por la fuente al mover ls lectro-
‘nes recbe el nombre de voltio (V).Elnú-
‘mero de votos representa la cantidad de
fuerza aplicada a un creito:a mayor volta-
Je-mayor será la fuerza aplicada al circuito y
por lo tano habrá mayor corriente. Sin
LITE» can foi cris vos
‘embargo en elecrcidad y electrónica se manejan
volajes mayores y menores que el volo, por lo
cuales necesario disponer además de la unidad fun.
‘damental, de otras unidados secundarias de medida
¡denominadas múluplos y submükiplos.
Los müliplos son unidades mayores que la uni
‘dad fundamental, y contienen a ésta varas ve
+ Los submólipls, por el contrario, son unida-
des de medida más pequeñas que la unidad fun:
‘damental y se encuentran contenidos en ésta
En a Tabla 2.1 se muestra un resumen delos
múltiplos y submültiplos del volo.
Conversión de unidades.
Para hacer los cálculos necesarios para la aplica
ción de fórmulas matemútics en electricidad y elec»
trónica.mecesiremos con frecuencia convert una
unidad dada en otra más grande o más pequeña.
Para converti pequeñas unidades en grandes y i
eversa, se siguen las siguientes reglas prácticas:
+ Para convertr de voltios milivoltios se mul
tipliea por mil (1.000) el número de vokios da
805,16 que equivale a correr el punto decimal
‘tres lugares ala derecha en la cantidad de vol-
os. Ejemplos:
¡Convierta 0,532 voltios en milvoltios.
Muluiplcamos por 1.000 los votos dados:
Es deci, 0,532 voos equivalen a 532 mV.
Preryo
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NES
aS
Tabla Milos y submis del io
N
Teoria 444444
+ Para convertir milivoltios en voltios se divi
de el número de milvokios dados entre mil
(1.000) Esto equivale a correr el punto decimal
‘res lugares la izquierda en la cantidad de mi
livoltios. Ejemplos:
¡Convierta 12 miivoios en vois.
Dividimos entre 1.000 fos mivokios dados:
Es decir, 12 milvoltios equivalen a 0,12 voltios.
¿Con qué se mide?
El voltaje o fuera electromotriz puede ser medi-
do; para ello se emplea un instrumento llamado.
voltimetro. ste debe conectarse en paralelo con
dl elemento en el cual desea hacerse la medición,
tal como se muestra en a figura 2.3. Antes de
usar este instrumento es necesario tener en cuen-
ta la polaridad y seleccionar un rango o escala su-
perior al voltaje máximo que se desea medir Su
manejo se trata con mayor profundidad en la sec.
ción de electrónica práctica
Ets b
Figure 23. Medición del rote
pm
Figure 24, Snip des coros comes
La carga o receptor de energia
sa convert la energ dels elecrones en movi
ment en señales eléctricas u ovas formas de ener
En la figura 2.4 e muestran ls simbolos em.
s para represenar algunos pos de carga co-
‘runes como una resstenca, una para, motor
un parle Ehecho de que un materi por eli
st ereulando corene se calene, demuestra que
vole lado efect un vabjopara mover ele.
‘wones contra ru oposcén Esta oposición paso
delacorriente.se denomina resistencia. Dicho con-
capo se esudará más ade.
Los conductores
Éstos proporcionan un amino fácil o de baja resis
encia paral reulacion del corinte hacia y desde
la carga este grupo pertenecen odos los mate-
Files en los cuales la coriente eléctrica pasa con
suma fcidad.como son los metales el agua.entre
La habiidad de un material para conducir
| depende dela abundancia de electrones libres que
Ray en él Se representan mediante líneas rectas,
debido a que el grado de oposición que éstos pre-
seman al pao dela coriente es an pequeño aprox
madamence cere), que puede despreciar.
Por el contrario, existe otro tipo de materiales
que ofrecen mucha oposicén al paso dela corriente
y por tano, se les ut para bloquear 6 air el
paso de alas Se llaman también malos conductores
© aitate, debido a que poseen muy pocos elecro-
nes libres en sus átomos, por est el paso dela co-
rien es an pequeño quese considera equivalente
“a cero, El vii, la cerámica, los plásicos y las ras
sincticas en general, son sustancia aitadoras.
cae fact de cris vice » DEE:
+ Para convertir milivoltios en voltios se divi
de el número de milvokios dados entre mil
(1.000) Esto equivale a correr el punto decimal
‘res lugares la izquierda en la cantidad de mi
livoltios. Ejemplos:
¡Convierta 12 miivoios en vois.
Dividimos entre 1.000 fos mivokios dados:
Es decir, 12 milvoltios equivalen a 0,12 voltios.
¿Con qué se mide?
El voltaje o fuera electromotriz puede ser medi-
do; para ello se emplea un instrumento llamado.
voltimetro. ste debe conectarse en paralelo con
dl elemento en el cual desea hacerse la medición,
tal como se muestra en a figura 2.3. Antes de
usar este instrumento es necesario tener en cuen-
ta la polaridad y seleccionar un rango o escala su-
perior al voltaje máximo que se desea medir Su
manejo se trata con mayor profundidad en la sec.
ción de electrónica práctica
Ets b
Figure 23. Medición del rote
pm
Figure 24, Snip des coros comes
La carga o receptor de energia
sa convert la energ dels elecrones en movi
ment en señales eléctricas u ovas formas de ener
En la figura 2.4 e muestran ls simbolos em.
s para represenar algunos pos de carga co-
‘runes como una resstenca, una para, motor
un parle Ehecho de que un materi por eli
st ereulando corene se calene, demuestra que
vole lado efect un vabjopara mover ele.
‘wones contra ru oposcén Esta oposición paso
delacorriente.se denomina resistencia. Dicho con-
capo se esudará más ade.
Los conductores
Éstos proporcionan un amino fácil o de baja resis
encia paral reulacion del corinte hacia y desde
la carga este grupo pertenecen odos los mate-
Files en los cuales la coriente eléctrica pasa con
suma fcidad.como son los metales el agua.entre
La habiidad de un material para conducir
| depende dela abundancia de electrones libres que
Ray en él Se representan mediante líneas rectas,
debido a que el grado de oposición que éstos pre-
seman al pao dela coriente es an pequeño aprox
madamence cere), que puede despreciar.
Por el contrario, existe otro tipo de materiales
que ofrecen mucha oposicén al paso dela corriente
y por tano, se les ut para bloquear 6 air el
paso de alas Se llaman también malos conductores
© aitate, debido a que poseen muy pocos elecro-
nes libres en sus átomos, por est el paso dela co-
rien es an pequeño quese considera equivalente
“a cero, El vii, la cerámica, los plásicos y las ras
sincticas en general, son sustancia aitadoras.
cae fact de cris vice » DEE:
Conductores más usados
Enta lección No. I aprendimos que los mejores con
ductores son aquellos que en la órbita de valen
poseen menos de cuatro (4) electrones: en conc
sión podemos afirmar que el cobre,el oral plat
«el aluminio son los metales mejores conductores El
erro.aunque es un metal, no es tan buen cond
como ls anteriores debido a que poses dos elec
‘ones de valencia lo que lo hace más estable.
¿Con qué se prueban
La prue de os conductores se such ena sec
ea Pero aqu mos
hacerlo queno
re de ningun conocimiento previo sobr el
[ode equipos Conte en conecar el
on una play una impar como sm
figura 25. impara se enciende
marque ol conductor e ann
a contrario pie que noo exh.
Los conductores pueden probarse también
‘mediante el óhmetro, empleado para medir re-
sistencias, o mediante un probador de contin
dad. Como ya lo habiamos mencionado, la resi
tencia delos conductores es cai cero,por lo tato,
éste debe marcar una lectura muy bi
cero:lo contrario, si marea una lectura
Figure 25. Prd de conductores
ITE» coo ac ce cn
“Conductor bajo prueba
Figure 2.4 Pedo cn meso
esto nos indicará que el conductor se encuentra
roto o abierto, Para emplear el öhmetro no debe
«ircular corriente por el elemento en el cual se
desea hacerla medición.Para mayor información
acerca de la prueba de conductores, consulte en
la sección de electrónica práctica.
Resistencia
Todos los materiales conductores o aisladores ofr
cen cierta oposición al paso de a coriente, prope
dad que se lama resistencia. La cidad de movi
miento de los electrones en un material depende del
Enta lección No. I aprendimos que los mejores con
ductores son aquellos que en la órbita de valen
poseen menos de cuatro (4) electrones: en conc
sión podemos afirmar que el cobre,el oral plat
«el aluminio son los metales mejores conductores El
erro.aunque es un metal, no es tan buen cond
como ls anteriores debido a que poses dos elec
‘ones de valencia lo que lo hace más estable.
¿Con qué se prueban
La prue de os conductores se such ena sec
ea Pero aqu mos
hacerlo queno
re de ningun conocimiento previo sobr el
[ode equipos Conte en conecar el
on una play una impar como sm
figura 25. impara se enciende
marque ol conductor e ann
a contrario pie que noo exh.
Los conductores pueden probarse también
‘mediante el óhmetro, empleado para medir re-
sistencias, o mediante un probador de contin
dad. Como ya lo habiamos mencionado, la resi
tencia delos conductores es cai cero,por lo tato,
éste debe marcar una lectura muy bi
cero:lo contrario, si marea una lectura
Figure 25. Prd de conductores
ITE» coo ac ce cn
“Conductor bajo prueba
Figure 2.4 Pedo cn meso
esto nos indicará que el conductor se encuentra
roto o abierto, Para emplear el öhmetro no debe
«ircular corriente por el elemento en el cual se
desea hacerla medición.Para mayor información
acerca de la prueba de conductores, consulte en
la sección de electrónica práctica.
Resistencia
Todos los materiales conductores o aisladores ofr
cen cierta oposición al paso de a coriente, prope
dad que se lama resistencia. La cidad de movi
miento de los electrones en un material depende del
Teoria «444444444444
E
N ETE
as
en
Conversión de unidades.
Para convertir una unidad de medida en otra se si-
gue el mismo procedimiento que con el voltaje, as
+ Para convertir ohmios en kilohmios se divi
de entre mil (1.000) el número de ohmios da-
dos. lo que es equialente a correr el punto
decimal tres lugares ala izquierda en la cant-
dad de ohmios. Ejemplos
«convierta 4700 ohmios en kilohmios.
Dividimos entre 1.000 los ohmios dados:
Es decin 4700 Q equivalen a 47 KO
Para convertir Kilohmios en ohmios.se mul.
tipia el número de kilohmios dados por mil
(1000) eto equivale à correr el punto decimal
tres lugares ala derecha en la cantidad de ki
ohmios dados. Ejemplo: convierta 220 ki
ohmios en ohmios. Para hacerlo mulipl
‘amos por 1.000 los kilohmios dados:
Es decir, 220 KR equivalen a 220.000 0.
+ Para convertir ohmios en megohmios.se di
vide entre un mill (1.000.000) el número de
¡ohmios dados,lo que es equivalente a correr el
Punto decimal seis lugares la izquierda en la
cantidad de ohmios. Ejemplo: convierta
1.000.000 ohmios en megohmios. Para hacerlo
dividimos entre 1.000.000 los ohmios dados:
Es decir 1.000.000 £2 equivalen a I MO.
+ Para convertir megohmios en ohmios, se
* multiplica el número de ohmios dados por un
min (1000.00). esto equivale correr el pun-
Ko decimal seis lugares ala derecha en la cant-
dad de megohmios dados. Ejemplo: convierta.
22 megohmios en ohmios. Para hacerlo, mul
plicamos por 1.000.000 los ohmios dados:
Es decir 22 MO equivalen a 2200.000 0.
En la tabla 2.3 se recuerda, on forma senci-
lial forma de convertir una unidad de medida
mo enormes
Khor ancho
renos en megstnos
sh en oe
able 2.3. eme comen de does
su» dic
|
ars fot de electric
E
N ETE
as
en
Conversión de unidades.
Para convertir una unidad de medida en otra se si-
gue el mismo procedimiento que con el voltaje, as
+ Para convertir ohmios en kilohmios se divi
de entre mil (1.000) el número de ohmios da-
dos. lo que es equialente a correr el punto
decimal tres lugares ala izquierda en la cant-
dad de ohmios. Ejemplos
«convierta 4700 ohmios en kilohmios.
Dividimos entre 1.000 los ohmios dados:
Es decin 4700 Q equivalen a 47 KO
Para convertir Kilohmios en ohmios.se mul.
tipia el número de kilohmios dados por mil
(1000) eto equivale à correr el punto decimal
tres lugares ala derecha en la cantidad de ki
ohmios dados. Ejemplo: convierta 220 ki
ohmios en ohmios. Para hacerlo mulipl
‘amos por 1.000 los kilohmios dados:
Es decir, 220 KR equivalen a 220.000 0.
+ Para convertir ohmios en megohmios.se di
vide entre un mill (1.000.000) el número de
¡ohmios dados,lo que es equivalente a correr el
Punto decimal seis lugares la izquierda en la
cantidad de ohmios. Ejemplo: convierta
1.000.000 ohmios en megohmios. Para hacerlo
dividimos entre 1.000.000 los ohmios dados:
Es decir 1.000.000 £2 equivalen a I MO.
+ Para convertir megohmios en ohmios, se
* multiplica el número de ohmios dados por un
min (1000.00). esto equivale correr el pun-
Ko decimal seis lugares ala derecha en la cant-
dad de megohmios dados. Ejemplo: convierta.
22 megohmios en ohmios. Para hacerlo, mul
plicamos por 1.000.000 los ohmios dados:
Es decir 22 MO equivalen a 2200.000 0.
En la tabla 2.3 se recuerda, on forma senci-
lial forma de convertir una unidad de medida
mo enormes
Khor ancho
renos en megstnos
sh en oe
able 2.3. eme comen de does
su» dic
|
ars fot de electric
¿Con qué se miden? 5
En fa präctic las resistencias son medidas con un =
instrumento llamado ohmetr, el cual debe ser
conectado con a resistencia que se quiere medir
sin importar ls polaridad al como se observa en
la figura 2.8
Nunes debemos media rete enn =
cata por eal ert credo corn Lafond mí
ma core de manga el meros tats con
deta nl sección de electronica prác, 3 cite
Circuito abierto (open circuit) Figure 23. Cos de un create er
‘Como lo hemos venido mencionando, para
haya flujo de corriente en el circuito es indis-
pensable que exista una trayectoria continua,
5 decir, un camino cerrado. Cuando cualquier
parte de la trayectoria se abre, decimos que el
circuito se encuentra abierto puesto que no hay
continuidad en la trayectoria de conducción y
por consiguiente el lujo de electrones se de-
tiene. La resistencia de un circuito abierto es Un cto abierto puede producirse por una co-
infinicamente alta ex sucka, porque la resistencia de carp est que-
‘mada, por uniones mal hechas, por contactos ojos ©
roturas en el conductor se están usando dsposkvos
de protectin, posblemente eos estén quemados AL.
gunos de estos casos se obseran en a figura 2.9.Di-
has fala se dececan genoralmento a simple vita Ade-
más ada vez que abrimos un interruptor estamos pro.
ciendo un reutoabierto E figura 2.10se muestra
la manera como se representa un circulo abierto.
"Cortocircuito (short circuit)
Ya vimos como un culto abierto impide el fujo de
corriente. Estudiemosahora elcaso contrarios cor
| tocircutos En este caso existe una trayectoria cera-
| da entre los terminales de a fuente pero la ressten-
"cia de esta trayectoria es prácucamente igual a cero,
| fo cual hará circular un fljo de corriente mayor al
normal En la figura 2.11 se muestra la forma de
> represenar esa siunción. Generalmente el corto-
| cicuito se produce por una derivación través de la
resistencia decarga.es dei por instalar un alambre
eme os dos bordes del receptor ado se tocan
| dos conductores desnudos, o cuando se conectan
> diectamentelos terminales dela fuente. Figura 2.12
cu)
‘igure 210 Representación de rut ber
2
En fa präctic las resistencias son medidas con un =
instrumento llamado ohmetr, el cual debe ser
conectado con a resistencia que se quiere medir
sin importar ls polaridad al como se observa en
la figura 2.8
Nunes debemos media rete enn =
cata por eal ert credo corn Lafond mí
ma core de manga el meros tats con
deta nl sección de electronica prác, 3 cite
Circuito abierto (open circuit) Figure 23. Cos de un create er
‘Como lo hemos venido mencionando, para
haya flujo de corriente en el circuito es indis-
pensable que exista una trayectoria continua,
5 decir, un camino cerrado. Cuando cualquier
parte de la trayectoria se abre, decimos que el
circuito se encuentra abierto puesto que no hay
continuidad en la trayectoria de conducción y
por consiguiente el lujo de electrones se de-
tiene. La resistencia de un circuito abierto es Un cto abierto puede producirse por una co-
infinicamente alta ex sucka, porque la resistencia de carp est que-
‘mada, por uniones mal hechas, por contactos ojos ©
roturas en el conductor se están usando dsposkvos
de protectin, posblemente eos estén quemados AL.
gunos de estos casos se obseran en a figura 2.9.Di-
has fala se dececan genoralmento a simple vita Ade-
más ada vez que abrimos un interruptor estamos pro.
ciendo un reutoabierto E figura 2.10se muestra
la manera como se representa un circulo abierto.
"Cortocircuito (short circuit)
Ya vimos como un culto abierto impide el fujo de
corriente. Estudiemosahora elcaso contrarios cor
| tocircutos En este caso existe una trayectoria cera-
| da entre los terminales de a fuente pero la ressten-
"cia de esta trayectoria es prácucamente igual a cero,
| fo cual hará circular un fljo de corriente mayor al
normal En la figura 2.11 se muestra la forma de
> represenar esa siunción. Generalmente el corto-
| cicuito se produce por una derivación través de la
resistencia decarga.es dei por instalar un alambre
eme os dos bordes del receptor ado se tocan
| dos conductores desnudos, o cuando se conectan
> diectamentelos terminales dela fuente. Figura 2.12
cu)
‘igure 210 Representación de rut ber
2
Teoría 44444
aaa dada
Lor serials deta
in conectados | gar 2.14. rec cone coca
$y e muy grande, pero ninguna através de
> } dee. En este caso decimos que la lámpara está
eh cortocircuito, ét no sure ningún daño, pero los
à. conductores pueden calentarse hasta quemarse Para
4 evkar esto se pueden usar unos dispositivos que pro-
tejanal circuit conta el jo excesivo de corriente,
amados fusibles, los cuales se estudian detallada.
commer eee eet einer
Ru = - vs
Spa able — Queda entonces caro que para que haya cu
Me. amos die ol pinto
Dni catas coros a
ewe 2.12: ts cms de coca PP ajo de corrients. Figura 2:15
¿Qué puede suceder si se ser
¿Qué pede a a À ha corquii mécthes
Al aumentar corren en forma excesha,e pres.
uc en lr un ceramide ls cond Samos den tM ani Des e à
o os stos son necesariamanr milones de los para producir una
ica ann 13.05. eomiente que sex apreciable. Como dichos números
N re AAT con pe,
ata ee here Cou i abras. Por ello se ha creado una unidad más práctica
coince la nar oc q a Vu epale 628 lore
ol de millones de millones (628x10'*). El culombio re-
4 À present el número de electrones que se hayan en
(5) reposo o en movimiento a través de un conductor.
Lo 5
Figure 2.13 Coco ra Figure 2.15 Grau conato
fre 1 Care fen de ea
aaa dada
Lor serials deta
in conectados | gar 2.14. rec cone coca
$y e muy grande, pero ninguna através de
> } dee. En este caso decimos que la lámpara está
eh cortocircuito, ét no sure ningún daño, pero los
à. conductores pueden calentarse hasta quemarse Para
4 evkar esto se pueden usar unos dispositivos que pro-
tejanal circuit conta el jo excesivo de corriente,
amados fusibles, los cuales se estudian detallada.
commer eee eet einer
Ru = - vs
Spa able — Queda entonces caro que para que haya cu
Me. amos die ol pinto
Dni catas coros a
ewe 2.12: ts cms de coca PP ajo de corrients. Figura 2:15
¿Qué puede suceder si se ser
¿Qué pede a a À ha corquii mécthes
Al aumentar corren en forma excesha,e pres.
uc en lr un ceramide ls cond Samos den tM ani Des e à
o os stos son necesariamanr milones de los para producir una
ica ann 13.05. eomiente que sex apreciable. Como dichos números
N re AAT con pe,
ata ee here Cou i abras. Por ello se ha creado una unidad más práctica
coince la nar oc q a Vu epale 628 lore
ol de millones de millones (628x10'*). El culombio re-
4 À present el número de electrones que se hayan en
(5) reposo o en movimiento a través de un conductor.
Lo 5
Figure 2.13 Coco ra Figure 2.15 Grau conato
fre 1 Care fen de ea
Intensidad de la corriente
Es la cantidad de electrones que pasan o circu-
lan por un conductor en una determinada uni-
dad de tiempo. Se representa con una flecha, se.
nombra con la letra ¡61 y se mide en amperios.
(A). Para media debemos ubicarnos en un pun-
to del conductor y establecer la cantidad de
electrones que pasan por éste en un segundo.
¡Como el número de electrones (caga eléetr-
<a) se mide en culombios,un amperio representa
el paso de un culombio en un segundo a través
e un circuits decir el movimiento de 628:10"
electrones en un segundo, Esta unidad de medida
se ha llamado amperio en honor de André MAm-
pere (1775 - 1836), cientifico francés que contr-
buy6 en forma importante con sus investgacio-
es al conocimiento de los fenómenos eléctricos
y magnéticos.
Es importante notar que la corriente siem-
pre partirá del polo negativo dela batería, ircu-
lard através de todo el circuito externo y volve-
rá a entrar a la fuente por el polo positivo. A
esta corriente se le lama corriente electrónica,
porque los electrones libres siempre se mueven
del polo negativo al positivo, Antes de que na-
era la teoría electrónica” se creía que la co-
Friente circulaba del polo postivo al negativo, lo
cual realmente es erróneo pero se ha aceptado
por convención y en muchos circuitos encon-
trará el lamado “sentido convencional dela co-
rriente”. En el desarrollo del curso manejare-
‘mos el sentido convencional para represen-
var la corriente eléctrica. Figura 2.16.
2. Semidocomencemal bo Come crèmes
A (denen posto)
Figure 2.16 Oren de cone
os en mips Pereda
lp en amperios RE
Ampere en mersamperos| ‘Acerca
Mireumpenrenamperen| Alora
“Table 2.4 Remo ea come para wid de
¡Conversión de unidades
La unidad fundamental de la corriente y la más
“empleada en elecriidad es el amperio (A). Sin
“embargo, en los circuitos electrónicos se mane-
Jan normalmente corrientes menores a un am-
perio en cuyo caso se emplea otra unidad llama.
da miliamperio (mA) la cual es equivalente a
la milésima parte de un amperio, e decir un am-
perio dividido en 1.000 partes. Para corrientes
mucho más pequeñas se emplea el microam-
perio (LA) que equivale ala millonésima parte
de un amperio, es decir un amperio dividido en
un mill de partes.
Para convertir unidades pequeñas de corriente
a grandes y viceversa. se siguen los mismos pasos
que para el voltaje y a resistencia. En la Tabla 2.4
se recuerda,en forma sencilla forma de conver-
ir una unidad de medida en otra.
Como se mide la corriente
La intensidad de la corriente através de un cir
vito se mide con un instrumento llamado am-
perímetro. Para conectar éste, o primero que
debemos tener en cuenta es que el amperime
tro SIEMPRE se conecta en serie con la línea
que suministra corriente al circuito, tal como.
se muestra en la figura 2.17; de esta manera
obligamos ala corriente a circular a través del
amperimetro y nos aseguraremos de que la
medida sea la correcta.
La teoria y el manejo del amperimetro se estu-
día detalladamente en la sección de Electrónica
Práctica
oy
Es la cantidad de electrones que pasan o circu-
lan por un conductor en una determinada uni-
dad de tiempo. Se representa con una flecha, se.
nombra con la letra ¡61 y se mide en amperios.
(A). Para media debemos ubicarnos en un pun-
to del conductor y establecer la cantidad de
electrones que pasan por éste en un segundo.
¡Como el número de electrones (caga eléetr-
<a) se mide en culombios,un amperio representa
el paso de un culombio en un segundo a través
e un circuits decir el movimiento de 628:10"
electrones en un segundo, Esta unidad de medida
se ha llamado amperio en honor de André MAm-
pere (1775 - 1836), cientifico francés que contr-
buy6 en forma importante con sus investgacio-
es al conocimiento de los fenómenos eléctricos
y magnéticos.
Es importante notar que la corriente siem-
pre partirá del polo negativo dela batería, ircu-
lard através de todo el circuito externo y volve-
rá a entrar a la fuente por el polo positivo. A
esta corriente se le lama corriente electrónica,
porque los electrones libres siempre se mueven
del polo negativo al positivo, Antes de que na-
era la teoría electrónica” se creía que la co-
Friente circulaba del polo postivo al negativo, lo
cual realmente es erróneo pero se ha aceptado
por convención y en muchos circuitos encon-
trará el lamado “sentido convencional dela co-
rriente”. En el desarrollo del curso manejare-
‘mos el sentido convencional para represen-
var la corriente eléctrica. Figura 2.16.
2. Semidocomencemal bo Come crèmes
A (denen posto)
Figure 2.16 Oren de cone
os en mips Pereda
lp en amperios RE
Ampere en mersamperos| ‘Acerca
Mireumpenrenamperen| Alora
“Table 2.4 Remo ea come para wid de
¡Conversión de unidades
La unidad fundamental de la corriente y la más
“empleada en elecriidad es el amperio (A). Sin
“embargo, en los circuitos electrónicos se mane-
Jan normalmente corrientes menores a un am-
perio en cuyo caso se emplea otra unidad llama.
da miliamperio (mA) la cual es equivalente a
la milésima parte de un amperio, e decir un am-
perio dividido en 1.000 partes. Para corrientes
mucho más pequeñas se emplea el microam-
perio (LA) que equivale ala millonésima parte
de un amperio, es decir un amperio dividido en
un mill de partes.
Para convertir unidades pequeñas de corriente
a grandes y viceversa. se siguen los mismos pasos
que para el voltaje y a resistencia. En la Tabla 2.4
se recuerda,en forma sencilla forma de conver-
ir una unidad de medida en otra.
Como se mide la corriente
La intensidad de la corriente através de un cir
vito se mide con un instrumento llamado am-
perímetro. Para conectar éste, o primero que
debemos tener en cuenta es que el amperime
tro SIEMPRE se conecta en serie con la línea
que suministra corriente al circuito, tal como.
se muestra en la figura 2.17; de esta manera
obligamos ala corriente a circular a través del
amperimetro y nos aseguraremos de que la
medida sea la correcta.
La teoria y el manejo del amperimetro se estu-
día detalladamente en la sección de Electrónica
Práctica
oy
Teoría «44444444444044«
Figure 2.17 Men del comente conectando
empeine n sere cn core
Figur 218. Culo ecc simple Es una
oye cero que ec ee ¥en cl e
rd un comet () mod par un reiten
(ME ere proprcona o meso or empleo
‘rrp del ater omo fete de eae
Una vez conocidos cada uno de los elemen-
tos que conforman el circuito eléctrico, anal.
cemos su funcionamiento mediante el siguien-
te ejemplo. Figura 2.18
El circuito, en este caso formado por los con-
ductores,es el medio por el cual circula la co-
Friente que lleva la energía de la fuente de vol-
taje al flamenco de la bombilla, donde se em.
plea para hacer un trabajo uti, en este caso ge-
en
ERPPPPFFEPFFEE,
nerar luz y calor La resistencia de dicho fila:
mento determina la cantidad de corriente que
la fuente proporcionará al circuito,
Con e fin de tener una mayor claridad acer.
ca de los conceptos anteriormente vistos, y
de esta forma evitar que en el futuro se nos
dificulte comprender los nuevos elementos
que se le irán agregando al circuito básico,
haremos un sencilo experimento.
fe de conc voce » SORE,
Figure 2.17 Men del comente conectando
empeine n sere cn core
Figur 218. Culo ecc simple Es una
oye cero que ec ee ¥en cl e
rd un comet () mod par un reiten
(ME ere proprcona o meso or empleo
‘rrp del ater omo fete de eae
Una vez conocidos cada uno de los elemen-
tos que conforman el circuito eléctrico, anal.
cemos su funcionamiento mediante el siguien-
te ejemplo. Figura 2.18
El circuito, en este caso formado por los con-
ductores,es el medio por el cual circula la co-
Friente que lleva la energía de la fuente de vol-
taje al flamenco de la bombilla, donde se em.
plea para hacer un trabajo uti, en este caso ge-
en
ERPPPPFFEPFFEE,
nerar luz y calor La resistencia de dicho fila:
mento determina la cantidad de corriente que
la fuente proporcionará al circuito,
Con e fin de tener una mayor claridad acer.
ca de los conceptos anteriormente vistos, y
de esta forma evitar que en el futuro se nos
dificulte comprender los nuevos elementos
que se le irán agregando al circuito básico,
haremos un sencilo experimento.
fe de conc voce » SORE,
Experimento N° 2. Circuito eléctrico simple
Parte |
El propósito de este experimento es ensamblar el
dreuto eléctrico más simple que existe: una bato-
ría de 9V alimentando una lámpara o bombil.
Materiales necesarios:
+ 1 Bombila (lámpara) para interna (9V)
+ | Portalimpara para dicha bombila
+ S0 em de alambre para conexiones.
+ | Incerruptor unipolar
+ | Batería de IV
ur 220. Cro esoo
Conclusiones:
Figure 219 Mater pr el expervnto
Monte el culo cuyo diagrama se muestra en la
figura 2.18. Éste debe quedar tal como se mues-
tra enla figura 2.20
Cuestionario:
1. ¿Qué observa?
2. ¿Qué sucede sino quisiéramos utllzr la luz
de a lámpara?
3. ¿Podríamos controlar el fujo de corriente!
4. ¿Cómo?
‘Al hacer todas las conexiones indicadas anteriormente, le hemos proporcionado un camino a la
«corriente. La bombilla emite luz cuando el flamento de tungsteno que se encuentra en su interior
se calienta, lo que produce un bril incandescente. E flamenco por si mismo no puede producir
«corriente, por lo que es necesario que exista una diferencia de potencia, Debido a que la batería
‘lene una diferencia de potencial de 9V entre sus terminales, al conectar ésta alos dos terminales
de la bombila mediante alambres, e produce una corriente que circula através del flamenco.
Parte 2
{Con el fin de controlar el fujo de corriente en
el circuito, vamos a agregarle un interruptor.
Este componente controla la corriente permi-
tiendo o interrumpiendo el paso de ésta ya que
puede abrir o cerrar el creuito a medida que
cambia de posición. Para ello debemos seguir
los siguientes pasos:
die: » crop de anis once
Figure 221. Cato simple con inerpor
Parte |
El propósito de este experimento es ensamblar el
dreuto eléctrico más simple que existe: una bato-
ría de 9V alimentando una lámpara o bombil.
Materiales necesarios:
+ 1 Bombila (lámpara) para interna (9V)
+ | Portalimpara para dicha bombila
+ S0 em de alambre para conexiones.
+ | Incerruptor unipolar
+ | Batería de IV
ur 220. Cro esoo
Conclusiones:
Figure 219 Mater pr el expervnto
Monte el culo cuyo diagrama se muestra en la
figura 2.18. Éste debe quedar tal como se mues-
tra enla figura 2.20
Cuestionario:
1. ¿Qué observa?
2. ¿Qué sucede sino quisiéramos utllzr la luz
de a lámpara?
3. ¿Podríamos controlar el fujo de corriente!
4. ¿Cómo?
‘Al hacer todas las conexiones indicadas anteriormente, le hemos proporcionado un camino a la
«corriente. La bombilla emite luz cuando el flamento de tungsteno que se encuentra en su interior
se calienta, lo que produce un bril incandescente. E flamenco por si mismo no puede producir
«corriente, por lo que es necesario que exista una diferencia de potencia, Debido a que la batería
‘lene una diferencia de potencial de 9V entre sus terminales, al conectar ésta alos dos terminales
de la bombila mediante alambres, e produce una corriente que circula através del flamenco.
Parte 2
{Con el fin de controlar el fujo de corriente en
el circuito, vamos a agregarle un interruptor.
Este componente controla la corriente permi-
tiendo o interrumpiendo el paso de ésta ya que
puede abrir o cerrar el creuito a medida que
cambia de posición. Para ello debemos seguir
los siguientes pasos:
die: » crop de anis once
Figure 221. Cato simple con inerpor
Teoria «e44444444044444 00444
1. Desconecte un cable del portalámpara y
córcelo por la mitad Figura 2.22
Figure 222
2. Conecte un extremo del cable libre a uno de
los terminales del inerruptor.Figura 2.23
Figure 223
3. Conecte el otro borne del interruptor al ex-
‘remo sobrante del cable. Figura 2.24
Fgura 2.24
4. Conecte nuevamente el cable suelo al porta-
lámpara. Figura 2.25
Figure 225
Cuestionario:
1. Cierre y abra varias veces el interruptor ¿Qué
observa! Figura 2.26
2. De acuerdo conf anterior ¿Cuáles son las conde
“iones necesarias para que haya cut cerrado?
Conclusiones:
+ Cuandosecierra el interruptor el circulo pro-
pporciona un camino continuo para que pueda
Circular la corriente elécria; a esto se le Ia-
Figur 226 ma circuito cerrado.
+ Cuando el interruptor está abierto, el culto se abre haciendo que la trayectoria eléctrica sea
incompleta, por ell la corriente no puede pasar y circular por el circuito por lo que la lámpara no
encenderá; ésto e le lama circuito abierto.
» arr:
1. Desconecte un cable del portalámpara y
córcelo por la mitad Figura 2.22
Figure 222
2. Conecte un extremo del cable libre a uno de
los terminales del inerruptor.Figura 2.23
Figure 223
3. Conecte el otro borne del interruptor al ex-
‘remo sobrante del cable. Figura 2.24
Fgura 2.24
4. Conecte nuevamente el cable suelo al porta-
lámpara. Figura 2.25
Figure 225
Cuestionario:
1. Cierre y abra varias veces el interruptor ¿Qué
observa! Figura 2.26
2. De acuerdo conf anterior ¿Cuáles son las conde
“iones necesarias para que haya cut cerrado?
Conclusiones:
+ Cuandosecierra el interruptor el circulo pro-
pporciona un camino continuo para que pueda
Circular la corriente elécria; a esto se le Ia-
Figur 226 ma circuito cerrado.
+ Cuando el interruptor está abierto, el culto se abre haciendo que la trayectoria eléctrica sea
incompleta, por ell la corriente no puede pasar y circular por el circuito por lo que la lámpara no
encenderá; ésto e le lama circuito abierto.
» arr:
...Leccién @
El magnetismo y el
electromagnetismo
jn estudio de la electrónica seria
¡completo si no se tratan los temas del magnetismo y el
electromagnetismo. Muchos de los componentes, los aparatos y las
tecnologías modernas, se basan para su funcionamiento en estos fenómenos de
la naturaleza. Entre ellos están los transformadores, las bobinas, los parlantes, los
motores, los instrumentos de medida, las cintas magnéticas, los discos duros de las
“computadoras, la comunicación por ondas de radio, los equipos médicos de
resonancia magnética, las bandas magnéticas de las tarjetas de crédito, los
trenes de levitación magnética, etc. En esta lección estudiaremos qué es
‘el magnetismo y su relación con la electricidad, llamada
electromagnetismo.
GIT » cure 1801 de tecnico sauce
El magnetismo y el
electromagnetismo
jn estudio de la electrónica seria
¡completo si no se tratan los temas del magnetismo y el
electromagnetismo. Muchos de los componentes, los aparatos y las
tecnologías modernas, se basan para su funcionamiento en estos fenómenos de
la naturaleza. Entre ellos están los transformadores, las bobinas, los parlantes, los
motores, los instrumentos de medida, las cintas magnéticas, los discos duros de las
“computadoras, la comunicación por ondas de radio, los equipos médicos de
resonancia magnética, las bandas magnéticas de las tarjetas de crédito, los
trenes de levitación magnética, etc. En esta lección estudiaremos qué es
‘el magnetismo y su relación con la electricidad, llamada
electromagnetismo.
GIT » cure 1801 de tecnico sauce
LE TS CRPPPPEPPEPPEEPEEERES
El magnetismo
Es una fuerza invisible que sólo puede detectarse
por el efec de atracción que produce entre dos o
más cuerpos Sel efecto es permanente, estos cuer-
pos reciben el nombre de imanes y sel efecto es
producido por la circulación de una corriente eléc»
rica por un conduetor.ya sen recto o enrollado en
forma de bobina, se lama electromagnetismo y a
este dispositivo see lama electroimän.
Breve historia
El término magnetismo tiene su origen en el
nombre que en la época de ls flésolos griegos
recibía una región del Asia Menor, entonces deno-
‘minada Magnesia: en ella abundaba una piedra ne-
ra 0 piedra imán capaz de atraer objetos de hie
rro y de comunicarles por contacto un poder si-
mil Desde la más remota antiguedad se tenia
«conocimiento de que un mineral a magneta (6x-
do ferroso-férrico) figura 3.1, tenia la propiedad
natural de atraer al hierro.A esta propiedad e le
llamó magnetismo, e imanes a los cuerpos que la
poseen.A pesar de que ya en el siglo VI a. C. se
onoclan un cierto número de fenómenos magné-
eos, el magnetismo como tema de estudio no co-
mienza a desarrollrse hasta más de veine siglos
“después, cuando la experimentación se convierte
‘en una herramienta esencial para el desarollo del
conocimiento.
También se observó en la antiguedad que un
cuerpo magnético puede comunica su propiedad
al hero (mantar).En el caso del hierro, la imanta-
ción cesa cuando se vuelve a separar del imán que
la causó, Gracias al conocimiento del imán natural
(magnesia) pudo construirse la brújula. La leyen-
da dice que Hoang-t,undador del Imperio Chino,
perseguía con sus tropas a un principe rebelde y
se perdió en la niebla. Para orientarse, construyó
‘una brújula enla cual la figura de una mujer su-
Puostamente imantada, siempre apuntaba al sur y
As atrapé a los rebeldes,
Se die ueloschnosuiizaban una especie de
brújula enel silo XII aC, pero hasta el final del
siglo XI d.C. nose tiene una clara referencia de
un compás martimo.Para ee entonces los euro-
paos habían ya desarrollado una br, pues ya
en 1200 4€. Neciam ofStAlbans muestra agujas
pivotadas que marca la uta en su libro De Uten-
silba Aproximadamente en la misma ¿poca Gu-
ot de Provoins,un trovador dela corte de Barba-
rroja e refer en la amada Bible Guyot al em-
peo de una piedra que se utiliza para tocara una
aguja Ésta se montaba sobre una paja que fotaba y
podía grar Hbremente. El uso de esta brójla de
fotación er ya común en lil XII d.C.
El primer tratado europeo importante sobre el
magnetismo se debe a Pedro Peregrinos de Mari-
court, quen el «8 de agosto del año del Señor.
1269» escrbló su celebrada Epistola a Sygerius de
Foucaucort.soldado Este es el primer nforme cien-
fico, en el sentido moderno de a palabra. del que
poseemos noticas Peregrinos distingue caramen-
te los polos de un imán permanente; observa que
el Norte y el Sur se atraen y que polos iguales,
norte por ejemplo, se repelen; además describe
«cómo, ise fragmenta un imán,se crean otros po.
los, y discute sobre la aguja plvotada Asegura tam
bién que es de los polos magnéticos de la Tierra
‘de donde los polos del imán reciben su virtud
Lo que podríamos lamar la etapa precientfica
del magnetismo termina y culmina con la aparición
de la mponente figura de Wiliam Gilbert de Col.
chester (1544-1603). figura 3.2, quien fue el ver.
<dadero fundador de la ciencia del magnetismo, Su
Gun fc decia Sco » ICI
El magnetismo
Es una fuerza invisible que sólo puede detectarse
por el efec de atracción que produce entre dos o
más cuerpos Sel efecto es permanente, estos cuer-
pos reciben el nombre de imanes y sel efecto es
producido por la circulación de una corriente eléc»
rica por un conduetor.ya sen recto o enrollado en
forma de bobina, se lama electromagnetismo y a
este dispositivo see lama electroimän.
Breve historia
El término magnetismo tiene su origen en el
nombre que en la época de ls flésolos griegos
recibía una región del Asia Menor, entonces deno-
‘minada Magnesia: en ella abundaba una piedra ne-
ra 0 piedra imán capaz de atraer objetos de hie
rro y de comunicarles por contacto un poder si-
mil Desde la más remota antiguedad se tenia
«conocimiento de que un mineral a magneta (6x-
do ferroso-férrico) figura 3.1, tenia la propiedad
natural de atraer al hierro.A esta propiedad e le
llamó magnetismo, e imanes a los cuerpos que la
poseen.A pesar de que ya en el siglo VI a. C. se
onoclan un cierto número de fenómenos magné-
eos, el magnetismo como tema de estudio no co-
mienza a desarrollrse hasta más de veine siglos
“después, cuando la experimentación se convierte
‘en una herramienta esencial para el desarollo del
conocimiento.
También se observó en la antiguedad que un
cuerpo magnético puede comunica su propiedad
al hero (mantar).En el caso del hierro, la imanta-
ción cesa cuando se vuelve a separar del imán que
la causó, Gracias al conocimiento del imán natural
(magnesia) pudo construirse la brújula. La leyen-
da dice que Hoang-t,undador del Imperio Chino,
perseguía con sus tropas a un principe rebelde y
se perdió en la niebla. Para orientarse, construyó
‘una brújula enla cual la figura de una mujer su-
Puostamente imantada, siempre apuntaba al sur y
As atrapé a los rebeldes,
Se die ueloschnosuiizaban una especie de
brújula enel silo XII aC, pero hasta el final del
siglo XI d.C. nose tiene una clara referencia de
un compás martimo.Para ee entonces los euro-
paos habían ya desarrollado una br, pues ya
en 1200 4€. Neciam ofStAlbans muestra agujas
pivotadas que marca la uta en su libro De Uten-
silba Aproximadamente en la misma ¿poca Gu-
ot de Provoins,un trovador dela corte de Barba-
rroja e refer en la amada Bible Guyot al em-
peo de una piedra que se utiliza para tocara una
aguja Ésta se montaba sobre una paja que fotaba y
podía grar Hbremente. El uso de esta brójla de
fotación er ya común en lil XII d.C.
El primer tratado europeo importante sobre el
magnetismo se debe a Pedro Peregrinos de Mari-
court, quen el «8 de agosto del año del Señor.
1269» escrbló su celebrada Epistola a Sygerius de
Foucaucort.soldado Este es el primer nforme cien-
fico, en el sentido moderno de a palabra. del que
poseemos noticas Peregrinos distingue caramen-
te los polos de un imán permanente; observa que
el Norte y el Sur se atraen y que polos iguales,
norte por ejemplo, se repelen; además describe
«cómo, ise fragmenta un imán,se crean otros po.
los, y discute sobre la aguja plvotada Asegura tam
bién que es de los polos magnéticos de la Tierra
‘de donde los polos del imán reciben su virtud
Lo que podríamos lamar la etapa precientfica
del magnetismo termina y culmina con la aparición
de la mponente figura de Wiliam Gilbert de Col.
chester (1544-1603). figura 3.2, quien fue el ver.
<dadero fundador de la ciencia del magnetismo, Su
Gun fc decia Sco » ICI
‘Figure 3.2. iar Ger (1544-1609 Exe del
maps
Magnete Mogneiosque Corporibus et de Magno Mog-
net Telure Pysilogia Novo usualmente y por for
tuna conocido como De Megnete.fuepubliado en
1600 y puede considerarse como uno de los tra
bajos clave dela revolución científica que se lleva»
baa cabo por esas épocas.
Gilbert fue de los primeros “flôsofos natura
les” que hizo hincapié en el método experimental
y que lo url para ahondar en el conocimiento
del magnetismo. En los ses libros de que consta
De Magnet Gilbert describe múltiples fenómenos,
entre los cuales destaca como la auracción entre
el hierro y la magnetta imantada puede ser au-
mentada “armando” la magnetia, esto es, po-
niendo casquetes de hierro en as juntas de la pie-
ra Esto hace que el peso que puede ser levanta-
do aumente en un factor de cinco.
(Observé además que la atracción se concentra
en os extremos de la magnet. AsiGilbet dala
como se pueden hacer imanes por medio de tres
métodos-tocando objetos imantados por deforma-
ción plástica: y abricando barras de hierro,calen-
tándolas y dejándola enfria. De hecho, estos mé-
todos fueron los que se usaron hasta 1820. ser.
v6 también que el calor destruye el magnetismo, En
RIT y co ua e cn
su último Hbro presenta sus teorías y trata de en-
¡cuadrar el magnetismo en el sistema de Copémico.
Uno de sus éxitos fe el de deducir as propiedades
de atacción de polos opuestos y oro, el de que la
Tierra se comporta como si tuviera un imán ente-
rado en ell Figura 3.3
¡Cómo se produce el magnetismo.
Enel caso de los imanes naturales, o delos cuerpos
imantados, la corriente que origina el magnetismo
es el conjunto de todas las corrientes elementales
que poseen los electrones girando alrededor de sus
nüclos, En la mayoría de as sustancias, estos ima-
nes elementales están desordenados, cada uno orien-
‘ado en una dirección del espacio, por lo que su
resultante es nula, y no presentan magnedsmo, En
«ciertas sustancias, como la magnett, estos peque-
os dominios magnéticos pueden orientarse muy.
Fácilmente, debido infuencias externas (puede ser
+ mismo magnetismo terrestre) cuando varios do-
minios elementales magnéticos se orientan en una
misma dirección espacial su resultante a no es nula,
y el cuerpo resulta imantado ejerciendo atracción
hacia oros cuerpos.
Los cuerpos cuyos dominios magnéticos son
fácilmente orientables o sea fáciles de magnetizar
sellaman PARAMAGNÉTICOS Aquellos otros que
por elcontario, resultan dfcimente o nada iman-
‘ables seaman DIAMAGNÉTICOS.Exiseun gru-
po de materiales como el hierro, el cobalto, el i-
quel y ciertos compuestos especiales que son ex-
Figure 3. La vera sun món pete
rr»
maps
Magnete Mogneiosque Corporibus et de Magno Mog-
net Telure Pysilogia Novo usualmente y por for
tuna conocido como De Megnete.fuepubliado en
1600 y puede considerarse como uno de los tra
bajos clave dela revolución científica que se lleva»
baa cabo por esas épocas.
Gilbert fue de los primeros “flôsofos natura
les” que hizo hincapié en el método experimental
y que lo url para ahondar en el conocimiento
del magnetismo. En los ses libros de que consta
De Magnet Gilbert describe múltiples fenómenos,
entre los cuales destaca como la auracción entre
el hierro y la magnetta imantada puede ser au-
mentada “armando” la magnetia, esto es, po-
niendo casquetes de hierro en as juntas de la pie-
ra Esto hace que el peso que puede ser levanta-
do aumente en un factor de cinco.
(Observé además que la atracción se concentra
en os extremos de la magnet. AsiGilbet dala
como se pueden hacer imanes por medio de tres
métodos-tocando objetos imantados por deforma-
ción plástica: y abricando barras de hierro,calen-
tándolas y dejándola enfria. De hecho, estos mé-
todos fueron los que se usaron hasta 1820. ser.
v6 también que el calor destruye el magnetismo, En
RIT y co ua e cn
su último Hbro presenta sus teorías y trata de en-
¡cuadrar el magnetismo en el sistema de Copémico.
Uno de sus éxitos fe el de deducir as propiedades
de atacción de polos opuestos y oro, el de que la
Tierra se comporta como si tuviera un imán ente-
rado en ell Figura 3.3
¡Cómo se produce el magnetismo.
Enel caso de los imanes naturales, o delos cuerpos
imantados, la corriente que origina el magnetismo
es el conjunto de todas las corrientes elementales
que poseen los electrones girando alrededor de sus
nüclos, En la mayoría de as sustancias, estos ima-
nes elementales están desordenados, cada uno orien-
‘ado en una dirección del espacio, por lo que su
resultante es nula, y no presentan magnedsmo, En
«ciertas sustancias, como la magnett, estos peque-
os dominios magnéticos pueden orientarse muy.
Fácilmente, debido infuencias externas (puede ser
+ mismo magnetismo terrestre) cuando varios do-
minios elementales magnéticos se orientan en una
misma dirección espacial su resultante a no es nula,
y el cuerpo resulta imantado ejerciendo atracción
hacia oros cuerpos.
Los cuerpos cuyos dominios magnéticos son
fácilmente orientables o sea fáciles de magnetizar
sellaman PARAMAGNÉTICOS Aquellos otros que
por elcontario, resultan dfcimente o nada iman-
‘ables seaman DIAMAGNÉTICOS.Exiseun gru-
po de materiales como el hierro, el cobalto, el i-
quel y ciertos compuestos especiales que son ex-
Figure 3. La vera sun món pete
rr»
Teoria «.cecrrrrriniacin caracas
Figure 3. Los pas de un man
remadamente paramagnéticos. Dado que el hie-
rro es el primero que se descubrió con tal com-
portamiento estos materiales reciben el nombre
‘de materiales FERROMAGNÉTICOS.
Naturaleza del magnetismo.
El estudio del comportamiento delos imanes pone
de manifiesto la existencia en cualquier imán de
dos zonas extremas llamadas polos en donde la
acción magnética es más intensa, figura 3.4. Para
isinguir los dos polos de un imán recto se les
llama polo norte y polo sur Esta referencia geo-
gráfica está relacionada con el hecho de que laTie-
rra se comporta como un gran imán. Figura 3.3
E principio básico de magnetismo establece que:
polos de dino tipo (N-S y S-N)seataen, figura
3.5ay polos del mismo tipo (N-N y 5-3 e repelen,
Figura 3.5b. Las experiencia con brújuls indican
quels polos del imán terrestre se encuentran prox
mos los polos sur y norte geográficos respecta»
mente. Por tal motivo, el polo dela brújula que se
orienta aproximadamente hacia el Norte terrestre
se denomina polo Norte y el opuesto constituye el
polo Sur-Tal distinción entre polos magnéticos se
puede extender a cualquier po de imanes.
y
pS
>
‘igure 3.50. een e en
Esa cactersica del maghetsmo de ls imanes
{ue explicada por los antiguos como la consecuencia
de una propiedad más general de a naturaleza consi
‘tence en lo que els amaron la earaccén de los
opuestos». Our propiedad característica del compor-
tamiento de os imanes consiste en a imposbad de
“sar sus polos magnéticos Ass se corta un imán
recto en dos mides se reproducen tros dos imanes
con sus respectives polos morte y sur igura 3.6, lo
msmo sucederá s se repite el procedimiento nueva-
mente con cada uno de elos, No es posible entonces,
‘obtener un imán con un solo polo magnético seme-
Jae un cuerpo cargado con electricidad de un solo
signe. Como yalo mencionamos dcha experiencia fue
efecuadh por primera vez por Peregrinos, sabio fan-
cts que vid alrededor del270 y a quien se debe el
perfecionamiento de fa brújula como un impor:
‘ante aporte al studio de los imanes
Características de las fuerzas
magnéticas
A dferencia de lo que sucede con una barra de ámbar.
‘decerizata por frotamient la cual atrae hacia todo
‘ipo de objeos con a condición de que sean vanos,
un imán ordinario sólo ejrce fuerzas magnéticas so-
bre cierto tipo de materiales, en particular sobre el
bierroEste fue uno delo obstáculos que impidieron.
unaaproximación más temprana entre el estudo dela
lcd y el magnetismo. Las fuerzas magnéticas
son fuerzas de accion distancia, es decirse producen
sin que exa contacto sico entre los dos imanes.
Esta creunsanca, que exc la imaginación de los flé-
sols aigus por su dl explación.conuibuyó más
adelane al desarollo del concept de campo de fuer.
zas 0 campo magnético.
DD *
nish pp
em
Se ek
NYS
<> dekım:
Cure fact de ceci
Figure 3. Los pas de un man
remadamente paramagnéticos. Dado que el hie-
rro es el primero que se descubrió con tal com-
portamiento estos materiales reciben el nombre
‘de materiales FERROMAGNÉTICOS.
Naturaleza del magnetismo.
El estudio del comportamiento delos imanes pone
de manifiesto la existencia en cualquier imán de
dos zonas extremas llamadas polos en donde la
acción magnética es más intensa, figura 3.4. Para
isinguir los dos polos de un imán recto se les
llama polo norte y polo sur Esta referencia geo-
gráfica está relacionada con el hecho de que laTie-
rra se comporta como un gran imán. Figura 3.3
E principio básico de magnetismo establece que:
polos de dino tipo (N-S y S-N)seataen, figura
3.5ay polos del mismo tipo (N-N y 5-3 e repelen,
Figura 3.5b. Las experiencia con brújuls indican
quels polos del imán terrestre se encuentran prox
mos los polos sur y norte geográficos respecta»
mente. Por tal motivo, el polo dela brújula que se
orienta aproximadamente hacia el Norte terrestre
se denomina polo Norte y el opuesto constituye el
polo Sur-Tal distinción entre polos magnéticos se
puede extender a cualquier po de imanes.
y
pS
>
‘igure 3.50. een e en
Esa cactersica del maghetsmo de ls imanes
{ue explicada por los antiguos como la consecuencia
de una propiedad más general de a naturaleza consi
‘tence en lo que els amaron la earaccén de los
opuestos». Our propiedad característica del compor-
tamiento de os imanes consiste en a imposbad de
“sar sus polos magnéticos Ass se corta un imán
recto en dos mides se reproducen tros dos imanes
con sus respectives polos morte y sur igura 3.6, lo
msmo sucederá s se repite el procedimiento nueva-
mente con cada uno de elos, No es posible entonces,
‘obtener un imán con un solo polo magnético seme-
Jae un cuerpo cargado con electricidad de un solo
signe. Como yalo mencionamos dcha experiencia fue
efecuadh por primera vez por Peregrinos, sabio fan-
cts que vid alrededor del270 y a quien se debe el
perfecionamiento de fa brújula como un impor:
‘ante aporte al studio de los imanes
Características de las fuerzas
magnéticas
A dferencia de lo que sucede con una barra de ámbar.
‘decerizata por frotamient la cual atrae hacia todo
‘ipo de objeos con a condición de que sean vanos,
un imán ordinario sólo ejrce fuerzas magnéticas so-
bre cierto tipo de materiales, en particular sobre el
bierroEste fue uno delo obstáculos que impidieron.
unaaproximación más temprana entre el estudo dela
lcd y el magnetismo. Las fuerzas magnéticas
son fuerzas de accion distancia, es decirse producen
sin que exa contacto sico entre los dos imanes.
Esta creunsanca, que exc la imaginación de los flé-
sols aigus por su dl explación.conuibuyó más
adelane al desarollo del concept de campo de fuer.
zas 0 campo magnético.
DD *
nish pp
em
Se ek
NYS
<> dekım:
Cure fact de ceci
à Qué es un campo?
Es una extensión o espacio imagiario,en el cual se
hace perceptible un determinado fenómeno, por.
ejemplo:campo graviaconal campo magnético,ee.
¿Qué es el campo magnético?
‘Como se vió anteriormente la atracción y epul-
sión de polos se debe a una fuerza que acti aire
dedor de elos y es capaz de provocar acciones.
Pero la fuerza no sólo actúa en los polos sino que
rodez a todo elimán. A eso espacio donde actúa la
fuerza mognético sele llama campo magnético
‘Como el magnetismo es una fuerza que no es visi
ble y solo se puede detectar por los efectos que
produce, se suele representar. por medio de I-
reas entre los polos como se ilustra en la figura
35. Estas se denominan nas de fuerza líneas
de campo, las cales tienen fuerza y movimiento,
Líneas de fuerza
Michael Faraday, de origen inglés visulzó en 1840
dl campo magnético como una zona de influencia
ocupada por infinidad de neos de fuezo. Cada lines
<e fuerza es un azo de energía magnética que tiene
una duración definida: parte del polo norte, atravie-
sa el espacio encerrado por el campo magnético y
regresa al polo sur, volviendo al polo norte. Estas
líneas son siempre continúas y no tienen interrup-
ciônipor tanto forma un crete magnético cerra-
do en elimán es deci lo recorren por fuera y por
dentro, (dentro del imán ls líneas se moverán de
sur norte). Su intensidad es mayor en los extre=
mos y disminuye en el centro, Figura 3.7
Una caracterís importance dels Ineas magnd-
‘eas es que no se cruzan entre sí an en forma curva»
day parles dei de polo norte a polo sur Rest
menda ls Ines de fuerza muestran la dirección en
que se orentaria el polo norte de una bri, en un
part determinado: todo el conjnto de ines de frz
recbe el nombre de fo magnética Un campo magné-
tio fuerte tiene más Iineas de fuerza que uno débil.
Permeabilidad magnética
Extafnciidad con que pueden pasarlas nes de fuer“
a magnética través de una sustancia Puesto ques
RICE: y oro ac de une sono
lineas de fuerza o fjo magnético pueden atravesar
Clair, setoma como base para media permeab-
lidad de éste El término permeabilidad es común
¡cuando nos referimos a una prenda de vest. a una
rienda de eampaña a un paraguas, ec para indicar si
«el agua se fra con cera facilidad © no; luego un
paraguas es bueno cuando es impermeable. Del mis-
mo modo os materiales feromognétco son aquellos
que tienen una elevada permeablidad; por ello cien
vasaleacione de acero se ulizan en a fabricación de
núcleos para bobinas, vansformadores,electoima-
es máquinas eléctricas, ec.
Reluctancia magnética
Es el efecto contrario ala permeabilidad magndt-
3,0 sea la oposición o dificultad que ofrece una
sustancia al paso de ls líneas de fuerza Dicho así,
si un material deja pasar con mucha facilidad estas
líneas se dico que tiene poca reluctanca o mucha
permeablidad. Es cierto que las líneas de fo tra-
viesan cualquier material, pero no todos las dejan
pasar con la misma facilidad; esto es similar ala
corriente de electrones que circulan por un con-
uctor;enrealiad el conductor perfecto no exis-
to, siempre existirá una pequeña resistencia que
impedir, aunque levemente, el paso de los elec-
trones.Por ejemplo el hier dulce tiene poca re-
luctanci y el are tiene mayor reluctanca,
El circuito magnético
(Como se vió anteriormente, ls líneas de fuerza
magnética no terminan en ls polos del imán, sino
‘que son continuas y cerradas, como la corriente
gure 3. nos fire
Es una extensión o espacio imagiario,en el cual se
hace perceptible un determinado fenómeno, por.
ejemplo:campo graviaconal campo magnético,ee.
¿Qué es el campo magnético?
‘Como se vió anteriormente la atracción y epul-
sión de polos se debe a una fuerza que acti aire
dedor de elos y es capaz de provocar acciones.
Pero la fuerza no sólo actúa en los polos sino que
rodez a todo elimán. A eso espacio donde actúa la
fuerza mognético sele llama campo magnético
‘Como el magnetismo es una fuerza que no es visi
ble y solo se puede detectar por los efectos que
produce, se suele representar. por medio de I-
reas entre los polos como se ilustra en la figura
35. Estas se denominan nas de fuerza líneas
de campo, las cales tienen fuerza y movimiento,
Líneas de fuerza
Michael Faraday, de origen inglés visulzó en 1840
dl campo magnético como una zona de influencia
ocupada por infinidad de neos de fuezo. Cada lines
<e fuerza es un azo de energía magnética que tiene
una duración definida: parte del polo norte, atravie-
sa el espacio encerrado por el campo magnético y
regresa al polo sur, volviendo al polo norte. Estas
líneas son siempre continúas y no tienen interrup-
ciônipor tanto forma un crete magnético cerra-
do en elimán es deci lo recorren por fuera y por
dentro, (dentro del imán ls líneas se moverán de
sur norte). Su intensidad es mayor en los extre=
mos y disminuye en el centro, Figura 3.7
Una caracterís importance dels Ineas magnd-
‘eas es que no se cruzan entre sí an en forma curva»
day parles dei de polo norte a polo sur Rest
menda ls Ines de fuerza muestran la dirección en
que se orentaria el polo norte de una bri, en un
part determinado: todo el conjnto de ines de frz
recbe el nombre de fo magnética Un campo magné-
tio fuerte tiene más Iineas de fuerza que uno débil.
Permeabilidad magnética
Extafnciidad con que pueden pasarlas nes de fuer“
a magnética través de una sustancia Puesto ques
RICE: y oro ac de une sono
lineas de fuerza o fjo magnético pueden atravesar
Clair, setoma como base para media permeab-
lidad de éste El término permeabilidad es común
¡cuando nos referimos a una prenda de vest. a una
rienda de eampaña a un paraguas, ec para indicar si
«el agua se fra con cera facilidad © no; luego un
paraguas es bueno cuando es impermeable. Del mis-
mo modo os materiales feromognétco son aquellos
que tienen una elevada permeablidad; por ello cien
vasaleacione de acero se ulizan en a fabricación de
núcleos para bobinas, vansformadores,electoima-
es máquinas eléctricas, ec.
Reluctancia magnética
Es el efecto contrario ala permeabilidad magndt-
3,0 sea la oposición o dificultad que ofrece una
sustancia al paso de ls líneas de fuerza Dicho así,
si un material deja pasar con mucha facilidad estas
líneas se dico que tiene poca reluctanca o mucha
permeablidad. Es cierto que las líneas de fo tra-
viesan cualquier material, pero no todos las dejan
pasar con la misma facilidad; esto es similar ala
corriente de electrones que circulan por un con-
uctor;enrealiad el conductor perfecto no exis-
to, siempre existirá una pequeña resistencia que
impedir, aunque levemente, el paso de los elec-
trones.Por ejemplo el hier dulce tiene poca re-
luctanci y el are tiene mayor reluctanca,
El circuito magnético
(Como se vió anteriormente, ls líneas de fuerza
magnética no terminan en ls polos del imán, sino
‘que son continuas y cerradas, como la corriente
gure 3. nos fire
Teoria «e4s44444444444044
Circuito eléctrico
“Circuito magnético
Figure 3. rata ecu y cut metio
eléctrica a través de un conductor © un circulo.
eléctrico. As, el circuito magnético es en muchos
aspectos, similar al circulo eléctrico. Figura 3.8
Veamos las semejanzas entre ambos circuits.
Para producir una corriente eléctrica se requiere
de una fuerza electromotriz Así mismo, para pro-
cir un Aujo magnético, se necesita una fuerza la-
‘mada mognetomotriz. En el circuito eléctrico, para
una caridad dada de fuerza electromotria a ant
dad de corriente depende dela resistencia del ir
vio Igualmente, en un circuito magnétco;para una
cantidad dada de fuerza magnetomotrz, la dens-
dad de jo depende dela oposición de a sustancia
que atraviesa, sea dela relutancia del material.
Hay dos diferencias entre los circuitos elétri-
cos y magnéticos La primera es:en el circulo eléc-
rico la resistencia tiene un valor constante y se
puede determinar midiendo el voltaje y la corien-
te.En cambio enel circuito magnético la reluctancia
‘noes constante y depende dea intensidad de fujo
La segunda diferencia es en ls circuitos alécricos,
la corriente circula de un punto a otro mientras
que en los circuitos magnéticos no hay circulación
de fujo, sino que éste queda indicado solamente
por la intensidad y dirección de las líneas de fuerza.
en
aora
Clasificación de los imanes
Los imanes se clasifican en:
Naturales: derivados de la magnetia, un mine-
ral dehiero con propiedades magnéticas
2 Artificiales: hechos por el hombre. Se pueden
«construir conaleaciones metálicas muy variadas sen
do la de más uso elAlnico S,una aleación de hiero,
cobalto, nique, aluminio y cobre. Son de gran ui
dad en as industrias eléctrica y electrónica Se usan
‘en pequeños motores de corriente continua cono-
«dos como motores de imán permanente, genera-
¡dores de corriente continua, aparatos de medida,
parantes bocinas micrófonos dinámicos altavoces,
pasts para tocadiscos, ete figura 3.9. También se
emplean en aplicaciones industriales
3. Temporales: se imantan fl e intensamente,
pero pierden su fuerza magnética cuando se supri
me la corriente magnetizante. El primer material
usado para imanes temporales fue el hierro puro,
‘eval se calienta y luego se ablanda con un enfria-
miento lento, Hoy en día el material más emplea
do es el hierro con slo, una aleación que se usa
en los núcleos de los transformadores, motores.
eléctricos generadores eléctricos y otros equipos,
Procesos de imantación
"Normalmente, en un trozo de hierro sus átomos.
son imanes muy pequeños agrupados sin ningún
‘orden, con los polos norte y sur orientados en
todos los sentidos. Figura 3.10. Esto hace que sus
fuerza magnéticas se neuraien y por tanto el ro-
20 de hierro carezca de magnetismo, Cuando este
material se sometealfroramieno con un imán o ala
Guns fact de crème Sic » ACI
Circuito eléctrico
“Circuito magnético
Figure 3. rata ecu y cut metio
eléctrica a través de un conductor © un circulo.
eléctrico. As, el circuito magnético es en muchos
aspectos, similar al circulo eléctrico. Figura 3.8
Veamos las semejanzas entre ambos circuits.
Para producir una corriente eléctrica se requiere
de una fuerza electromotriz Así mismo, para pro-
cir un Aujo magnético, se necesita una fuerza la-
‘mada mognetomotriz. En el circuito eléctrico, para
una caridad dada de fuerza electromotria a ant
dad de corriente depende dela resistencia del ir
vio Igualmente, en un circuito magnétco;para una
cantidad dada de fuerza magnetomotrz, la dens-
dad de jo depende dela oposición de a sustancia
que atraviesa, sea dela relutancia del material.
Hay dos diferencias entre los circuitos elétri-
cos y magnéticos La primera es:en el circulo eléc-
rico la resistencia tiene un valor constante y se
puede determinar midiendo el voltaje y la corien-
te.En cambio enel circuito magnético la reluctancia
‘noes constante y depende dea intensidad de fujo
La segunda diferencia es en ls circuitos alécricos,
la corriente circula de un punto a otro mientras
que en los circuitos magnéticos no hay circulación
de fujo, sino que éste queda indicado solamente
por la intensidad y dirección de las líneas de fuerza.
en
aora
Clasificación de los imanes
Los imanes se clasifican en:
Naturales: derivados de la magnetia, un mine-
ral dehiero con propiedades magnéticas
2 Artificiales: hechos por el hombre. Se pueden
«construir conaleaciones metálicas muy variadas sen
do la de más uso elAlnico S,una aleación de hiero,
cobalto, nique, aluminio y cobre. Son de gran ui
dad en as industrias eléctrica y electrónica Se usan
‘en pequeños motores de corriente continua cono-
«dos como motores de imán permanente, genera-
¡dores de corriente continua, aparatos de medida,
parantes bocinas micrófonos dinámicos altavoces,
pasts para tocadiscos, ete figura 3.9. También se
emplean en aplicaciones industriales
3. Temporales: se imantan fl e intensamente,
pero pierden su fuerza magnética cuando se supri
me la corriente magnetizante. El primer material
usado para imanes temporales fue el hierro puro,
‘eval se calienta y luego se ablanda con un enfria-
miento lento, Hoy en día el material más emplea
do es el hierro con slo, una aleación que se usa
en los núcleos de los transformadores, motores.
eléctricos generadores eléctricos y otros equipos,
Procesos de imantación
"Normalmente, en un trozo de hierro sus átomos.
son imanes muy pequeños agrupados sin ningún
‘orden, con los polos norte y sur orientados en
todos los sentidos. Figura 3.10. Esto hace que sus
fuerza magnéticas se neuraien y por tanto el ro-
20 de hierro carezca de magnetismo, Cuando este
material se sometealfroramieno con un imán o ala
Guns fact de crème Sic » ACI
LR
Figura 3.18 Text de ero sn mar
=) SS]
Las) E as
Figura 3.11. os e Nero Indo
acción de una corriente olécrca, es dei a un proce-
50 deimortocn a molécula de este materials co
‘modan detal manera que ls lados dels tomos del
polo norte se ordenan en a misma dirección, al.
mente los del polo sur Para hacero, se debe apicar
ura forza magnética fuerza deberá acuar en con-
‘ade campo magnético decada molécula, oblgindo-
las de esa manera a orientarse ordenadamente, gu
ra 3.11. Esto puede hacerse de dos maneras:
LPOr frotamiento © contacto directo con
‘otro Imán: cuando un imán se frota sobre la su
perficie de una pleza de hierro no magnetizado el
¡campo magnético del imán aline ls moléculas del
hierro y lo magnetiza. Figura 3.12. La pieza de
hierro se frta siempre en el mismo sentido (sin
regresar) y con el mismo polo.
GICIT y cure fac de crée poco
2.Por acción dela corriente eléctrica: se eme
ve un alambre de cobre alado bobina) sobre un ro
20 de hierro o acero. Los terminales del alambre se
'onectana una eme de comiene coniua por eer
plo una batería Figura 3.13. La corriente eléctrica
Produce un campo magnético el cul magnetza a hi
rro. Este ema lo explicaremos más adelante,
La coriente eléctrca.l circular en un mismo sen-
‘ida ordenaritodaslas moléculas del materi de modo.
que éste quedará magnetizado. Cuando se retira la
Bobina, gracias aa aleaciôn del material, us moléculas
se quedan orientadas y as tenemos un imán areal
permanent. I proceso de imantaión se puede ir
perdiendo con el tiempo, En electónica se emplean
algunas herramientas magnetizadas en sus extremos
par acer algunos trabajos, por ejemplo: desatoril-
ores con a punta imantada, pzas pequeñas, et
Como desmagnetizar un imán
Para desmagnetizar un imán, las moléculas deben
modificarse magnéticamente de nuevo, de al forma
que sus.campos magnéticos se opongan uno con
‘ro y se anulen. Si el imán es fuertemente golpea-
do o calentado, las moléculas vibrarán lo suficiente
‘como para volverse a dispersar desordenadamente,
Siunimánse coloca rápidamente en un campo mag-
ético inverso as moléculas del material se desor-
‘denarin tratando de seguir al campo aplicado, Un
compo magnético inverso rápido. se puede obtener
por medio de una corriente alterna que se aplica a
los extremos del imán instantáneamente. En els.
guiente experimento verífcaremos como trabaja un
imán y visualizaremos su campo magnético.
Figura 3.13. marcó por cn de corintio
2
ES
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Figura 3.18 Text de ero sn mar
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Las) E as
Figura 3.11. os e Nero Indo
acción de una corriente olécrca, es dei a un proce-
50 deimortocn a molécula de este materials co
‘modan detal manera que ls lados dels tomos del
polo norte se ordenan en a misma dirección, al.
mente los del polo sur Para hacero, se debe apicar
ura forza magnética fuerza deberá acuar en con-
‘ade campo magnético decada molécula, oblgindo-
las de esa manera a orientarse ordenadamente, gu
ra 3.11. Esto puede hacerse de dos maneras:
LPOr frotamiento © contacto directo con
‘otro Imán: cuando un imán se frota sobre la su
perficie de una pleza de hierro no magnetizado el
¡campo magnético del imán aline ls moléculas del
hierro y lo magnetiza. Figura 3.12. La pieza de
hierro se frta siempre en el mismo sentido (sin
regresar) y con el mismo polo.
GICIT y cure fac de crée poco
2.Por acción dela corriente eléctrica: se eme
ve un alambre de cobre alado bobina) sobre un ro
20 de hierro o acero. Los terminales del alambre se
'onectana una eme de comiene coniua por eer
plo una batería Figura 3.13. La corriente eléctrica
Produce un campo magnético el cul magnetza a hi
rro. Este ema lo explicaremos más adelante,
La coriente eléctrca.l circular en un mismo sen-
‘ida ordenaritodaslas moléculas del materi de modo.
que éste quedará magnetizado. Cuando se retira la
Bobina, gracias aa aleaciôn del material, us moléculas
se quedan orientadas y as tenemos un imán areal
permanent. I proceso de imantaión se puede ir
perdiendo con el tiempo, En electónica se emplean
algunas herramientas magnetizadas en sus extremos
par acer algunos trabajos, por ejemplo: desatoril-
ores con a punta imantada, pzas pequeñas, et
Como desmagnetizar un imán
Para desmagnetizar un imán, las moléculas deben
modificarse magnéticamente de nuevo, de al forma
que sus.campos magnéticos se opongan uno con
‘ro y se anulen. Si el imán es fuertemente golpea-
do o calentado, las moléculas vibrarán lo suficiente
‘como para volverse a dispersar desordenadamente,
Siunimánse coloca rápidamente en un campo mag-
ético inverso as moléculas del material se desor-
‘denarin tratando de seguir al campo aplicado, Un
compo magnético inverso rápido. se puede obtener
por medio de una corriente alterna que se aplica a
los extremos del imán instantáneamente. En els.
guiente experimento verífcaremos como trabaja un
imán y visualizaremos su campo magnético.
Figura 3.13. marcó por cn de corintio
2
ES
OS
Teoría «44440444404444044
Experimento No. 3. Campo magnético
Objetivo: observar ls Ineas de fuerza del campo magnético de un imán.
Los imanes están rodeados de una poderosa fuerza o energía magnética pero esta no se puede ver,
‘ler, gusta, or ni palpar. Podemos reconocer su presencia por los efectos que produce frente a
clertos materials. Esto podemos apreciarlo. mediante el siguiente experimento.
Materiales que se van a utilizar.
Limán
1 hoja de papel
{Un poco de Imaduras de hierro
Pasos que se deben segui
‘Paso. Tome la hoja de papel, debajo coloque elimán y
deje caer pausadamente algunas limaduras de hierro.
Figura 3.14
Pure 3.14
Paso 2. Continúe regando ls imaduras y podrá obser-
var como éstas se acomodan a medida que se depositan
sobre el papel y van formando unas líneas entre los dos
polos del imán. Cada limadura de hierro actúa como la aguja de una brújula, atrayendo a otras.
limaduras a sus extremos y así sucesivamente hasta conectar el polo norte con el polo sur Estas
cadenas de Imaduras condujeron al suposición de que la región que rodea al imán contiene lines de
fuerza imiils. Figura 3.15
Conclusion
(Observe como as Imaduras de hero se acumulan en los
Polos, mientras que a los lados del imán aparecen como -
eas separadas y débles esta acumulación nos indica que en
Los pos es donde el campo magnético tien la mayor fuerza
y es ll donde se aprovecha el magnecismo, es dei da lugar.
Al fenómeno del avaccón y la repulsión. Figura 3.16
La imagen as generada se lama espectro mognétio, el
«cual está formado por una gran cantidad de limaduras de
hierro que unen los polos del imán.
Experimento No. 3. Campo magnético
Objetivo: observar ls Ineas de fuerza del campo magnético de un imán.
Los imanes están rodeados de una poderosa fuerza o energía magnética pero esta no se puede ver,
‘ler, gusta, or ni palpar. Podemos reconocer su presencia por los efectos que produce frente a
clertos materials. Esto podemos apreciarlo. mediante el siguiente experimento.
Materiales que se van a utilizar.
Limán
1 hoja de papel
{Un poco de Imaduras de hierro
Pasos que se deben segui
‘Paso. Tome la hoja de papel, debajo coloque elimán y
deje caer pausadamente algunas limaduras de hierro.
Figura 3.14
Pure 3.14
Paso 2. Continúe regando ls imaduras y podrá obser-
var como éstas se acomodan a medida que se depositan
sobre el papel y van formando unas líneas entre los dos
polos del imán. Cada limadura de hierro actúa como la aguja de una brújula, atrayendo a otras.
limaduras a sus extremos y así sucesivamente hasta conectar el polo norte con el polo sur Estas
cadenas de Imaduras condujeron al suposición de que la región que rodea al imán contiene lines de
fuerza imiils. Figura 3.15
Conclusion
(Observe como as Imaduras de hero se acumulan en los
Polos, mientras que a los lados del imán aparecen como -
eas separadas y débles esta acumulación nos indica que en
Los pos es donde el campo magnético tien la mayor fuerza
y es ll donde se aprovecha el magnecismo, es dei da lugar.
Al fenómeno del avaccón y la repulsión. Figura 3.16
La imagen as generada se lama espectro mognétio, el
«cual está formado por una gran cantidad de limaduras de
hierro que unen los polos del imán.
El electromagnetismo
El electromagnetismo, como su nombre lo in-
dia, estudia hs relaciones entre la lecricidad y el
magnetismo, s deci los efectos magnéticos de as
«corrientes eléctricas y los efectos eléctricos delos
campos magnéticos Entre estos efectos 0 fend-
‘menos podemos destacar los siguientes:
1. Si se aplica una corriente eléctrica a un alam-
bre, alrededor de éste se produce un campo
magnético. En este fenómeno se basan, por
ejemplo, los electroimanes, los relé, ls sole-
noïdes y los timbres eléctricos. En la mayoría
delos casos, el efecto magnético dela corrien-
to se intensifica dándole al alambre la forma
una bobina.
2. Sise coloca unalambre en el ineror de un cam-
po magnético,en el alambre se produce una co-
rriente eléctrica En este fenómeno, amado in-
ducción electromagnética, se basan, por
‘ejemplo. los transformadoresy los generadores.
3. Sise coloca un alambre con corriente en el in-
terior de un campo magnético, sobre el alam-
bre se produce una fuerza quelo mueve en una
otra dirección. En este fenómeno, llamado
acción motor, se basan, precisamente, los mo-
tores eléctricos, asi como muchos instrumen-
tos para la medición de corriente voltaje, res.
tencia, potenci ete,
Historia
En 1675 Robert Boyle, cientifico irlandés, publicó
«el primer libro sobre la electricidad y all narra lo
que ocurre cuando se frota un pedazo de ámbar.
con un trozo de seda: el ámbar atraerá materiales
ligeros como trozos de papel igual como se com-
porta un imán con las límaduras de hiero, Benja-
min Franki, en 1752, obtuvo una chispa de una
nube cargada de electricidad por intermedio de
una cometa; esto demostró que el rayo os iguala
una chispa eléctrica. Pero, ¿cuál ra la relación del
magnetismo con la electricidad?
Hans Christian Oersted, cientifico y flésofo da-
és, en 1819 se sorprendió y sorprendió al mundo
RIAL: » cons po an crónica
cuando descubrió que el magnetismo y la electric
ad tenían una relación muy cercana, Observé que
en un conductor conectado a una batería corrien-
te que circulaba afecaba la agua magnética de una
Brújula quese colocaba cerca al conductor y la pos-
‘ionaba en forma perpendicular a ést. Este experi
‘mento pone al descubierto que una corriente olé
rica produce un campo magnético Figura 3.17
Si desconectamos la batería ya no circulars co-
rente por el conductor y por consiguiente la aguja
dela brújula se orientará según el campo magnét-
co de la tierra La íntima relación existente entre
el magnetismo y la electricidad, descubierta por
Oersted, fue el principio de una nueva rama del
conocimiento cientio: el elecromognetimo. Esto
condujo al descubrimiento de que puede crearse
un imán si se envuelve un alambre aislado sobre
una barra de hierro,y se hace circular una corrien-
te eléctrica a través del alambre.
El primero que Io demostró fue el francés Do-
minique Francois Arago en 1820 y el primer elec-
troimán.en forma de herradura fue construido por
el inglés Willam Sturgeon en 1824.
Con el descubrimiento del electromagnetism,
los cientificos empezaron a buscar la manera de
«convertir en fuerza la relación entre el magnetis-
‘mo yla electricidad. Sila electricidad podía produ-
ir magnetismo, ¿por qué no el magnetismo debía
ser capaz de producir electricidad?
Figur 3.17 Compa ogra oder de un condo
‘ids crak comet pa
El electromagnetismo, como su nombre lo in-
dia, estudia hs relaciones entre la lecricidad y el
magnetismo, s deci los efectos magnéticos de as
«corrientes eléctricas y los efectos eléctricos delos
campos magnéticos Entre estos efectos 0 fend-
‘menos podemos destacar los siguientes:
1. Si se aplica una corriente eléctrica a un alam-
bre, alrededor de éste se produce un campo
magnético. En este fenómeno se basan, por
ejemplo, los electroimanes, los relé, ls sole-
noïdes y los timbres eléctricos. En la mayoría
delos casos, el efecto magnético dela corrien-
to se intensifica dándole al alambre la forma
una bobina.
2. Sise coloca unalambre en el ineror de un cam-
po magnético,en el alambre se produce una co-
rriente eléctrica En este fenómeno, amado in-
ducción electromagnética, se basan, por
‘ejemplo. los transformadoresy los generadores.
3. Sise coloca un alambre con corriente en el in-
terior de un campo magnético, sobre el alam-
bre se produce una fuerza quelo mueve en una
otra dirección. En este fenómeno, llamado
acción motor, se basan, precisamente, los mo-
tores eléctricos, asi como muchos instrumen-
tos para la medición de corriente voltaje, res.
tencia, potenci ete,
Historia
En 1675 Robert Boyle, cientifico irlandés, publicó
«el primer libro sobre la electricidad y all narra lo
que ocurre cuando se frota un pedazo de ámbar.
con un trozo de seda: el ámbar atraerá materiales
ligeros como trozos de papel igual como se com-
porta un imán con las límaduras de hiero, Benja-
min Franki, en 1752, obtuvo una chispa de una
nube cargada de electricidad por intermedio de
una cometa; esto demostró que el rayo os iguala
una chispa eléctrica. Pero, ¿cuál ra la relación del
magnetismo con la electricidad?
Hans Christian Oersted, cientifico y flésofo da-
és, en 1819 se sorprendió y sorprendió al mundo
RIAL: » cons po an crónica
cuando descubrió que el magnetismo y la electric
ad tenían una relación muy cercana, Observé que
en un conductor conectado a una batería corrien-
te que circulaba afecaba la agua magnética de una
Brújula quese colocaba cerca al conductor y la pos-
‘ionaba en forma perpendicular a ést. Este experi
‘mento pone al descubierto que una corriente olé
rica produce un campo magnético Figura 3.17
Si desconectamos la batería ya no circulars co-
rente por el conductor y por consiguiente la aguja
dela brújula se orientará según el campo magnét-
co de la tierra La íntima relación existente entre
el magnetismo y la electricidad, descubierta por
Oersted, fue el principio de una nueva rama del
conocimiento cientio: el elecromognetimo. Esto
condujo al descubrimiento de que puede crearse
un imán si se envuelve un alambre aislado sobre
una barra de hierro,y se hace circular una corrien-
te eléctrica a través del alambre.
El primero que Io demostró fue el francés Do-
minique Francois Arago en 1820 y el primer elec-
troimán.en forma de herradura fue construido por
el inglés Willam Sturgeon en 1824.
Con el descubrimiento del electromagnetism,
los cientificos empezaron a buscar la manera de
«convertir en fuerza la relación entre el magnetis-
‘mo yla electricidad. Sila electricidad podía produ-
ir magnetismo, ¿por qué no el magnetismo debía
ser capaz de producir electricidad?
Figur 3.17 Compa ogra oder de un condo
‘ids crak comet pa
Teoria «s444444444404414 04411111410 0444
Entre 1830 y 1860 os cienticos trabajaron en
la idea del motor eléctrico, uno de los inventos
más importantes en el que se usa un electoimán.
En 1831, Michael Faraday construyó el primer
motor eléctrico y en esa misma época Joseph Hen-
ry también estaba trabajando en ese tema. Tomas
‘Davenport un herrero de Nueva Inglaterra, EUA,
patenté el primer motor eléctrico en 1837.
(Como otra aplicación del lectromagnecismo,en
1844, Samuel FB. Morse envió por primera vez un
mensaje por medio del telégrafo elécrco.Con este
produjo sonidos como goles secos, largos y cor-
tos comparables con puntos y ayas; esto lo logró
con una barra móvil suspendida en un electroimán,
la que estaba unida por conductores aun interrup-
tor, este úlimo, al cerrarse, envíaba una corriente
eléctrica que magnetizaba el electrolmán, el cual
entonces atraia a barra, produciendo un sonido seco.
El mayor © menor impulso eléctrico creaba, en el
receptor puntos y rayas según este código.
Importancia del magnetismo y el
electromagnetismo.
Los fenómenos magnéticos y electromagnéticos
Juegan un papel cave en la vida moderna puesto
‘que constituyen el principio de funcionamiento de
‘muchos disposiiwos, equipos y sistemas elécricos
y electrónicos que forman parte de nuestra activi
‘dad diri. Por ejemplo:
1. La mayor parte dela energía eléctrica que se con-
sume en el mundo es producida por generado-
res y disribuda alas übricas, hogares y oficinas a
‘través de transformadores. Los generadores,
que convierten movimiento en electricidad están
formados por grandes bobinas que se mueven
dentro de un campo magnético muy Intenso. Los
transformadores, que convierten energía elder
«ade un valor a otro, estin formados por una o
más bobinas colocadas dentro del campo magné
2. La mayor parte de la fuerza que impulsa las
máquinas enla industria es producida por mo-
tores formados por bobinas con corriente su-
mergidas dentro del campo magnético creado
por unos imanes u otras bobinas con corrien-
En este mismo principio se basan los moto.
ros utilizados en los elecrodomésticos, jugue-
tos, computadoras, ascensores, herramientas,
etc. si como los instrumentos de medida ana-
lógicos.
3. La radio. televisión, la telefonía celular los sa.
ses, y tros tipos de sistemas de comunica-
cones dependen de la interacción de fenéme-
nos elécrios y magnéticos para transmitir vo-
ces imigenesy dats entre un par de puntos
4: Muchos dispositivos utiizados para conver.
vir en electricidad otras formas de energía y
viceversa, están basados en fenómenos elec»
tromagnéticos. Por ejemplo, en un micrôfo-
no dinámico los cambios enla presión del are
producidos al hablar hacen que se mueva una
bobina sumergida dentro de un campo mag-
néico y se produzca una corriente que re-
presenta la voz.
5. Muchos disposiiwos uilizados como interrup-
tores automáticos en equipos eléctricos y elec»
trónicos son esencialmente eectroimanes. Por
ejemplo, un relé está formado por una bobina
unida mecánicamente a unos contactos, Cuando
"se aplica una corriente a a bobina, ésta produce
asualrededor un campo magnéicoel cual atrae
una pieza móvil que ciera automáticamente los
‘contacts normalmente abiertos y abre los nor-
malmente cerrados. En este mismo principio se
basan los amados contactores
Lostenámenos magnéticos y eleciromagnéticos se
zn también para efecunr dagnóstcos médicos,
localiza tesoros enterados tajo el sul, fundir me-
“tales media velocidad del viento almacenar nforma-
| ción en discos y cms, ec. Deinikiramente, muchos.
‘ico de una bobina con coriene.Este mismo prin- de ls grandes vances de la cen tec y lin
io es utlizado por los transformadores em-
_genieri, que caracterizan nuestro mundo moderna,
pleados en los receptores de radio y televisión, han sido posbles sólo gracias a la comprensión y el
los esubitzadores de vole y ls fuentes de al
mentación de todo tipo de equipos electrónicos.
aprovechamiento inteigent de hs cartes mag-
éticas y electromagnética de la materia,
o> der:
Entre 1830 y 1860 os cienticos trabajaron en
la idea del motor eléctrico, uno de los inventos
más importantes en el que se usa un electoimán.
En 1831, Michael Faraday construyó el primer
motor eléctrico y en esa misma época Joseph Hen-
ry también estaba trabajando en ese tema. Tomas
‘Davenport un herrero de Nueva Inglaterra, EUA,
patenté el primer motor eléctrico en 1837.
(Como otra aplicación del lectromagnecismo,en
1844, Samuel FB. Morse envió por primera vez un
mensaje por medio del telégrafo elécrco.Con este
produjo sonidos como goles secos, largos y cor-
tos comparables con puntos y ayas; esto lo logró
con una barra móvil suspendida en un electroimán,
la que estaba unida por conductores aun interrup-
tor, este úlimo, al cerrarse, envíaba una corriente
eléctrica que magnetizaba el electrolmán, el cual
entonces atraia a barra, produciendo un sonido seco.
El mayor © menor impulso eléctrico creaba, en el
receptor puntos y rayas según este código.
Importancia del magnetismo y el
electromagnetismo.
Los fenómenos magnéticos y electromagnéticos
Juegan un papel cave en la vida moderna puesto
‘que constituyen el principio de funcionamiento de
‘muchos disposiiwos, equipos y sistemas elécricos
y electrónicos que forman parte de nuestra activi
‘dad diri. Por ejemplo:
1. La mayor parte dela energía eléctrica que se con-
sume en el mundo es producida por generado-
res y disribuda alas übricas, hogares y oficinas a
‘través de transformadores. Los generadores,
que convierten movimiento en electricidad están
formados por grandes bobinas que se mueven
dentro de un campo magnético muy Intenso. Los
transformadores, que convierten energía elder
«ade un valor a otro, estin formados por una o
más bobinas colocadas dentro del campo magné
2. La mayor parte de la fuerza que impulsa las
máquinas enla industria es producida por mo-
tores formados por bobinas con corriente su-
mergidas dentro del campo magnético creado
por unos imanes u otras bobinas con corrien-
En este mismo principio se basan los moto.
ros utilizados en los elecrodomésticos, jugue-
tos, computadoras, ascensores, herramientas,
etc. si como los instrumentos de medida ana-
lógicos.
3. La radio. televisión, la telefonía celular los sa.
ses, y tros tipos de sistemas de comunica-
cones dependen de la interacción de fenéme-
nos elécrios y magnéticos para transmitir vo-
ces imigenesy dats entre un par de puntos
4: Muchos dispositivos utiizados para conver.
vir en electricidad otras formas de energía y
viceversa, están basados en fenómenos elec»
tromagnéticos. Por ejemplo, en un micrôfo-
no dinámico los cambios enla presión del are
producidos al hablar hacen que se mueva una
bobina sumergida dentro de un campo mag-
néico y se produzca una corriente que re-
presenta la voz.
5. Muchos disposiiwos uilizados como interrup-
tores automáticos en equipos eléctricos y elec»
trónicos son esencialmente eectroimanes. Por
ejemplo, un relé está formado por una bobina
unida mecánicamente a unos contactos, Cuando
"se aplica una corriente a a bobina, ésta produce
asualrededor un campo magnéicoel cual atrae
una pieza móvil que ciera automáticamente los
‘contacts normalmente abiertos y abre los nor-
malmente cerrados. En este mismo principio se
basan los amados contactores
Lostenámenos magnéticos y eleciromagnéticos se
zn también para efecunr dagnóstcos médicos,
localiza tesoros enterados tajo el sul, fundir me-
“tales media velocidad del viento almacenar nforma-
| ción en discos y cms, ec. Deinikiramente, muchos.
‘ico de una bobina con coriene.Este mismo prin- de ls grandes vances de la cen tec y lin
io es utlizado por los transformadores em-
_genieri, que caracterizan nuestro mundo moderna,
pleados en los receptores de radio y televisión, han sido posbles sólo gracias a la comprensión y el
los esubitzadores de vole y ls fuentes de al
mentación de todo tipo de equipos electrónicos.
aprovechamiento inteigent de hs cartes mag-
éticas y electromagnética de la materia,
o> der:
e
=
Figure 3.18 Btn
Las bobinas
Como hemos visto. electromagnetismo está muy
relacionado con un elemento lamado bobina Una
bobina es un enrolamiento de alambre de más de
dos vueltas; generalmente están formadas por
muchas vueltas de alambre; cada vuela recibo el
nombre de espro. Figura 3.18
Tipos de bobinas
1.Con núcleo de aire: yasabemos quel corriente
que circula por un alambre conductor tiene asociado,
un campo magnético, Si ese alambre se enrola for
mamos una bobina amada solenoide. la bobina se
conecra una fuente de CC. tanto la corriente como
el campo magnético se concentran en un espacio
muy reducido, pero da como resultado un gran cam-
po magnético. El solenoide acta como imán en or.
ma de barra con ls polos ubicados en os extremos.
‘Como la espia est rodeada de su propio campo
magnético, estos pequeños campos se combinan for
‘mando un campo muy grande que come se ve,rodea
toda la bobina. Puede decirse que esta bobina ene
un núcleo de are Figura 3.19
Figur 3.19. Bain co pes de oe
ARIAT! » coo pc de crónico
Figure 3.20.B con sde ere
2. Con núcleo de hierro: sala misma bobina le
introducimos un trozo de hierro duce y se conec-
‘a al mismo voltaje CC, obtenemos un electraimón,
es decir un solenoide con núcleo magnético. Como
el hierro tiene una reluctanca mucho menor. as
líneas de fuerza van de un extremo à otro éstas se
«concentrarán en el núcleo metálico creando un
campo magnético muy intenso. Figura 3.20
Polos de un electroimán
‘Cuando hablibamos del campo magnético indicba-
mos que las Incas magnética se mueven en un sent
do defnido y es el sentido del fujo magnético quien
define los polos norte y sur del ampa En un eletro-
min al gai que en un imán permanence as Ines de
fuerza cierran el reto magnético que es comino,
‘sas salen por el polo norte y entran pore polo sur,
entro del imán hacen el recorrido de sura norte.
Sin embargo,algo muy importante: en un imán.
permanente sus polos estin en el mismo lugar de
acuerdo ala magnetización obtenida en su fabrca-
«ión; en un electrolmán no pasa igual, pues el sen
ido de ls líneas de fuerza de una bobina depende.
de la dirección dela corriente elécrica, si ésta se
únviert, las líneas de fuerza también. Figura 3.21
o
=
Figure 3.18 Btn
Las bobinas
Como hemos visto. electromagnetismo está muy
relacionado con un elemento lamado bobina Una
bobina es un enrolamiento de alambre de más de
dos vueltas; generalmente están formadas por
muchas vueltas de alambre; cada vuela recibo el
nombre de espro. Figura 3.18
Tipos de bobinas
1.Con núcleo de aire: yasabemos quel corriente
que circula por un alambre conductor tiene asociado,
un campo magnético, Si ese alambre se enrola for
mamos una bobina amada solenoide. la bobina se
conecra una fuente de CC. tanto la corriente como
el campo magnético se concentran en un espacio
muy reducido, pero da como resultado un gran cam-
po magnético. El solenoide acta como imán en or.
ma de barra con ls polos ubicados en os extremos.
‘Como la espia est rodeada de su propio campo
magnético, estos pequeños campos se combinan for
‘mando un campo muy grande que come se ve,rodea
toda la bobina. Puede decirse que esta bobina ene
un núcleo de are Figura 3.19
Figur 3.19. Bain co pes de oe
ARIAT! » coo pc de crónico
Figure 3.20.B con sde ere
2. Con núcleo de hierro: sala misma bobina le
introducimos un trozo de hierro duce y se conec-
‘a al mismo voltaje CC, obtenemos un electraimón,
es decir un solenoide con núcleo magnético. Como
el hierro tiene una reluctanca mucho menor. as
líneas de fuerza van de un extremo à otro éstas se
«concentrarán en el núcleo metálico creando un
campo magnético muy intenso. Figura 3.20
Polos de un electroimán
‘Cuando hablibamos del campo magnético indicba-
mos que las Incas magnética se mueven en un sent
do defnido y es el sentido del fujo magnético quien
define los polos norte y sur del ampa En un eletro-
min al gai que en un imán permanence as Ines de
fuerza cierran el reto magnético que es comino,
‘sas salen por el polo norte y entran pore polo sur,
entro del imán hacen el recorrido de sura norte.
Sin embargo,algo muy importante: en un imán.
permanente sus polos estin en el mismo lugar de
acuerdo ala magnetización obtenida en su fabrca-
«ión; en un electrolmán no pasa igual, pues el sen
ido de ls líneas de fuerza de una bobina depende.
de la dirección dela corriente elécrica, si ésta se
únviert, las líneas de fuerza también. Figura 3.21
o
Teoria «.errrrrrraninaaaacasa
Experimento N° 4. El electromagnetismo
Objetivo: consul un electrolmán, observar su comportamiento y comprobar que efectivamente,
con la ayuda de la corriente eléctrica, se puede obtener magnetismo.
Materiales que se van a utilizar
5 metros de alambre de cobre esmaltado calibre # 30
1 tubo plástico o pequeño carrete para hilo (tbino)
10 cm de hierro dulce de diámetro inferior al del tubo
| fuente de alimentación o batería de 9 voltios
1 bréjua
2 cables de conexión
Cinta transparente o scona
Varios elementos metálicos: ganchos, broches, punis, rc.
Pasos que se van a seguir:
Paso |. Se envuelve apretadamente el alambre de cobre barn
zado sobre eltrozo de tubo plástico. detal manera que la vue.
tas queden una enseguida de la otra hasta obtener una bobina,
‘como se ve en a gráfica. Para evitar que el alambre se desenro-
lle, puede envolver encima cinta transparente o aplicar sico»
a en los extremos. Figura 3.22
Figure 322
Paso 2. Introduzca dentro del tubo plistico el trozo de
hierro dulce. Figura 3.23
Pure 323
Paso 3. Coneete los terminales de la bobina a una fuente de
CC (bateria o fuente de alimentación y aplique un voltaje de
| nueve volts. Figura 3.24a
Figure 3.240 Observaciones:
1. Acerque una brújula a cada uno delos extremos ¿qué pue
de observar!
2. Acerque algún elemento metálico: un broche, un gancho,
tun destornillador, et. ¿qué sente en su mano?
3. Ahora tome un trozo de madera o de plástico eIgualmen-
‘tw acérqueloalelectrolmán, qué sente en su mano?
4. Como usted ha construido un electroimén.ahora comprue-
be que también existe lineas de fuerza y que se forma el
puro 3.200 ‘spectro magnético, Repita los pasos del experimento N°3.
Experimento N° 4. El electromagnetismo
Objetivo: consul un electrolmán, observar su comportamiento y comprobar que efectivamente,
con la ayuda de la corriente eléctrica, se puede obtener magnetismo.
Materiales que se van a utilizar
5 metros de alambre de cobre esmaltado calibre # 30
1 tubo plástico o pequeño carrete para hilo (tbino)
10 cm de hierro dulce de diámetro inferior al del tubo
| fuente de alimentación o batería de 9 voltios
1 bréjua
2 cables de conexión
Cinta transparente o scona
Varios elementos metálicos: ganchos, broches, punis, rc.
Pasos que se van a seguir:
Paso |. Se envuelve apretadamente el alambre de cobre barn
zado sobre eltrozo de tubo plástico. detal manera que la vue.
tas queden una enseguida de la otra hasta obtener una bobina,
‘como se ve en a gráfica. Para evitar que el alambre se desenro-
lle, puede envolver encima cinta transparente o aplicar sico»
a en los extremos. Figura 3.22
Figure 322
Paso 2. Introduzca dentro del tubo plistico el trozo de
hierro dulce. Figura 3.23
Pure 323
Paso 3. Coneete los terminales de la bobina a una fuente de
CC (bateria o fuente de alimentación y aplique un voltaje de
| nueve volts. Figura 3.24a
Figure 3.240 Observaciones:
1. Acerque una brújula a cada uno delos extremos ¿qué pue
de observar!
2. Acerque algún elemento metálico: un broche, un gancho,
tun destornillador, et. ¿qué sente en su mano?
3. Ahora tome un trozo de madera o de plástico eIgualmen-
‘tw acérqueloalelectrolmán, qué sente en su mano?
4. Como usted ha construido un electroimén.ahora comprue-
be que también existe lineas de fuerza y que se forma el
puro 3.200 ‘spectro magnético, Repita los pasos del experimento N°3.
Hasta ahora hemos
estudiado los aspectos
relacionados con los circuitos eléctricos,
destacando los elementos que los componen
(fuente, conductores, cargas) y las magnitudes
físicas que los definen (voltaje, corriente,
resistencia). En esta lección examinaremos la forma
como están relacionadas matemáticamente estas
‘magnitudes e introduciremos el importante
concepto de potencia. Para ello sera
necesario conocer la ley de Ohm y la ley
de Watt, dos principios básicos de
“la teoría eléctrica
RHCITE » cons foc de cernes
estudiado los aspectos
relacionados con los circuitos eléctricos,
destacando los elementos que los componen
(fuente, conductores, cargas) y las magnitudes
físicas que los definen (voltaje, corriente,
resistencia). En esta lección examinaremos la forma
como están relacionadas matemáticamente estas
‘magnitudes e introduciremos el importante
concepto de potencia. Para ello sera
necesario conocer la ley de Ohm y la ley
de Watt, dos principios básicos de
“la teoría eléctrica
RHCITE » cons foc de cernes
Teoria 444
4444
La ley de Ohm
La corriente y el volaje.asociados con una resis-
tencia, se relacionan entre si mediante una fr.
‘mula muy útil y sencilla lamada la ley de Ohm.
Esta ley que examinaremos en detalle más ade-
lante,es una dels fórmulas más utilizadas en elec-
tricidad y electrónica por parte de ingeniros,1éc-
cos, estudiantes y principiantes, para el análisis
y diseño de todo tipo de circuitos. incluyendo am
plifcadores.fuentes de alimentación. etc. así como
para la selección apropiada de conductores, fusi-
bles interruptores, comacorrientes.y otros tipos
de componentes.
‘Antes de conocer la ley de Ohm,es convenien-
te recordar qué es,cómo está estructurado y cómo
funciona un circuito elécuico simple. Figura 4.1.
Según vimos en una lección anterior un circuito
eléctrico, en un sentido general, es una combina-
ción de componentes conectados de al forma que
proporcionen una trayectoria cerrada para la cir
culacién de la corriente y permitan aprovecharla
energía delos electrones en movimiento para pro-
<ducir oras formas de energia por ejemplo Ju.clor
sonido, movimiento,ete Un circuito eléctrico sim-
ple como el anterior se compone, básicamente, de
los siguientes elementos:
+ Una fuente de energía elécrica (V), a cual su-
ministra la fuerza necesaria para impulsar una
corriente de electrones a través del circuito.
Esta fuerza se expresa en voltios (V) La co-
‘vente producida se expresa en amperios (A).
+ Un conjunto de conductores los cuales propor-
cioran un camino de poca resistencia paral cir
«ulación dela corriente a través del circuit.
Figure 4.2.61 rato ec corde
+ Una carga, la cual convierte la energía de los
electrones en movimiento en otras forma de
energia. En esto caso, la carga está representa-
a por una resistencia (R) la cual convierte
“energía eléctrica en calor. La resistencia se ex.
presa en ohmios (D) En el resto de este capi
tulo asumiremos que la carga o cargas de un
Circuito son resistencias pura.
+ Uninterruptor (S)el cual actia como elemen-
to de control del circuito, regulando el paso de
corriente hacia la carga
Examinemos como funciona este circuito eléc-
rico simple. Supongamos inicialmente que el inte-
rruptor ($) está en la posición abierta (OFF). ajo
esta condición.no circula corriente alguna través
delos conductores ni de La carga porque la trayec-
toria está interrumpida. Se dice, entonces, que el
circulo está abierto. Supongamos ahora que se
acciona el interruptor y se pasa ala posición ce.
rada (ON), figura 4.2.
Bajo est condiiôn ls lectrones tendrän una.
trayectoria por donde circular y a fuente podrá
impar una corriente eléctrica ().Se dce,enton-
ces,que el circulo está cerrado, Considerando el
sentido convencional a corriente sale de la fuente
por el borne positivo (+). se desplaza alo largo del
Conductor superior, atraviesa la carga (R), conti=
‘da por el conductor superior y regresa ala fuen-
te por el borne negativo. El proceso se repite in-
definidamence mientras permanezca cerrado el
Inerruptor. Hecho este recuento, estamos ya en
capacidad de conocer y asimilar la ley de Ohm.
Enunciado de la ley de Ohm
En un circulo resisiwo, o sea que solo tiene resis
4444
La ley de Ohm
La corriente y el volaje.asociados con una resis-
tencia, se relacionan entre si mediante una fr.
‘mula muy útil y sencilla lamada la ley de Ohm.
Esta ley que examinaremos en detalle más ade-
lante,es una dels fórmulas más utilizadas en elec-
tricidad y electrónica por parte de ingeniros,1éc-
cos, estudiantes y principiantes, para el análisis
y diseño de todo tipo de circuitos. incluyendo am
plifcadores.fuentes de alimentación. etc. así como
para la selección apropiada de conductores, fusi-
bles interruptores, comacorrientes.y otros tipos
de componentes.
‘Antes de conocer la ley de Ohm,es convenien-
te recordar qué es,cómo está estructurado y cómo
funciona un circuito elécuico simple. Figura 4.1.
Según vimos en una lección anterior un circuito
eléctrico, en un sentido general, es una combina-
ción de componentes conectados de al forma que
proporcionen una trayectoria cerrada para la cir
culacién de la corriente y permitan aprovecharla
energía delos electrones en movimiento para pro-
<ducir oras formas de energia por ejemplo Ju.clor
sonido, movimiento,ete Un circuito eléctrico sim-
ple como el anterior se compone, básicamente, de
los siguientes elementos:
+ Una fuente de energía elécrica (V), a cual su-
ministra la fuerza necesaria para impulsar una
corriente de electrones a través del circuito.
Esta fuerza se expresa en voltios (V) La co-
‘vente producida se expresa en amperios (A).
+ Un conjunto de conductores los cuales propor-
cioran un camino de poca resistencia paral cir
«ulación dela corriente a través del circuit.
Figure 4.2.61 rato ec corde
+ Una carga, la cual convierte la energía de los
electrones en movimiento en otras forma de
energia. En esto caso, la carga está representa-
a por una resistencia (R) la cual convierte
“energía eléctrica en calor. La resistencia se ex.
presa en ohmios (D) En el resto de este capi
tulo asumiremos que la carga o cargas de un
Circuito son resistencias pura.
+ Uninterruptor (S)el cual actia como elemen-
to de control del circuito, regulando el paso de
corriente hacia la carga
Examinemos como funciona este circuito eléc-
rico simple. Supongamos inicialmente que el inte-
rruptor ($) está en la posición abierta (OFF). ajo
esta condición.no circula corriente alguna través
delos conductores ni de La carga porque la trayec-
toria está interrumpida. Se dice, entonces, que el
circulo está abierto. Supongamos ahora que se
acciona el interruptor y se pasa ala posición ce.
rada (ON), figura 4.2.
Bajo est condiiôn ls lectrones tendrän una.
trayectoria por donde circular y a fuente podrá
impar una corriente eléctrica ().Se dce,enton-
ces,que el circulo está cerrado, Considerando el
sentido convencional a corriente sale de la fuente
por el borne positivo (+). se desplaza alo largo del
Conductor superior, atraviesa la carga (R), conti=
‘da por el conductor superior y regresa ala fuen-
te por el borne negativo. El proceso se repite in-
definidamence mientras permanezca cerrado el
Inerruptor. Hecho este recuento, estamos ya en
capacidad de conocer y asimilar la ley de Ohm.
Enunciado de la ley de Ohm
En un circulo resisiwo, o sea que solo tiene resis
rencias el voltaje (V).a resistencia (R) ya corriente
(1) están relacionados entre si mediante una for
‘mula muy útil y sencilla amada la ley de Ohm,
descubierta por el fsico alemán Georg Simon Ohm
(1789-1854) y dada a conocer públicamente en
1828, Eta oy esablece lo siguiente:
La intensidad () dela corriente eléctrica que c=
ula por un creo es directamente proporcional
al voltaje aplicado (V) e inversamente proporcio-
al a la resistencia (R) del mismo"
Matemáticamente, esta relación se puede re:
presentar en forma resumida mediante la siuien-
te formula:
Intensidad =
El signfcado de cada uno de los términos de
esta ecuación es el siguiente:
V esta tensión aplicada, expresada en vols (V)
es la corriente que circula por el circuito, ex:
presada en amperios (A).
IR es la resistencia u oposición al paso dela co-
rriente, expresada en ohmios (D.
Para que la aplicación de esta fórmula pro-
duzea los resultados correctos, las cantidados
deben expresarse en las unidades básicas © pa-
trón, es decir el voltaje en voltios, la corriente
en amperios yla resistencia en ohmios. Si es-
tas magnitudes están expresadas en múltiplos ©
submüliples delas unidades básicas, las mismas
deben convertirse primero a estas unidades an- |
tes de aplicar la ley de Ohm. Por ejemplo, 20mV |
(milivocios) deben expresarse como 0.020 V.
10462 (kiloohmios) como 10.000 y 3OpA (mi
eroamperios) como 0,000030A,
Por tanto, la ley de Ohm nos permite calcula.
una magnitud, digamos la corriente (conociendo -
las otros dos (V.R).También nos confirma que la
intensidad o cantidad de corriente de un circuito,
depende del voltaje aplicado por la fuente y dela
Ahern: » coo pc se ec
resistencia que le presenta la carga. En otras pala-
bras, si por un circulo pasa cierta cantidad de co-
rriente, esto se debe a la existencia de un voltaje
aplicado y de un resistencia presentada por la car.
9. Est última mit la cantidad de corriente que
circu por el circulo. Si la resistencia es alta,
la corriente será baja, mientras que sila re-
sistencia es baja, la corriente será alta. Los
Siguiente ejemplos de aplicación dela ley de Ohm
achrarin estos conceptos,
Ejemplo No. En el re elécuico dela figu-
ra 43,0 vole entregado por la fuente tiene un
valor de 11Ovoldosy a essencaofreción pora
carga unvalor de 10 ohmios. ¿Cuál es elvalor dela
corriente que circula por el culto?
Solución: Las magnitudes de este circuito son;
now
100
rea
Para ealeular la corriente (1) aplicamos a ley de
‘Ohm (1=VIR), reemplazando ls letras que repre»
sentan los parámetros del iculo por sus valores
numéricos expresados en unidades básicas Esto es:
Por tanto, la corriente a través del circuito es
de 11 amperios.
“Ejemplo No 2 Consideremos el mismo circuito
dela figura 4.3,pero ahora aumentemos el volaje,
por ejemplo al doble, es decir 220 voltios, dejando,
"el mismo valor de resistencia, es decir 10 ohmios
¿Qué sucederá con la intensidad? Figura 44
Solución. Las nuevas magnitudes del circuto son
las siguientes
v= 20
R=100
Tera
oe)
(1) están relacionados entre si mediante una for
‘mula muy útil y sencilla amada la ley de Ohm,
descubierta por el fsico alemán Georg Simon Ohm
(1789-1854) y dada a conocer públicamente en
1828, Eta oy esablece lo siguiente:
La intensidad () dela corriente eléctrica que c=
ula por un creo es directamente proporcional
al voltaje aplicado (V) e inversamente proporcio-
al a la resistencia (R) del mismo"
Matemáticamente, esta relación se puede re:
presentar en forma resumida mediante la siuien-
te formula:
Intensidad =
El signfcado de cada uno de los términos de
esta ecuación es el siguiente:
V esta tensión aplicada, expresada en vols (V)
es la corriente que circula por el circuito, ex:
presada en amperios (A).
IR es la resistencia u oposición al paso dela co-
rriente, expresada en ohmios (D.
Para que la aplicación de esta fórmula pro-
duzea los resultados correctos, las cantidados
deben expresarse en las unidades básicas © pa-
trón, es decir el voltaje en voltios, la corriente
en amperios yla resistencia en ohmios. Si es-
tas magnitudes están expresadas en múltiplos ©
submüliples delas unidades básicas, las mismas
deben convertirse primero a estas unidades an- |
tes de aplicar la ley de Ohm. Por ejemplo, 20mV |
(milivocios) deben expresarse como 0.020 V.
10462 (kiloohmios) como 10.000 y 3OpA (mi
eroamperios) como 0,000030A,
Por tanto, la ley de Ohm nos permite calcula.
una magnitud, digamos la corriente (conociendo -
las otros dos (V.R).También nos confirma que la
intensidad o cantidad de corriente de un circuito,
depende del voltaje aplicado por la fuente y dela
Ahern: » coo pc se ec
resistencia que le presenta la carga. En otras pala-
bras, si por un circulo pasa cierta cantidad de co-
rriente, esto se debe a la existencia de un voltaje
aplicado y de un resistencia presentada por la car.
9. Est última mit la cantidad de corriente que
circu por el circulo. Si la resistencia es alta,
la corriente será baja, mientras que sila re-
sistencia es baja, la corriente será alta. Los
Siguiente ejemplos de aplicación dela ley de Ohm
achrarin estos conceptos,
Ejemplo No. En el re elécuico dela figu-
ra 43,0 vole entregado por la fuente tiene un
valor de 11Ovoldosy a essencaofreción pora
carga unvalor de 10 ohmios. ¿Cuál es elvalor dela
corriente que circula por el culto?
Solución: Las magnitudes de este circuito son;
now
100
rea
Para ealeular la corriente (1) aplicamos a ley de
‘Ohm (1=VIR), reemplazando ls letras que repre»
sentan los parámetros del iculo por sus valores
numéricos expresados en unidades básicas Esto es:
Por tanto, la corriente a través del circuito es
de 11 amperios.
“Ejemplo No 2 Consideremos el mismo circuito
dela figura 4.3,pero ahora aumentemos el volaje,
por ejemplo al doble, es decir 220 voltios, dejando,
"el mismo valor de resistencia, es decir 10 ohmios
¿Qué sucederá con la intensidad? Figura 44
Solución. Las nuevas magnitudes del circuto son
las siguientes
v= 20
R=100
Tera
oe)
LT Te CÉPEPPEPEEPEPEPEPPEPEEPEES
Figure 44 empl a2
Aplicando la ley de Ohm (1=V/ R) y reempla-
zando las letras por sus valores tenemos:
Por tanta la nueva corriente a través del ireu-
10.05 de 22 amperios. Como conclusión, alaumen-
var el voltaje al doble, la intensidad cambién au
menta el doble. Este resultado confirma el siguien-
te enunciado, derivado dela ley de Ohm:
La intensidad de la corriente es directamen-
te proporcional al voltaje aplicado
Ejemplo No. 3. Consideremos nuevamente el
Circuito dela figura 4.3, pero ahora cambiemos
la resistencia al doble, es decir 20 ohmios y man-
tengamos el valor de a fuente en 110 voltios Qué
sucederá con la intensidad? Figura 4.5
¡Solución Las nuevas magnitudes del circuito son
las siguentes:
nov
22
v
R
ary
on
Aplicando la ley de Ohm (I=V/ R) y reempla-
“ando las letras por sus valores, tenemos:
Por tanto, la nueva corriente a través del circu
10 es 5.5 amperios. Como conclusión, al aumentar
la resistencia al doble a intensidad disminuye a la
mitad, Este resultado confirma el siguiente enun-
ado, derivado de la ley de Ohm:
La intensidad de la corriente es inversamen-
te proporcional al valor de la resistencia
Como se puede observar a parti de los ejem-
pos anteriores, al modificar las condiciones del
Circuito, cambiando el valor del voltaje la resi
tencia, cambia también el valor de la corriente, lo
‘ual explica el comportamiento del crcuto ante
‘estas situaciones. De ahí la importancia de la ley
‘de Ohm.Por esta razón le recomendamos memo-
rirarla y tenera muy en cuenta eno sucesivo pues-
‘to que la misma l será de gran ayuda para resol-
ver un buen número de problemas reales que se
presentan en la práctica dela electricidad y la elec-
rönia. De todas formas, recuerde siempre que la
ley de Ohm relaciona el vole, la resistencia yla
intensidad en circulos elécicos cerrados, os decir
por donde puede circular una corriente eléctrica.
Otras formas de representar
la ley de Ohm
Matemáticamente la ley de Ohm, originalmente.
expresada como I=V/R,se puede representar me
lane otras dos ecuaciones equivalentes así
igure 45. mp o 3
ete fe de crée bosco» BRAT:
Figure 44 empl a2
Aplicando la ley de Ohm (1=V/ R) y reempla-
zando las letras por sus valores tenemos:
Por tanta la nueva corriente a través del ireu-
10.05 de 22 amperios. Como conclusión, alaumen-
var el voltaje al doble, la intensidad cambién au
menta el doble. Este resultado confirma el siguien-
te enunciado, derivado dela ley de Ohm:
La intensidad de la corriente es directamen-
te proporcional al voltaje aplicado
Ejemplo No. 3. Consideremos nuevamente el
Circuito dela figura 4.3, pero ahora cambiemos
la resistencia al doble, es decir 20 ohmios y man-
tengamos el valor de a fuente en 110 voltios Qué
sucederá con la intensidad? Figura 4.5
¡Solución Las nuevas magnitudes del circuito son
las siguentes:
nov
22
v
R
ary
on
Aplicando la ley de Ohm (I=V/ R) y reempla-
“ando las letras por sus valores, tenemos:
Por tanto, la nueva corriente a través del circu
10 es 5.5 amperios. Como conclusión, al aumentar
la resistencia al doble a intensidad disminuye a la
mitad, Este resultado confirma el siguiente enun-
ado, derivado de la ley de Ohm:
La intensidad de la corriente es inversamen-
te proporcional al valor de la resistencia
Como se puede observar a parti de los ejem-
pos anteriores, al modificar las condiciones del
Circuito, cambiando el valor del voltaje la resi
tencia, cambia también el valor de la corriente, lo
‘ual explica el comportamiento del crcuto ante
‘estas situaciones. De ahí la importancia de la ley
‘de Ohm.Por esta razón le recomendamos memo-
rirarla y tenera muy en cuenta eno sucesivo pues-
‘to que la misma l será de gran ayuda para resol-
ver un buen número de problemas reales que se
presentan en la práctica dela electricidad y la elec-
rönia. De todas formas, recuerde siempre que la
ley de Ohm relaciona el vole, la resistencia yla
intensidad en circulos elécicos cerrados, os decir
por donde puede circular una corriente eléctrica.
Otras formas de representar
la ley de Ohm
Matemáticamente la ley de Ohm, originalmente.
expresada como I=V/R,se puede representar me
lane otras dos ecuaciones equivalentes así
igure 45. mp o 3
ete fe de crée bosco» BRAT:
Intensidad x Resistencia.
— V=lxR
Voltaje.
Mediante esta fórmula se puede obtener el va.
lor del voltaje (V) dea fuente de alimentación, co-
nociendo a intensidad () de la corriente ya resis-
tencia (R).
Yelae — n= ¥
Resistencia = Treensidad T
Mediante esta fórmula se puede obtener el va-
lor de la resistencia (R},conociendo la intensidad
de la corriente () y el voltaje (¥).
Los siguientes ejemplos achrarán estos conceptos.
Ejemplo No.4. Enel eeuito de a figura 4.6 se
tiene como carga una resistencia de 6 ohmios y se
ha medido una corriente de 2amperios ¿Cuál rá.
el voltaje dela fuente de alimentación?
Solución: En este caso tenemos los siguientes
valores
1=2A
R=60
vew
Aplicando la ley de Ohm enla forma V= 1x y
reemplazando Is letras por sus valores, tenemos:
IIT: » case acné econo sora
Figure 47. Gopi No
Ejemplo No.5 En el circulo de la figura 47e
tiene una fuente de alimentación de 24 voltios y se
mide una corriente de 3 amperios. ¿Cuál será el
valor de la resistencia en ohmios?
Solución. En este caso tenemos los siguientes
valores:
v=24v
1=3A
R=>0
Utilizando la ley de Ohm en la forma.
obtenemos:
Portanto,el valor de la resistencia e de 8 ohmios.
El triángulo de la ley de Ohm
Las diferentes formas de expresar la ley de Ohm,
examinadas hasta el momento, se pueden recor
ar con facilidad ullzando el triángulo de la figu-
ra 4.8, donde se encuentran representadas, en
forma gráfica la tres magnitudes de cualquier ci.
ult, es deci el voltaje (V), la intensidad de la co-
rien (1) y la resistencia (R) Para la utlización
Figure 48 ng eo y de O
ro»
Probe»
|
— V=lxR
Voltaje.
Mediante esta fórmula se puede obtener el va.
lor del voltaje (V) dea fuente de alimentación, co-
nociendo a intensidad () de la corriente ya resis-
tencia (R).
Yelae — n= ¥
Resistencia = Treensidad T
Mediante esta fórmula se puede obtener el va-
lor de la resistencia (R},conociendo la intensidad
de la corriente () y el voltaje (¥).
Los siguientes ejemplos achrarán estos conceptos.
Ejemplo No.4. Enel eeuito de a figura 4.6 se
tiene como carga una resistencia de 6 ohmios y se
ha medido una corriente de 2amperios ¿Cuál rá.
el voltaje dela fuente de alimentación?
Solución: En este caso tenemos los siguientes
valores
1=2A
R=60
vew
Aplicando la ley de Ohm enla forma V= 1x y
reemplazando Is letras por sus valores, tenemos:
IIT: » case acné econo sora
Figure 47. Gopi No
Ejemplo No.5 En el circulo de la figura 47e
tiene una fuente de alimentación de 24 voltios y se
mide una corriente de 3 amperios. ¿Cuál será el
valor de la resistencia en ohmios?
Solución. En este caso tenemos los siguientes
valores:
v=24v
1=3A
R=>0
Utilizando la ley de Ohm en la forma.
obtenemos:
Portanto,el valor de la resistencia e de 8 ohmios.
El triángulo de la ley de Ohm
Las diferentes formas de expresar la ley de Ohm,
examinadas hasta el momento, se pueden recor
ar con facilidad ullzando el triángulo de la figu-
ra 4.8, donde se encuentran representadas, en
forma gráfica la tres magnitudes de cualquier ci.
ult, es deci el voltaje (V), la intensidad de la co-
rien (1) y la resistencia (R) Para la utlización
Figure 48 ng eo y de O
ro»
Probe»
|
Teoria 4444444444
Ss
Figura aut
de esta ayuda simplemente tape con un dedo en el
‘ridngulo la magnitud de interés y fective la multi
plcación división que quede indicada. Esto es:
1. Si quiere hallr la incensidad (1), ape con un
¿dedo laletral, figura 4.9. Obtendrá entonces
VR.
2. Si quiere hallar el voltaje (V).tape con un dedo,
la tra Vifigura 4.10.Obtendrá entonces IXR.
3. Si quiere hallar la resistencia (R), tape con un
¿dedo ia letra R figura 4.11. Obtendrá enton-
ces VIL
Análisis de un circuito eléctrico
‘mediante la ley de Ohm
LA ley de Ohm es siempre válida en tdo re
en
Prrererrerrreny
eléctrico y en cada parte del mismo, Esto significa
que sien una parte de un circuit elétrico se co-
nocen los valores particulares de dos de las tres
magnitudes fundamentales (LV R)la tercera mag»
tud debe tener un valor tal que auisaga la ecua-
ción matemática descrita por la ley de Ohm. Para
«comprobar esta afirmación, consideremos el cir
u elécrico de la figura 4.12.
En este caso si el interruptor $ se encuentra
cerrado, como se muestra en la figura, el amperi-
‘metro nos indicará la magnitud dela corriente (1)
que circula a través del circuito. Esta corriente
‘est dada por:
Verifiquemos ahora la ley de Ohm en otra par
te del circuit, por ejemplo en la resistencia, En
este caso el volimetro nos indicará el volaje ©
diferencia de potencial en los extremos de la re
sistencia Este volaje (V1) está dado por:
Es dec oda a tesón de a une parecen
Leesan como er de esperar. eo el
innen dela Agur 4.12 e bre de Ohm
Sue teniendo ver porquelser nina res
enc dl tete dea de crear la orient
tr crite Bas at condición, corre me-
Sa por lamperime (será cero 00 mimo
pure 4.12, Caso eco spe or demos de
dale de hm
cas fet de ni barco» REIT:
Ss
Figura aut
de esta ayuda simplemente tape con un dedo en el
‘ridngulo la magnitud de interés y fective la multi
plcación división que quede indicada. Esto es:
1. Si quiere hallr la incensidad (1), ape con un
¿dedo laletral, figura 4.9. Obtendrá entonces
VR.
2. Si quiere hallar el voltaje (V).tape con un dedo,
la tra Vifigura 4.10.Obtendrá entonces IXR.
3. Si quiere hallar la resistencia (R), tape con un
¿dedo ia letra R figura 4.11. Obtendrá enton-
ces VIL
Análisis de un circuito eléctrico
‘mediante la ley de Ohm
LA ley de Ohm es siempre válida en tdo re
en
Prrererrerrreny
eléctrico y en cada parte del mismo, Esto significa
que sien una parte de un circuit elétrico se co-
nocen los valores particulares de dos de las tres
magnitudes fundamentales (LV R)la tercera mag»
tud debe tener un valor tal que auisaga la ecua-
ción matemática descrita por la ley de Ohm. Para
«comprobar esta afirmación, consideremos el cir
u elécrico de la figura 4.12.
En este caso si el interruptor $ se encuentra
cerrado, como se muestra en la figura, el amperi-
‘metro nos indicará la magnitud dela corriente (1)
que circula a través del circuito. Esta corriente
‘est dada por:
Verifiquemos ahora la ley de Ohm en otra par
te del circuit, por ejemplo en la resistencia, En
este caso el volimetro nos indicará el volaje ©
diferencia de potencial en los extremos de la re
sistencia Este volaje (V1) está dado por:
Es dec oda a tesón de a une parecen
Leesan como er de esperar. eo el
innen dela Agur 4.12 e bre de Ohm
Sue teniendo ver porquelser nina res
enc dl tete dea de crear la orient
tr crite Bas at condición, corre me-
Sa por lamperime (será cero 00 mimo
pure 4.12, Caso eco spe or demos de
dale de hm
cas fet de ni barco» REIT:
el voltaje ena resistencia medido con el volúmetro.
(V1). Este voltaje estará dado por:
=IxR=0Ax30=0Y
‘A continuación examinaremos otros problemas
que nos permitirán aprecia la ulidad y versa
dad de a ley de Ohm.
Problemas de aplicación
de la ley de Ohm
Problema No.1. Un equipo eléctrico que tiene
una resistencia interna de 8 ohmios se debe co-
nectar a una fuente de 110 voltios. Calcular
a. La corriente que circula por el equipo.
b. El calibre mínimo del conductor o cordón eléc»
rico que se debe utilizar para que el equipo
funcione en forma segura,
Solución. El problema nos ofrece los siguientes
datos:
v= Nov
R=80
1=2A
Aplicando la ey de Ohm obtenemos os siguien-
tes resultados:
Esto esa corriente que circula por el equipo
es de 13,75 amperios.
b. Con el valor de corriente obtenido anterior-
mente, nos apoyamos con la tabla de con-
ductores eléctricos de la página N°17 de la
sección de componentes para determinar el
calibre mínimo del cable de potencia, Para
ell, localicemos en la columna de ampaci-
dad cual es el valor más cercano a 13,75
amperios. Notaremos que este valor es 15
dear:
amperios, el cual corresponde, en la colum-
a de calibres, a un conductor número 14,
Por tanto, podemos concluir que el cordón
de alimentación para el equipo debe ser,
como mínimo, de calibre N° 14.
Problema No. 2 Una resistencia de 300 oh-
mios perteneciente a un receptor de radio es
atravesada por una corriente de 40 miliampe-
rios, ¿Qué voltaje existe en los extremos de la
resistencia?
Solución El problema nos ofrece los siguientes
datos
1 = 40mA
R= 3000
ver
‘Antes de aplicar ia ley de Ohm,es necesario
‘tener las magnitudes en unidades en forma ho.
mogenen, es decir expresadas en unidades pa.
trön. Note que la resistencia si lo está (en oh.
mios), pero no la corriente, la cual está expre-
sada en un submültplo (millamperios o milési.
mas de amperio).
Por tanto, debemos convertirlos 40 millam-
perios en amperios. Para convertir millampe-
rios en amperios dividimos por 1000 asi:
‘Ahora siaplcando la ley de Ohm, obtenemos:
V=IxR
V = 0,040A x 3000
V = 12 voltios
Para far de una manera prâcties Ia relación
que existe entre el voltaje aplicado a un circul-
o yla intensidad de corriente que circula por
1, vamos a practicar a continuación un experi-
mento sencillo,
ce.
(V1). Este voltaje estará dado por:
=IxR=0Ax30=0Y
‘A continuación examinaremos otros problemas
que nos permitirán aprecia la ulidad y versa
dad de a ley de Ohm.
Problemas de aplicación
de la ley de Ohm
Problema No.1. Un equipo eléctrico que tiene
una resistencia interna de 8 ohmios se debe co-
nectar a una fuente de 110 voltios. Calcular
a. La corriente que circula por el equipo.
b. El calibre mínimo del conductor o cordón eléc»
rico que se debe utilizar para que el equipo
funcione en forma segura,
Solución. El problema nos ofrece los siguientes
datos:
v= Nov
R=80
1=2A
Aplicando la ey de Ohm obtenemos os siguien-
tes resultados:
Esto esa corriente que circula por el equipo
es de 13,75 amperios.
b. Con el valor de corriente obtenido anterior-
mente, nos apoyamos con la tabla de con-
ductores eléctricos de la página N°17 de la
sección de componentes para determinar el
calibre mínimo del cable de potencia, Para
ell, localicemos en la columna de ampaci-
dad cual es el valor más cercano a 13,75
amperios. Notaremos que este valor es 15
dear:
amperios, el cual corresponde, en la colum-
a de calibres, a un conductor número 14,
Por tanto, podemos concluir que el cordón
de alimentación para el equipo debe ser,
como mínimo, de calibre N° 14.
Problema No. 2 Una resistencia de 300 oh-
mios perteneciente a un receptor de radio es
atravesada por una corriente de 40 miliampe-
rios, ¿Qué voltaje existe en los extremos de la
resistencia?
Solución El problema nos ofrece los siguientes
datos
1 = 40mA
R= 3000
ver
‘Antes de aplicar ia ley de Ohm,es necesario
‘tener las magnitudes en unidades en forma ho.
mogenen, es decir expresadas en unidades pa.
trön. Note que la resistencia si lo está (en oh.
mios), pero no la corriente, la cual está expre-
sada en un submültplo (millamperios o milési.
mas de amperio).
Por tanto, debemos convertirlos 40 millam-
perios en amperios. Para convertir millampe-
rios en amperios dividimos por 1000 asi:
‘Ahora siaplcando la ley de Ohm, obtenemos:
V=IxR
V = 0,040A x 3000
V = 12 voltios
Para far de una manera prâcties Ia relación
que existe entre el voltaje aplicado a un circul-
o yla intensidad de corriente que circula por
1, vamos a practicar a continuación un experi-
mento sencillo,
ce.
Teoria 444444444444444 444
Experimento N° 5. La ley de Ohm
Objetivo: comprobar en forma experimental a ley de Ohm.
Materiales necesarios
2 resistencias de 8200, SW 1 multímetro digital
1 interruptor de codillo 1 metro de conductor eléctrico No, 22
4 plas de 1.5 volios
practica N° 1.En esa práctica comprobaremos que la corriente () en un circulo eléctrico es igual a la
relación etre elvolajeapicado (V) yla resistencia dela carga (R) Esto es1=V/R Para el sig estos pasos:
a. Efectúe el montaje de la figura 4.13, situando inicia
mente el interruptor en la posición abierta (OFF) y uti
zando un vole de alimentación de 3V (2 plas de SV
«conectadas en serie.
b. Sin cerrar el interruptor y con la ayuda del multímetro
ia. efect las siguentes mediciones:
Fur 413,
1. Mida el valor de la resistencia. Utilice el mulime-
tro como óhmetro, Figura 4.14. Anote el valor
Unlice el multímetro como volimetro de CC. Ano-
ve elvalor leido (V=3,12V).
Fe 414
3. Con los valores obtenidos, calcule la corriente del
circuit, Aplique la ley de Ohm. En nuestro caso:
1=V/ R= 3,12V/8080 =0,0038A = 3,8mA.
¿Que valor obtuvo usted?”
Fo 416
Fue 15
e. Configure el multímetro como amperimetro de CC
‘ena escala de 20mA y conéctelo como se muestra
en la figura 4.16, Ciere el interruptor y tome la
lectura. Teöricamente, el valor medido debería ser
igual o muy parecido al calculado matemáicamen-
te (38mA en nuestro caso).
sco > BAT:
Experimento N° 5. La ley de Ohm
Objetivo: comprobar en forma experimental a ley de Ohm.
Materiales necesarios
2 resistencias de 8200, SW 1 multímetro digital
1 interruptor de codillo 1 metro de conductor eléctrico No, 22
4 plas de 1.5 volios
practica N° 1.En esa práctica comprobaremos que la corriente () en un circulo eléctrico es igual a la
relación etre elvolajeapicado (V) yla resistencia dela carga (R) Esto es1=V/R Para el sig estos pasos:
a. Efectúe el montaje de la figura 4.13, situando inicia
mente el interruptor en la posición abierta (OFF) y uti
zando un vole de alimentación de 3V (2 plas de SV
«conectadas en serie.
b. Sin cerrar el interruptor y con la ayuda del multímetro
ia. efect las siguentes mediciones:
Fur 413,
1. Mida el valor de la resistencia. Utilice el mulime-
tro como óhmetro, Figura 4.14. Anote el valor
Unlice el multímetro como volimetro de CC. Ano-
ve elvalor leido (V=3,12V).
Fe 414
3. Con los valores obtenidos, calcule la corriente del
circuit, Aplique la ley de Ohm. En nuestro caso:
1=V/ R= 3,12V/8080 =0,0038A = 3,8mA.
¿Que valor obtuvo usted?”
Fo 416
Fue 15
e. Configure el multímetro como amperimetro de CC
‘ena escala de 20mA y conéctelo como se muestra
en la figura 4.16, Ciere el interruptor y tome la
lectura. Teöricamente, el valor medido debería ser
igual o muy parecido al calculado matemáicamen-
te (38mA en nuestro caso).
sco > BAT:
Práctica No. 2. En esta prácuca comprobaremos que, si en un circuito eléctrico se aumenta o
disminuye el voltaje aplicado (V) y se mantiene constante la resistencia (R).a coriente producida ()
aumenta o disminuye enla misma proporción. Para ello siga estos pasos:
a. Efectúe nuevamente el montaje de la figura
Be 417 4.13, pero cambiando el valor del voltaje de
“alimentación 6 votos (4 pas de 1,5V co-
nectadas en serie) Siga los mismos pasos de
la Prácuca | para medi la resistencia y el
voltaje de la fuente. Calcule la corriente a
través del circuito En nuestro caso, obruvi-
mos R=8080.V=6,14V e.
080 = 0.0075A=7.5mA.
1. Cirre ahora el interruptor y tome la lectu-
ra del amperimetro. Figura 4.17. Anote el
valor leido en el amperimetr (=7.6mA).
Práctica No. 3. En esta prácuca comprobaremos que, si en un circulo eléctrico se aumenta o
isminuye la resistencia de la carga (R) y se mantiene constante el voltaje aplicado (Va corriente
producida () disminuye o aumenta enla misma proporción. Para el, sig estos pasos:
a. Efectúe nuevamente el montaje de la figura 4.13, pero utilizando dos resistencias en lugar de una.
De este modo, a resistencia del circuito aumentará al doble. galos mismos procedimientos de la
Práctica | para medir la resistencia y el vote de a fuente. Calcule la corient através del circuito.
En nuestro caso, obtuvimos R=1.616 0,
I. Cierre ahora el interruptor y tome la lectura
del amperimerro, Figura 4.18. Anote el valor
leido en el amperimetro (I=1.3mA), ¿Coincido
‘este valor con el calculado teóricamente?
Conclusiones
En este experimento hemos comprobado, en forma
prác, que:
+ Lacorriente en un circuito es igual la relación entre el voltaje aplicado y la resistencia
+ Siseaumenta o disminuye el voltaje aplicado a un circuito manteniendo constante la resistencia,
«corriente aumenta disminuye en la misma proporción. En nuestro caso, aumentamos el voltaje al
doble (de 3V a 6V)-Por esta razón,la corriente también aumentó al doble (0,38mA a 0.76mA)
+ Sise aumenta o disminuye la resistencia de un circuito, manteniendo constante el voltaje aplicado, la
Corriente disminuye o aumenta en fa misma proporción. En nuestro caso, aumentamos la resistencia
al doble (de 80802 161602) Por esta razón, la corriente disminuyó ala mitad (de 3.8mA à 1,9mA)
oo»
disminuye el voltaje aplicado (V) y se mantiene constante la resistencia (R).a coriente producida ()
aumenta o disminuye enla misma proporción. Para ello siga estos pasos:
a. Efectúe nuevamente el montaje de la figura
Be 417 4.13, pero cambiando el valor del voltaje de
“alimentación 6 votos (4 pas de 1,5V co-
nectadas en serie) Siga los mismos pasos de
la Prácuca | para medi la resistencia y el
voltaje de la fuente. Calcule la corriente a
través del circuito En nuestro caso, obruvi-
mos R=8080.V=6,14V e.
080 = 0.0075A=7.5mA.
1. Cirre ahora el interruptor y tome la lectu-
ra del amperimetro. Figura 4.17. Anote el
valor leido en el amperimetr (=7.6mA).
Práctica No. 3. En esta prácuca comprobaremos que, si en un circulo eléctrico se aumenta o
isminuye la resistencia de la carga (R) y se mantiene constante el voltaje aplicado (Va corriente
producida () disminuye o aumenta enla misma proporción. Para el, sig estos pasos:
a. Efectúe nuevamente el montaje de la figura 4.13, pero utilizando dos resistencias en lugar de una.
De este modo, a resistencia del circuito aumentará al doble. galos mismos procedimientos de la
Práctica | para medir la resistencia y el vote de a fuente. Calcule la corient através del circuito.
En nuestro caso, obtuvimos R=1.616 0,
I. Cierre ahora el interruptor y tome la lectura
del amperimerro, Figura 4.18. Anote el valor
leido en el amperimetro (I=1.3mA), ¿Coincido
‘este valor con el calculado teóricamente?
Conclusiones
En este experimento hemos comprobado, en forma
prác, que:
+ Lacorriente en un circuito es igual la relación entre el voltaje aplicado y la resistencia
+ Siseaumenta o disminuye el voltaje aplicado a un circuito manteniendo constante la resistencia,
«corriente aumenta disminuye en la misma proporción. En nuestro caso, aumentamos el voltaje al
doble (de 3V a 6V)-Por esta razón,la corriente también aumentó al doble (0,38mA a 0.76mA)
+ Sise aumenta o disminuye la resistencia de un circuito, manteniendo constante el voltaje aplicado, la
Corriente disminuye o aumenta en fa misma proporción. En nuestro caso, aumentamos la resistencia
al doble (de 80802 161602) Por esta razón, la corriente disminuyó ala mitad (de 3.8mA à 1,9mA)
oo»
Teoria 4444444
Concepto de potencia eléctrica
¡Como ya sabemos en todo circuito eléctrico sim-
ple, cuando se cierra un interruptor, hay un movi-
miento de electrones y un desplazamiento de car.
ga debido ala fuerza que le transmite la fuente de
voltae; esto representa un trabajo. Por tanto, la
corriente eléctrica produce un trabajo, conssten-
teen tasladar una carga través de un conductor.
El término petenco se asocia a cualquier
positivo capaz de hacer un trabajo úl. Por ejem-
plo.un motor elécrico es potente cuando es ca-
paz de mover una máquina. La idea de potencia
elécrica surge del hecho que la electricidad es
una forma de energía que puede ser convertida
en un trabajo útil, como encender una lámpara,
calentar una resistencia de una estufa eléctrica,
mover la hélice de un ventilador etc. Antes de
hablar de potencia eléctrica, es conveniente ana-
lizar primero el significado de ls siguientes cua-
tro conceptos fundamentales de la física clica:
fuerza, trabajo, energía y potencia.
Concepto de fuerza
Fuerza es toda causa capaz de producir o mo-
ficar un movimiento, Sin embargo, definir exac-
tamente lo que es una fuerza no es fácil, aun-
que sí podemos observar cual es su efecto, Por
ejemplo:podemos mover un objeto pesado gra-
cias a la fuerza de empuje que ejerce sobre el
mismo nuestro sistema muscular; un automóvil
se pone en movimiento debido al impulso que
recibe del motor, pues de lo contrario se que-
daría en reposo. De lo anterior se desprende
otra definición de fuerza: es todo aquello que
produce una variación de la velocidad de un
cuerpo. La unidad de medida de la fuerza es el
newton (N)
Concepto de trabajo
(Cuando una fuerza mueve un cuerpo, e desarrolla
un trabajo, equivalence al producto de la fuerza
por la distancia lo fargo dela cual actúa la misma.
en
La unidad de medida del trabajo es el julio (). equ
valent a | Nm (newton por metro),
Los conceptos de fuerza y trabajo, son muy
distintos, pero ostán ligados entre si.De hecho,
cuando se ejerce una fuerza, se debe pensar in-
mediatamente en un trabajo, lo que es lo mis-
mo: cuando una fuerza produce movimiento, se
efectúa un trabajo. Esto último sucede, por
ejemplo, cuando:
Un alta lanza una jabalina.
Se arastra una carreta
Se golpea un cincel con un martilo
Se hace gira eltimón de un barco,
En estos y en muchos casos más se consigue el
movimiento de un cuerpo cuando aplicamos una
fuerza. Esto implica que si un cuerpo permanece.
en reposo,sobre él no se est ejecutando trabajo.
alguno.
- Concepto de energía
La energía es la capacidad para efectuar un tra-
bajo. Por tant, en cada trabajo que se produzca
siempre hay una forma de energía involucrada.
“Algunas de las formas más comunes de energía
on las siguientes:
Energía potencial
Es la energía que posee un cuerpo debido a su
posición. Ejemplo: el agua que e encuentra alma-
cena en un tanque de reserva está en posición
dereposo cuando hs lave esti cerradas Pr tan-
to tiene una energia potencial asociada
Energía cinética
Esla que posee un cuerpo cuando está en movi-
miento, Ejemplo: si se abren la lave del tanque
¡de reserva mencionado, entonces el agua corre
por las tuberias. Por tanto, el flujo de agua leva
una energía cinética.
Energía calórica
Esla producida por la frición o el roce de dos o
ico phere:
Care fac de eine
Concepto de potencia eléctrica
¡Como ya sabemos en todo circuito eléctrico sim-
ple, cuando se cierra un interruptor, hay un movi-
miento de electrones y un desplazamiento de car.
ga debido ala fuerza que le transmite la fuente de
voltae; esto representa un trabajo. Por tanto, la
corriente eléctrica produce un trabajo, conssten-
teen tasladar una carga través de un conductor.
El término petenco se asocia a cualquier
positivo capaz de hacer un trabajo úl. Por ejem-
plo.un motor elécrico es potente cuando es ca-
paz de mover una máquina. La idea de potencia
elécrica surge del hecho que la electricidad es
una forma de energía que puede ser convertida
en un trabajo útil, como encender una lámpara,
calentar una resistencia de una estufa eléctrica,
mover la hélice de un ventilador etc. Antes de
hablar de potencia eléctrica, es conveniente ana-
lizar primero el significado de ls siguientes cua-
tro conceptos fundamentales de la física clica:
fuerza, trabajo, energía y potencia.
Concepto de fuerza
Fuerza es toda causa capaz de producir o mo-
ficar un movimiento, Sin embargo, definir exac-
tamente lo que es una fuerza no es fácil, aun-
que sí podemos observar cual es su efecto, Por
ejemplo:podemos mover un objeto pesado gra-
cias a la fuerza de empuje que ejerce sobre el
mismo nuestro sistema muscular; un automóvil
se pone en movimiento debido al impulso que
recibe del motor, pues de lo contrario se que-
daría en reposo. De lo anterior se desprende
otra definición de fuerza: es todo aquello que
produce una variación de la velocidad de un
cuerpo. La unidad de medida de la fuerza es el
newton (N)
Concepto de trabajo
(Cuando una fuerza mueve un cuerpo, e desarrolla
un trabajo, equivalence al producto de la fuerza
por la distancia lo fargo dela cual actúa la misma.
en
La unidad de medida del trabajo es el julio (). equ
valent a | Nm (newton por metro),
Los conceptos de fuerza y trabajo, son muy
distintos, pero ostán ligados entre si.De hecho,
cuando se ejerce una fuerza, se debe pensar in-
mediatamente en un trabajo, lo que es lo mis-
mo: cuando una fuerza produce movimiento, se
efectúa un trabajo. Esto último sucede, por
ejemplo, cuando:
Un alta lanza una jabalina.
Se arastra una carreta
Se golpea un cincel con un martilo
Se hace gira eltimón de un barco,
En estos y en muchos casos más se consigue el
movimiento de un cuerpo cuando aplicamos una
fuerza. Esto implica que si un cuerpo permanece.
en reposo,sobre él no se est ejecutando trabajo.
alguno.
- Concepto de energía
La energía es la capacidad para efectuar un tra-
bajo. Por tant, en cada trabajo que se produzca
siempre hay una forma de energía involucrada.
“Algunas de las formas más comunes de energía
on las siguientes:
Energía potencial
Es la energía que posee un cuerpo debido a su
posición. Ejemplo: el agua que e encuentra alma-
cena en un tanque de reserva está en posición
dereposo cuando hs lave esti cerradas Pr tan-
to tiene una energia potencial asociada
Energía cinética
Esla que posee un cuerpo cuando está en movi-
miento, Ejemplo: si se abren la lave del tanque
¡de reserva mencionado, entonces el agua corre
por las tuberias. Por tanto, el flujo de agua leva
una energía cinética.
Energía calórica
Esla producida por la frición o el roce de dos o
ico phere:
Care fac de eine
más cuerpos. Ejemplo: la acción de frotarse las
‘manos genera necesariamente energía carie.
Energía radiante
Esla energa asociada con las ondas que vaan por
el aire y el vacio Ejemplo: las ondas sonoras, las
señales de radio la luz del sol, etc. poseen una
energía radiant.
Energía química
Esla energía producida por la reacción de dos o
más sustancias para formar nuevas sustancias
Energía eléctrica
Es a energía producida por el flujo o movimiento
de electrones dentro de un material. La corriente
eléctrica no se puede ver, pero si se puede com-
robar su existencia por medio delos efectos que
produce al circular por un circuito o convertirse
en otras formas de energía (alor movimiento, so-
ido, uz, ete)
Concepto de potencia
Si sted tuviera que escoger entre dos computado-
as para llevar a cabo un trabajo complicado, cuil
elegiría? Lo más lógico es que usted escoger la de
‘manejo más sencillo y. o más important, la más
rápida. En sta última decisión juega un papel im-
portante el actor tempo y por tanto en la misma
está mplco el concepto de potencia, defnida
‘como el trabajo realizado en la unidad de tempo.
En nuestro caso el equipo de cómputo más poten-
e es el que hace su trabajo en el menor tiempo.
En un principio establecimos que la corriente
‘eléctriea produce un trabajo cuando trasiaa una
‘carga por un conductor Luego, este trabajo supo-
ne la existencia de una potencia que dependerá.
del tiempo que dure desplazándose la carga La
nidad de medida de la potencia es el vatio (W).
equivalente a | Js (ulo por segundo) y denomina:
a as en honor de James Wate (1736-1819) inven-
tor de la máquina de vapor La potencia en un ci.
cuit elécrico se determina con ayuda de la ley
de Watt la cual estudiaremos a continuación
IIT y coro poe de eccónico poco
Desnivel
Figura 4.19. Toque dereserv de que
La ley de Watt
Bxaminemos nuevamente el caso del tanque de
reserva Figura 4.19. La potencia eléctrica se com.
para aquí con el tanque, el cual almacena agua y
os suministra una potencia hidráulica, En est caso,
la potencia dela corriente de agua es directamen-
te proporcional al desnivel del tanque, es decir su
altura con respecto al suelo, así como ala cantidad
de agua por unidad de tiempo que sale cuando se
abre la lve
CComparemos ahora el tanque de reserva de
la figura 4.19 con un circuito eléctrico simple,
Figura 4.20.Podemos establecer la siguientes
analogías:
a. Eldesnivelse asemeja al voltaje dela fuente (M.
b. La cantidad de agua que sale por la llave en un
segundo es semejante ala corriente (D.
Figure 4.20. rest dco
ce)
‘manos genera necesariamente energía carie.
Energía radiante
Esla energa asociada con las ondas que vaan por
el aire y el vacio Ejemplo: las ondas sonoras, las
señales de radio la luz del sol, etc. poseen una
energía radiant.
Energía química
Esla energía producida por la reacción de dos o
más sustancias para formar nuevas sustancias
Energía eléctrica
Es a energía producida por el flujo o movimiento
de electrones dentro de un material. La corriente
eléctrica no se puede ver, pero si se puede com-
robar su existencia por medio delos efectos que
produce al circular por un circuito o convertirse
en otras formas de energía (alor movimiento, so-
ido, uz, ete)
Concepto de potencia
Si sted tuviera que escoger entre dos computado-
as para llevar a cabo un trabajo complicado, cuil
elegiría? Lo más lógico es que usted escoger la de
‘manejo más sencillo y. o más important, la más
rápida. En sta última decisión juega un papel im-
portante el actor tempo y por tanto en la misma
está mplco el concepto de potencia, defnida
‘como el trabajo realizado en la unidad de tempo.
En nuestro caso el equipo de cómputo más poten-
e es el que hace su trabajo en el menor tiempo.
En un principio establecimos que la corriente
‘eléctriea produce un trabajo cuando trasiaa una
‘carga por un conductor Luego, este trabajo supo-
ne la existencia de una potencia que dependerá.
del tiempo que dure desplazándose la carga La
nidad de medida de la potencia es el vatio (W).
equivalente a | Js (ulo por segundo) y denomina:
a as en honor de James Wate (1736-1819) inven-
tor de la máquina de vapor La potencia en un ci.
cuit elécrico se determina con ayuda de la ley
de Watt la cual estudiaremos a continuación
IIT y coro poe de eccónico poco
Desnivel
Figura 4.19. Toque dereserv de que
La ley de Watt
Bxaminemos nuevamente el caso del tanque de
reserva Figura 4.19. La potencia eléctrica se com.
para aquí con el tanque, el cual almacena agua y
os suministra una potencia hidráulica, En est caso,
la potencia dela corriente de agua es directamen-
te proporcional al desnivel del tanque, es decir su
altura con respecto al suelo, así como ala cantidad
de agua por unidad de tiempo que sale cuando se
abre la lve
CComparemos ahora el tanque de reserva de
la figura 4.19 con un circuito eléctrico simple,
Figura 4.20.Podemos establecer la siguientes
analogías:
a. Eldesnivelse asemeja al voltaje dela fuente (M.
b. La cantidad de agua que sale por la llave en un
segundo es semejante ala corriente (D.
Figure 4.20. rest dco
ce)
LE TS CEPPPPPPPEPEEPEPERE)
Portanto podemos afirmar como efectvamente
‘curre,que en un circuito eléctrica potencia eléc»
ia es directamente proporcional a votajey ala
corriente.De hecho,silos valores dela resistencia
y el voltaje de alimentación no cambian, es decir
permanecen constantes. la potencia enla resisten»
<a se manifiesta por el consumo de amperios: a
mayor corriente, mayor potencia, y viceversa, De
esta observación se deduce que:
Potencia =Voltaje x Intensidad
En otras palabras, la potencia disipada en una
resistencia es directamente proporcional ala ten-
sión aplicada ya la cantidad de corriente que cir
cu en el circuito. Este enunciado se puede expre-
sar matemáticamente como una ecuación ast
Pevxl
donde:
P esla potencia disipada, en vatios (W)
Ves la tensión aplicada, en voltios (V)
1 es la cantidad de corriente que circula, en
amperios (A)
La fórmula P=Vsl se conoce como la ley de
Watt. Para que su empleo produzca los resulta-
dos correctos las cantidades se deben expresar en
unidades patrón: vaio, voltios y amperios. Si, por
algún motivo se toman cantidades müklplos o sub-
múltiplos, esas unidades se deben convertir en
unidades básicas antes de usarla fórmula repre-
sentada por la ley de Watt.
‘Como se mencionó anteriormente, la unidad de
medida dea potencia sel atio y para surepresen-
tación e ulin la letra W (mayúscula). Iual que su
cede con el voi y el amperios unidades de volta:
Je y corriente respecovamente el vaio también le
ne múltiplos usados principalmente en electricidad, y
submüples muy empleados en decırönic La tabla
| relaciona las equivalencias para esas unidades.
Para medir I potencia eléctrica en vos se em-
plea un instrumento amado vatimetro, udlizado
principalmente en electricidad, En electrónica se uti
en
Table I. Equ de undoes de pen
liza con más frecuencia el multmetro. Para el, se
lexan primero mediciones devokajey de corriente.
‘A continuación, para hala a potencia, basta con ob
‘tener el producto de estas dos magnitudes. Los si
guientes ejemplos acarn el uso dela ley de Watt,
Ejemplos de aplicaciones de
la ley de Watt
Ejemplo No. | Enel cto de la gura 421,4
fc neu aor de 110 vos por reinen
aan || amperios Calar e valor de la poten
trepadora fare y robin pr lesson
V = 110 voltios
1 = 11 amperios
P = 2vatios
Reemplazando as letras por sus valores
P =100Vx11A
P = 1.210 vatios
P =I
Por tanto la potencia dispada en la resistencia
es 1210 vacios.
Portanto podemos afirmar como efectvamente
‘curre,que en un circuito eléctrica potencia eléc»
ia es directamente proporcional a votajey ala
corriente.De hecho,silos valores dela resistencia
y el voltaje de alimentación no cambian, es decir
permanecen constantes. la potencia enla resisten»
<a se manifiesta por el consumo de amperios: a
mayor corriente, mayor potencia, y viceversa, De
esta observación se deduce que:
Potencia =Voltaje x Intensidad
En otras palabras, la potencia disipada en una
resistencia es directamente proporcional ala ten-
sión aplicada ya la cantidad de corriente que cir
cu en el circuito. Este enunciado se puede expre-
sar matemáticamente como una ecuación ast
Pevxl
donde:
P esla potencia disipada, en vatios (W)
Ves la tensión aplicada, en voltios (V)
1 es la cantidad de corriente que circula, en
amperios (A)
La fórmula P=Vsl se conoce como la ley de
Watt. Para que su empleo produzca los resulta-
dos correctos las cantidades se deben expresar en
unidades patrón: vaio, voltios y amperios. Si, por
algún motivo se toman cantidades müklplos o sub-
múltiplos, esas unidades se deben convertir en
unidades básicas antes de usarla fórmula repre-
sentada por la ley de Watt.
‘Como se mencionó anteriormente, la unidad de
medida dea potencia sel atio y para surepresen-
tación e ulin la letra W (mayúscula). Iual que su
cede con el voi y el amperios unidades de volta:
Je y corriente respecovamente el vaio también le
ne múltiplos usados principalmente en electricidad, y
submüples muy empleados en decırönic La tabla
| relaciona las equivalencias para esas unidades.
Para medir I potencia eléctrica en vos se em-
plea un instrumento amado vatimetro, udlizado
principalmente en electricidad, En electrónica se uti
en
Table I. Equ de undoes de pen
liza con más frecuencia el multmetro. Para el, se
lexan primero mediciones devokajey de corriente.
‘A continuación, para hala a potencia, basta con ob
‘tener el producto de estas dos magnitudes. Los si
guientes ejemplos acarn el uso dela ley de Watt,
Ejemplos de aplicaciones de
la ley de Watt
Ejemplo No. | Enel cto de la gura 421,4
fc neu aor de 110 vos por reinen
aan || amperios Calar e valor de la poten
trepadora fare y robin pr lesson
V = 110 voltios
1 = 11 amperios
P = 2vatios
Reemplazando as letras por sus valores
P =100Vx11A
P = 1.210 vatios
P =I
Por tanto la potencia dispada en la resistencia
es 1210 vacios.
‘Figure 4.22. Eolo No.2 Figure 423. ig de ey ee
Ejemplo No.2. En el circulo de a figura 4.22, Triángulo de la ley de Watt
la fuente de alimentación suminisra 120 volios y Igual que con la ley de Ohm existe un triángulo
la resistencia es de 68 KA. Calcular: para representar la ley de Wate Su objeto es re-
a. La corriente que circula porel circuito cordar con facilidad las relaciones entre V. y P y
» La potencia disipada en la resistencia así poder encontrar la magnitud que se desee, co.
nociendo dos de as res magnitudes involucradas,
Solución Figura 4.23. Para usar eta ayudo, se tapa con un
a. En este caso tenemos: dedo a magnitud que se quere encontrar y se hace.
la división o mulplicación que quede indicada. as
V = 120 voltios
R = 6,8 kilohmios 1. Sinecesitahalar la potencia tape con un dedo
ber la era P Figura 4.24
Antes de aplicar cualquier fórmula, se deben
convertir los 6,8 k£2 a ohmios (£2). En este caso.
asta con mule por mi 2
ému x 1000 = 6.20082
‘Ahora si podemos aplicarla ley de Ohm para
halla
1 =VIR = 120V / 68000 = 0,0014 amperios.
Pure 424
Bb. Puesto que acabamos de halla la corriente del 2. Se necesita halar el voltaje tape con un dedo la
<reuito,podemos entonces aplicarla ley deWatt letraV Figura 4.25
"Tea |
een
1 = 00014 amperios
P = vatios
P= Vxl
P = 120x00014A
= 0168w
S
Es decir fa potencia disipada en a resistencia es
de 0.168 vatios
2
2
2
rn
2
ES
4
Pr»
Mp morris ry
Ejemplo No.2. En el circulo de a figura 4.22, Triángulo de la ley de Watt
la fuente de alimentación suminisra 120 volios y Igual que con la ley de Ohm existe un triángulo
la resistencia es de 68 KA. Calcular: para representar la ley de Wate Su objeto es re-
a. La corriente que circula porel circuito cordar con facilidad las relaciones entre V. y P y
» La potencia disipada en la resistencia así poder encontrar la magnitud que se desee, co.
nociendo dos de as res magnitudes involucradas,
Solución Figura 4.23. Para usar eta ayudo, se tapa con un
a. En este caso tenemos: dedo a magnitud que se quere encontrar y se hace.
la división o mulplicación que quede indicada. as
V = 120 voltios
R = 6,8 kilohmios 1. Sinecesitahalar la potencia tape con un dedo
ber la era P Figura 4.24
Antes de aplicar cualquier fórmula, se deben
convertir los 6,8 k£2 a ohmios (£2). En este caso.
asta con mule por mi 2
ému x 1000 = 6.20082
‘Ahora si podemos aplicarla ley de Ohm para
halla
1 =VIR = 120V / 68000 = 0,0014 amperios.
Pure 424
Bb. Puesto que acabamos de halla la corriente del 2. Se necesita halar el voltaje tape con un dedo la
<reuito,podemos entonces aplicarla ley deWatt letraV Figura 4.25
"Tea |
een
1 = 00014 amperios
P = vatios
P= Vxl
P = 120x00014A
= 0168w
S
Es decir fa potencia disipada en a resistencia es
de 0.168 vatios
2
2
2
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2
ES
4
Pr»
Mp morris ry
Teoria
Add dd
3. Sinecesia halla la corrinte,tape con un dedo.
laletral. Figura 4.26
ES
Combinación de las leyes
de Ohm y Watt
Las leyes de Ohm y de Watt se pueden combi-
‘nar matemáticamente para obtener otras rela-
ciones útiles que nos permiten calcular la po-
tencia, el voltaje, la corriente ola resistencia en
un circuito, conociendo otras dos magnitudes,
Recordemos inicialmente las fórmulas que des-
criben cada una de estas leyes fundamental de
los circuitos eléctrico:
1. Ley de Ohm: V=IxR.
2. Loy de Ware P=V x!
Reemplazando la ecuación I en a ecuación 2
Es deci la potencia en un circuito es directa:
mente proporciona a la corriente que circula por.
éste, elevada al cuadrado y multiplicada por la re-
sistenca.
Side la ecuación I (ley de Ohm) despejamos I
en
Reemplazando esta expresión nuevamente en
la ecuación 2 tenemos:
Se deduce, entonces, que la potencia en un cir.
uit es igual al voltaje aplicado, elevado al cuadra-
do y dividido por la resistencia.
Resumen
Para hallar a potencia en vatios de un circuit dis
ponemos de tres expresiones:
1, P=V x. se conocen el voltaje (V) y la co-
rrience (D.
2. P= x Rosi se conocen la corriente () yla
resistencia (R)
Rs se conocen el voltaje (V ya resis
tencia (R)
De estas tres ecuaciones, se puede despejar
Ry así encontrar otras expresiones para hallar.
el voltae, la corriete yla resistencia en función
de la potencia. En los siguientes problemas vere-
mos como aplicar estos conceptos.
Problemas de aplicación
de la ley de Watt
Problema No. 1. Una bombila de uso domést-
¿ose compra en el mercado con ls siguentes es.
pecifcaciones: voltae de alimentación = 110 vol.
‘tos, potencia = 100 W. Calcular la corriente que
«circula por fa bombil, asi como su resistencia in-
terna. Figura 4.27
Figure 4.27. Poems Na
Gun et serine bac » AGIA:
Add dd
3. Sinecesia halla la corrinte,tape con un dedo.
laletral. Figura 4.26
ES
Combinación de las leyes
de Ohm y Watt
Las leyes de Ohm y de Watt se pueden combi-
‘nar matemáticamente para obtener otras rela-
ciones útiles que nos permiten calcular la po-
tencia, el voltaje, la corriente ola resistencia en
un circuito, conociendo otras dos magnitudes,
Recordemos inicialmente las fórmulas que des-
criben cada una de estas leyes fundamental de
los circuitos eléctrico:
1. Ley de Ohm: V=IxR.
2. Loy de Ware P=V x!
Reemplazando la ecuación I en a ecuación 2
Es deci la potencia en un circuito es directa:
mente proporciona a la corriente que circula por.
éste, elevada al cuadrado y multiplicada por la re-
sistenca.
Side la ecuación I (ley de Ohm) despejamos I
en
Reemplazando esta expresión nuevamente en
la ecuación 2 tenemos:
Se deduce, entonces, que la potencia en un cir.
uit es igual al voltaje aplicado, elevado al cuadra-
do y dividido por la resistencia.
Resumen
Para hallar a potencia en vatios de un circuit dis
ponemos de tres expresiones:
1, P=V x. se conocen el voltaje (V) y la co-
rrience (D.
2. P= x Rosi se conocen la corriente () yla
resistencia (R)
Rs se conocen el voltaje (V ya resis
tencia (R)
De estas tres ecuaciones, se puede despejar
Ry así encontrar otras expresiones para hallar.
el voltae, la corriete yla resistencia en función
de la potencia. En los siguientes problemas vere-
mos como aplicar estos conceptos.
Problemas de aplicación
de la ley de Watt
Problema No. 1. Una bombila de uso domést-
¿ose compra en el mercado con ls siguentes es.
pecifcaciones: voltae de alimentación = 110 vol.
‘tos, potencia = 100 W. Calcular la corriente que
«circula por fa bombil, asi como su resistencia in-
terna. Figura 4.27
Figure 4.27. Poems Na
Gun et serine bac » AGIA:
Solución: En este caso tenemos:
V = 110 voltios
P = 100 vatios
1 = Tamperios
Del triángulo dela ey de Watt:
plazando las letras por valores
1= 100W/ 11OV=09A
Por tanto. por a bombila circula una corriente
de 09 amperios,
En el mismo problema, después de conocer la
corriente, se puede calcular la resistencia de la
"bombilla aplicando la ley de Ohm as:
R= VII
R= 10V/09A
R = 122,2 ohmios
Por tanto, la resistencia interna de la bombila
es 12220
Problema No. 2. Calcular la potencia que ab-
sorbe y transforma en calor una resistencia de
8000 cuando se aplica una tensión de 12 vol.
tios. Figura 4.28
Solución. Tenemos:
V= 12 voltios
R = 800 ohmios
P=? vatios
Figure 42. remo No 2
ICE y cono fac de seca bce
Segin lección No.3 elresumen:P=V0/R
En ete caso conocemos los valores de y R.Re-
emplzando ls valores tenemos.
am
‘0002
w
La resistencia absorbe una potencia eléctrica
¡de 0.18 vaos,la cual se convierte en potencia ca-
lórica.
Problema No. 3.Enelcircuto dela figura 4.29,
la resistencia tiene un valor de 2.200 ohmios y a
través de ela circula una intensidad de amperios.
Calcular la potencia asociada con la resistencia.
SoluciónsLa ecuación No 2 del resumen nos per.
mie calcula la potencia, conociendo la corriente
(1) y la resistencia (R).Esto es:P = x R.Reem=
plazando las letras por sus valores tenemos:
=(2A) 22000
=8.800W
Es decirla potencia dela resistencia es de 8.800
vatios.
Figure 429 Poeme Na 3
(Como hemos visto, estas dos eyes son funda-
mentales para hacer los cálculos de las cuatro mag
Pitudes más comúnmente empleadas en electric
dad y electrdnicaasaber:L.V,R y P En la siguiente
ireunferencia hay un resumen de las formulas vis
tas hasta ahora. Figura 4.30.
La circunferencia se ha dividido en 4 cuadran-
tes. En cada uno de estos (en el centro de la cir-
unferencia) tenemos el factor desconocido o lo.
re
V = 110 voltios
P = 100 vatios
1 = Tamperios
Del triángulo dela ey de Watt:
plazando las letras por valores
1= 100W/ 11OV=09A
Por tanto. por a bombila circula una corriente
de 09 amperios,
En el mismo problema, después de conocer la
corriente, se puede calcular la resistencia de la
"bombilla aplicando la ley de Ohm as:
R= VII
R= 10V/09A
R = 122,2 ohmios
Por tanto, la resistencia interna de la bombila
es 12220
Problema No. 2. Calcular la potencia que ab-
sorbe y transforma en calor una resistencia de
8000 cuando se aplica una tensión de 12 vol.
tios. Figura 4.28
Solución. Tenemos:
V= 12 voltios
R = 800 ohmios
P=? vatios
Figure 42. remo No 2
ICE y cono fac de seca bce
Segin lección No.3 elresumen:P=V0/R
En ete caso conocemos los valores de y R.Re-
emplzando ls valores tenemos.
am
‘0002
w
La resistencia absorbe una potencia eléctrica
¡de 0.18 vaos,la cual se convierte en potencia ca-
lórica.
Problema No. 3.Enelcircuto dela figura 4.29,
la resistencia tiene un valor de 2.200 ohmios y a
través de ela circula una intensidad de amperios.
Calcular la potencia asociada con la resistencia.
SoluciónsLa ecuación No 2 del resumen nos per.
mie calcula la potencia, conociendo la corriente
(1) y la resistencia (R).Esto es:P = x R.Reem=
plazando las letras por sus valores tenemos:
=(2A) 22000
=8.800W
Es decirla potencia dela resistencia es de 8.800
vatios.
Figure 429 Poeme Na 3
(Como hemos visto, estas dos eyes son funda-
mentales para hacer los cálculos de las cuatro mag
Pitudes más comúnmente empleadas en electric
dad y electrdnicaasaber:L.V,R y P En la siguiente
ireunferencia hay un resumen de las formulas vis
tas hasta ahora. Figura 4.30.
La circunferencia se ha dividido en 4 cuadran-
tes. En cada uno de estos (en el centro de la cir-
unferencia) tenemos el factor desconocido o lo.
re
Teoria 44444444
PRPPPPEPE)
que queremos hall Ademis, cada cuadrante a su
vez, se ha dividido en 3; donde hemos incluido as
soluciones para cada factor a partir de las canida-
des conocidas Utlicemos la circunferencia con un
ejemplo práctico.
Para ls estas de Navidad usted desea hacer
un arreglo para la casa con bombillas de colores: y
para el caso, vienen varios interrogantes.
a. ¿Qué tipo de bombilas se pueden emplear?
b. ¿Qué corriente circula por cada una?
‘© ¿Qué resistencia tiene cada una?
d. ¿Cuántas se pueden conectar?
¿Qué potencia consumen as bombilas instaladas?
A. iQué calibre de conductor se debe emplear para
un buen funcionamiento?
Le ayudaremos a resolver estos interrogantes:
a. Las bombilas de color comercialmente se com-
pran de una potencia de 25 vatios para ser co-
nectados a una tensión de 110 vokios.
1. Para calcular la corriente en cada una tenemos:
como valores conocidos
V= OV
P=25W
‘Observemoslacrcunferencia, vamos al
cuadrante de corriente (I) y busquemos la
fórmula donde estén los valores conocidos
y encontramos:
Iv
Reemplzando ls letras por sus valores
25W/ LIOV = 0,227 amperios.
Entonces, por cada bombilla circula una
corriente de 0,227 amperios
en
‘+ Para calcular el valor de la resistencia de cada
bombila,tenemos como valores conocidos:
Va
P=25W
1=027A
En a circunferencia. observamos en el cuadrante
de resistencia (R ) y buscamos ls fórmulas:
Revil y R=VIP
Cualquiera de las formulas que empleemos debe
dar el mismo valor
R=V/I= 110V/0227A = 440
R=VIP= (I10V)?/25W = 12.100 /25 = 48402
4. El número de bombilas que se van a conectar
depende de actores comorespacio donde se quie-
ren instar, costo delas mismas, at. Tomemos
‘como ejemplo la nsalación de 50 bombillas.
+. La potencia total consumida por fs $0 bombi-
llas es: 25W (de cada una) x 50 = 1.250WW
£. Calibre del conductor: tomando como base
1 250WV debemos calcular a corriente total que
rel por el circuito Utlizandolacrcunferen-
<a. conocemos:
AA
P= 1250W
‘Observamos el cuadrante de corriente (D) y la
formula que incluye los valores conocidos es:
1= IV Reemplazando los valore,
1= 1250 I 110V= 11.36 amperios
"Ahora nos apoyamos en a tabla de conductores
que usted ya conoce En la página No. 17 dela sec-
«ción de componentes, ena columna de ampacidad
se busca el valor más cercano 11,36 amperios, es
15 amperios, que corresponde al No.14 en la co-
lumna de calibre del conductor. Con el siguiente
iagrama le ayudamos a terminar su instalación na
videña. Figura 431
Figur 431. Gao pora san nie
uns fel de arcs bar
PRPPPPEPE)
que queremos hall Ademis, cada cuadrante a su
vez, se ha dividido en 3; donde hemos incluido as
soluciones para cada factor a partir de las canida-
des conocidas Utlicemos la circunferencia con un
ejemplo práctico.
Para ls estas de Navidad usted desea hacer
un arreglo para la casa con bombillas de colores: y
para el caso, vienen varios interrogantes.
a. ¿Qué tipo de bombilas se pueden emplear?
b. ¿Qué corriente circula por cada una?
‘© ¿Qué resistencia tiene cada una?
d. ¿Cuántas se pueden conectar?
¿Qué potencia consumen as bombilas instaladas?
A. iQué calibre de conductor se debe emplear para
un buen funcionamiento?
Le ayudaremos a resolver estos interrogantes:
a. Las bombilas de color comercialmente se com-
pran de una potencia de 25 vatios para ser co-
nectados a una tensión de 110 vokios.
1. Para calcular la corriente en cada una tenemos:
como valores conocidos
V= OV
P=25W
‘Observemoslacrcunferencia, vamos al
cuadrante de corriente (I) y busquemos la
fórmula donde estén los valores conocidos
y encontramos:
Iv
Reemplzando ls letras por sus valores
25W/ LIOV = 0,227 amperios.
Entonces, por cada bombilla circula una
corriente de 0,227 amperios
en
‘+ Para calcular el valor de la resistencia de cada
bombila,tenemos como valores conocidos:
Va
P=25W
1=027A
En a circunferencia. observamos en el cuadrante
de resistencia (R ) y buscamos ls fórmulas:
Revil y R=VIP
Cualquiera de las formulas que empleemos debe
dar el mismo valor
R=V/I= 110V/0227A = 440
R=VIP= (I10V)?/25W = 12.100 /25 = 48402
4. El número de bombilas que se van a conectar
depende de actores comorespacio donde se quie-
ren instar, costo delas mismas, at. Tomemos
‘como ejemplo la nsalación de 50 bombillas.
+. La potencia total consumida por fs $0 bombi-
llas es: 25W (de cada una) x 50 = 1.250WW
£. Calibre del conductor: tomando como base
1 250WV debemos calcular a corriente total que
rel por el circuito Utlizandolacrcunferen-
<a. conocemos:
AA
P= 1250W
‘Observamos el cuadrante de corriente (D) y la
formula que incluye los valores conocidos es:
1= IV Reemplazando los valore,
1= 1250 I 110V= 11.36 amperios
"Ahora nos apoyamos en a tabla de conductores
que usted ya conoce En la página No. 17 dela sec-
«ción de componentes, ena columna de ampacidad
se busca el valor más cercano 11,36 amperios, es
15 amperios, que corresponde al No.14 en la co-
lumna de calibre del conductor. Con el siguiente
iagrama le ayudamos a terminar su instalación na
videña. Figura 431
Figur 431. Gao pora san nie
uns fel de arcs bar
Circuitos en ser
; En la mayoría de
paralelo y mixtos ze lod secs
y prácticos, una misma fuente debe
alimentar dos o más cargas, las cuales
pueden estar conectadas en serie, en paralelo
en una configuración mixta. En esta lección
estudiaremos las características generales de
estos tipos de circuitos. Es importante que
usted conozca y se familiarice con sus
propiedades para entender como operan
tros circuitos más complejos, como
por ejemplo amplificadores,
osciladores, fos, etc.
BRIAR: y Cors fac se eccronc voce
; En la mayoría de
paralelo y mixtos ze lod secs
y prácticos, una misma fuente debe
alimentar dos o más cargas, las cuales
pueden estar conectadas en serie, en paralelo
en una configuración mixta. En esta lección
estudiaremos las características generales de
estos tipos de circuitos. Es importante que
usted conozca y se familiarice con sus
propiedades para entender como operan
tros circuitos más complejos, como
por ejemplo amplificadores,
osciladores, fos, etc.
BRIAR: y Cors fac se eccronc voce
LT CPP PP PP PP PP PE)
Introducción
Los circuitos elécuicos examinados hasta el mo-
‘mento constan básicamente de una fuente de ah-
mentación y una carga. En la prácica, puede haber
más de una carga conectada al fuente de alimen-
tación. Dependiendo de la forma como estén co-
nectadas las cargas entre si y con respecto a la
Fuente, se habla de circuitos en serie,en paralelo
y mixtos, también Ihmados serie-paralelo.
Un circuito en serie se forma cuando se co-
ectan dos o más cagas a una fuente, de modo
que solo exista una trayectoria para la circulación
de a corriente, Para ell, es necesario que as car-
gas estén conectadas una tras otra a la fuente de
“alimentación formando una cadena, igura 5.1
En este caso, la corriente de electrones que sale
por el polo negativo (-) de lapa circula primero por
la bomba La contain por a bombil 2 y luego
por bombala ingresando nuevamente por el polo
Posiivo (+) Siseinterrumpe,por ejemplo coriene
través de la bombila 2, también se interrumpe la
corriene através de as bombas 1y3.
Un circuito en paralelo se forma cuando se
conectan dos o más cargas a una misma fuente, de
modo que existe más de una trayectoria para la
«circulación de la corrente figura 5.2 En este caso,
la corriente dela pla se repart entre las bombi-
las Si se incerrumpe, por ejemplo. fa corriente a
través dela bombilla Ila corriente través de las
bombilas 2 y 3 no se interrumpe.
Figure 51 empl den crio en seri Los echos
msn a en del een comente a,
Figure 52 Feng de un cect en parella Nueramene
los fees nn recon df eects (or
‘ab ado cage propor in etna ceo pra a
‘round carte
Un circuto mixto se forma por la combina-
ción de cargas en serie y en paralelo, figura 5.3.
En este caso s se interrumpe, por ejemplo, a co-
riente a través de la bombilla. I, también se inte-
Frumpe la corrient a través de ls otras res bom-
bills. Sin embargo, si solo se retira la bombila 3,
las bombilas 1,2 4 siguen encendidas. Lo único
que cambia es el ive de brilo de cada una.
Las ideas anteriores son también aplicables a
tros componentes eléctricos y electrónicos. En
lefigura 5.4 se muestra,como ejemplo, una resis
tencia variable, una resistencia ía y un LED co-
nectados en serie. En esta leción examinaremos
únicamente los casos relacionados con ressten-
as baterías, condensadores y bobinas.
Circuitos en serie con
A resistencias
Enlafigura 5.5 se muestra un circuito formado por
tres resistencias (RI, 2, R3) conectadas en serie.
También seindican los conductores que conectan as
resistencias entre si y con a fuente. Aplquemos a
este cri las caracteristicas generals delos cir
[ete que a ate uo rate cade or cin —|
en
“Figur 53 Ejemplo de un ecto miso en ser pore
e de rés parco » CREATE:
Introducción
Los circuitos elécuicos examinados hasta el mo-
‘mento constan básicamente de una fuente de ah-
mentación y una carga. En la prácica, puede haber
más de una carga conectada al fuente de alimen-
tación. Dependiendo de la forma como estén co-
nectadas las cargas entre si y con respecto a la
Fuente, se habla de circuitos en serie,en paralelo
y mixtos, también Ihmados serie-paralelo.
Un circuito en serie se forma cuando se co-
ectan dos o más cagas a una fuente, de modo
que solo exista una trayectoria para la circulación
de a corriente, Para ell, es necesario que as car-
gas estén conectadas una tras otra a la fuente de
“alimentación formando una cadena, igura 5.1
En este caso, la corriente de electrones que sale
por el polo negativo (-) de lapa circula primero por
la bomba La contain por a bombil 2 y luego
por bombala ingresando nuevamente por el polo
Posiivo (+) Siseinterrumpe,por ejemplo coriene
través de la bombila 2, también se interrumpe la
corriene através de as bombas 1y3.
Un circuito en paralelo se forma cuando se
conectan dos o más cargas a una misma fuente, de
modo que existe más de una trayectoria para la
«circulación de la corrente figura 5.2 En este caso,
la corriente dela pla se repart entre las bombi-
las Si se incerrumpe, por ejemplo. fa corriente a
través dela bombilla Ila corriente través de las
bombilas 2 y 3 no se interrumpe.
Figure 51 empl den crio en seri Los echos
msn a en del een comente a,
Figure 52 Feng de un cect en parella Nueramene
los fees nn recon df eects (or
‘ab ado cage propor in etna ceo pra a
‘round carte
Un circuto mixto se forma por la combina-
ción de cargas en serie y en paralelo, figura 5.3.
En este caso s se interrumpe, por ejemplo, a co-
riente a través de la bombilla. I, también se inte-
Frumpe la corrient a través de ls otras res bom-
bills. Sin embargo, si solo se retira la bombila 3,
las bombilas 1,2 4 siguen encendidas. Lo único
que cambia es el ive de brilo de cada una.
Las ideas anteriores son también aplicables a
tros componentes eléctricos y electrónicos. En
lefigura 5.4 se muestra,como ejemplo, una resis
tencia variable, una resistencia ía y un LED co-
nectados en serie. En esta leción examinaremos
únicamente los casos relacionados con ressten-
as baterías, condensadores y bobinas.
Circuitos en serie con
A resistencias
Enlafigura 5.5 se muestra un circuito formado por
tres resistencias (RI, 2, R3) conectadas en serie.
También seindican los conductores que conectan as
resistencias entre si y con a fuente. Aplquemos a
este cri las caracteristicas generals delos cir
[ete que a ate uo rate cade or cin —|
en
“Figur 53 Ejemplo de un ecto miso en ser pore
e de rés parco » CREATE:
N
ru 5.4 Eon de came components cinc
ee En ee a pence reg ac de
Corer que ro or er y, pu tt, cr ll
(debate dD.
1. Todos ls elementos del ireuitoincluda la fuen-
te, están conectados uno después de otro, à
‘raves delos conductores, formando una cade-
a. En este caso. el polo poste (+) dela bate-
ría está conectado a un extremo de RI, el otro
extremo de RI a un extremo de R2,el otro
extremo de R2 a un extremo de R3 .y el otro
extremo de R3 al polo negativo () de la bate-
ría, cerrándose el circuito,
Solo existe una trayectora para la circulación
dela corriente. Si el drcuto se abre ose rom-
pe en cualquier punto, por ejemplo en el con
ductor aby o en la resistencia «R3», todo el
circuito queda desconectado y no creula co-
rriente a través de ningún elemento.
2
Esa última característica es muy empleada para
controlar y proteger sistemas eécicos y lec»
trónicos Por esta razón, los dsposiiwos como
interruptores y fusiles se conecan siempre en
serie con os circuitos. Otro ejemplo muy común
de cargas conectadas en serie son las lámparas
Figaro 5, Gal ena ns copa rei
daram:» cu
fact tec
ornamentales, como las uilzadas en ls Arboles
de Navidad Usted seguramente habrá notado que
cuando se funde o retira una de estas bombilitas,
también dejan de lluminar todas as demás, o un
grupo de elas. Eto se debe a que están conecta:
‘das en serie con a bombil faltante o defectuosa
Corriente en un circuito en serie
Debido a que en los culos en serie solo se tne
‘una trayectoria para la circulación dela corriente, à
cantidad de electrones que pasan por un punto del
¡rl esa misma en cualquier ove punto Por tao,
la corriente através de ls elementos de un cin
¿vito en serie es siempre la misma, figura 5.6
En este caso, la corriente (I) a través del con
‘ductor ca e a misma corriente que pasa través
delos conductores ab», uc» y ado: las resistencias
RI.R2 y R3:y la fuentoV.En todos estos casos, el
valor de la coriente a través del circuito es 2A.
Voltajes en un circuito en serie
El voltaje total aplicado por la fuente a un circuito
en serie se distribuye a través de cada una de las
cars, de modo que entre más baja sea su res.
tencia, menor será el voltaje à través suyo, y vice-
versa Esta situación se ustra en la figura 5.7.
En este caso, sobre cada carga aparece un vol.
‘aie (VI.V2 03) cuyo valor depende de su resis-
tencia (RI,R2 0 R3) y dela corriente a través suyo.
Sl ert uno act pars cc Se coment Por
ru 5.4 Eon de came components cinc
ee En ee a pence reg ac de
Corer que ro or er y, pu tt, cr ll
(debate dD.
1. Todos ls elementos del ireuitoincluda la fuen-
te, están conectados uno después de otro, à
‘raves delos conductores, formando una cade-
a. En este caso. el polo poste (+) dela bate-
ría está conectado a un extremo de RI, el otro
extremo de RI a un extremo de R2,el otro
extremo de R2 a un extremo de R3 .y el otro
extremo de R3 al polo negativo () de la bate-
ría, cerrándose el circuito,
Solo existe una trayectora para la circulación
dela corriente. Si el drcuto se abre ose rom-
pe en cualquier punto, por ejemplo en el con
ductor aby o en la resistencia «R3», todo el
circuito queda desconectado y no creula co-
rriente a través de ningún elemento.
2
Esa última característica es muy empleada para
controlar y proteger sistemas eécicos y lec»
trónicos Por esta razón, los dsposiiwos como
interruptores y fusiles se conecan siempre en
serie con os circuitos. Otro ejemplo muy común
de cargas conectadas en serie son las lámparas
Figaro 5, Gal ena ns copa rei
daram:» cu
fact tec
ornamentales, como las uilzadas en ls Arboles
de Navidad Usted seguramente habrá notado que
cuando se funde o retira una de estas bombilitas,
también dejan de lluminar todas as demás, o un
grupo de elas. Eto se debe a que están conecta:
‘das en serie con a bombil faltante o defectuosa
Corriente en un circuito en serie
Debido a que en los culos en serie solo se tne
‘una trayectoria para la circulación dela corriente, à
cantidad de electrones que pasan por un punto del
¡rl esa misma en cualquier ove punto Por tao,
la corriente através de ls elementos de un cin
¿vito en serie es siempre la misma, figura 5.6
En este caso, la corriente (I) a través del con
‘ductor ca e a misma corriente que pasa través
delos conductores ab», uc» y ado: las resistencias
RI.R2 y R3:y la fuentoV.En todos estos casos, el
valor de la coriente a través del circuito es 2A.
Voltajes en un circuito en serie
El voltaje total aplicado por la fuente a un circuito
en serie se distribuye a través de cada una de las
cars, de modo que entre más baja sea su res.
tencia, menor será el voltaje à través suyo, y vice-
versa Esta situación se ustra en la figura 5.7.
En este caso, sobre cada carga aparece un vol.
‘aie (VI.V2 03) cuyo valor depende de su resis-
tencia (RI,R2 0 R3) y dela corriente a través suyo.
Sl ert uno act pars cc Se coment Por
Figur 57. Dé del vate en un rato sr
(D. que esla misma en todo el circuito. El voltaje
sobre cada resistencia se denomina una caida de
voltaje. Veamos entonces como se disribuyen
estas caidas de voltaje través del circuit,
De acuerdo con a ley de Ohm, la caida de votar
ie a través de cualquier carga es gal al producto de
su corriente por su resistencia. Por tato, en nues
tro caso, tenemos ls siguientes relaciones:
¡Voltaje = Corriente x Resistencia.
vi DT”
NBDE Spee Tex 20 i dy
w 2 x 3 = 6
Sumade = VI +V2+V3 = 12V
caidas
Observe que la suma delas caidas de voltaje a
‘través de cada resistencia es igual al voltae aplica»
do al circuito. Este resultado, que examinaremos
en deallen una lección posterior se conoce como
la ley de voltajes de Kirchoff (LVK).
Si en el circuito en serie
ea fgura 57, cambiamos el
Figure $. En un cto er sum de ls odos de so
cata ten es sempre ua el ete ope
Res
encia total o equivalente
de un circuito en serie
En un circuito cualqier (ere, paralelo o mixto), la
«corriente entregada por a fuente depende de la re-
sistenca total equivalente (R, 6R,,) que le presen-
ten en conjunto todas las cargas. En un cicuto en
serie, en particular esta resistencia es igual asuma
de todas ls resistencias individuals del ciruito. Esta
situación se sta en la figura 5.9. En ese caso:
Resistencia = Sumadelas
total resistencias individuales
8 RI+R2+R3
R 12 +20 +30
R se
En ras palabras la fuente considera todo el con-
Junto de cargas como una sola resistencia, de valor
R, (602). Por esa razón.impuls através del cut
una corriente de valor igual VIR, (12V/60),que es
la misma para todos los elementos del circuito. En
valor de una rsistencicam-
Barántambén los valores de
las eis de vole Sin eme
argo. a suma de odas elas
seguirá siendo igual al vole
picado Esta sinación se +
eran a figura 5.8, donde a
resistencia de 19) ha sido
sustuida por una de 70.
‘Figura 5.9 Rested que de un cto en ete. Lo esten eee del
‘a eso somo de et
» desert:
Cane fée de lees
(D. que esla misma en todo el circuito. El voltaje
sobre cada resistencia se denomina una caida de
voltaje. Veamos entonces como se disribuyen
estas caidas de voltaje través del circuit,
De acuerdo con a ley de Ohm, la caida de votar
ie a través de cualquier carga es gal al producto de
su corriente por su resistencia. Por tato, en nues
tro caso, tenemos ls siguientes relaciones:
¡Voltaje = Corriente x Resistencia.
vi DT”
NBDE Spee Tex 20 i dy
w 2 x 3 = 6
Sumade = VI +V2+V3 = 12V
caidas
Observe que la suma delas caidas de voltaje a
‘través de cada resistencia es igual al voltae aplica»
do al circuito. Este resultado, que examinaremos
en deallen una lección posterior se conoce como
la ley de voltajes de Kirchoff (LVK).
Si en el circuito en serie
ea fgura 57, cambiamos el
Figure $. En un cto er sum de ls odos de so
cata ten es sempre ua el ete ope
Res
encia total o equivalente
de un circuito en serie
En un circuito cualqier (ere, paralelo o mixto), la
«corriente entregada por a fuente depende de la re-
sistenca total equivalente (R, 6R,,) que le presen-
ten en conjunto todas las cargas. En un cicuto en
serie, en particular esta resistencia es igual asuma
de todas ls resistencias individuals del ciruito. Esta
situación se sta en la figura 5.9. En ese caso:
Resistencia = Sumadelas
total resistencias individuales
8 RI+R2+R3
R 12 +20 +30
R se
En ras palabras la fuente considera todo el con-
Junto de cargas como una sola resistencia, de valor
R, (602). Por esa razón.impuls através del cut
una corriente de valor igual VIR, (12V/60),que es
la misma para todos los elementos del circuito. En
valor de una rsistencicam-
Barántambén los valores de
las eis de vole Sin eme
argo. a suma de odas elas
seguirá siendo igual al vole
picado Esta sinación se +
eran a figura 5.8, donde a
resistencia de 19) ha sido
sustuida por una de 70.
‘Figura 5.9 Rested que de un cto en ete. Lo esten eee del
‘a eso somo de et
» desert:
Cane fée de lees
Corriente = Voltaje + Resistencia
total aplicado total
1, vo.
m mo. =
En ol cielo de la resistencia total (R,) de
un circuito en serie se nos pueden presentar
las siguientes situaciones particulares
1. El circuito está formado por dos o más ress-
‘tencias del mismo valor (R) En este caso, la re-
sistencia total (R,) está dada por:
R = Númerode x Valor de una
resistencias resistench
eee ee
2. El circuito está formado por dos © más resis-
rencias de diferente valor (RI.R2,R3, tc). En
este caso, que es el más general a resistencia
total (R,) está dada por:
RR = Suma de los valores de cada resistencia
RT=RI+R2+R3+..
Por ejemplo, si tenemos ocho resistencias de
HQ conectadas en serie, la resistencia total es
raf = BxIKE2 = BK Asi mismo, si tenemos
des resistencias de 1000 conectadas en serie con
‘una resistencia de 4700 y una resistencia de 8200.
la resistencia total es R, =R,+R,+R,*R,= 1000 +
1000 + 4700 + 8200 = 14900. De cualquier
mode, tenga siempre presente esta regla práctica:
“La resistencia total o equivalente de un gru-
po de resistencias conectadas en serie essiem-
pre mayor que la mayor de las resistencias
Figure 5.10 Resstencas ense per ejemplo 5.1
ERE y cure psc se ec
Figure. Fue per ejemplo 52
En nuestro segundo caso, por ejemplo,
1.49082 (R,) es mayor que 82002 la resistencia
más alta del circuito. Los siguientes ejemplos
aclararin el uso de estas fórmulas. El experi-
‘mento 5.1 fjard de manera práctica los cono-
cimientos adquiridos.
Ejemplo 5.1. Dos resistencias de 6800 y 12002
están conectadas en serie con una batería de 9
como se muestra enla figura 5.10. Calcule:
“a. La resistencia total del circuito (R)
La corriente a través del circuito (1)
+. Las caidas de voltaje en las resistencias (V.V,)
4. Demuestre que la suma de as cadas de voltaje
anteriores es igual al voltaje aplicado (V,)
Solución. En nuestro caso, V=9¥, RI=6800 y
R2=12002 Por tanto:
0.011258
1125mA
1,xR, = 0011254 x 12002
PA
TE + 135V=9V
Ejemplo 5.2, Cuatro resistencias
de 1200 se conectan en serie con
ura fuente de SV, como se indica
enla figura 5.11. Calcule:
a. La resistencia total (R,)
ba La corriente total 1)
€: Las caídas de voltae (VV)
ce
total aplicado total
1, vo.
m mo. =
En ol cielo de la resistencia total (R,) de
un circuito en serie se nos pueden presentar
las siguientes situaciones particulares
1. El circuito está formado por dos o más ress-
‘tencias del mismo valor (R) En este caso, la re-
sistencia total (R,) está dada por:
R = Númerode x Valor de una
resistencias resistench
eee ee
2. El circuito está formado por dos © más resis-
rencias de diferente valor (RI.R2,R3, tc). En
este caso, que es el más general a resistencia
total (R,) está dada por:
RR = Suma de los valores de cada resistencia
RT=RI+R2+R3+..
Por ejemplo, si tenemos ocho resistencias de
HQ conectadas en serie, la resistencia total es
raf = BxIKE2 = BK Asi mismo, si tenemos
des resistencias de 1000 conectadas en serie con
‘una resistencia de 4700 y una resistencia de 8200.
la resistencia total es R, =R,+R,+R,*R,= 1000 +
1000 + 4700 + 8200 = 14900. De cualquier
mode, tenga siempre presente esta regla práctica:
“La resistencia total o equivalente de un gru-
po de resistencias conectadas en serie essiem-
pre mayor que la mayor de las resistencias
Figure 5.10 Resstencas ense per ejemplo 5.1
ERE y cure psc se ec
Figure. Fue per ejemplo 52
En nuestro segundo caso, por ejemplo,
1.49082 (R,) es mayor que 82002 la resistencia
más alta del circuito. Los siguientes ejemplos
aclararin el uso de estas fórmulas. El experi-
‘mento 5.1 fjard de manera práctica los cono-
cimientos adquiridos.
Ejemplo 5.1. Dos resistencias de 6800 y 12002
están conectadas en serie con una batería de 9
como se muestra enla figura 5.10. Calcule:
“a. La resistencia total del circuito (R)
La corriente a través del circuito (1)
+. Las caidas de voltaje en las resistencias (V.V,)
4. Demuestre que la suma de as cadas de voltaje
anteriores es igual al voltaje aplicado (V,)
Solución. En nuestro caso, V=9¥, RI=6800 y
R2=12002 Por tanto:
0.011258
1125mA
1,xR, = 0011254 x 12002
PA
TE + 135V=9V
Ejemplo 5.2, Cuatro resistencias
de 1200 se conectan en serie con
ura fuente de SV, como se indica
enla figura 5.11. Calcule:
a. La resistencia total (R,)
ba La corriente total 1)
€: Las caídas de voltae (VV)
ce
Teoriariiariaaaanaaananarananananess
R
E”Bxiste más de una trayectoria para Ia crcula-
«ción dela corriente. Si el circuito se abre o se
a. R= n x R = 412500 = 1.00002
1.0000? = O.005A = 5mA
EVA = DR = 0,005Ar25002 = .25V
En a figura 5.12 se muestra un circuito for-
‘mado por tres resistencias conectadas en Pa-
ralelo.Apliquemos a este circuito las caracte |
rístias de los circuitos en paralelo examinadas
anteriormente:
1. Todas las cargas están conectadas simultinea-
mente à los terminales dela fuente de alimen-
tación. Las cargas y su alambres de conexión
la fuente se denominan comúnmente ramas.
Los puntos comunes de conexión de las ramas
«on a fuente se denominan nodos En este caso,
tenemos tres ramas y dos nodos. La rama I,
por ejemplo. está formada por la resistencia RI
y los conductores 3" "D".
Figure 5.13 Orci el oe en um cut en por.
neste ca Dee mme vota ee tds aos,
en
rompe en cualquier punto de una rama, por
‘ejemplo en el conductor «bo. en a resistencia
RI» de la rama I, todas las demás ramas con-
tinuan operando en forma normal.
Esta última caracteristica es muy empleada en as
instalaciones eléctricas para permitir la operación
| delimpars y electrodomésticos al mismo vole,
« 20V as como su conexión y desconexión
> independience. De hecho la mayor par
+ re delos circulos elécuicos ulzadosen as cas,
fábricas y oñcnas para alímentar computadoras
máquinas ton cuts en paralelo.
Voltaje en un circuito en paralelo
En un circuito en paralelo todas las ramas están
«conectadas al fuente. Por tanto voltaje aplia-
do a odas las cagas es el mismo. figura 5.13.En
este caso las caidas de voltaje sobre R, (VV)
y R, (V) son idées iguals al vole de ale
mentación E deci a
Distribución de la corriente en
un circuito en paralelo
En un circuito en paralelo la corriente total su-
| ministrada por la fuente de alimentación (1) se re-
| pare entre as ramas. figura 5.14. En este caso, la
> fuente entrega una corriente I, ya través de cada
“carp rela una corriente (1, © 1) cuyo valor
| depende su resisenca (R,.R, o R) y del volaje
aplicado (V).que e el mismo para todas Veamos
| entonces como se disuibuyen esta corrientes.
ans fact e secc bórico » BRET:
R
E”Bxiste más de una trayectoria para Ia crcula-
«ción dela corriente. Si el circuito se abre o se
a. R= n x R = 412500 = 1.00002
1.0000? = O.005A = 5mA
EVA = DR = 0,005Ar25002 = .25V
En a figura 5.12 se muestra un circuito for-
‘mado por tres resistencias conectadas en Pa-
ralelo.Apliquemos a este circuito las caracte |
rístias de los circuitos en paralelo examinadas
anteriormente:
1. Todas las cargas están conectadas simultinea-
mente à los terminales dela fuente de alimen-
tación. Las cargas y su alambres de conexión
la fuente se denominan comúnmente ramas.
Los puntos comunes de conexión de las ramas
«on a fuente se denominan nodos En este caso,
tenemos tres ramas y dos nodos. La rama I,
por ejemplo. está formada por la resistencia RI
y los conductores 3" "D".
Figure 5.13 Orci el oe en um cut en por.
neste ca Dee mme vota ee tds aos,
en
rompe en cualquier punto de una rama, por
‘ejemplo en el conductor «bo. en a resistencia
RI» de la rama I, todas las demás ramas con-
tinuan operando en forma normal.
Esta última caracteristica es muy empleada en as
instalaciones eléctricas para permitir la operación
| delimpars y electrodomésticos al mismo vole,
« 20V as como su conexión y desconexión
> independience. De hecho la mayor par
+ re delos circulos elécuicos ulzadosen as cas,
fábricas y oñcnas para alímentar computadoras
máquinas ton cuts en paralelo.
Voltaje en un circuito en paralelo
En un circuito en paralelo todas las ramas están
«conectadas al fuente. Por tanto voltaje aplia-
do a odas las cagas es el mismo. figura 5.13.En
este caso las caidas de voltaje sobre R, (VV)
y R, (V) son idées iguals al vole de ale
mentación E deci a
Distribución de la corriente en
un circuito en paralelo
En un circuito en paralelo la corriente total su-
| ministrada por la fuente de alimentación (1) se re-
| pare entre as ramas. figura 5.14. En este caso, la
> fuente entrega una corriente I, ya través de cada
“carp rela una corriente (1, © 1) cuyo valor
| depende su resisenca (R,.R, o R) y del volaje
aplicado (V).que e el mismo para todas Veamos
| entonces como se disuibuyen esta corrientes.
ans fact e secc bórico » BRET:
Figura 5.15 Risen tl eo rete e para mode
por os reiten de vores eres
De acuerdo con la ley de Ohm. a corriente a
través de cualquier carga es igual ala relación en-
tre el voltaje aplicado y su resistencia Por tanto.
‘en nuestro caso tenemos las siguientes relaciones:
[Corriente = Voltaje + Resistencia |
i v + 2m =
1 V+ 3a = A
A = A
Sumade = +R + B= 6A
corrientes.
das limparas o aparatos en los to-
rmacorrientes.En este caso,confor-
me se añaden cargas y aumenta la
‘demanda de corriente lega un mo-
‘mento en el cual a corriente total
supera la capacidad nominal del fu-
sible o breaker y éste se funde o dis
par, desconectando el icuto, Se
dice, entonces. que ha ocurrido una
sobrecarga o que el ccuto esti sobrecargado.
Resistencia total o equivalente
de un circuito en paralelo
En un circuito en paralelo, la corriente total entre-
da por la fuente depende de la resistencia total
equivalente (R, © R,,) ofrecida por el conjunto
de cargas. Esta resistencia puede calcularse delas
siguientes formas:
1. Silent et formado por dos essen:
cls fermes (R, y Ri) resistencia totale:
‘Observe que la suma de as corrientes através
de las resistencias, es igual ala corriente total en-
regada por a fuente (6A). Este resultado se cono-
cecomelaley de corrientes de Kirchoff(.CK).
[Note también que a medida que se conectan nuc-
vas cargas a un ciruito en paralelo, aumenta tam-
bién la corriente entregada por la fuente
Esta ima es la razón por la cual se quema un
fusible o se dispara un disyuntor (breaker) en una
instalación eléctrica cuando se conectan demasia-
(ern de soe mil
IIT: y coo uc ee cnc ce
igor 5.16 Resto ta de un ar en pr formado or dor
Producto de la resistencias.
= Suma delas resistencias
EIGENEN
En la figura 5.15 se muestra un ejemplo. En
R = (RIRQV/RI+R2)
00+300)/(200+300) 2
000/500 22
1200
2 Sich ireuito est formado por
una resistencia de valor,
paralelo con otra de valor R,=Rin,
es decir n veces menor. la resis.
tencia orales
por os reiten de vores eres
De acuerdo con la ley de Ohm. a corriente a
través de cualquier carga es igual ala relación en-
tre el voltaje aplicado y su resistencia Por tanto.
‘en nuestro caso tenemos las siguientes relaciones:
[Corriente = Voltaje + Resistencia |
i v + 2m =
1 V+ 3a = A
A = A
Sumade = +R + B= 6A
corrientes.
das limparas o aparatos en los to-
rmacorrientes.En este caso,confor-
me se añaden cargas y aumenta la
‘demanda de corriente lega un mo-
‘mento en el cual a corriente total
supera la capacidad nominal del fu-
sible o breaker y éste se funde o dis
par, desconectando el icuto, Se
dice, entonces. que ha ocurrido una
sobrecarga o que el ccuto esti sobrecargado.
Resistencia total o equivalente
de un circuito en paralelo
En un circuito en paralelo, la corriente total entre-
da por la fuente depende de la resistencia total
equivalente (R, © R,,) ofrecida por el conjunto
de cargas. Esta resistencia puede calcularse delas
siguientes formas:
1. Silent et formado por dos essen:
cls fermes (R, y Ri) resistencia totale:
‘Observe que la suma de as corrientes através
de las resistencias, es igual ala corriente total en-
regada por a fuente (6A). Este resultado se cono-
cecomelaley de corrientes de Kirchoff(.CK).
[Note también que a medida que se conectan nuc-
vas cargas a un ciruito en paralelo, aumenta tam-
bién la corriente entregada por la fuente
Esta ima es la razón por la cual se quema un
fusible o se dispara un disyuntor (breaker) en una
instalación eléctrica cuando se conectan demasia-
(ern de soe mil
IIT: y coo uc ee cnc ce
igor 5.16 Resto ta de un ar en pr formado or dor
Producto de la resistencias.
= Suma delas resistencias
EIGENEN
En la figura 5.15 se muestra un ejemplo. En
R = (RIRQV/RI+R2)
00+300)/(200+300) 2
000/500 22
1200
2 Sich ireuito est formado por
una resistencia de valor,
paralelo con otra de valor R,=Rin,
es decir n veces menor. la resis.
tencia orales
Teoriasıı«
PPPPEEE
Figure 5.17 Rester tl eun rat e por eed pr sens di mimo vtr
En la figura 5.16 se muestra un ejemplo. En
este caso, R,=BKO=R y R,=2402= RIA. Es decir
R=8142 y n=4. Por tano:
R,= Roe)
RA)
Rs
Ders
3. Si el circulo está formado por dos o más re-
sistencias del mismo valor (R). la resistencia
oul es:
Enlafigura 5.17 se muestra un ejemplo.En ste
‘ato, hay cinco resistencias idénticas (n=). cuyos
4. Sie ireuko está formado por dos o más ess
tenes de diferente valor (RRR) resis
tencia toa es:
Este es el caso más general y se apli
a a cualquier circuito en paralelo, in-
cluyendo los tres casos particulares
examinados anteriormente.
en
Enla figura 5.18 se presenta un ejemplo En este
caso, RI= 2402, R2= 2,540 y RB=10KL2 Por tanto:
R, = URI + 11R2 + RD)
AK + 125 + 1110) ko
1/05 + 04 + 041) KO
ron
De cualquier modo, cuando efectúe el cálculo
de resistencias en paralelo, tenga siempre presen-
Le esta regla práctica:
“La resistencia total o equivalente de un gru-
po de resistencias conectadas en paralelo es
siempre menor que la menor de las resis-
rencias involucradas”
En nuestro último caso, por ejemplo, igura
5.18, resistencia total (1K6).es menor que 262
Asimismo, enel primer caso. figura 5.15,R,=12002
es menor que RI=2000. Igualmente, n el segun-
do caso, figura 5.16, R,=1.6K0 es menor que
R,=2K02 Por lo mismo, en el tercer caso, figura
5.17.R,=2000 es menor que R=1k2. El experi-
‘mento 5.1 fjarä de manera práctica todos los
conocimientos adquiridos hasta el momento so-
bre los circuitos en paralelo.
gure 5.18 Reno tal de un cre en por formado or
retenes e ferent lr
dano fit seine bosco » ACES
PPPPEEE
Figure 5.17 Rester tl eun rat e por eed pr sens di mimo vtr
En la figura 5.16 se muestra un ejemplo. En
este caso, R,=BKO=R y R,=2402= RIA. Es decir
R=8142 y n=4. Por tano:
R,= Roe)
RA)
Rs
Ders
3. Si el circulo está formado por dos o más re-
sistencias del mismo valor (R). la resistencia
oul es:
Enlafigura 5.17 se muestra un ejemplo.En ste
‘ato, hay cinco resistencias idénticas (n=). cuyos
4. Sie ireuko está formado por dos o más ess
tenes de diferente valor (RRR) resis
tencia toa es:
Este es el caso más general y se apli
a a cualquier circuito en paralelo, in-
cluyendo los tres casos particulares
examinados anteriormente.
en
Enla figura 5.18 se presenta un ejemplo En este
caso, RI= 2402, R2= 2,540 y RB=10KL2 Por tanto:
R, = URI + 11R2 + RD)
AK + 125 + 1110) ko
1/05 + 04 + 041) KO
ron
De cualquier modo, cuando efectúe el cálculo
de resistencias en paralelo, tenga siempre presen-
Le esta regla práctica:
“La resistencia total o equivalente de un gru-
po de resistencias conectadas en paralelo es
siempre menor que la menor de las resis-
rencias involucradas”
En nuestro último caso, por ejemplo, igura
5.18, resistencia total (1K6).es menor que 262
Asimismo, enel primer caso. figura 5.15,R,=12002
es menor que RI=2000. Igualmente, n el segun-
do caso, figura 5.16, R,=1.6K0 es menor que
R,=2K02 Por lo mismo, en el tercer caso, figura
5.17.R,=2000 es menor que R=1k2. El experi-
‘mento 5.1 fjarä de manera práctica todos los
conocimientos adquiridos hasta el momento so-
bre los circuitos en paralelo.
gure 5.18 Reno tal de un cre en por formado or
retenes e ferent lr
dano fit seine bosco » ACES
Cet ato con na cadena (AI y 2) y u or (3 y
Ronson
fe:
Le
beat m co no ce (A y 2} y un Bae (3 y
Ro) en pao
ae ee
= E ii
Pa
Figure 5.19, Els de creates mates
ey
En un circuito mixto se combinan la caracerist-
«as de un circuito en serie yun crcuito en parale-
Lo. Por tanto algunas cargas están conectadas en
=
serie para que por ells circule la misma corriente,
mientras que otras lo están en paralelo para que
tengan el mismo voltaje. En a figura 5.19 se mues-
tran algunos ejemplos. En todos estos casos, un
grupo de resistencias en serie forman lo que se
denomina una cadena y un grupo de resistencias
en paralelo lo que se denomina un banco,
En un circuito mio. coriene total entregada por
la fuente depende de la resistencia total o equivalen
te (8,6) ofrecida por el conjunto de cargas Esa
resistencia puede calcularse de as siguente formas:
1. Si al circuito está conformado por bancos de
resistencias conectados en serie, deben pri-
mero calcularse las resistencias equivalentes
de los bancos. Puesto que estas resistencias
quedan en serie con las demás resistencias, el
problema se reduce al cálculo dela ressten-
cia total (R,) de un circuito en serie. En aigue
a 5.20a se muestra un ejemplo.
En este caso, primero se determina la ressten-
‘ia equivalente del banco formado por R2 y R3.
llamamos a esta resistencia RS. Por tanto:
R = RR, = (Ax6)(4+6) = 2,440
Puesto que RS queda ahora en serie con RI y
con RA la resistencia total (R) del circulo es:
R, = RAR AR, = 12M AO 6,42
Pr (de
CTS \ :
‘igure 5.200, Reser eaves de un rete mo comoda pr Bons de rennen e
RINT: » coro foe e crónico vas
a
Ronson
fe:
Le
beat m co no ce (A y 2} y un Bae (3 y
Ro) en pao
ae ee
= E ii
Pa
Figure 5.19, Els de creates mates
ey
En un circuito mixto se combinan la caracerist-
«as de un circuito en serie yun crcuito en parale-
Lo. Por tanto algunas cargas están conectadas en
=
serie para que por ells circule la misma corriente,
mientras que otras lo están en paralelo para que
tengan el mismo voltaje. En a figura 5.19 se mues-
tran algunos ejemplos. En todos estos casos, un
grupo de resistencias en serie forman lo que se
denomina una cadena y un grupo de resistencias
en paralelo lo que se denomina un banco,
En un circuito mio. coriene total entregada por
la fuente depende de la resistencia total o equivalen
te (8,6) ofrecida por el conjunto de cargas Esa
resistencia puede calcularse de as siguente formas:
1. Si al circuito está conformado por bancos de
resistencias conectados en serie, deben pri-
mero calcularse las resistencias equivalentes
de los bancos. Puesto que estas resistencias
quedan en serie con las demás resistencias, el
problema se reduce al cálculo dela ressten-
cia total (R,) de un circuito en serie. En aigue
a 5.20a se muestra un ejemplo.
En este caso, primero se determina la ressten-
‘ia equivalente del banco formado por R2 y R3.
llamamos a esta resistencia RS. Por tanto:
R = RR, = (Ax6)(4+6) = 2,440
Puesto que RS queda ahora en serie con RI y
con RA la resistencia total (R) del circulo es:
R, = RAR AR, = 12M AO 6,42
Pr (de
CTS \ :
‘igure 5.200, Reser eaves de un rete mo comoda pr Bons de rennen e
RINT: » coro foe e crónico vas
a
2. Sil circuito está conformado por cadenas de
resistencias conectadas en paralelo, deben de
terminarse primero las resistencia equivalentes
delas cadenas Puesto que estas resistencias que-
dan en paralelo con las demás resistencias, el
problema se reduce al cálculo de la resistencia
total de un cuit en paralelo (En la figura
5.20b se muestra un ejemplo,
En este caso, primero se determina la resisten-
<a equivalence dela cadena formada por RI y R2.
Llamamos a esta resistencia RS, Por tanto:
R,=R, HR, = 1002+ 10062= 2000
Puesto que RS queda ahora en paralelo con R3
y Ré. resistencia total (R,) del circulo es
RE TUR, + HR, + UR)
11(1/200 + 11300 + 11600) D
R,=1000
3. Si el circulo está conformado por bancos de
resistencias en serie y cadenas de resistencias
en paralelo, se comienza por reducir as ramas
más alejadas de la fuente. El proceso se cont-
ra en dirección dela fuente hasta obtener una
sola cadena o un solo banco, en cuyo caso la
resistencia total (8) se calcul ena forma usual,
Enla figura 5.206 se muestra un ejemplo.
En este caso primer se determina I resisten-
cía equivalente del banco formado por R3 y RA,
llamamos a esta resistencia R7,Por tanto:
R= UR, + UR.) = C2 + 1112) 0
R,=60
Figura 206 Resse tal de un run mat nomade pr bons obec erstere en sry en para
sco» daher:
Care fll de lectin
resistencias conectadas en paralelo, deben de
terminarse primero las resistencia equivalentes
delas cadenas Puesto que estas resistencias que-
dan en paralelo con las demás resistencias, el
problema se reduce al cálculo de la resistencia
total de un cuit en paralelo (En la figura
5.20b se muestra un ejemplo,
En este caso, primero se determina la resisten-
<a equivalence dela cadena formada por RI y R2.
Llamamos a esta resistencia RS, Por tanto:
R,=R, HR, = 1002+ 10062= 2000
Puesto que RS queda ahora en paralelo con R3
y Ré. resistencia total (R,) del circulo es
RE TUR, + HR, + UR)
11(1/200 + 11300 + 11600) D
R,=1000
3. Si el circulo está conformado por bancos de
resistencias en serie y cadenas de resistencias
en paralelo, se comienza por reducir as ramas
más alejadas de la fuente. El proceso se cont-
ra en dirección dela fuente hasta obtener una
sola cadena o un solo banco, en cuyo caso la
resistencia total (8) se calcul ena forma usual,
Enla figura 5.206 se muestra un ejemplo.
En este caso primer se determina I resisten-
cía equivalente del banco formado por R3 y RA,
llamamos a esta resistencia R7,Por tanto:
R= UR, + UR.) = C2 + 1112) 0
R,=60
Figura 206 Resse tal de un run mat nomade pr bons obec erstere en sry en para
sco» daher:
Care fll de lectin
‘A continuación, calculamos la resistencia equi
valence de la cadena formada por R6 y R7.Llama-
mes à esta resistencia RB, Por tanto:
FR, = 40 + 60
R= 100
Seguidamente,calelamos a resistencia equiva-
lente del banco formado por RS y RB.Llamamos a
esta resistencia R9, Por tanto:
R,= UR, + UR) = UNO 1110) 2
[er
Finalmente.clculamos a resistencia equivalente
de la cadena formada por RI, R2 y RO. Ésta es la
resistencia total (R,) dl circuito, Por tanto:
R,=R,+R,+R,=150+50 +300.
R/=500
Voltajes y corrientes en un
circuito mixto
Para determinar ls corrientes y los voltajes en
un crio miso, deben clear primero la re
sisencaotl (Ry la corriente otal (El análisis
se ein desd la fuente hacias cargas. Como
ejemplo, consideremos el culo dels corrientes
y voltajes através del rulo de a figura 5.20(0)
‘cuando se plc un voltaje de alimentación (Y) de
100V Esta tuación s lustr en a figura 5.21. En
este aso =100V y R,= 500 Po cantos
Yo, 100Y,
ews
Figur 5.21. Cent y ae un eet mito
RIEIT » cos Joes 5 irónica
Esa corient sa misma que ire través del,
2 y la ressenca equvalete RO. Es dei 1,1 ==,
Por tantas caidas de vole en estas resistencias son:
V,=ITxR,=2Ax 1502 30V
V,=1, xR, = 2A x 300 = 60
XR, =2Ax50= 10V
La caída de voltaje sobre RO es en realidad la
diferencia de potencial que existe entre los puntos
Ay B del circuito Esto significa que V9=VS=V8,es
decir las caídas de voltaje através dela resistencia
RS (V5) yla resistencia equivalente RB (V8) son
ambas iguales a OV Por tanto, corrientes a ra-
vés de estas resistencias son:
IR, = 10V/1062=1A
VR, = 10V/1002=1A
La corriente 18 es en realidad la corriente que
circu a través de R6 yla resistencia equivalente
RT.Esto significa que I8=16=17,Por tantos caídas
de volaje en estas resistencias son:
Y,
v
xR,=1Ax4Q=4V
XR/=1Ax60=6V
La caída de voltaje sobre R7 es en realidad la
diferencia de potencial que existe entre los pun-
tos C y B del circuito. Esto significa que
VT=V3=V4.Por tanto, las corrientes a través de
valence de la cadena formada por R6 y R7.Llama-
mes à esta resistencia RB, Por tanto:
FR, = 40 + 60
R= 100
Seguidamente,calelamos a resistencia equiva-
lente del banco formado por RS y RB.Llamamos a
esta resistencia R9, Por tanto:
R,= UR, + UR) = UNO 1110) 2
[er
Finalmente.clculamos a resistencia equivalente
de la cadena formada por RI, R2 y RO. Ésta es la
resistencia total (R,) dl circuito, Por tanto:
R,=R,+R,+R,=150+50 +300.
R/=500
Voltajes y corrientes en un
circuito mixto
Para determinar ls corrientes y los voltajes en
un crio miso, deben clear primero la re
sisencaotl (Ry la corriente otal (El análisis
se ein desd la fuente hacias cargas. Como
ejemplo, consideremos el culo dels corrientes
y voltajes através del rulo de a figura 5.20(0)
‘cuando se plc un voltaje de alimentación (Y) de
100V Esta tuación s lustr en a figura 5.21. En
este aso =100V y R,= 500 Po cantos
Yo, 100Y,
ews
Figur 5.21. Cent y ae un eet mito
RIEIT » cos Joes 5 irónica
Esa corient sa misma que ire través del,
2 y la ressenca equvalete RO. Es dei 1,1 ==,
Por tantas caidas de vole en estas resistencias son:
V,=ITxR,=2Ax 1502 30V
V,=1, xR, = 2A x 300 = 60
XR, =2Ax50= 10V
La caída de voltaje sobre RO es en realidad la
diferencia de potencial que existe entre los puntos
Ay B del circuito Esto significa que V9=VS=V8,es
decir las caídas de voltaje através dela resistencia
RS (V5) yla resistencia equivalente RB (V8) son
ambas iguales a OV Por tanto, corrientes a ra-
vés de estas resistencias son:
IR, = 10V/1062=1A
VR, = 10V/1002=1A
La corriente 18 es en realidad la corriente que
circu a través de R6 yla resistencia equivalente
RT.Esto significa que I8=16=17,Por tantos caídas
de volaje en estas resistencias son:
Y,
v
xR,=1Ax4Q=4V
XR/=1Ax60=6V
La caída de voltaje sobre R7 es en realidad la
diferencia de potencial que existe entre los pun-
tos C y B del circuito. Esto significa que
VT=V3=V4.Por tanto, las corrientes a través de
Teoria 44444444444444
Los resultados de nuestros cálculos se resumen
enel circuito dela figura 5.21b.
Potencia en circuitos en serie, en
paralelo y mixtos
En cualquier culo con resistencias, la potencia
proveniente de la fuente de alimentación del circui-
to se disipa en forma de calor en cada una de las
resistencias. En otras palabras la potencia oral (P,)
entregada por la fuente es iguala la suma de las
potencias absorbidas por ls resisencis in impor-
‘ar si estas últimas están conectadas en seri, en
paralelo o en una configuración mixta. Esto es
Po...
Como ejemplo, consideremos nuevamente el
ircuito mixto de la figura 5.21(b). reproducido
en la figura 5.22 para mayor comodidad. En este
‘aso la potencia entregada por la fuente (P) es:
NAH
Asimismo as potencias absorbidas por cada una
de las resistencias son:
00V x 2A = 200W
30V x 2A = 60W
60V x 2A = 120W
SV x 0.5A = 3W
SV x 0.5Ax=3W
Figure 5.22 Dunn de ptes en um creo mio
en
PPPLELEEEE EEE CEE
+P,+P,+P,=200W=P,
El siguiente experimentofiard de manera pric-
ica todo lo que usted ha aprendido acerca de los
circuits de resistencias en serie. en paralelo y en
«configuraciones mixtas Le recomendamos seguir
lo con atención efectuar las mediiones y cálculos
com cuidado y observar todos los detalles. sin omi-
tir ninguno. En este experimento usted compro-
bará, entre otras, siguientes características ge-
nerales de estos pos de circulos
1. La resistencia total en un circuito en serie es
mayor que la mayor de las resistencias.
2. La resistencia torl en un circuito en paralelo
‘es menor que la menor de las resistencias.
3. La corriente total entregada por la fuente en
un circuito en serie es la misma que circula a
través de todas las resistencias
4. La corriente total entregada por la fuente en
un circuito en paralelo se distribuye entre las
resistencias y es iguala la suma de las corrien-
tes que circulan por cada una,
5. El voltae toral entregado por la fuente en un
ireuito en serie se distribuye entre las resis:
rencias y es iguala la suma de las caídas de vol.
taje sobre cada una.
6. El voltaje total entregado por la fuente en un
iu en paralelo es el mismo aplicado a trax
vés de cada una delas resistencias.
7. La resistencia coal. as como las coriente y los
voljes en un circuito mixto, dependen de a for
ma como estén conectadas las resistencias. De
odas formas, se siguen cumpliendo ls leyes de
Kirchof de las corrientes y los voltajes.
8. La potencia total entregada por la fuente en un
Circuito en serie,en paralelo o mixto es igual a
la suma de las potencias absorbidas por cada
‘una de as resistencias.
a de ecnco bso » RED
Los resultados de nuestros cálculos se resumen
enel circuito dela figura 5.21b.
Potencia en circuitos en serie, en
paralelo y mixtos
En cualquier culo con resistencias, la potencia
proveniente de la fuente de alimentación del circui-
to se disipa en forma de calor en cada una de las
resistencias. En otras palabras la potencia oral (P,)
entregada por la fuente es iguala la suma de las
potencias absorbidas por ls resisencis in impor-
‘ar si estas últimas están conectadas en seri, en
paralelo o en una configuración mixta. Esto es
Po...
Como ejemplo, consideremos nuevamente el
ircuito mixto de la figura 5.21(b). reproducido
en la figura 5.22 para mayor comodidad. En este
‘aso la potencia entregada por la fuente (P) es:
NAH
Asimismo as potencias absorbidas por cada una
de las resistencias son:
00V x 2A = 200W
30V x 2A = 60W
60V x 2A = 120W
SV x 0.5A = 3W
SV x 0.5Ax=3W
Figure 5.22 Dunn de ptes en um creo mio
en
PPPLELEEEE EEE CEE
+P,+P,+P,=200W=P,
El siguiente experimentofiard de manera pric-
ica todo lo que usted ha aprendido acerca de los
circuits de resistencias en serie. en paralelo y en
«configuraciones mixtas Le recomendamos seguir
lo con atención efectuar las mediiones y cálculos
com cuidado y observar todos los detalles. sin omi-
tir ninguno. En este experimento usted compro-
bará, entre otras, siguientes características ge-
nerales de estos pos de circulos
1. La resistencia total en un circuito en serie es
mayor que la mayor de las resistencias.
2. La resistencia torl en un circuito en paralelo
‘es menor que la menor de las resistencias.
3. La corriente total entregada por la fuente en
un circuito en serie es la misma que circula a
través de todas las resistencias
4. La corriente total entregada por la fuente en
un circuito en paralelo se distribuye entre las
resistencias y es iguala la suma de las corrien-
tes que circulan por cada una,
5. El voltae toral entregado por la fuente en un
ireuito en serie se distribuye entre las resis:
rencias y es iguala la suma de las caídas de vol.
taje sobre cada una.
6. El voltaje total entregado por la fuente en un
iu en paralelo es el mismo aplicado a trax
vés de cada una delas resistencias.
7. La resistencia coal. as como las coriente y los
voljes en un circuito mixto, dependen de a for
ma como estén conectadas las resistencias. De
odas formas, se siguen cumpliendo ls leyes de
Kirchof de las corrientes y los voltajes.
8. La potencia total entregada por la fuente en un
Circuito en serie,en paralelo o mixto es igual a
la suma de las potencias absorbidas por cada
‘una de as resistencias.
a de ecnco bso » RED
Experimento 5.1. Análisis de circuitos con resistencias en serie,
paralelo y en configuraciones mixtas
Objetivos
+ Verifica, de manera práctica, las caracteristicas de los circulos en serie, en paralelo y mixtos
ulizando resistencias como cargas
+ Observar el comportamiento del voltaje, la corriente y la potencia en los mismos circuitos
» Demostrar el cumplimiento as leyes de Kirchoff de los voltaje y las corrientes en los mismos.
+ Medir la resistencia equivalente de los mismos circuitos y compararla con los valores calculados
teóricamente
Materiales necesarios
Tablero de conexiones sin soldadura (protoboord) 1 Metro de alambre teleénico #24 para puentes À
1 Bateria de 9V. preferiblemente alcalina 1 Mulimerro diia! x
1 Conector para batería 1 Calculadora. 2
1 Resistencia de 1KG2 (marrön-negro-rojo) 2
| Resstnca de 1842 (narrón-rissoj) ‘Nota Todas las resistencias son de composición =
| Resistencia de 4740, (amarilo-violeta-rojo) — decarbón y 5% de tolerancia (última banda dora- À
1 Resistencia de 8,202 (gris-rojo-rojo) da), Pueden ser de 1/2W 0 1AW. 2
Procedimiento
rears = Figure 5.23. Miden
Primera parte. Generalidades rte
1. Configure su mulimerro digtal como medidor de ass
resistencia Mia el valor rel de cada una de as
resistencias udzudas,igura 5.23. Registre estos
valores en una abla Lame RI resisten de Ik,
lade | BH, R3 ade 47 y R4la de BOLE
nuestro caso cbuuvimos ls siguientes resultados:
RI= 0,99 kD R2= 1,804 KO
R3 = 4,63 KD RA= 793
2. Configure su mutimetro como voltimetro para
‘CC. Mida entonces el voltae entregado por la
batería en condiciones de circulo abierto, fe
gura 5.24. Registre este valor (V). En nuestro
‘aso, obtuvimos V=9,5V.
Figura 52. Miedo el ae de slo de bt en
ce
RICE: » Cu fc e armes va
paralelo y en configuraciones mixtas
Objetivos
+ Verifica, de manera práctica, las caracteristicas de los circulos en serie, en paralelo y mixtos
ulizando resistencias como cargas
+ Observar el comportamiento del voltaje, la corriente y la potencia en los mismos circuitos
» Demostrar el cumplimiento as leyes de Kirchoff de los voltaje y las corrientes en los mismos.
+ Medir la resistencia equivalente de los mismos circuitos y compararla con los valores calculados
teóricamente
Materiales necesarios
Tablero de conexiones sin soldadura (protoboord) 1 Metro de alambre teleénico #24 para puentes À
1 Bateria de 9V. preferiblemente alcalina 1 Mulimerro diia! x
1 Conector para batería 1 Calculadora. 2
1 Resistencia de 1KG2 (marrön-negro-rojo) 2
| Resstnca de 1842 (narrón-rissoj) ‘Nota Todas las resistencias son de composición =
| Resistencia de 4740, (amarilo-violeta-rojo) — decarbón y 5% de tolerancia (última banda dora- À
1 Resistencia de 8,202 (gris-rojo-rojo) da), Pueden ser de 1/2W 0 1AW. 2
Procedimiento
rears = Figure 5.23. Miden
Primera parte. Generalidades rte
1. Configure su mulimerro digtal como medidor de ass
resistencia Mia el valor rel de cada una de as
resistencias udzudas,igura 5.23. Registre estos
valores en una abla Lame RI resisten de Ik,
lade | BH, R3 ade 47 y R4la de BOLE
nuestro caso cbuuvimos ls siguientes resultados:
RI= 0,99 kD R2= 1,804 KO
R3 = 4,63 KD RA= 793
2. Configure su mutimetro como voltimetro para
‘CC. Mida entonces el voltae entregado por la
batería en condiciones de circulo abierto, fe
gura 5.24. Registre este valor (V). En nuestro
‘aso, obtuvimos V=9,5V.
Figura 52. Miedo el ae de slo de bt en
ce
RICE: » Cu fc e armes va
Teoria 4444444444 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 44 4 4.44 4 4 444
3. Proven la batería con su respectivo conector Si es necesario, esta las puntas del conector para
facilitar su inserción en el proteboard.
4. Uslizando el alambre telefónico, corte unos 10 puentes de alambre de unos 12 mm de longitud. En
las prácticas que sguen,estos puentes le servirán como conductores de conexión removibles para
{aciltar las mediciones de corriente con el multímetro.
Segunda parte. Conexión de resistencias en serie
5. Seleccione las resistencias RI (IQ), R2 (18442) y R3 (4740), Co-
néctelas entonces en serie sobre el protoboar, figura 5.25. Uco
los puentes de alambre previamente cortados para formar el circulo.
{6 Con su mulimetro configurado como Shmetro,mida la resistencia total
‘© equivalente (RT o REQ) del circuito, figura 5.26 Anote el resultado
‘obcenido, ;Coincide razonablemente este valor con el esperado teórica
mente? En nuestro caso,medimos RT=.47K42 El valor esperado era:
RT=R1+R2+R3
RT = 0,99k0 + 1,8044 + 4,63 KO
RT = 74240
(74742) coincide razonable-
mente con el esperado
(742440). La diferencia o
error es de apenas de 460,
es decir el 0.62%. ¿Cuánto
obtuvo usted?
7. Complete el circuito en se-
rie alimentindolo medan-
te la bateria, como se ind.
a ena figura 5.27.
ojuoseued
eur 527 Atentado e rato en sev contr
3. Proven la batería con su respectivo conector Si es necesario, esta las puntas del conector para
facilitar su inserción en el proteboard.
4. Uslizando el alambre telefónico, corte unos 10 puentes de alambre de unos 12 mm de longitud. En
las prácticas que sguen,estos puentes le servirán como conductores de conexión removibles para
{aciltar las mediciones de corriente con el multímetro.
Segunda parte. Conexión de resistencias en serie
5. Seleccione las resistencias RI (IQ), R2 (18442) y R3 (4740), Co-
néctelas entonces en serie sobre el protoboar, figura 5.25. Uco
los puentes de alambre previamente cortados para formar el circulo.
{6 Con su mulimetro configurado como Shmetro,mida la resistencia total
‘© equivalente (RT o REQ) del circuito, figura 5.26 Anote el resultado
‘obcenido, ;Coincide razonablemente este valor con el esperado teórica
mente? En nuestro caso,medimos RT=.47K42 El valor esperado era:
RT=R1+R2+R3
RT = 0,99k0 + 1,8044 + 4,63 KO
RT = 74240
(74742) coincide razonable-
mente con el esperado
(742440). La diferencia o
error es de apenas de 460,
es decir el 0.62%. ¿Cuánto
obtuvo usted?
7. Complete el circuito en se-
rie alimentindolo medan-
te la bateria, como se ind.
a ena figura 5.27.
ojuoseued
eur 527 Atentado e rato en sev contr
8. Configure su multimetro digital
‘como milamperimetro para CC.
Mia entonces la corriente a través
del circuito, figura 5,28. Para ello,
retire cualquiera de los puentes de
conexión y conecte en su lugar el
multímetro. Como puntos de con-
tacto puede utilizar los terminales
desnudos de las resistencias Anote el valor me-
ido y compärelo con el esperado teóricamen-
to.Una vez hecha esta medida, renstale el puente.
Ennuestro caso, obtuvimos IT=1,27 mA Elva:
lor esperado era:
IT =VIRT = 9,5VI7,4716
Figur 5.28 Mend o coen en un rato sr
9. Configure su multímetro como volimetro para CC. Mida entonces la caida de voltaje através de
cada resstonia (VI.V2.V3) y compare su suma con el voltaje entregado por la bateria (VT). figura
5.29. Anote los valores obtenidos y compärelos con ls esperados teóricamente En nuestro caso,
‘obtuvimos VT = 9,48V, V1 = 1,26V, V2=2,28V y V3 = 5,90V. Los valores esperados era:
X RI = 1,27mA x 0,99k0= 1,257
vie
VT = Lx RT = 1,27mA x 7,470 = 9,487
VT = Vi +v2+V3 = 9,428V
Figur $29 Mando lv de nad ys ads de oa on un cat ener
10.Calcule la potencia entregada por la fuente (PT) y compárela con la suma delas potencias absor-
bidas por cada resistencia. En nuestro caso:
PT=VDT = 948V x 1,27mA = 1204mW P3=V3T
PT+P2+P3
5 90V x 1 27mA = 7,49 mW
139 mW = PT
‘como milamperimetro para CC.
Mia entonces la corriente a través
del circuito, figura 5,28. Para ello,
retire cualquiera de los puentes de
conexión y conecte en su lugar el
multímetro. Como puntos de con-
tacto puede utilizar los terminales
desnudos de las resistencias Anote el valor me-
ido y compärelo con el esperado teóricamen-
to.Una vez hecha esta medida, renstale el puente.
Ennuestro caso, obtuvimos IT=1,27 mA Elva:
lor esperado era:
IT =VIRT = 9,5VI7,4716
Figur 5.28 Mend o coen en un rato sr
9. Configure su multímetro como volimetro para CC. Mida entonces la caida de voltaje através de
cada resstonia (VI.V2.V3) y compare su suma con el voltaje entregado por la bateria (VT). figura
5.29. Anote los valores obtenidos y compärelos con ls esperados teóricamente En nuestro caso,
‘obtuvimos VT = 9,48V, V1 = 1,26V, V2=2,28V y V3 = 5,90V. Los valores esperados era:
X RI = 1,27mA x 0,99k0= 1,257
vie
VT = Lx RT = 1,27mA x 7,470 = 9,487
VT = Vi +v2+V3 = 9,428V
Figur $29 Mando lv de nad ys ads de oa on un cat ener
10.Calcule la potencia entregada por la fuente (PT) y compárela con la suma delas potencias absor-
bidas por cada resistencia. En nuestro caso:
PT=VDT = 948V x 1,27mA = 1204mW P3=V3T
PT+P2+P3
5 90V x 1 27mA = 7,49 mW
139 mW = PT
Teoría 4444444444444
Tercera parte, Conexión de resistencias en paralelo
Seleccione otr vez a resistencias RI (IKO).R2 (1,802) y
R3 (4.7kO), pero conéctelas ahora en paralelo sobre el pro-
toboard, figura 5.30. Nuevamente, ulice los puentes de
“alambre que sean necesarios para formar el circuito.
12, Con su mulimetro configurado como 6h
‘metro, mida la resistencia total o equiva-
lente (RT o REQ) delcrcuto.figura 5.31
Anote el resultado obtenido. En nuestro
‘aso, medinos RT = 5650 El valor es-
perado era RT = 562 € ¿Por qué?
13. Complete el it
vito en paralelo
alimentándolo
mediante la bate-
ría, figura 5.32.
. Configure su mulimetro.
“digital como voltimetro
para CC.Mida entonces el
vole del circuit, figura
5.33.Anote el valor medi-
do y compárelo con el es
perado teóricamente. En
nuestro caso, obtuvimos
VT = 9,38. El valor es-
perado era VT = 9,5 Y
¡Por que
Tercera parte, Conexión de resistencias en paralelo
Seleccione otr vez a resistencias RI (IKO).R2 (1,802) y
R3 (4.7kO), pero conéctelas ahora en paralelo sobre el pro-
toboard, figura 5.30. Nuevamente, ulice los puentes de
“alambre que sean necesarios para formar el circuito.
12, Con su mulimetro configurado como 6h
‘metro, mida la resistencia total o equiva-
lente (RT o REQ) delcrcuto.figura 5.31
Anote el resultado obtenido. En nuestro
‘aso, medinos RT = 5650 El valor es-
perado era RT = 562 € ¿Por qué?
13. Complete el it
vito en paralelo
alimentándolo
mediante la bate-
ría, figura 5.32.
. Configure su mulimetro.
“digital como voltimetro
para CC.Mida entonces el
vole del circuit, figura
5.33.Anote el valor medi-
do y compárelo con el es
perado teóricamente. En
nuestro caso, obtuvimos
VT = 9,38. El valor es-
perado era VT = 9,5 Y
¡Por que
15. Configure su muktmetro como mi-
liamperimetro para CC. Mida en-
tonces a corriente entregada por
la fuente (T) yla corrente através
de cada resistencia (1,12, 19) fe
guras 5.34 535, Anote los vao-
res obtenidos y compárelos con os
esperados teóricamente. En nues-
wo caso, obuvimos IT=16,5mA, I1=9,3mA, 12=5,1mA e
18=2,0mA Los valores esperados eran I = 9,475mA,
12 =5,2mA, 13 = 2,062mA o IT = 16,4 mA ¿Por qué?
16. Caleule a potencia entregada por a fuente (PT) y compärela con la suma de as potencias absorbidas
por cada resistencia. En nuestro cao:
PT =VTxIT = 9,38V x 16,5mA = 154,77 mW P2=VTx12=9,38V x 5,1mA = 47,84 mW
¿38V x 9,9mA = 87,23 mW
P1+P2+P3 = 153,83 mW = PT
17. Seleccione ls resistencias A (1KO), R2 (1.802), RI (4,740) y
FA (82) contre sobr «prono en um conga
mi gure 5.36.Norament un los puentes de alambre que ETE:
sean necesarios para formar el circuito.
Fgura $6. Condo er
restos en una coe
Im sr pre
igure 5.37 Mendo rence
{ade an crate ate.
18.Con su multimetro configurado como óhmetro, mida la
‘resistencia total o equivalente (RT o REQ) del circuito,
figura 5.37. Anote el resultado obrenido. En nuestro
aso, medimos RT = 5,76 KO El valor esperado era
S,71AKO ¿Por qué?
eI» cn
liamperimetro para CC. Mida en-
tonces a corriente entregada por
la fuente (T) yla corrente através
de cada resistencia (1,12, 19) fe
guras 5.34 535, Anote los vao-
res obtenidos y compárelos con os
esperados teóricamente. En nues-
wo caso, obuvimos IT=16,5mA, I1=9,3mA, 12=5,1mA e
18=2,0mA Los valores esperados eran I = 9,475mA,
12 =5,2mA, 13 = 2,062mA o IT = 16,4 mA ¿Por qué?
16. Caleule a potencia entregada por a fuente (PT) y compärela con la suma de as potencias absorbidas
por cada resistencia. En nuestro cao:
PT =VTxIT = 9,38V x 16,5mA = 154,77 mW P2=VTx12=9,38V x 5,1mA = 47,84 mW
¿38V x 9,9mA = 87,23 mW
P1+P2+P3 = 153,83 mW = PT
17. Seleccione ls resistencias A (1KO), R2 (1.802), RI (4,740) y
FA (82) contre sobr «prono en um conga
mi gure 5.36.Norament un los puentes de alambre que ETE:
sean necesarios para formar el circuito.
Fgura $6. Condo er
restos en una coe
Im sr pre
igure 5.37 Mendo rence
{ade an crate ate.
18.Con su multimetro configurado como óhmetro, mida la
‘resistencia total o equivalente (RT o REQ) del circuito,
figura 5.37. Anote el resultado obrenido. En nuestro
aso, medimos RT = 5,76 KO El valor esperado era
S,71AKO ¿Por qué?
eI» cn
Teoria 444444444444 4444444444
19. Complete elcireui-
o alimentindolo ym
medianela batería, WES
figura 5.38. 7
20. Configure su multimetro
‘como amperimetro para CC
y mid las corrientes del ir.
cuito,figura 5.39. Anote los
valores obtenidos. En nuestro caso, obtuvimos IT = 1,64mA, 13 = 1,03mA e 14.
,03mA, 14 = 0,60mA e IT = 1,62mA ¿Por que?
OmA Los
21. Configure su multímetro como voltmetro
para CC y mida lo voltajes dl circuito, fe
gura 5.40 En vesro casa obanimos VT=9,39V, V1=1,62V,
V2 = 2,94 V y V3 = 4,82V. Los valores esperados eran
Vi=1,61V, V2=2,94V, V3=4,76V y VT=9,38V ¿Por qué?
22. Calcule la potencia entregada por la fuente y compärela con la suma de las absorbidas por las
resistencias, En nuestro caso:
PT=VIXIT =9,39V x 1,64mA
VIXIT =1,62V x 1,64mA.
15,40 mW
2,66 mW 23.Dervesus propias conclusiones a partir de cada
4,82 mW — uno delos resulados de este experimento. ¿Colnci
P3 = V3xi3 = 4,82V x 1,03mA = 4,96 mW denconlo que esperaba obtener? ¿Por qué?
P4 = Vaxld = 4 82V x 0,59mA = 2,84 mW
PA4P2+P3+P4 = 15,28 mW = PT
19. Complete elcireui-
o alimentindolo ym
medianela batería, WES
figura 5.38. 7
20. Configure su multimetro
‘como amperimetro para CC
y mid las corrientes del ir.
cuito,figura 5.39. Anote los
valores obtenidos. En nuestro caso, obtuvimos IT = 1,64mA, 13 = 1,03mA e 14.
,03mA, 14 = 0,60mA e IT = 1,62mA ¿Por que?
OmA Los
21. Configure su multímetro como voltmetro
para CC y mida lo voltajes dl circuito, fe
gura 5.40 En vesro casa obanimos VT=9,39V, V1=1,62V,
V2 = 2,94 V y V3 = 4,82V. Los valores esperados eran
Vi=1,61V, V2=2,94V, V3=4,76V y VT=9,38V ¿Por qué?
22. Calcule la potencia entregada por la fuente y compärela con la suma de las absorbidas por las
resistencias, En nuestro caso:
PT=VIXIT =9,39V x 1,64mA
VIXIT =1,62V x 1,64mA.
15,40 mW
2,66 mW 23.Dervesus propias conclusiones a partir de cada
4,82 mW — uno delos resulados de este experimento. ¿Colnci
P3 = V3xi3 = 4,82V x 1,03mA = 4,96 mW denconlo que esperaba obtener? ¿Por qué?
P4 = Vaxld = 4 82V x 0,59mA = 2,84 mW
PA4P2+P3+P4 = 15,28 mW = PT
mi [
Di ine
Figo SA ao eur de botas en ee edo e
comunas compr cna uo bat de mu
‘paced de ee ul la de pl de mena coped
‘Figure 54 Sto de un contrato
VT=VI=V2-V3=.
En nuestro caso, cada pla enre-
a LV Por tanto, el voltaje resul-
tante es LV Si cada pla entrega
100 mA, todo el conjunto se com-
porta como una pila de 1,5V con
una capacidad de 4%100 mA. es decir 400 mA. En
‘este modo de conexión se basan ls baterías de
refuerzo, como las que se conectan
temporalmente alas baterías amuer-
is 9% cas de los automóviles para encen-
A der el motor Las plas y bateria se
E A yo in = estudian en detalle en la sección
ver lave NE EE Componentes de ese curso
ET Li
Figura 5.42 eg de esr en pr Todo l
“one compar oa u tr de 1. con un spaced
meme ua af somo de a copados de coda pa
Las fuentes de energía eléctrica, como las plas y
las baterías, pueden ser conectadas en serie o en
paralelo para aumentar su capacidad de voltaje o
de corriente En la figura 5.41 se muestra un gru-
po de pilas conectadas en serie aditiva El vol-
taj total (V,) entregado es igual ala suma de los
voltajes individuales. Esto es:
VW =V,+V¿+Vy Ho
En este modo de conexión se basan las bate-
rías, como las utilizadas en los automóviles, las
eses se construyen a partir de varios elementos
llamados celdas conectados en serie.
En la figura 5.42 se muestra un grupo de pie
las conectadas en paralelo, En este caso.elvol-
raie total (V,) es igual al voltaje de cada unidad.La
«capacidad de corriente es igual a la suma de las
«capacidades individuales de todas ls pilas. Esto es:
GAT: » coro fac deceo sono
Los coridensadores son componentes que se uti
zan para almacenar temporalmente energía eléc-
rca en forma de voltae. Estan formados por un
material aistate, lamado dieléctrico, colocado
entre dos conductores, lamados placas, figura
5.43, Los condensadores se identiican por su ca-
pacitancia, la cual se especifica en faradios (F) 0
submiliplos principalmente microfarados (aF).na-
nofaradis (nF) y picofradios (pF
Los condensadores se pueden conectar en se-
rie 0 en paralelo para obtener capacidades meno:
res o mayores que la proporcionada por uno solo.
En in figura 5.44 se muestra un conjunto de con-
fetal > E
Figure 5.44 Copoconos guet de condenar en
po
oy)
Di ine
Figo SA ao eur de botas en ee edo e
comunas compr cna uo bat de mu
‘paced de ee ul la de pl de mena coped
‘Figure 54 Sto de un contrato
VT=VI=V2-V3=.
En nuestro caso, cada pla enre-
a LV Por tanto, el voltaje resul-
tante es LV Si cada pla entrega
100 mA, todo el conjunto se com-
porta como una pila de 1,5V con
una capacidad de 4%100 mA. es decir 400 mA. En
‘este modo de conexión se basan ls baterías de
refuerzo, como las que se conectan
temporalmente alas baterías amuer-
is 9% cas de los automóviles para encen-
A der el motor Las plas y bateria se
E A yo in = estudian en detalle en la sección
ver lave NE EE Componentes de ese curso
ET Li
Figura 5.42 eg de esr en pr Todo l
“one compar oa u tr de 1. con un spaced
meme ua af somo de a copados de coda pa
Las fuentes de energía eléctrica, como las plas y
las baterías, pueden ser conectadas en serie o en
paralelo para aumentar su capacidad de voltaje o
de corriente En la figura 5.41 se muestra un gru-
po de pilas conectadas en serie aditiva El vol-
taj total (V,) entregado es igual ala suma de los
voltajes individuales. Esto es:
VW =V,+V¿+Vy Ho
En este modo de conexión se basan las bate-
rías, como las utilizadas en los automóviles, las
eses se construyen a partir de varios elementos
llamados celdas conectados en serie.
En la figura 5.42 se muestra un grupo de pie
las conectadas en paralelo, En este caso.elvol-
raie total (V,) es igual al voltaje de cada unidad.La
«capacidad de corriente es igual a la suma de las
«capacidades individuales de todas ls pilas. Esto es:
GAT: » coro fac deceo sono
Los coridensadores son componentes que se uti
zan para almacenar temporalmente energía eléc-
rca en forma de voltae. Estan formados por un
material aistate, lamado dieléctrico, colocado
entre dos conductores, lamados placas, figura
5.43, Los condensadores se identiican por su ca-
pacitancia, la cual se especifica en faradios (F) 0
submiliplos principalmente microfarados (aF).na-
nofaradis (nF) y picofradios (pF
Los condensadores se pueden conectar en se-
rie 0 en paralelo para obtener capacidades meno:
res o mayores que la proporcionada por uno solo.
En in figura 5.44 se muestra un conjunto de con-
fetal > E
Figure 5.44 Copoconos guet de condenar en
po
oy)
gure 54 Copcton qui de condenados en
densadores conectados en paralelo. En este
«aso, la capacidad total (C,) está dada por:
0,=0,+0,+0,+
En la figura 5.45 se muestra un conjunto de
condensadores conectados en serie. En este
aso, capacidad total (C,) está dada por
O, = MC, + 110, + 0, +.)
Los condensadores se estudian en detalle en fa
sección Componentes de este curso.
Las bobinas son componentes que se un para
almacenar temporalmente corriente elécurica ypro-
cir un voltaje cuando cambia la corriente. Esti
formadas por un alambre enrollado (devanado) al.
rededor de un núcleo aisante o de material mag-
ético por ejemplo herr figura 5.46 Las bobinas
se identifican por su inductancia, la cual se espec-
fica en henrios (+) o submúleplos, principalmente
rmiihenrios (mH) y microhenrios (u)
Las bobinas, al Igual que las re
sistencias y los condensadores,
pueden ser conectadas en serie o
en paralelo para obtener inducan
cias mayores o menores que la
proporcionada por una sola, En la
‘figura 5.47 se muestra un con-
Figur 5.46 Srl de una tb con
rá de ar (9) her)
Ar,
oo
con
o
Figura 5.47 dc equ de bbs conce sr
junto de bobinas conectados en serte, En este
aso, a inductancia total (L) está dada por:
Ly=L +L,+L,+
En la figura 5.47 se muestra un conjunto de
bobinas conectadas en paralelo, En este caso,
la inductancia total (L, está dada por:
TN)
Las fórmulas anteriores asumen que las bobinas
están fisicamente distante y no están acopladas
magnéticamente. es decir no están construidas
sobre el mismo núcleo También suponen que están
<devanadns en la misma dirección. En la prices la
inductancia real obtenida depende de esos factores
y dela amada inductancia mutua (L,) un pard-
metro que define el rado de acoplamiento magnés-
co entre ells Dos o más bobinas acoplada sobre un
‘mismo núcleo consttuyen un transformador, Las
bobinas y ls transformadores se estudian en decae
en sección Componentes de este curso.
Figure 548 Inn qui de bains e parao
Carso fa de cn ar » GREAT:
densadores conectados en paralelo. En este
«aso, la capacidad total (C,) está dada por:
0,=0,+0,+0,+
En la figura 5.45 se muestra un conjunto de
condensadores conectados en serie. En este
aso, capacidad total (C,) está dada por
O, = MC, + 110, + 0, +.)
Los condensadores se estudian en detalle en fa
sección Componentes de este curso.
Las bobinas son componentes que se un para
almacenar temporalmente corriente elécurica ypro-
cir un voltaje cuando cambia la corriente. Esti
formadas por un alambre enrollado (devanado) al.
rededor de un núcleo aisante o de material mag-
ético por ejemplo herr figura 5.46 Las bobinas
se identifican por su inductancia, la cual se espec-
fica en henrios (+) o submúleplos, principalmente
rmiihenrios (mH) y microhenrios (u)
Las bobinas, al Igual que las re
sistencias y los condensadores,
pueden ser conectadas en serie o
en paralelo para obtener inducan
cias mayores o menores que la
proporcionada por una sola, En la
‘figura 5.47 se muestra un con-
Figur 5.46 Srl de una tb con
rá de ar (9) her)
Ar,
oo
con
o
Figura 5.47 dc equ de bbs conce sr
junto de bobinas conectados en serte, En este
aso, a inductancia total (L) está dada por:
Ly=L +L,+L,+
En la figura 5.47 se muestra un conjunto de
bobinas conectadas en paralelo, En este caso,
la inductancia total (L, está dada por:
TN)
Las fórmulas anteriores asumen que las bobinas
están fisicamente distante y no están acopladas
magnéticamente. es decir no están construidas
sobre el mismo núcleo También suponen que están
<devanadns en la misma dirección. En la prices la
inductancia real obtenida depende de esos factores
y dela amada inductancia mutua (L,) un pard-
metro que define el rado de acoplamiento magnés-
co entre ells Dos o más bobinas acoplada sobre un
‘mismo núcleo consttuyen un transformador, Las
bobinas y ls transformadores se estudian en decae
en sección Componentes de este curso.
Figure 548 Inn qui de bains e parao
Carso fa de cn ar » GREAT:
La polaridad de un voltaje o la dirección de una corriente en cualquier punto
de un circuito, puede permanecer invariable o cambiar alternativamente con
el tiempo. En el primer caso se habla de una tensión o una corriente continua
(CC) y en el segundo de una tensión o una corriente alterna (CA).Ambos
tipos de señales son ampliamente utilizadas en los circuitos eléctricos y
electrónicos, En esta lección examinaremos sus características generales,
haciendo énfasis en las señales alternas senoidales y los voltajes continuos
constantes y pulsantes.
ICI: » coro rc ce eco Bee
de un circuito, puede permanecer invariable o cambiar alternativamente con
el tiempo. En el primer caso se habla de una tensión o una corriente continua
(CC) y en el segundo de una tensión o una corriente alterna (CA).Ambos
tipos de señales son ampliamente utilizadas en los circuitos eléctricos y
electrónicos, En esta lección examinaremos sus características generales,
haciendo énfasis en las señales alternas senoidales y los voltajes continuos
constantes y pulsantes.
ICI: » coro rc ce eco Bee
Teoria «44444444444444 40400444
Introducción
La corriente alterna (CA) yla corriente con-
tinua (CC),son la dos formas de energía predo-
minantes en los circuitos eléctricos y electrónicos.
‘Cada una afecta de manera diferente la polaridad
de los volajs y la dirección de ls corrientes en
un circuito También se diferencian en a forma como
varía su valor a medida que transcurre el emo.
Las corrientes continuas se caracterizan por-
que circulan siempre en la misma dirección Las
corrientes alternas, por su parte, cambian aker-
natiamente, circulando primero en una dirección y
luego enla opuesta. Del mismo mode. los voltajes
«continuos se caracterizan porque mantienen siem-
pre la misma polaridad, mientras que los voltajes
alternos la cambian alternativamente, figura 6.1
Los voltajes que suministran as compañas de
elecriidad a sus usuarios por ejemplo, son alter
nos (CA). mientras que los suministrados por las
bateras son continuos (CC). En el primer caso, el
valor del voltaje cambia con el tiempo siguiendo la
forma de una onda seno, Por eso se dice que se
‘rata de un voltaje senoidal, igura 6.2, En el se-
æundo caso, el voltaje no cambia. Por eso se dice
que se trata de un voltaje constante. En la préct-
«a, también se utllzan voltajes y corrientes que
‘arian siguiendo otros patrones. Todos los cire
tos que hemos examinado hasta el momento util
zan voltajes y corrientes de CC constantes.
Las corrientes y los voltajes de CA y CC son
‘muy importantes en la práctica, La mayor parte de
los productos elécticos y electrónicos, por ejem-
plo.tlevsores, planchas, computadoras ete. ope-
an con corriente alterna. Así mismo, los motores
y transformadores utilizados en muchas máquinas
y electrodomésticos necesitan también de corien-
‘twalerna para operar Las señales uúlizadas en los
sistemas de audio, radio, television, ec. para re
presenta voz, música imágenes y otras formas de
información son igualmente alternas.
Sin embargo, todos los circuitos electrónicos,
desde el más simple amplifcador hasta la más so-
fsxcada computadora, necesita, en última instan-
de una fuente de corriente continua para ope-
rar.Esta corriente puede ser suministrada directa-
ente por una pila 0 una batería, o derivada de
una fuente de corriente alterna través de un pro-
ceso llamado rectificación, que estudiaremos en
la próxima lección. También es posible convertir
corriente continua en corriente alterna mediante
un proceso llamado inversión.
Figur 6 En uc de CA a pla e aj somo a rc de ocre, oran canton percent
Inn qu enn rito de Cro conto
CV cg
A cho sent he in or
en
ve
w
Lae
Cane fact de acné Sie » GREAT
Introducción
La corriente alterna (CA) yla corriente con-
tinua (CC),son la dos formas de energía predo-
minantes en los circuitos eléctricos y electrónicos.
‘Cada una afecta de manera diferente la polaridad
de los volajs y la dirección de ls corrientes en
un circuito También se diferencian en a forma como
varía su valor a medida que transcurre el emo.
Las corrientes continuas se caracterizan por-
que circulan siempre en la misma dirección Las
corrientes alternas, por su parte, cambian aker-
natiamente, circulando primero en una dirección y
luego enla opuesta. Del mismo mode. los voltajes
«continuos se caracterizan porque mantienen siem-
pre la misma polaridad, mientras que los voltajes
alternos la cambian alternativamente, figura 6.1
Los voltajes que suministran as compañas de
elecriidad a sus usuarios por ejemplo, son alter
nos (CA). mientras que los suministrados por las
bateras son continuos (CC). En el primer caso, el
valor del voltaje cambia con el tiempo siguiendo la
forma de una onda seno, Por eso se dice que se
‘rata de un voltaje senoidal, igura 6.2, En el se-
æundo caso, el voltaje no cambia. Por eso se dice
que se trata de un voltaje constante. En la préct-
«a, también se utllzan voltajes y corrientes que
‘arian siguiendo otros patrones. Todos los cire
tos que hemos examinado hasta el momento util
zan voltajes y corrientes de CC constantes.
Las corrientes y los voltajes de CA y CC son
‘muy importantes en la práctica, La mayor parte de
los productos elécticos y electrónicos, por ejem-
plo.tlevsores, planchas, computadoras ete. ope-
an con corriente alterna. Así mismo, los motores
y transformadores utilizados en muchas máquinas
y electrodomésticos necesitan también de corien-
‘twalerna para operar Las señales uúlizadas en los
sistemas de audio, radio, television, ec. para re
presenta voz, música imágenes y otras formas de
información son igualmente alternas.
Sin embargo, todos los circuitos electrónicos,
desde el más simple amplifcador hasta la más so-
fsxcada computadora, necesita, en última instan-
de una fuente de corriente continua para ope-
rar.Esta corriente puede ser suministrada directa-
ente por una pila 0 una batería, o derivada de
una fuente de corriente alterna través de un pro-
ceso llamado rectificación, que estudiaremos en
la próxima lección. También es posible convertir
corriente continua en corriente alterna mediante
un proceso llamado inversión.
Figur 6 En uc de CA a pla e aj somo a rc de ocre, oran canton percent
Inn qu enn rito de Cro conto
CV cg
A cho sent he in or
en
ve
w
Lae
Cane fact de acné Sie » GREAT
ar 6. pie dad ee
Corriente alterna
La corriente alterna (CA) se produce cuando se
alimenta un circuito con una fuente de voltaje cuya
polaridad cambia o se alterna con el tiempo. Esto
causa que los electrones circulen alternatvamen-
te en una dirección y luego enla dirección opues-
va, figura 6.3. Además de cambiar de dirección,
casi todos los tipos de corrientes alternas cam-
ban también de valor con el tiempo.
La representación gráfica de la manera particular
como vara el valor de un voltaje o una coriene con
el tiempo se denomina su forma de onda. En la
figura 6.4 se muestran algunos ejemplos Cuando la
variación sigue la forma de una onda seno,se tiene lo
que se denomina una corriente alterna senoidal
‘sinusoidal. Ese es el po de forma de onda dela
«corriente alterna más común y utilizada. Por esta a+
260.1 examinaremos en erat
En todos los casos mostrados en ha figura 6.4,
sabre el eje horizontal están representados los val
res de tempo (1) y sobre el eje vertical lo valores de
oe (9) o corriente ().Ls porciones de a forma
de onda marcadas como (+) y () representan ura
polaridad del voaje o una dirección de movimien-
to dela corieno.En a figura 6.5 se muestran alu.
nos alores que adopta una onda seno de voaje par.
‘cular en instantes de tiempo especticos
¡Concepto de ciclo.Valores angulares
La mayoría de corrientes y tensiones alternas de
incerés práctico son periódicas, es decir sus for-
‘mas de onda tienen un patrón regular que se repi-
Le exactamente dela misma forma cada cierto tiem
REAR: coro fo de cónico boca
o.El patrón de una forma de onda que se repite
periédicamente se denomina un cielo. En la figu-
ra 6.6, por ejemplo, se muestra un cielo de una
forma de onda senoidal
Observe que, durante una alternancia © semi-
ciclo (medio ciclo) de la onda,la corriente aumen-
ta desde cero hasta un valor máximo, y posterior
mente regresa a cero A partir de entonces, la co-
Friente empieza a aumentar otra vez pero en di-
rección opuesta, hasta alcanzar un valor máximo y
luego disminuye a cero, De esta forma se comple-
a un cielo, El proceso se repite indefinidamente.
En general. un ciclo incluye ls variaciones entre
cualquier par de puntos sucesivos de una forma de
or»
Corriente alterna
La corriente alterna (CA) se produce cuando se
alimenta un circuito con una fuente de voltaje cuya
polaridad cambia o se alterna con el tiempo. Esto
causa que los electrones circulen alternatvamen-
te en una dirección y luego enla dirección opues-
va, figura 6.3. Además de cambiar de dirección,
casi todos los tipos de corrientes alternas cam-
ban también de valor con el tiempo.
La representación gráfica de la manera particular
como vara el valor de un voltaje o una coriene con
el tiempo se denomina su forma de onda. En la
figura 6.4 se muestran algunos ejemplos Cuando la
variación sigue la forma de una onda seno,se tiene lo
que se denomina una corriente alterna senoidal
‘sinusoidal. Ese es el po de forma de onda dela
«corriente alterna más común y utilizada. Por esta a+
260.1 examinaremos en erat
En todos los casos mostrados en ha figura 6.4,
sabre el eje horizontal están representados los val
res de tempo (1) y sobre el eje vertical lo valores de
oe (9) o corriente ().Ls porciones de a forma
de onda marcadas como (+) y () representan ura
polaridad del voaje o una dirección de movimien-
to dela corieno.En a figura 6.5 se muestran alu.
nos alores que adopta una onda seno de voaje par.
‘cular en instantes de tiempo especticos
¡Concepto de ciclo.Valores angulares
La mayoría de corrientes y tensiones alternas de
incerés práctico son periódicas, es decir sus for-
‘mas de onda tienen un patrón regular que se repi-
Le exactamente dela misma forma cada cierto tiem
REAR: coro fo de cónico boca
o.El patrón de una forma de onda que se repite
periédicamente se denomina un cielo. En la figu-
ra 6.6, por ejemplo, se muestra un cielo de una
forma de onda senoidal
Observe que, durante una alternancia © semi-
ciclo (medio ciclo) de la onda,la corriente aumen-
ta desde cero hasta un valor máximo, y posterior
mente regresa a cero A partir de entonces, la co-
Friente empieza a aumentar otra vez pero en di-
rección opuesta, hasta alcanzar un valor máximo y
luego disminuye a cero, De esta forma se comple-
a un cielo, El proceso se repite indefinidamente.
En general. un ciclo incluye ls variaciones entre
cualquier par de puntos sucesivos de una forma de
or»
Teoria «4444444400444 444
É PE atin
dd Figura 6.8. Definición delos portes de
nv = u
a u A
mien is
ie
| SE ni goin ren
Line ra cta ares dn
i men 1 ra 67 0 ha ee conte
} His Todos los patrones mostrados se rep:
da ten exactamente una y ora vez para
sise «rad honda ano Lo mano ss
a cualquier ora forma de onda periódica.
En muchas situaciones es conveniente conside-
{sw un lo eos ine rar os diferentes puntos de un ciclo como ángulos.
7 Para este efecto, un ciclo completo se considera di
m vidido en 360°.Por tanto, la mitad de un ciclo co-
responde a 180°,a cuarta parte a 90°,y a suce.
vamente. Del mismo modo, dos cios correspon-
den a 720°, tres ciclos y medio a 1.260%, ete. En la
figura 6.8 se llusran estos conceptos.
Los ángulos se pueden también ex-
presar en radianes (rad) siendo un ra-
clan equivalence a 57.3", Desde este pun-
o de vita, un ciclo completo (3607) co-
responde a 2x radianes, medio celo ax
y radianes, un cuarto de cco a 7/2 rada
LG AA A A AGA ne dos idos anadir, ys suce
AA ec ee 07 de vamente. figura 6.80) Recuerde que
Me iodo A ADE. la constante x (ese pi) es aproximada:
pol mente ul 3,1416
É PE atin
dd Figura 6.8. Definición delos portes de
nv = u
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} His Todos los patrones mostrados se rep:
da ten exactamente una y ora vez para
sise «rad honda ano Lo mano ss
a cualquier ora forma de onda periódica.
En muchas situaciones es conveniente conside-
{sw un lo eos ine rar os diferentes puntos de un ciclo como ángulos.
7 Para este efecto, un ciclo completo se considera di
m vidido en 360°.Por tanto, la mitad de un ciclo co-
responde a 180°,a cuarta parte a 90°,y a suce.
vamente. Del mismo modo, dos cios correspon-
den a 720°, tres ciclos y medio a 1.260%, ete. En la
figura 6.8 se llusran estos conceptos.
Los ángulos se pueden también ex-
presar en radianes (rad) siendo un ra-
clan equivalence a 57.3", Desde este pun-
o de vita, un ciclo completo (3607) co-
responde a 2x radianes, medio celo ax
y radianes, un cuarto de cco a 7/2 rada
LG AA A A AGA ne dos idos anadir, ys suce
AA ec ee 07 de vamente. figura 6.80) Recuerde que
Me iodo A ADE. la constante x (ese pi) es aproximada:
pol mente ul 3,1416
Figure 69. del evo e ques portones
Cuando trabaje con grados y radianes, venga en
cuenta a siguientes reglas de conversión:
1. Para convertir grados en radianes, multipique
por (3,1416) y divida por 180, Eso es
Angulo en radanes = (Ángulo en grados x) + 180
2. Para convertir radianes en grados, mukiplique
por 180 y divida por x (31416). Esto es:
Angulo en grados = (Ángulo en racines x 180) +
Por ejemplo, 30° corresponden a 301/180 radia-
nes, es decir r/6 6 052 rad. Del mismo modo, 15
rad corresponden a 1,5 180 gados es decir 30.
En generalla magnitud de la corriente o a vol
taie de una onda seno para un ángulo cualquiera es
proporcional al seno de ese ángulo. En el caso de
las ondas de la figura 6.8, esta magnitud es cero
para 0”, máxima poskiva para 90° (1/2), cero para
pp eos
180° (x). máxima negativa para 270" (312), cero
para 360° Qn), as sucesivamenceLa función seno,
se comporta de a misma manera: ale O para 0? y
180, +1 para 90° y-1 para 270%, figura 6,9.
¡Concepto de periodo
El tiempo que dura un cilo de una corriente o
‘una tensión alterna define el período (T) de la
‘onda. El periodo se mide en segundos (+). Tam-
bién es común el uso de submúluiplos, como el
imilsegundo (ms), el microsegundo (us) y el nano
segundo (ns).Un cielo corresponde aT segundos,
medio ciclo a TA, un cuarto de cido a T/, y así
sucesivamente, figura 6.10.
Concepto de frecuencia
Elnúmero de ciclos de una corriente o una ten.
sión alterna que ocurren o se repiten en un
segundo, define la frecuencia ({) de la onda,
figura 6.11.La unidad de medida de la frecuen
LR à >
1)
Figure 610. Deon delos portes deu o en trios de
frere de pedo
IT y cs
AV
gor 6.11 nines de cos pr segundo de un forma de
end unes fecunda En () e mues una anda un de
Teen) ua end seo de 4 He
16)
ce,
Cuando trabaje con grados y radianes, venga en
cuenta a siguientes reglas de conversión:
1. Para convertir grados en radianes, multipique
por (3,1416) y divida por 180, Eso es
Angulo en radanes = (Ángulo en grados x) + 180
2. Para convertir radianes en grados, mukiplique
por 180 y divida por x (31416). Esto es:
Angulo en grados = (Ángulo en racines x 180) +
Por ejemplo, 30° corresponden a 301/180 radia-
nes, es decir r/6 6 052 rad. Del mismo modo, 15
rad corresponden a 1,5 180 gados es decir 30.
En generalla magnitud de la corriente o a vol
taie de una onda seno para un ángulo cualquiera es
proporcional al seno de ese ángulo. En el caso de
las ondas de la figura 6.8, esta magnitud es cero
para 0”, máxima poskiva para 90° (1/2), cero para
pp eos
180° (x). máxima negativa para 270" (312), cero
para 360° Qn), as sucesivamenceLa función seno,
se comporta de a misma manera: ale O para 0? y
180, +1 para 90° y-1 para 270%, figura 6,9.
¡Concepto de periodo
El tiempo que dura un cilo de una corriente o
‘una tensión alterna define el período (T) de la
‘onda. El periodo se mide en segundos (+). Tam-
bién es común el uso de submúluiplos, como el
imilsegundo (ms), el microsegundo (us) y el nano
segundo (ns).Un cielo corresponde aT segundos,
medio ciclo a TA, un cuarto de cido a T/, y así
sucesivamente, figura 6.10.
Concepto de frecuencia
Elnúmero de ciclos de una corriente o una ten.
sión alterna que ocurren o se repiten en un
segundo, define la frecuencia ({) de la onda,
figura 6.11.La unidad de medida de la frecuen
LR à >
1)
Figure 610. Deon delos portes deu o en trios de
frere de pedo
IT y cs
AV
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Teen) ua end seo de 4 He
16)
ce,
Teoria 4444444444
ia es el hertz o hertzio.
(Hz), denominado así en
Den OE
Heinrich Herex (1037, a
1894), descubridor de las ©
‘ondas de radio. También es.
‘comin el uso de múltiplos
‘como el kilohertz (kHz). el
megahertz (MHz) yelgigher-
vz (GHz). Un kilohertz, por
ejemplo, equivale a mil hertz
(U kHz = 1.000 Hz = 1002).
tion
Las corrientesalternas con
frecuencias desde 20 Hz hasta
nos 20kH se denominan se-
ales de audio. Este nombre se deb à que produ-
cen sonidos audibles cuando se reproducen en un
parlant Las corrientes alernas con frecuencias por
“encima de 20kHz,por su arte, se denominan seña»
les supersónicas o de radio. Estas señales no son
audibles pero pueden viajar distancias considera-
bles a través del espacio. permitiendo la comunica-
ción remota entre dos o más puntos.
Relación entre frecuencia y período
Matemáticamente, a frecuencia es el inverso 0 re-
proco del periodo, y viceversa. Esto es:
E
1
baie
Por ejemplo, frecuencia (9 correspondiente
a un período (T) de 2s, es
Del mismo modo, el periodo (T) correspondien-
‘Figura 6.12, td na odo de CA sena!
monde vbs de oh ren
og)
Valores de una onda seno
En un ciclo de una onda seno de voltaje o corriente
alterna se distinguen varios valores característicos,
los cuales permiten comparar una forma de onda
con otra y describir su comportamiento en térmi-
os euantativos Los más importantes son el valor
instantáneo, el valor pico valor pico a pico, el var
lor prémedio y el valor efectivo o rms. figura 6.12.
Concepto de valor instantáneo
El valor instantáneo, como su nombre lo indica,
«sel valor de voltaje o corriente que tene la onda
en cualquier instante de tempo Este valor que de-
signaremos como v (en minúscula).es propor-
oral al seno del ángulo correspondiente al ins-
tante considerado. Esto es:
Y, sen 0
1, sono
siendo 8 (leise theta) el ángulo y, 0 |, la am-
pliz o valor máximo de l onda. Por ejemplo, si el
valor máximo de un voltaje senoidal es 1704, su
valor instantáneo para un ángulo 0 de 30° (ri6) es
V sen 0
v=170 Sen 30° V
v=170x0,5V
ia es el hertz o hertzio.
(Hz), denominado así en
Den OE
Heinrich Herex (1037, a
1894), descubridor de las ©
‘ondas de radio. También es.
‘comin el uso de múltiplos
‘como el kilohertz (kHz). el
megahertz (MHz) yelgigher-
vz (GHz). Un kilohertz, por
ejemplo, equivale a mil hertz
(U kHz = 1.000 Hz = 1002).
tion
Las corrientesalternas con
frecuencias desde 20 Hz hasta
nos 20kH se denominan se-
ales de audio. Este nombre se deb à que produ-
cen sonidos audibles cuando se reproducen en un
parlant Las corrientes alernas con frecuencias por
“encima de 20kHz,por su arte, se denominan seña»
les supersónicas o de radio. Estas señales no son
audibles pero pueden viajar distancias considera-
bles a través del espacio. permitiendo la comunica-
ción remota entre dos o más puntos.
Relación entre frecuencia y período
Matemáticamente, a frecuencia es el inverso 0 re-
proco del periodo, y viceversa. Esto es:
E
1
baie
Por ejemplo, frecuencia (9 correspondiente
a un período (T) de 2s, es
Del mismo modo, el periodo (T) correspondien-
‘Figura 6.12, td na odo de CA sena!
monde vbs de oh ren
og)
Valores de una onda seno
En un ciclo de una onda seno de voltaje o corriente
alterna se distinguen varios valores característicos,
los cuales permiten comparar una forma de onda
con otra y describir su comportamiento en térmi-
os euantativos Los más importantes son el valor
instantáneo, el valor pico valor pico a pico, el var
lor prémedio y el valor efectivo o rms. figura 6.12.
Concepto de valor instantáneo
El valor instantáneo, como su nombre lo indica,
«sel valor de voltaje o corriente que tene la onda
en cualquier instante de tempo Este valor que de-
signaremos como v (en minúscula).es propor-
oral al seno del ángulo correspondiente al ins-
tante considerado. Esto es:
Y, sen 0
1, sono
siendo 8 (leise theta) el ángulo y, 0 |, la am-
pliz o valor máximo de l onda. Por ejemplo, si el
valor máximo de un voltaje senoidal es 1704, su
valor instantáneo para un ángulo 0 de 30° (ri6) es
V sen 0
v=170 Sen 30° V
v=170x0,5V
Concepto de valor pico y de valor pico
a pico
Elvalor pico.que designaremos como 1,0 V,,es
el máximo valor positivo © negativo que alcanza
la onda. En el ejemplo anterior, a onda tiene un
valor pico positivo de +170V y un valor pico ne-
gativo de -170V. La magnitud absoluta del valor
Pico se conoce también como amplitud, En nues-
tro caso, la amplitud de la onda (V,) es simple-
‘mente 170 V.En general para una onda seno pura,
la magnitud del valor pico positivo es igual a la
el valor pico negativo.Sin embargo, éste no es el
caso general, figura 6.13.
El valor pico a pico, que designaremos como
lop 0 Vpn.es la amplitud neta dela onda desde el
pico postvo hasta el pico negativo. En otras pala-
bras, es la suma de los valores pico absolutos, En
nuestro caso, onda tiene un valor pico a pico de
17OV+170V, es decir 340. En general, para una
‘onda seno pura, el valor pico a pico es siempre el
doble del valor pico. Lo mismo sucede con otras
formas de onda, pero no es el caso general.
Concepto de valor promedio.
Elvalor promedio, que designaremos como lo
V,,-€6 el promedio artiméico de todos los valo-
re instantáneos que tiene una onda äurante un
© vee
i
Figure 613 Foes de odo otra ro sendas que sonen
votes pc say arenes)
dir: » con
semicico. En el caso de una onda seno pura, el
valor promedio está dado por:
Valor promedio = 0,637 x valor pico
V,,= 0,637Vp
En nuestro caso, la onda tiene un valor pco de
170V Por tante su valor promedio es 0,837x170V,
es decir 108,29 V.
¡Concepto de valor efectivo o rms.
Definición de factor de forma
Elvalor efectivo,eficaz o rms de una onda seno,
que designaremos como Vn, 01.0 simplemente
como Vo I (en mayúscula) es el valor de volaje o
corriente continua (CC) que produce sobre una
resistencia la misma disipación de potencia que la
‘onda. Se obtiene extrayendo la raíz cuadrada del
promedio de los cuadrados de todos los valores
nstantäneos que adopta la onda durante un ciclo,
de donde se deriva el nombre de rms (rootmeon-
square: raz media cuadrática). En el caso de una onda
seno pura, el valor rms o efectivo está dado por:
Valor rms.
707 x valor pico
En nuestro caso, la onda de CA tiene un valor
Pico de 170V Por tanto, su valor efectivo o rms es
0,707 x 170. es decir 120, aproximadamente
Esto significa que cuando la onda de CA alimenta
una resistencia produce en ella la misma disipa-
«ción de potencia que un voltaje de CC de 120 V.
Este concepto se ilustra en la figura 6.14.
En est casal carga representada por una ress-
tencia de 960), lmana primero con ura fuente de
volaje CA de 120V rms, produciéndose una corren-
to de 1,25 A rms. figura 6.14b.A continuación, la
misma carga se alímenta desde una fuente de volaje
de CC en serie con una resistencia variable, figura.
16.14€ Esa última se ajusa entonces hasta que lalo
tura en el amperimetro sea también de 1,25 À Bajo
ce
a pico
Elvalor pico.que designaremos como 1,0 V,,es
el máximo valor positivo © negativo que alcanza
la onda. En el ejemplo anterior, a onda tiene un
valor pico positivo de +170V y un valor pico ne-
gativo de -170V. La magnitud absoluta del valor
Pico se conoce también como amplitud, En nues-
tro caso, la amplitud de la onda (V,) es simple-
‘mente 170 V.En general para una onda seno pura,
la magnitud del valor pico positivo es igual a la
el valor pico negativo.Sin embargo, éste no es el
caso general, figura 6.13.
El valor pico a pico, que designaremos como
lop 0 Vpn.es la amplitud neta dela onda desde el
pico postvo hasta el pico negativo. En otras pala-
bras, es la suma de los valores pico absolutos, En
nuestro caso, onda tiene un valor pico a pico de
17OV+170V, es decir 340. En general, para una
‘onda seno pura, el valor pico a pico es siempre el
doble del valor pico. Lo mismo sucede con otras
formas de onda, pero no es el caso general.
Concepto de valor promedio.
Elvalor promedio, que designaremos como lo
V,,-€6 el promedio artiméico de todos los valo-
re instantáneos que tiene una onda äurante un
© vee
i
Figure 613 Foes de odo otra ro sendas que sonen
votes pc say arenes)
dir: » con
semicico. En el caso de una onda seno pura, el
valor promedio está dado por:
Valor promedio = 0,637 x valor pico
V,,= 0,637Vp
En nuestro caso, la onda tiene un valor pco de
170V Por tante su valor promedio es 0,837x170V,
es decir 108,29 V.
¡Concepto de valor efectivo o rms.
Definición de factor de forma
Elvalor efectivo,eficaz o rms de una onda seno,
que designaremos como Vn, 01.0 simplemente
como Vo I (en mayúscula) es el valor de volaje o
corriente continua (CC) que produce sobre una
resistencia la misma disipación de potencia que la
‘onda. Se obtiene extrayendo la raíz cuadrada del
promedio de los cuadrados de todos los valores
nstantäneos que adopta la onda durante un ciclo,
de donde se deriva el nombre de rms (rootmeon-
square: raz media cuadrática). En el caso de una onda
seno pura, el valor rms o efectivo está dado por:
Valor rms.
707 x valor pico
En nuestro caso, la onda de CA tiene un valor
Pico de 170V Por tanto, su valor efectivo o rms es
0,707 x 170. es decir 120, aproximadamente
Esto significa que cuando la onda de CA alimenta
una resistencia produce en ella la misma disipa-
«ción de potencia que un voltaje de CC de 120 V.
Este concepto se ilustra en la figura 6.14.
En est casal carga representada por una ress-
tencia de 960), lmana primero con ura fuente de
volaje CA de 120V rms, produciéndose una corren-
to de 1,25 A rms. figura 6.14b.A continuación, la
misma carga se alímenta desde una fuente de volaje
de CC en serie con una resistencia variable, figura.
16.14€ Esa última se ajusa entonces hasta que lalo
tura en el amperimetro sea también de 1,25 À Bajo
ce
Teoria «444444444444 4140 4444
Figure 6.14 cto pro demo concep de or ms
estas condiciones, el volaje de CC aplicado ala carga
sigla 120VEste valor produce sobre la resistencia
‘misma potencia que la onda Por tanto,corresponde
alvalor rms de a misma. En ambos casos, la potencia
dsipada por cara es 1SOW ¿Por qué?
valor rms proporciona una medida de la ca-
pacidad de una forma de onda cualquiera de vola»
Je o de corriente para producir potencia. Por esta
razón, la magnitud de los voltajes y las corrientes
alternas senoidales se especifica comúnmente uti»
lizando valores rms Además al expresar estas can-
vidades en valores rms, los crcultos de corriente
alterna pueden ser analizados mediante las mis-
mas técnicas empleadas para analizar circuitos de
corriente continua. Por otra parte, la lectura de
los instrumentos que miden voltajes y corrientes
alternas está carada en términos de valores rms,
En general siempre que se dia que un voltaje o
“una corriente alterna tene un valor determinado,
digamos 12V 0 3A, se sobreentiende que se trata
del alor rms, menos que se especifique otra cosa.
Para indicar valores rms ullzaremos siempre le-
‘tras mayúsculas, por ejemplo I, V, ly Vete.
La relación entre el valor rms y el valor prome-
io de un forma de onda cualquiera se denomina
factor de forma (FF). En el caso de una onda
seno pur, el factor de forma está dado por:
factor de forma = valor rms + valor promedio
FR Yu Er =1
en
Por tanto, cualquier corriente o voltae alterno
senoidal tiene un factor de forma de 1,11. En la
figura 6.15 se usra este concepto. Aqul las on-
das À Bon de amplitudes diferentes, pero tienen
el mismo factor de forma por ser ambas senoidales.
Concepto de ángulo de fase. Relaciones
de tiempo de ondas seno.
El ángulo de fase se refereal atraso 0 adelanto.
que experimenta una onda senoidal de corriente
© voltaje con respecto otra tomada como refe-
rencia. El Angulo de fase se expresa en grados () 0
so
<6)
‘Figure 615 Dos formas d nd con feet amp Ambos
om onde sv y ene mao ford forma ded, Son
‘ele mima frcvencay ein en fe
once seno » RT:
Care fée a
Figure 6.14 cto pro demo concep de or ms
estas condiciones, el volaje de CC aplicado ala carga
sigla 120VEste valor produce sobre la resistencia
‘misma potencia que la onda Por tanto,corresponde
alvalor rms de a misma. En ambos casos, la potencia
dsipada por cara es 1SOW ¿Por qué?
valor rms proporciona una medida de la ca-
pacidad de una forma de onda cualquiera de vola»
Je o de corriente para producir potencia. Por esta
razón, la magnitud de los voltajes y las corrientes
alternas senoidales se especifica comúnmente uti»
lizando valores rms Además al expresar estas can-
vidades en valores rms, los crcultos de corriente
alterna pueden ser analizados mediante las mis-
mas técnicas empleadas para analizar circuitos de
corriente continua. Por otra parte, la lectura de
los instrumentos que miden voltajes y corrientes
alternas está carada en términos de valores rms,
En general siempre que se dia que un voltaje o
“una corriente alterna tene un valor determinado,
digamos 12V 0 3A, se sobreentiende que se trata
del alor rms, menos que se especifique otra cosa.
Para indicar valores rms ullzaremos siempre le-
‘tras mayúsculas, por ejemplo I, V, ly Vete.
La relación entre el valor rms y el valor prome-
io de un forma de onda cualquiera se denomina
factor de forma (FF). En el caso de una onda
seno pur, el factor de forma está dado por:
factor de forma = valor rms + valor promedio
FR Yu Er =1
en
Por tanto, cualquier corriente o voltae alterno
senoidal tiene un factor de forma de 1,11. En la
figura 6.15 se usra este concepto. Aqul las on-
das À Bon de amplitudes diferentes, pero tienen
el mismo factor de forma por ser ambas senoidales.
Concepto de ángulo de fase. Relaciones
de tiempo de ondas seno.
El ángulo de fase se refereal atraso 0 adelanto.
que experimenta una onda senoidal de corriente
© voltaje con respecto otra tomada como refe-
rencia. El Angulo de fase se expresa en grados () 0
so
<6)
‘Figure 615 Dos formas d nd con feet amp Ambos
om onde sv y ene mao ford forma ded, Son
‘ele mima frcvencay ein en fe
once seno » RT:
Care fée a
radianes (rad) y puede adoptar cualquier valor
entre 0° (0 rad) y 180° (rad), En la figura 6.16
se muestran algunos ejemplos. El concepto de án-
aulo de fa es muy importante para el ánalii y
diseño de circulos eléctricos y electrónicos.
En a figura 6.168, por ejemplo.l onda B está
retrasada 60° con respecto a a onda A, porque la
primera alcanza su valor máximo, positivo o nega-
tivo, 60” después que la segunda, En otras palabras,
el ángulo de fase entre las dos señales es de 60°,
Note que si se toma la onda B como referencia,
entonces la onda estara adelantada 60. ¿Por qué?
Enla figura 6.16b,la onda B está adelantada
90° con respecto a la onda A porque la primera
alcanza su valor máximo positivo o negativo
cuando la segunda es cero, y viceversa. Se dice,
entonces, que las dos ondas están en cuadra-
tura de fase. Note que si se toma la onda B
como referencia, entonces la onda A estaría re-
‘asada 90° ¿Por qué?
Ena figura 6.16c,l onda B no está adelanta-
da ni retrasada con respecto la onda A, tomada
‘como referencia, porque ambas alcanzan su valor
máximo, positive © negatvo, al mismo tiempo, Se
dice, entonces. que las dos ondas están en fase,es
decir su ángulo de fase es 0.
Finalmente, en la figura 6.164,12 onda Besch
adelantada o retrasada 180° con respecto a la
onda À porque la primera alcanza su valor máxi-
mo negativo cuando la segunda alcanza su valor
máximo positivo, y viceversa. Se dice, entonces,
que las dos ondas están en contrafase o en
oposición de fase.
En general, para comparar el ángulo de fase
entre dos ondas, es necesario que ambas sean se-
noidaes y tengan la misma frecuencia aunque sus
amplitudes pueden ser diferente, Podemos com-
parar la fase de dos olajes, dos corrientes o una
corriente y un voltaje Además, para una frecuen-
«ia dada el ángulo de fase corresponde a una dí
rencia específica de tempo.
ICE » con poc de crónica
He vor +
ds ondes 87h nn 180 rode fered fe.
Pure 616 Ejemplo de gles def ene es ndo se
ce,
entre 0° (0 rad) y 180° (rad), En la figura 6.16
se muestran algunos ejemplos. El concepto de án-
aulo de fa es muy importante para el ánalii y
diseño de circulos eléctricos y electrónicos.
En a figura 6.168, por ejemplo.l onda B está
retrasada 60° con respecto a a onda A, porque la
primera alcanza su valor máximo, positivo o nega-
tivo, 60” después que la segunda, En otras palabras,
el ángulo de fase entre las dos señales es de 60°,
Note que si se toma la onda B como referencia,
entonces la onda estara adelantada 60. ¿Por qué?
Enla figura 6.16b,la onda B está adelantada
90° con respecto a la onda A porque la primera
alcanza su valor máximo positivo o negativo
cuando la segunda es cero, y viceversa. Se dice,
entonces, que las dos ondas están en cuadra-
tura de fase. Note que si se toma la onda B
como referencia, entonces la onda A estaría re-
‘asada 90° ¿Por qué?
Ena figura 6.16c,l onda B no está adelanta-
da ni retrasada con respecto la onda A, tomada
‘como referencia, porque ambas alcanzan su valor
máximo, positive © negatvo, al mismo tiempo, Se
dice, entonces. que las dos ondas están en fase,es
decir su ángulo de fase es 0.
Finalmente, en la figura 6.164,12 onda Besch
adelantada o retrasada 180° con respecto a la
onda À porque la primera alcanza su valor máxi-
mo negativo cuando la segunda alcanza su valor
máximo positivo, y viceversa. Se dice, entonces,
que las dos ondas están en contrafase o en
oposición de fase.
En general, para comparar el ángulo de fase
entre dos ondas, es necesario que ambas sean se-
noidaes y tengan la misma frecuencia aunque sus
amplitudes pueden ser diferente, Podemos com-
parar la fase de dos olajes, dos corrientes o una
corriente y un voltaje Además, para una frecuen-
«ia dada el ángulo de fase corresponde a una dí
rencia específica de tempo.
ICE » con poc de crónica
He vor +
ds ondes 87h nn 180 rode fered fe.
Pure 616 Ejemplo de gles def ene es ndo se
ce,
Teoria «eeecrrraciniacinanaras
Por ejemplos en la figura 6.16(a) la frecuen-
ca (9 de las ondas es de 1 kHz, equivalente a un
periodo (T) de 1 mse ángulo de fase entre ellas
(60%) correspondería a una diferencia de tiempo
de T/6 segundos, es decir 1/6 de milisegundo
(0,1675). Esto es así porque 60° equivalen la
sexta parte de un ciclo completo de 360°. En ge-
neral para calcular el tiempo (+) asociado con un
ángulo de fase cualquiera, que llamaremos a (leise
alf),podemos utilizar a siguiente fórmula
E E
0” * 360
siendo = la frecuen de hs ondas (en
hert),T el periodo de las mismas (en segundos)
y & el ngulo de fase (en grados), Como ejercicio
calcule el tiempo asociado con un ángulo de fase
de 36° entre dos ondas seno,una de orriete y
otra de voltaje de | MHz. La respuesta es Ts
Generadores de corriente alterna
“Actualmente, más del 95% de a energía eléctrica
mondial se suministra mediante generadores de
corriente akerna. Los generadores, figura 6.17,
son máquinas que transforman energía mecánica
en energia eléctrica aprovechando el fenómeno de
la inducción electromagnética. Para llo, utiizan
‘unas bobinas de alambre que se mueven en linte-
rior de un campo magnético y cortan líneas de
Ajo, induciéndose en els un volaj. La energía
mecánica necesaria para mover las bobinas la pro-
‘duce una turbina accionada, por ejemplo, por la
presión del vapor o por la fuerza de una caida de
agua. En estos principios se basan as centrales ter.
moclécricas e hidroeléctricas.
a
Figur 6.17 Amer méritée 2001
En la figura 6.18 se muestra la estructura
básica de un generador de corriente alterna,tam-
bién llamado alternador, Básicamente consta de
tuna bobina que gra entre los polos de un imán
permanente. La bobina se denomina inducido y
está colocada sobre un cilindro, generalmente
de hierro, lamado armadura. El conjunto for.
mado por el inducido yla armadura se conoce
como rotor, porque es el elemento rotatorio
de la máquina. Los imanes, encargados de pro-
‘dur el campo magnético, constituyen ol esta-
tor o parte estacionaria. Los extremos de la
bobina están conectados a un par de anillos
colectores, que constituyen los terminales de
salida primarios del generador.
Los anillos colectores están atados entre sí y
del eje dela armadura, sobre el cual gran. Por esta
razón.para levar el voltaje de salia del generador
hacia el mundo externo, se necesitan un par de
escobillas fas, hechas generalmente de carbón.
las cuales rozan contra los anillos colectores y se
mantienen en contacto permanente con elos. La
fuerza necesaria para girar el rotor como se men.
rn
Figure 6.18 Genre ca de cine omo
Curro ac de armes bis » CIT
Por ejemplos en la figura 6.16(a) la frecuen-
ca (9 de las ondas es de 1 kHz, equivalente a un
periodo (T) de 1 mse ángulo de fase entre ellas
(60%) correspondería a una diferencia de tiempo
de T/6 segundos, es decir 1/6 de milisegundo
(0,1675). Esto es así porque 60° equivalen la
sexta parte de un ciclo completo de 360°. En ge-
neral para calcular el tiempo (+) asociado con un
ángulo de fase cualquiera, que llamaremos a (leise
alf),podemos utilizar a siguiente fórmula
E E
0” * 360
siendo = la frecuen de hs ondas (en
hert),T el periodo de las mismas (en segundos)
y & el ngulo de fase (en grados), Como ejercicio
calcule el tiempo asociado con un ángulo de fase
de 36° entre dos ondas seno,una de orriete y
otra de voltaje de | MHz. La respuesta es Ts
Generadores de corriente alterna
“Actualmente, más del 95% de a energía eléctrica
mondial se suministra mediante generadores de
corriente akerna. Los generadores, figura 6.17,
son máquinas que transforman energía mecánica
en energia eléctrica aprovechando el fenómeno de
la inducción electromagnética. Para llo, utiizan
‘unas bobinas de alambre que se mueven en linte-
rior de un campo magnético y cortan líneas de
Ajo, induciéndose en els un volaj. La energía
mecánica necesaria para mover las bobinas la pro-
‘duce una turbina accionada, por ejemplo, por la
presión del vapor o por la fuerza de una caida de
agua. En estos principios se basan as centrales ter.
moclécricas e hidroeléctricas.
a
Figur 6.17 Amer méritée 2001
En la figura 6.18 se muestra la estructura
básica de un generador de corriente alterna,tam-
bién llamado alternador, Básicamente consta de
tuna bobina que gra entre los polos de un imán
permanente. La bobina se denomina inducido y
está colocada sobre un cilindro, generalmente
de hierro, lamado armadura. El conjunto for.
mado por el inducido yla armadura se conoce
como rotor, porque es el elemento rotatorio
de la máquina. Los imanes, encargados de pro-
‘dur el campo magnético, constituyen ol esta-
tor o parte estacionaria. Los extremos de la
bobina están conectados a un par de anillos
colectores, que constituyen los terminales de
salida primarios del generador.
Los anillos colectores están atados entre sí y
del eje dela armadura, sobre el cual gran. Por esta
razón.para levar el voltaje de salia del generador
hacia el mundo externo, se necesitan un par de
escobillas fas, hechas generalmente de carbón.
las cuales rozan contra los anillos colectores y se
mantienen en contacto permanente con elos. La
fuerza necesaria para girar el rotor como se men.
rn
Figure 6.18 Genre ca de cine omo
Curro ac de armes bis » CIT
cioné anteriormente, la proporciona un agente
externo. El valor instantáneo del voltaje de salida
depende básicamente de tres factores
1. La densidad o cantidad de lineas de fujo por
nidad de área del campo magnético através del
cual se mueve la bobina.
2. La velocidad de rotación dela bobina.
3. El ángulo con el cual la bobina corta ls líneas
de fo
En general entre mayor sea la densidad de ujo
6 la velocidad de movimiento, mayor será el valor
el voltaje inducido, y viceversa En cualquier caso,
cl voltaje de salida es máximo cuando el ángulo de
corte es de 90° y minimo cuando es de 0”
Cada giro completo de 360° dela bobina pro-
ue un ciclo completo de 360" del voltaje de sali
da, el cual tiene una forma de onda senoidal En la
secuencia dels figuras 6.19 hasta la 6.23 eils-
tra como sucede esto.
En la posición 1, figura 6.19, el plano o área
transversal de la bobina es perpendicular a a di
rección del campo magnético y por tanto no cor-
ta líneas de fujo. Como resultado, el voltaje de
salida es 0.Esto se debe a que el ángulo entre la
¿dirección del campo yla dirección del movimien-
10 della bobina (conductor oscuro) es 0°.
‘A medida que la bobina se desplaza desde la
posición 1 hasan posición 2. figura 6.20. el ángu-
lo entre la dirección de movimiento de la misma y
la dirección del campo aumenta desde 0° hasta 90°,
«cortando cada vez más linea defo por segundo.
‘Como resultado, el voltaje de salida aumenta desde
(OV hasta su valor máximo positivo, Este último se
“alcanza cuando la dirección del campo es paralea al
plano de la bobina, es decir forma un ángulo de 90°.
con la dirección de movimiento de la misma, Hasta
aquí tenemos un cuarto de cido.
A medida que a bobina se desplaza desde a post
¿ión 2 hasta la posición 3, figura 6.21, el ángulo en-
tre la dirección de movimiento dela misma yla de
rección del campo disminuye desde 90" hasta 0" con.
tando cada vez menos linea de fujo por segundo.
Como resultado, el voltae de salda disminuye desde
su valor máximo positivo hasta OV Este último valor
se alcanza cuando la dirección del campo es perpen-
curl plano dela bobinas decir forma un ángulo.
¡Po
Figur 619. Posición (ico or ano economia de generar bc de CA El gu entre lo dec e
mien debbie ec dl compo e OE votar de sado 0
Figura 62. Posición 2. nulo et dran de mont de boina a rn dl compo aumen dede 0 haa
rro»
externo. El valor instantáneo del voltaje de salida
depende básicamente de tres factores
1. La densidad o cantidad de lineas de fujo por
nidad de área del campo magnético através del
cual se mueve la bobina.
2. La velocidad de rotación dela bobina.
3. El ángulo con el cual la bobina corta ls líneas
de fo
En general entre mayor sea la densidad de ujo
6 la velocidad de movimiento, mayor será el valor
el voltaje inducido, y viceversa En cualquier caso,
cl voltaje de salida es máximo cuando el ángulo de
corte es de 90° y minimo cuando es de 0”
Cada giro completo de 360° dela bobina pro-
ue un ciclo completo de 360" del voltaje de sali
da, el cual tiene una forma de onda senoidal En la
secuencia dels figuras 6.19 hasta la 6.23 eils-
tra como sucede esto.
En la posición 1, figura 6.19, el plano o área
transversal de la bobina es perpendicular a a di
rección del campo magnético y por tanto no cor-
ta líneas de fujo. Como resultado, el voltaje de
salida es 0.Esto se debe a que el ángulo entre la
¿dirección del campo yla dirección del movimien-
10 della bobina (conductor oscuro) es 0°.
‘A medida que la bobina se desplaza desde la
posición 1 hasan posición 2. figura 6.20. el ángu-
lo entre la dirección de movimiento de la misma y
la dirección del campo aumenta desde 0° hasta 90°,
«cortando cada vez más linea defo por segundo.
‘Como resultado, el voltaje de salida aumenta desde
(OV hasta su valor máximo positivo, Este último se
“alcanza cuando la dirección del campo es paralea al
plano de la bobina, es decir forma un ángulo de 90°.
con la dirección de movimiento de la misma, Hasta
aquí tenemos un cuarto de cido.
A medida que a bobina se desplaza desde a post
¿ión 2 hasta la posición 3, figura 6.21, el ángulo en-
tre la dirección de movimiento dela misma yla de
rección del campo disminuye desde 90" hasta 0" con.
tando cada vez menos linea de fujo por segundo.
Como resultado, el voltae de salda disminuye desde
su valor máximo positivo hasta OV Este último valor
se alcanza cuando la dirección del campo es perpen-
curl plano dela bobinas decir forma un ángulo.
¡Po
Figur 619. Posición (ico or ano economia de generar bc de CA El gu entre lo dec e
mien debbie ec dl compo e OE votar de sado 0
Figura 62. Posición 2. nulo et dran de mont de boina a rn dl compo aumen dede 0 haa
rro»
Teoria 4444444444444444
Figur 6.21. Posición 3. dng ene lo rec del monet deo btn la dec de camp deme desde 90°
omo 0 vite de ab due dere ssl muna Ponte aro OY
Figure 622 Posición 4 ogee dren de moet de bia y rec del compo aumen desde hs
DD ero el cert eo Eos euros fo en edo oran ot e sio comb Se old centeno dee
(hat vr mse peo
Figura 623 Posición 5. poe ren de moto de baie y a een dl compo mu dese 90°
Fa rate de ade demi dede e vb mora pego ha OVAs emp un eo
de 180° con a dirección del movimiento de a misma.
"Hasta este punto hemos completado medio cio.
‘A medida que a bobina se desplaza desde a post
«ción 3 hasta la posición 4 figura 6.22,corta cada vez
más líneas de fujo por segundo, pero lo hace en a
¿rección contraria. Como resultado el voltaje de
salida cambia de polaridad, 0 sea de «a (positiva) a
uen (negativa), aumentando desde OV hasta su valor
mémo negativo. Este último valor se alcanza cuan-
do la dirección del campo es paralela al plano de la
"bobina, es deci forma un ángulo de 90° con la dire
ción del movimiento de la misma. Hasta aquí se han
“completado tres cuartos de ciclo dela onda.
en
Finalmente, a medida que la bobina se des
plaza desde la posición 4 hasta la posición 5,
figura 6.23, el ángulo entre la dirección de mo-
vimienco de la misma yla dirección del campo
disminuye desde 90° hasta 0”, cortando cada
vez menos líneas de flujo por segundo,
Como resultado, el voltaje de salida disminu-
ye desde su valor máximo negativo hasta 0V Este
último valor se alcanza cuando la dirección del
¡campo es perpendicular al plano de la bobina, es
decir forma un ángulo de 0” con la dirección de
movimiento de la misma. Hasta este punto he-
mos completado un ciclo. El proceso se rapie
dam:
uns el de ern
Figur 6.21. Posición 3. dng ene lo rec del monet deo btn la dec de camp deme desde 90°
omo 0 vite de ab due dere ssl muna Ponte aro OY
Figure 622 Posición 4 ogee dren de moet de bia y rec del compo aumen desde hs
DD ero el cert eo Eos euros fo en edo oran ot e sio comb Se old centeno dee
(hat vr mse peo
Figura 623 Posición 5. poe ren de moto de baie y a een dl compo mu dese 90°
Fa rate de ade demi dede e vb mora pego ha OVAs emp un eo
de 180° con a dirección del movimiento de a misma.
"Hasta este punto hemos completado medio cio.
‘A medida que a bobina se desplaza desde a post
«ción 3 hasta la posición 4 figura 6.22,corta cada vez
más líneas de fujo por segundo, pero lo hace en a
¿rección contraria. Como resultado el voltaje de
salida cambia de polaridad, 0 sea de «a (positiva) a
uen (negativa), aumentando desde OV hasta su valor
mémo negativo. Este último valor se alcanza cuan-
do la dirección del campo es paralela al plano de la
"bobina, es deci forma un ángulo de 90° con la dire
ción del movimiento de la misma. Hasta aquí se han
“completado tres cuartos de ciclo dela onda.
en
Finalmente, a medida que la bobina se des
plaza desde la posición 4 hasta la posición 5,
figura 6.23, el ángulo entre la dirección de mo-
vimienco de la misma yla dirección del campo
disminuye desde 90° hasta 0”, cortando cada
vez menos líneas de flujo por segundo,
Como resultado, el voltaje de salida disminu-
ye desde su valor máximo negativo hasta 0V Este
último valor se alcanza cuando la dirección del
¡campo es perpendicular al plano de la bobina, es
decir forma un ángulo de 0” con la dirección de
movimiento de la misma. Hasta este punto he-
mos completado un ciclo. El proceso se rapie
dam:
uns el de ern
caer dren
Centres generadora
(aaa e produce)
(es de rapes)
Figura 624 Esc up de un ste de generación pare y donación de cen tera en um po
En a práctica, el voltae inducido en una sola
espia dealambre es muy pequeño. Por est razón,
para producir voltajes razonables, se utilizan una
gran cantidad de espiras conectadas en serie. Estas,
espiras se dividen fisicamente entre varias bobinas,
las cuales se colocan en ranuras distribuida a lo.
largo de la superficie del rotor Además, en lugar
de un solo par de polos magnéticos se utilizan va
rios pares. De este modo, durante un giro comple-
to del rotor nose produce un solo ciclo sino mu-
chos cils. Estos polos pueden ser también pro-
ducidos por electroimanes, lamados devanados
o bobinas de campo.
“Tambien se dispone de alternadores de cam-
po rotatorio,en los cuales as bobinas del induci-
‘do oarmadura están alojadas en el estacor perma-
neciendo estacionarias mientras que las bobinas.
de campo están en el rotor, enrollada alrededor
de plezas polares y conectadas alos anilos eolec-
tores. De este modo se crea un campo magnético
oratorio, el cual induce un voltaje alterno en las
Bobinas del esctor Este tipo de generadores se
zn principalmente en las grandes centrales ge-
neradoras de energía eléctrica.
ORIENT: » cons fi de een bones
En cualquier caso frecuencia del voaje desa
da producido por un alternador depende de a velo
cidad de giro del rotor y dl número de polos mag-
éticos creados por las bobinas de campo. El valor
ms del voltaje de salda, por su pare, depende prn-
cipaimente de a velocidad de rotor, del número de
bobinas de la armadura y de la inensidad del campo
magnético producido por los devanados de campo,
En as centrales generadoras de energa eléctrica
de los Estados Unidos de América y oros países del
‘mundo inuida Colombia. frecuencia del voltaje de
sald des atemadores ha sido normalizada en 60H.
mientras que en Europa yotragran parte del resto del
‘undo incluida Argentina, el alr estándar dela mis
ma es SO He Los generadores de propósito especial,
‘come los utlzados en os aviones, pueden tener una.
frecuencia diferente digamos 400 Hz.
El valor rms del voltaje de salia entregado por
las centrales de generación alcanza valores de va-
ros miles de voltos,igamos 15 6 20 kV Mediante
luso de transformadores, este voltae se converte
a un alor mucho más alto, por ejemplo 400k para
erario hasta ls amadas subestaciones de trans-
o»
oe
Centres generadora
(aaa e produce)
(es de rapes)
Figura 624 Esc up de un ste de generación pare y donación de cen tera en um po
En a práctica, el voltae inducido en una sola
espia dealambre es muy pequeño. Por est razón,
para producir voltajes razonables, se utilizan una
gran cantidad de espiras conectadas en serie. Estas,
espiras se dividen fisicamente entre varias bobinas,
las cuales se colocan en ranuras distribuida a lo.
largo de la superficie del rotor Además, en lugar
de un solo par de polos magnéticos se utilizan va
rios pares. De este modo, durante un giro comple-
to del rotor nose produce un solo ciclo sino mu-
chos cils. Estos polos pueden ser también pro-
ducidos por electroimanes, lamados devanados
o bobinas de campo.
“Tambien se dispone de alternadores de cam-
po rotatorio,en los cuales as bobinas del induci-
‘do oarmadura están alojadas en el estacor perma-
neciendo estacionarias mientras que las bobinas.
de campo están en el rotor, enrollada alrededor
de plezas polares y conectadas alos anilos eolec-
tores. De este modo se crea un campo magnético
oratorio, el cual induce un voltaje alterno en las
Bobinas del esctor Este tipo de generadores se
zn principalmente en las grandes centrales ge-
neradoras de energía eléctrica.
ORIENT: » cons fi de een bones
En cualquier caso frecuencia del voaje desa
da producido por un alternador depende de a velo
cidad de giro del rotor y dl número de polos mag-
éticos creados por las bobinas de campo. El valor
ms del voltaje de salda, por su pare, depende prn-
cipaimente de a velocidad de rotor, del número de
bobinas de la armadura y de la inensidad del campo
magnético producido por los devanados de campo,
En as centrales generadoras de energa eléctrica
de los Estados Unidos de América y oros países del
‘mundo inuida Colombia. frecuencia del voltaje de
sald des atemadores ha sido normalizada en 60H.
mientras que en Europa yotragran parte del resto del
‘undo incluida Argentina, el alr estándar dela mis
ma es SO He Los generadores de propósito especial,
‘come los utlzados en os aviones, pueden tener una.
frecuencia diferente digamos 400 Hz.
El valor rms del voltaje de salia entregado por
las centrales de generación alcanza valores de va-
ros miles de voltos,igamos 15 6 20 kV Mediante
luso de transformadores, este voltae se converte
a un alor mucho más alto, por ejemplo 400k para
erario hasta ls amadas subestaciones de trans-
o»
oe
Teoría 444444
ara
Figura 6.2. Ep eun rato de one contra
formación. desde donde parten ls redes elécr-
«as de distribución pública, encargadas de repartir y
hacer llegar la energía elécrica a todos los abona»
dos o usuarios Así es como llega la corriente alter
a à su hogar o sitio de trabajo. figura 6.24.
Segunda parte. Corriente
continua
Una corriente continua (CC),en general. es un
Aujo de portadores de carga (electrones) en una
misma dirección figura 6.25. Para impulsar una
corriente continua, através de un circuito, se ne-
cesta una fuente de voltaje cua polaridad no cam-
bie con el tempo, por ejemplo una batería. figura
Figure 62, Sonde rea) comen) de uno CC
16.26. El fujo de cargas en una sola dirección y la
polaridad fa del voltaje aplicado son las caracte-
Físicas básicas de un circuto de CC. En la figura.
6.27 se muestran los símbolos utilizados para re-
presentar algunas fuentes de CC comunes.
Los portadores de carga en un circuito de CC
pueden ser negativos o positives, dependiendo de
sie tom el sentido real o convencional de circula:
ción dela corriente. figura 6.28.Sin embargo, esto
o cambia el hecho de que la coriente continua
‘ene una sola dirección de fujo. Lo mismo sucede
siel voltae entregado pora fuente permanece cons.
tante o cambia de valor pero mantiene siempre su
misma polaridad, figura 6.29. La abla del figura.
6.30 compara algunas caracteísicas importantes
de una corriente continua y una corriente altern.
Formas de producir una CC
La fuerza necesara para causar que fuga una co-
rriente continua, através de un circulo puede ser
suministrada pr diversos pos de fuentes. Las más
conocidas sons plas las baterías, figura 6.31,
las cule producen una fuerza elecromotriz (em)
debido reacines químicas que ocurren en su
interior Las baterías se examinan en detalle en la
sección Componentes de ese curso.
Figure 6.27. Sms comune de ons fuentes eve de
cc
are tall cine Dance » CIT,
ara
Figura 6.2. Ep eun rato de one contra
formación. desde donde parten ls redes elécr-
«as de distribución pública, encargadas de repartir y
hacer llegar la energía elécrica a todos los abona»
dos o usuarios Así es como llega la corriente alter
a à su hogar o sitio de trabajo. figura 6.24.
Segunda parte. Corriente
continua
Una corriente continua (CC),en general. es un
Aujo de portadores de carga (electrones) en una
misma dirección figura 6.25. Para impulsar una
corriente continua, através de un circuito, se ne-
cesta una fuente de voltaje cua polaridad no cam-
bie con el tempo, por ejemplo una batería. figura
Figure 62, Sonde rea) comen) de uno CC
16.26. El fujo de cargas en una sola dirección y la
polaridad fa del voltaje aplicado son las caracte-
Físicas básicas de un circuto de CC. En la figura.
6.27 se muestran los símbolos utilizados para re-
presentar algunas fuentes de CC comunes.
Los portadores de carga en un circuito de CC
pueden ser negativos o positives, dependiendo de
sie tom el sentido real o convencional de circula:
ción dela corriente. figura 6.28.Sin embargo, esto
o cambia el hecho de que la coriente continua
‘ene una sola dirección de fujo. Lo mismo sucede
siel voltae entregado pora fuente permanece cons.
tante o cambia de valor pero mantiene siempre su
misma polaridad, figura 6.29. La abla del figura.
6.30 compara algunas caracteísicas importantes
de una corriente continua y una corriente altern.
Formas de producir una CC
La fuerza necesara para causar que fuga una co-
rriente continua, através de un circulo puede ser
suministrada pr diversos pos de fuentes. Las más
conocidas sons plas las baterías, figura 6.31,
las cule producen una fuerza elecromotriz (em)
debido reacines químicas que ocurren en su
interior Las baterías se examinan en detalle en la
sección Componentes de ese curso.
Figure 6.27. Sms comune de ons fuentes eve de
cc
are tall cine Dance » CIT,
€ Tempe
Figura 6.29. Care cet contre (be }
TES
Figure 63. Comparación eae cie ceria y la cone atema Figura 631. Etucur itn de un pla eco
‘También es posible producir corriente continua
partir de corrienealernay otras formas de ener-
gh. como magnetismo, movimiento, calor luz, etc.
En estos principos se basan, por ejemplo. as fuen-
es de alimentación, ls generadores lectramagné-
‘cosas celdas solares. las celdas de combustible y
los generadores termoeléctics.
Las fuentes de alimentación, en particular.
que se examinan en detal en la siguiente lección
de este curso, son realmente convertidores elec-
rénicos que producen corriente continua (CC) a
partir de corriente alterna (CA).Esta última e go-
‘eralmente suministrada por la red de distribución
Pública de 120V o 220 pero puede ser también
proporcionada por un lternador.como sucede en
un automóvil El proceso de conversión de una co-
rientealerna en una corriente continua se deno-
mina rectificaci
Los generadores de CC. figura 6.32,0pe-
ran en forma similar à los generadores de CA,
excepto que los extremos de la bobina 0 bobi-
nas, que constituyen la armadura, están conec-
tados a un conmutador. Este último es simple-
mente un anillo formado por unas piezas metá-
licas llamadas segmentos, las cuales están as-
ladas eléctricamente entre si y del eje sobre el
cual se montan.
Las celdas solares, figura 6.33, son dispo-
sitivos que producen un voltaje de CC cuando.
son iluminadas mediante luz solar Las mismas
dependen para su funcionamiento de un fend-
>=
con
‘igure 632 Pine de undenamine de m gerer de C,Elcnmutdor ce esrctene coo un rc. En (0)
‘lenge 1 dl comadre en cots one sebo e" veers 2 est on ab En, succión
ce
RINT » costo de sevice ines
Figura 6.29. Care cet contre (be }
TES
Figure 63. Comparación eae cie ceria y la cone atema Figura 631. Etucur itn de un pla eco
‘También es posible producir corriente continua
partir de corrienealernay otras formas de ener-
gh. como magnetismo, movimiento, calor luz, etc.
En estos principos se basan, por ejemplo. as fuen-
es de alimentación, ls generadores lectramagné-
‘cosas celdas solares. las celdas de combustible y
los generadores termoeléctics.
Las fuentes de alimentación, en particular.
que se examinan en detal en la siguiente lección
de este curso, son realmente convertidores elec-
rénicos que producen corriente continua (CC) a
partir de corriente alterna (CA).Esta última e go-
‘eralmente suministrada por la red de distribución
Pública de 120V o 220 pero puede ser también
proporcionada por un lternador.como sucede en
un automóvil El proceso de conversión de una co-
rientealerna en una corriente continua se deno-
mina rectificaci
Los generadores de CC. figura 6.32,0pe-
ran en forma similar à los generadores de CA,
excepto que los extremos de la bobina 0 bobi-
nas, que constituyen la armadura, están conec-
tados a un conmutador. Este último es simple-
mente un anillo formado por unas piezas metá-
licas llamadas segmentos, las cuales están as-
ladas eléctricamente entre si y del eje sobre el
cual se montan.
Las celdas solares, figura 6.33, son dispo-
sitivos que producen un voltaje de CC cuando.
son iluminadas mediante luz solar Las mismas
dependen para su funcionamiento de un fend-
>=
con
‘igure 632 Pine de undenamine de m gerer de C,Elcnmutdor ce esrctene coo un rc. En (0)
‘lenge 1 dl comadre en cots one sebo e" veers 2 est on ab En, succión
ce
RINT » costo de sevice ines
Teoría 444444444444444
100
meno físico conocido como efecto fotovoltai-
o, consistente enla generación de una diferen-
cia de potencial cuando se aplica una radiación
(luz en este caso) a la zona de unión de dos
materiales semiconductores, uno lamado P.que
tiene un déficit de electrones, y otro llamado N,
que tiene un exceso de ellos
Las celdas de combustible, igura 6.34,a1
{gual que las baterías convencionales, generan un
voltaje de CC por reacciones químicas. Asimis-
mo, tienen un ánodo, un cátodo y un electro,
así como un terminal positivo y uno negativo. La
diferencia radica en que no necesitan ser recar
adas porque se alimentan de una inyección con-
‘inva de combustible, generalmente hidrógeno,
».
gure 634 Papo de ficonamiens de una co de
‘nate mag, qu ci co comba ha ©
orca se da or ect, nd ber
‘crocs qe s depot ene nd un o vn dl
‘eat exten ace el citado En ete ina ore
Gare cn elo dl cin y ds scans del crate
ro pura omar ore os css, ear cone
gen producen op como sped
home sonar Ho
omo moi ie
tho ost
PE native
metano, o alre.Ademis, sus electrodos (inodo y
cátodo) no se desgastan y tienen una vida úl
prácticamente ilimitada
Los generadores termoeléctricos, figura
6.35, son dispositivos que producen un voltaje
de CC cuando se calientan. Los mismos depen-
den para su funcionamiento de un fenómeno fs.
co conocido como efecto Seebeck, descubier-
10 en 1822 por Thomas J. Seebeck, el cual est
blece que, si se calienta la unión de dos metales
diferentes y homogéneos, aparece entonces una
fuerza termoelectromotriz (fem) entre sus cer.
minales. En este principio se basan las llamadas.
termocuplas, utilizadas para la medición de tem-
Peratura enla industria
Panal de ceo
Figure 635. Pope de frame de un greater
tomos Un ombre de care ele ated de un
ema de una punted cr prié uns res
bro conde ars con le kam de nf Lo
ares como vera content eon de are y 26)
roc ees mich més stos
arn fé seine sce » GRE
100
meno físico conocido como efecto fotovoltai-
o, consistente enla generación de una diferen-
cia de potencial cuando se aplica una radiación
(luz en este caso) a la zona de unión de dos
materiales semiconductores, uno lamado P.que
tiene un déficit de electrones, y otro llamado N,
que tiene un exceso de ellos
Las celdas de combustible, igura 6.34,a1
{gual que las baterías convencionales, generan un
voltaje de CC por reacciones químicas. Asimis-
mo, tienen un ánodo, un cátodo y un electro,
así como un terminal positivo y uno negativo. La
diferencia radica en que no necesitan ser recar
adas porque se alimentan de una inyección con-
‘inva de combustible, generalmente hidrógeno,
».
gure 634 Papo de ficonamiens de una co de
‘nate mag, qu ci co comba ha ©
orca se da or ect, nd ber
‘crocs qe s depot ene nd un o vn dl
‘eat exten ace el citado En ete ina ore
Gare cn elo dl cin y ds scans del crate
ro pura omar ore os css, ear cone
gen producen op como sped
home sonar Ho
omo moi ie
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PE native
metano, o alre.Ademis, sus electrodos (inodo y
cátodo) no se desgastan y tienen una vida úl
prácticamente ilimitada
Los generadores termoeléctricos, figura
6.35, son dispositivos que producen un voltaje
de CC cuando se calientan. Los mismos depen-
den para su funcionamiento de un fenómeno fs.
co conocido como efecto Seebeck, descubier-
10 en 1822 por Thomas J. Seebeck, el cual est
blece que, si se calienta la unión de dos metales
diferentes y homogéneos, aparece entonces una
fuerza termoelectromotriz (fem) entre sus cer.
minales. En este principio se basan las llamadas.
termocuplas, utilizadas para la medición de tem-
Peratura enla industria
Panal de ceo
Figure 635. Pope de frame de un greater
tomos Un ombre de care ele ated de un
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bro conde ars con le kam de nf Lo
ares como vera content eon de are y 26)
roc ees mich més stos
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»oorrrrr Lección (7)
Las fuentes de
alimentación
Todos los circuitos y
equipos electrónicos
requieren de una fuente de
alimentación para operar
correctamente. Si falla la fuente, fala
todo el equipo. En esta lección
examinaremos el funcionamiento de
algunas de las configuraciones de
fuentes de alimentación más
comúnmente utilizadas en la
práctica.
ARIAT» coro (ac ee cine
»oorrrrr Lección (7)
Las fuentes de
alimentación
Todos los circuitos y
equipos electrónicos
requieren de una fuente de
alimentación para operar
correctamente. Si falla la fuente, fala
todo el equipo. En esta lección
examinaremos el funcionamiento de
algunas de las configuraciones de
fuentes de alimentación más
comúnmente utilizadas en la
práctica.
ARIAT» coro (ac ee cine
Teoria 4444444
102
444
Introducción
La mayor parte de los crcuitos electrón
cos prácticos trabajan apar de un vole
ser suministrado, por ejemplo, por una ba- *"
vería. Las baterías ofrecen varas ventajas,
Siendo la ms importante su naturaleza por:
de. Sin embargo, existen iuncioes en bs
cuales uso de baerlas puede resultar muy costoso.
Enestos casos debe recurrirse al uso de fuentes de
alimentación ls cuales operan dede la red pübl-
ade CA y proporcionan voltajes de CC mis econó-
micos, esabls y potentes, figura 7.1
"the
{Una fuente de alimentación es esencialmente.
un convertidor de potencia de CA en potencia de
(CC, figura 7.2 Esto significa que reciban en su en
rada una coriene o un voltaje de CA yo transfor
man mediante procesos electrónicos en una corriente
‘ounvolaje de CC en su sald La potencia de CA de
entrada proviene generalmente dela red pública de
120V o 220M mientas que la potencia de CC de
E» =
de alimentación de CC. Este último puede mei de Converidor Potros
Sinbolo de
pure de aids omeridor
Ca ua
Figure 7.2. Lo có isc e in rte de mentación o
comentó de CA en CO
salda alimenta la carga. donde se convierte en calor
‘movimiento, seis eléctricas, ee
La mayor parte de las fuentes de alimentación
utlzadas en los creuitos electrónicos son fuen-
tes de voltae. o cul significa que proporcionan
en su salida un vokaje de CC, constante o variable.
‘También existen fuentes de corriente, pero su
50 se limita situaciones muy especiales figura,
7.3.Enestalección nos referiremos exclusivamente
a ls fuentes de alimentación que operan como
fuentes de vole
Idealmente,una fuente de alimentación debería
entregar en su salia un voltae de CC constante.
independiente dela variaciones del voltaje de CA
de entrada y de la cantidad de corriente exigida
por la carga. En la práctica siempre hay un limite a
la maxima cantidad de corriente que puede entre-
ar una fuente de alimentación Asimismo, el vols
je de salida sólo es constante dentro de un cierto
rango de variación del voltaje de entrada o de la
corriente de la carga.
Estructura de una fuente de
alimentación
Una fuente de alimentación, en genera, tene la
estructura mostrada en a figura 7.4, En este caso,
Figura 1.3. Srl comune e unes eve) yde
come.
care fact de elecwince sosa + NCU:
102
444
Introducción
La mayor parte de los crcuitos electrón
cos prácticos trabajan apar de un vole
ser suministrado, por ejemplo, por una ba- *"
vería. Las baterías ofrecen varas ventajas,
Siendo la ms importante su naturaleza por:
de. Sin embargo, existen iuncioes en bs
cuales uso de baerlas puede resultar muy costoso.
Enestos casos debe recurrirse al uso de fuentes de
alimentación ls cuales operan dede la red pübl-
ade CA y proporcionan voltajes de CC mis econó-
micos, esabls y potentes, figura 7.1
"the
{Una fuente de alimentación es esencialmente.
un convertidor de potencia de CA en potencia de
(CC, figura 7.2 Esto significa que reciban en su en
rada una coriene o un voltaje de CA yo transfor
man mediante procesos electrónicos en una corriente
‘ounvolaje de CC en su sald La potencia de CA de
entrada proviene generalmente dela red pública de
120V o 220M mientas que la potencia de CC de
E» =
de alimentación de CC. Este último puede mei de Converidor Potros
Sinbolo de
pure de aids omeridor
Ca ua
Figure 7.2. Lo có isc e in rte de mentación o
comentó de CA en CO
salda alimenta la carga. donde se convierte en calor
‘movimiento, seis eléctricas, ee
La mayor parte de las fuentes de alimentación
utlzadas en los creuitos electrónicos son fuen-
tes de voltae. o cul significa que proporcionan
en su salida un vokaje de CC, constante o variable.
‘También existen fuentes de corriente, pero su
50 se limita situaciones muy especiales figura,
7.3.Enestalección nos referiremos exclusivamente
a ls fuentes de alimentación que operan como
fuentes de vole
Idealmente,una fuente de alimentación debería
entregar en su salia un voltae de CC constante.
independiente dela variaciones del voltaje de CA
de entrada y de la cantidad de corriente exigida
por la carga. En la práctica siempre hay un limite a
la maxima cantidad de corriente que puede entre-
ar una fuente de alimentación Asimismo, el vols
je de salida sólo es constante dentro de un cierto
rango de variación del voltaje de entrada o de la
corriente de la carga.
Estructura de una fuente de
alimentación
Una fuente de alimentación, en genera, tene la
estructura mostrada en a figura 7.4, En este caso,
Figura 1.3. Srl comune e unes eve) yde
come.
care fact de elecwince sosa + NCU:
SB-E2-
Figura 1.4 Eure de uno fe de mentación E eps es art de fees eos
el voltaje de CA de entrada,proveniente de la red
pública, se apa a un transformador, el cual se
“encarga de reducir su valor por ejemplo, de 120V.
3 12V para adaptarlo alas necesidades dela cara,
figura7.5.Portanto.el transformador actía como.
un convertidor CAICA. Algunas fuentes pueden
operar directamente desde la red de CA.sin nece-
sidad de un transformador, pero éste no es el caso
general ni el más seguro,
E voltaje de CA, obtenido a a salida del transfor
Amador alimenta entonces un circuito rectiicador,
el cual se encarga de convertido en un voltaje de
(CC pulsante figura 7.6 Este último. aunque ya ie-
e una polaridad +. definida, presenta notables va-
raciones de amplitud, las cuales deben ser flradas
para consegui un vokaje de CC uniforme, figura
7.1.Esta función a hace un flo, conformado gene-
ralmence por uno o mis condensadores.
El voltaje de salda del lero puede aplicarse ala
carga en forma directa o a través de un regula»
dor. Este ultimo es un circuito electrónico que se
‘encarga de mantener constante el voltaje sobre la
carga independientemente de a variaciones en el
voltaje de entrada o de la corriente demandada
por la carga. Las fuentes provistas de regulador se
“denominan fuentes reguladas.
El elemento fal de cualquier fuente de almenta-
¿ión esla carga, es decir el componente o cirio
que recibe potencia de CC. En un televisor por jem-
plo, carga dela fuente principal puede estar repre-
sentada por os circuitos electrónicos que procesan la
señal recibida en a anta ya convierten en una ima-
gen ena panal. En otras aplicaciones la caga puede
ser un motor.una bombil. una batería recargable, ete.
Tipos de fuentes de alimentación
Las fuentes de alimentación pueden ser regula-
rue
en
Ea ee
sue, je como parte de su estructura,
a Transtormador. a re Agura 7.8. En esta lección exa-
= nn,
Pee nn
A = ne bg
rr A
a ==
oe is =
M A
ae
MA = too
o eee E nus
ee er
Sn, orcas E
‘Figure 7.7 Asn ba de fr en uno fuerte de cimentación
ICE y coro tac e có
TS
CS
103
Figura 1.4 Eure de uno fe de mentación E eps es art de fees eos
el voltaje de CA de entrada,proveniente de la red
pública, se apa a un transformador, el cual se
“encarga de reducir su valor por ejemplo, de 120V.
3 12V para adaptarlo alas necesidades dela cara,
figura7.5.Portanto.el transformador actía como.
un convertidor CAICA. Algunas fuentes pueden
operar directamente desde la red de CA.sin nece-
sidad de un transformador, pero éste no es el caso
general ni el más seguro,
E voltaje de CA, obtenido a a salida del transfor
Amador alimenta entonces un circuito rectiicador,
el cual se encarga de convertido en un voltaje de
(CC pulsante figura 7.6 Este último. aunque ya ie-
e una polaridad +. definida, presenta notables va-
raciones de amplitud, las cuales deben ser flradas
para consegui un vokaje de CC uniforme, figura
7.1.Esta función a hace un flo, conformado gene-
ralmence por uno o mis condensadores.
El voltaje de salda del lero puede aplicarse ala
carga en forma directa o a través de un regula»
dor. Este ultimo es un circuito electrónico que se
‘encarga de mantener constante el voltaje sobre la
carga independientemente de a variaciones en el
voltaje de entrada o de la corriente demandada
por la carga. Las fuentes provistas de regulador se
“denominan fuentes reguladas.
El elemento fal de cualquier fuente de almenta-
¿ión esla carga, es decir el componente o cirio
que recibe potencia de CC. En un televisor por jem-
plo, carga dela fuente principal puede estar repre-
sentada por os circuitos electrónicos que procesan la
señal recibida en a anta ya convierten en una ima-
gen ena panal. En otras aplicaciones la caga puede
ser un motor.una bombil. una batería recargable, ete.
Tipos de fuentes de alimentación
Las fuentes de alimentación pueden ser regula-
rue
en
Ea ee
sue, je como parte de su estructura,
a Transtormador. a re Agura 7.8. En esta lección exa-
= nn,
Pee nn
A = ne bg
rr A
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oe is =
M A
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MA = too
o eee E nus
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Sn, orcas E
‘Figure 7.7 Asn ba de fr en uno fuerte de cimentación
ICE y coro tac e có
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103
Teoria 444444404444444400 40004
104
ire
ne | see
EI ose
Mar a
ur BES aor,
aa gem
Figure 7.8 Comporacón de uno fet replay om ondo
neraes y las configuraciones más comunes de am-
bos pos, comenzando por las fuentes no regula-
das, que son las más senilas y económicas.
Fuentes de alimentación no reguladas
Una fuente de alimentación no regulada es
una fuente que entrega como salida un voltaje de
CC cuyo valor no es absolutamente constante,
sino que varía dependiendo de los cambios en el
voltaje de entrada o la corriente exiida por la
carga. Esto se debe a que no utlizan elementos
reguladores de voltaje. or tanto, constan básica»
mente del transformador, el rectficador y elf
tro, figura 7.9. Este tipo de fuentes se utilizan
cuando las variaciones del voltaje de salida no son
ricas. Su empleo es muy común en algunos ci
cultos de audio, radio y televisión así como en
Las fuentes de alimentación no reguladas pue-
den ser de varía clases, dependiendo principalmen-
te de la configuración del circuito recticador En
esta leción examinaremos los siguientes ios:
Fuentes con reciicador de meda onda
Fuentes con recífcador de onda completa
Fuentes con recífcador de puente
Fuentes con mukiplicador de volaje
+ En nuestro estudio de ls fuentes de almenta-
ción no reguladas procederemos de una manera
sistemaica, examinando por separado las caracte-
ristieas generales de cada uno de los elementos
que las componen. En a figura 7.10 se muestra el
lagrama esquemático completo de una fuente de
alimentación no regulada práctica, la cual tomare-
juguetes y cargadores de baterías mos como ejemplo. Con ls valores y referencias
de componentes quese indican,
— +
Ends ae Flo de sida. esta fuente entrega una censión
WER [rando Recto don) de CE de CC nominal de +13V y te
Figure 73. Drome de ages eur one de aimerai replete
ne una capacidad de corriente
de salida de 34.
ur 7.10 ue eet o regla compl
104
ire
ne | see
EI ose
Mar a
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Figure 7.8 Comporacón de uno fet replay om ondo
neraes y las configuraciones más comunes de am-
bos pos, comenzando por las fuentes no regula-
das, que son las más senilas y económicas.
Fuentes de alimentación no reguladas
Una fuente de alimentación no regulada es
una fuente que entrega como salida un voltaje de
CC cuyo valor no es absolutamente constante,
sino que varía dependiendo de los cambios en el
voltaje de entrada o la corriente exiida por la
carga. Esto se debe a que no utlizan elementos
reguladores de voltaje. or tanto, constan básica»
mente del transformador, el rectficador y elf
tro, figura 7.9. Este tipo de fuentes se utilizan
cuando las variaciones del voltaje de salida no son
ricas. Su empleo es muy común en algunos ci
cultos de audio, radio y televisión así como en
Las fuentes de alimentación no reguladas pue-
den ser de varía clases, dependiendo principalmen-
te de la configuración del circuito recticador En
esta leción examinaremos los siguientes ios:
Fuentes con reciicador de meda onda
Fuentes con recífcador de onda completa
Fuentes con recífcador de puente
Fuentes con mukiplicador de volaje
+ En nuestro estudio de ls fuentes de almenta-
ción no reguladas procederemos de una manera
sistemaica, examinando por separado las caracte-
ristieas generales de cada uno de los elementos
que las componen. En a figura 7.10 se muestra el
lagrama esquemático completo de una fuente de
alimentación no regulada práctica, la cual tomare-
juguetes y cargadores de baterías mos como ejemplo. Con ls valores y referencias
de componentes quese indican,
— +
Ends ae Flo de sida. esta fuente entrega una censión
WER [rando Recto don) de CE de CC nominal de +13V y te
Figure 73. Drome de ages eur one de aimerai replete
ne una capacidad de corriente
de salida de 34.
ur 7.10 ue eet o regla compl
Lafuente anterior consta de ls siguientes pare
tes o bloques constructivos generales, cada uno
de los cuales será explicado en las siguientes sec-
+ Uncircuto de entrada, consiuido porel cable
de potencia (PLI) el fusible general (I). el su-
presor de pico (MOV!).el feo de lines (LFI)
y el incerruptor general (1)
+ Un transformador (TI)
+ Unrecificador (BRI)
+ Unfitro de rizado (CI)
+ Un circuito de salida, constituido en este caso
por un diodo emisor de luz o LED (DI) y su
correspondiente resistencia Imitadora de co-
iento (RI)
El circuito de entrada
La función básica del ircuko de entrada de una fuen-
te de alimentación, es llevar el voltaje de CA de
entrada desde la fuente de suministro, generalmen-
te la rod pública de distribución de corriente aker-
a de 120V o 220V hasta el primario del transor-
mad figura 7.1 También cumple funciones aux
Vares de protección, control y señalización. EI ci-
¿uo de entrada puede inclu entre oros compo-
entes, un cable o cordón de potencia, un fusible
general un interruptor general un supresor de pi-
cos de vokaje,un fro de Ine y un indicador lumi-
1050 de presencia de voltaje. Algunos de estos ele-
mentos son obligatorios, mientras que otros son
opcionales y se pueden omitir en muchos casos.
Para llevar el volaje de CA de entrada desde la
fuente de suministro, generalmente un tomaco-
Tonecaraes mii
OnE 7
NV VV
Vo de cA, ANNE Vere de CA de
er cn ro te
Figure 7.1 Frc Dc dl crt de endo e uo
fete de mené
dar: y co
roo
Dr à
m e
move (a)
=
en nein D. ld
y] ia
Figur 7.12. Aspec fc aim de cos de poten
rénales pr fetes ce sentó
rriente monofásco.hast el primario del transor-
madorse necesia,como miimo,un cable o cor-
dôn de potencia de longitud apropiada y dorado
e un enchufe a cava de conexión. Los cables de
potencia monofásicos pueden ser de dos o tres
conductores, figura 7.12. Los primeros, figura
7.13, conectan la fuente únicamente con la fase y
ei neutro de la instalación eléctrica, mientras que
los segundos, figura 7.13b, la conectan también
‘con el conductor de protección o tierra. Estos i
timos son los más recomendados. EI conductor de
"tierra debe conectarse a chai, bastidor o estruc-
‘ura metálica de a fuente.
Los cables de potencia se especifican de acuer-
‘do al vole y la corriente máxima que pueden
“soportar por ejemplo 250V/6A. Como regla ge-
neral el voltaje de alimentación de la fuente y la
máxima corriente esperada en el circuito de en-
trada deben ser siempre inferiores estos valo-
res. De este modo, si su fuente se alimenta con
ce
tes o bloques constructivos generales, cada uno
de los cuales será explicado en las siguientes sec-
+ Uncircuto de entrada, consiuido porel cable
de potencia (PLI) el fusible general (I). el su-
presor de pico (MOV!).el feo de lines (LFI)
y el incerruptor general (1)
+ Un transformador (TI)
+ Unrecificador (BRI)
+ Unfitro de rizado (CI)
+ Un circuito de salida, constituido en este caso
por un diodo emisor de luz o LED (DI) y su
correspondiente resistencia Imitadora de co-
iento (RI)
El circuito de entrada
La función básica del ircuko de entrada de una fuen-
te de alimentación, es llevar el voltaje de CA de
entrada desde la fuente de suministro, generalmen-
te la rod pública de distribución de corriente aker-
a de 120V o 220V hasta el primario del transor-
mad figura 7.1 También cumple funciones aux
Vares de protección, control y señalización. EI ci-
¿uo de entrada puede inclu entre oros compo-
entes, un cable o cordón de potencia, un fusible
general un interruptor general un supresor de pi-
cos de vokaje,un fro de Ine y un indicador lumi-
1050 de presencia de voltaje. Algunos de estos ele-
mentos son obligatorios, mientras que otros son
opcionales y se pueden omitir en muchos casos.
Para llevar el volaje de CA de entrada desde la
fuente de suministro, generalmente un tomaco-
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NV VV
Vo de cA, ANNE Vere de CA de
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Figure 7.1 Frc Dc dl crt de endo e uo
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Figur 7.12. Aspec fc aim de cos de poten
rénales pr fetes ce sentó
rriente monofásco.hast el primario del transor-
madorse necesia,como miimo,un cable o cor-
dôn de potencia de longitud apropiada y dorado
e un enchufe a cava de conexión. Los cables de
potencia monofásicos pueden ser de dos o tres
conductores, figura 7.12. Los primeros, figura
7.13, conectan la fuente únicamente con la fase y
ei neutro de la instalación eléctrica, mientras que
los segundos, figura 7.13b, la conectan también
‘con el conductor de protección o tierra. Estos i
timos son los más recomendados. EI conductor de
"tierra debe conectarse a chai, bastidor o estruc-
‘ura metálica de a fuente.
Los cables de potencia se especifican de acuer-
‘do al vole y la corriente máxima que pueden
“soportar por ejemplo 250V/6A. Como regla ge-
neral el voltaje de alimentación de la fuente y la
máxima corriente esperada en el circuito de en-
trada deben ser siempre inferiores estos valo-
res. De este modo, si su fuente se alimenta con
ce
Teoria
PPEPPPEPPEE)
»
» pu ll
‘Figure 7.13 Creo de edo Bs de una fine de
‘merc cn un abl de poten mao de ds hes
(o) y ao de tes hs) conduct deter dete
(once à at da.
120V rms y la máxima corriente de entrada es-
perada es IA rms, un cable de 250V/3A es más
que suficiente.
“Además del cable de potencia, es convenien-
te que el circuito de entrada de una fuente dis-
ponga de un fusible y un interruptor general. El
interruptor. igura 7.14,permite conectar y des-
conectar voluntariamente la fuente de la red de
potencia, mientras que el fusible, figura 7.15,
la protege en caso de una sobrecarga o un cor-
tocireuito. Los fusibles se alojan normalmente
en portafuibles para facilitar su remoción en
caso de una fala figura 7.16.El interruptor y el
fusible se conectan en serie y sobre el lado del
conductor de fase del circuito de entrada, igu-
ra 7.17. Tanto los interruptores como los fusi-
bles y portafusibles se estudian en la sección de
componentes.
Figura 1.15. Aspecto fc () ms) de ute por
foe e mern.
Los interruptores vienen en diferentes formas,
tamaños y configuraciones de contactos, y se es-
Pecifcan de acuerdo al voltae y la corriente máxi-
ma que pueden soportar por ejemplo 250V/3A.
Como regla general, el voltaje de alimentación de
la fuente y la máxima corriente esperada en el cir
vito de entrada, deben ser siempre inferiores a
estos valores.
Los fusibles, por su parte, pueden ser de ac-
ción rápida o de acción lenta, y e especifican
Figura 7.16. Aspecto fo de pora oro fomes de
Fusble imemuplor Transformador
a a
PPEPPPEPPEE)
»
» pu ll
‘Figure 7.13 Creo de edo Bs de una fine de
‘merc cn un abl de poten mao de ds hes
(o) y ao de tes hs) conduct deter dete
(once à at da.
120V rms y la máxima corriente de entrada es-
perada es IA rms, un cable de 250V/3A es más
que suficiente.
“Además del cable de potencia, es convenien-
te que el circuito de entrada de una fuente dis-
ponga de un fusible y un interruptor general. El
interruptor. igura 7.14,permite conectar y des-
conectar voluntariamente la fuente de la red de
potencia, mientras que el fusible, figura 7.15,
la protege en caso de una sobrecarga o un cor-
tocireuito. Los fusibles se alojan normalmente
en portafuibles para facilitar su remoción en
caso de una fala figura 7.16.El interruptor y el
fusible se conectan en serie y sobre el lado del
conductor de fase del circuito de entrada, igu-
ra 7.17. Tanto los interruptores como los fusi-
bles y portafusibles se estudian en la sección de
componentes.
Figura 1.15. Aspecto fc () ms) de ute por
foe e mern.
Los interruptores vienen en diferentes formas,
tamaños y configuraciones de contactos, y se es-
Pecifcan de acuerdo al voltae y la corriente máxi-
ma que pueden soportar por ejemplo 250V/3A.
Como regla general, el voltaje de alimentación de
la fuente y la máxima corriente esperada en el cir
vito de entrada, deben ser siempre inferiores a
estos valores.
Los fusibles, por su parte, pueden ser de ac-
ción rápida o de acción lenta, y e especifican
Figura 7.16. Aspecto fo de pora oro fomes de
Fusble imemuplor Transformador
a a
A
»
»
Figaro 7.18 opc aca o y bas) de ara
de acuerd ala máxima corriente que pueden so-
portar antes de abri el circulo al cual están in-
corporados, por ejemplo 25A, Los fusibles mis
adecuados para circuitos de entrada de fuentes de
alimentación son los de acción lenta (sowblow).
Los fusibles de acción rápida (fostblow) pueden
fundirse fácilmente en el momento de conectar la
fuente a red de potencia.sn que exista realmen-
te una fall, Como regla práctica à corriente no-
‘minal de un fusible puede elegirse de modo que
sea alrededor de un 50% mayor que la corriente
máxima esperada en el circuito de entrada, Si esta
última es, por ejemplo, de 500 mA rms, puede ute
Iizarse un fusible de 750 mA.
‘También es conveniente proteger la fuente y
los circuitos conectados a ella delas variaciones
sübitas de voltaje que se presentan ocasionalmen-
‘te en ls lineas de potencia, las cuales pueden al-
canzar amplitudes de varios miles de voltios y cau-
sar daños en circuitos sensibles Para esa función
se udliza un componente conocido como varis-
tor, MOV (metal oxide waristr) o supresor de
picos. figura 7.18, l cual conduce cuando el vol.
taie entre sus terminales excede de un certo va-
lor limite, De este modo, absorbe la energía de los
o.
20
sone
sone
‘Figure 7.19. Grate de end de un fore de menschen
coa ein deu ort pee dep
del pico que pueden absorber cuando se disparan.
Esta ima, que se expresa en julios (). est rela-
clonada con su capacidad de conducción de co-
rien y el tempo de duración máximo del pico.
Por ejemplo, el varistor VI3OLAZ tiene una ten-
sión de ruptura de 184V (130Vems), una capaci
dad de corriente de 400A y una capacidad de ab-
sorciön de energía de 10) Esto signi que recor-
tard picos de voltaje por encima de 184V con una
duración maxima hasta de 62545. Silos picos du-
ran más de este tempo, el varistor se destruye y
se abre el fusible principal.
‘Como parte del esquema de protección de
una fuente, puede también utilizarse, opcion:
mente, un filtro de línea, figura 7.20. Este úl
mo es simplemente un circuito formado por bo-
binas y condensadores que elimina los ruidos de
tores se conectan en paralelo con el
cable de potencia, después del fst
ble. figura 7.19.
picos de voltaje y evita que continúen pr
hacia el resto del circulo. Los vari
(3
Los varistores se especifican de
acuerdo al máximo voltaje que pue-
den soportar antes de actuar y la máxima energía
GIT» coo ac ee cónico Bee
igure 7.20. Apcs fc oy rate mero) e fos de
Ines receto
er
»
»
Figaro 7.18 opc aca o y bas) de ara
de acuerd ala máxima corriente que pueden so-
portar antes de abri el circulo al cual están in-
corporados, por ejemplo 25A, Los fusibles mis
adecuados para circuitos de entrada de fuentes de
alimentación son los de acción lenta (sowblow).
Los fusibles de acción rápida (fostblow) pueden
fundirse fácilmente en el momento de conectar la
fuente a red de potencia.sn que exista realmen-
te una fall, Como regla práctica à corriente no-
‘minal de un fusible puede elegirse de modo que
sea alrededor de un 50% mayor que la corriente
máxima esperada en el circuito de entrada, Si esta
última es, por ejemplo, de 500 mA rms, puede ute
Iizarse un fusible de 750 mA.
‘También es conveniente proteger la fuente y
los circuitos conectados a ella delas variaciones
sübitas de voltaje que se presentan ocasionalmen-
‘te en ls lineas de potencia, las cuales pueden al-
canzar amplitudes de varios miles de voltios y cau-
sar daños en circuitos sensibles Para esa función
se udliza un componente conocido como varis-
tor, MOV (metal oxide waristr) o supresor de
picos. figura 7.18, l cual conduce cuando el vol.
taie entre sus terminales excede de un certo va-
lor limite, De este modo, absorbe la energía de los
o.
20
sone
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‘Figure 7.19. Grate de end de un fore de menschen
coa ein deu ort pee dep
del pico que pueden absorber cuando se disparan.
Esta ima, que se expresa en julios (). est rela-
clonada con su capacidad de conducción de co-
rien y el tempo de duración máximo del pico.
Por ejemplo, el varistor VI3OLAZ tiene una ten-
sión de ruptura de 184V (130Vems), una capaci
dad de corriente de 400A y una capacidad de ab-
sorciön de energía de 10) Esto signi que recor-
tard picos de voltaje por encima de 184V con una
duración maxima hasta de 62545. Silos picos du-
ran más de este tempo, el varistor se destruye y
se abre el fusible principal.
‘Como parte del esquema de protección de
una fuente, puede también utilizarse, opcion:
mente, un filtro de línea, figura 7.20. Este úl
mo es simplemente un circuito formado por bo-
binas y condensadores que elimina los ruidos de
tores se conectan en paralelo con el
cable de potencia, después del fst
ble. figura 7.19.
picos de voltaje y evita que continúen pr
hacia el resto del circulo. Los vari
(3
Los varistores se especifican de
acuerdo al máximo voltaje que pue-
den soportar antes de actuar y la máxima energía
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Teoria «e444444444400440040 041000000
Faro de
a IN à
pu Du
= une Load]
cone
Sone
JE J ono
E Un
Figure 7.21. Crit de eo de uno fet de meta o
cn deu fede neo
a
st
st
Pur
1a.
Ey
cone
Sore
cs de Ry Cent.
alta frecuencia inducidos en el circuito de entra-
a, por parte del propio cirulto de carga de la
fuente u otros equipos vecinos Si este ruido,co-
nocido como EMI o RFI (interferencia electro.
magnética o de radio- frecuencia) no se elimina,
puede causar interferencias en otros equipos co
nectados la misma lnea.
El fro de línea se conecta entre el cable de
potencia y el transformador, después del fusible y
antes del interuptor, figura 7.21. Su uso es muy
‘comin en equipos de comunicaciones. Se especif-
‘an principalmente de acuerdo al voltaje yla co-
rriente máxima que pueden soportar por ejemplo
250VISA rms. También es importante conocer su
<ircuto interno y el tipo de señales de interferen-
<a que tran,
fact.
»
y
= = lE
ji
Figure 7.22 rat d nado on uno red RC regains
(amabber ned e vot del prima dl nomas 0 dl
amer pre (En ent oa fc er lm lr vor
(Otra adición útil en el circuito de
entrada de una fuente de alimentación
es un circuito de amortiguamiento
(srubber), formado generalmente por
una resistencia en serie con un con-
densador.figura 7.22 Este circulo es
opcional y se uliza para amortiguar
los pulsos de ak voltaje que se pro-
lucen en el circulo de entrada en el
instante de desconectar el transforma»
dor dela red de potencia. estos pul-
505 na se eliminan, pueden inducir ru-
do o interferencia en otros equipos
sensible localizados en as proximids-
des de la fuente. La red de snubber se
conecta en paralelo con el primario
del transformador o través del inte-
rruptor.como se indica enla figura
Finalmente, en el circuito de entra
da de una fuente es conveniente ds
poner de algún tipo de indicador Iv
minoso para monitorear la presencia
de voltaje de CA en el primario del
transformador. Para esta función se
tiza normalmente una luz piloto de
neón. figura 7.23, Eta última está pro-
vista generalmente de una resistencia
limitadora de corriente y se conecta
en paralelo con el primario del transformador, fe
gura7.24.Algunos interruptores incluyen una luz
piloto de neón como parte integral, figura 7.25,
o
a
ur 1.23 sp ca (o) y sib) de o apt de
cose fai de electrics voice » GCA,
Faro de
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a, por parte del propio cirulto de carga de la
fuente u otros equipos vecinos Si este ruido,co-
nocido como EMI o RFI (interferencia electro.
magnética o de radio- frecuencia) no se elimina,
puede causar interferencias en otros equipos co
nectados la misma lnea.
El fro de línea se conecta entre el cable de
potencia y el transformador, después del fusible y
antes del interuptor, figura 7.21. Su uso es muy
‘comin en equipos de comunicaciones. Se especif-
‘an principalmente de acuerdo al voltaje yla co-
rriente máxima que pueden soportar por ejemplo
250VISA rms. También es importante conocer su
<ircuto interno y el tipo de señales de interferen-
<a que tran,
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»
y
= = lE
ji
Figure 7.22 rat d nado on uno red RC regains
(amabber ned e vot del prima dl nomas 0 dl
amer pre (En ent oa fc er lm lr vor
(Otra adición útil en el circuito de
entrada de una fuente de alimentación
es un circuito de amortiguamiento
(srubber), formado generalmente por
una resistencia en serie con un con-
densador.figura 7.22 Este circulo es
opcional y se uliza para amortiguar
los pulsos de ak voltaje que se pro-
lucen en el circulo de entrada en el
instante de desconectar el transforma»
dor dela red de potencia. estos pul-
505 na se eliminan, pueden inducir ru-
do o interferencia en otros equipos
sensible localizados en as proximids-
des de la fuente. La red de snubber se
conecta en paralelo con el primario
del transformador o través del inte-
rruptor.como se indica enla figura
Finalmente, en el circuito de entra
da de una fuente es conveniente ds
poner de algún tipo de indicador Iv
minoso para monitorear la presencia
de voltaje de CA en el primario del
transformador. Para esta función se
tiza normalmente una luz piloto de
neón. figura 7.23, Eta última está pro-
vista generalmente de una resistencia
limitadora de corriente y se conecta
en paralelo con el primario del transformador, fe
gura7.24.Algunos interruptores incluyen una luz
piloto de neón como parte integral, figura 7.25,
o
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At st
pu
Mov
mov
EN
Se
EH
Nor
ale.
Pin de
een son
Figure 7.24 Crt de env de un fuen de amené
coa ein dena hex pá de neón
Figura 7.25, Aspect fo () y rat temo () de un
temps con as de e erode
combinando ai ls funciones de control y señal
zación en una misma estructura
En lugar de una lámpara de neón puede tam-
bién uliarse un LED, como se muestra en la fi
gura 7.26. En el primer caso (a), el LED se um.
Figure 7.26, Crit de eno de una fe de met
kon un LED rere) 9 tel) nor rune
de nin Lo een nasa corte avs de cado
LED au ar se
daher: v co
1 a durante los semiciclos positivos y
se apaga durante los negativo. El dio-
‘do (D) evita que sobre el LED quede
aplicado un voltae excesivo, capaz de
destruirlo. En el segundo caso se ut
za un LED tricolor formado por un
LED rojo, que se ilumina durante los
semiciclos positvos, y uno amarilo,
que se ilumina durante los semiciclos
negativos. Debido a que el cambio de
polaridad se efectúa a una velocidad aka para la
reina (50 o 60 veces por segundo). el ojo percibe
realmente una luz de color verde,
El transformador
En a mayoría delos casos, la tensión dela red de
(CA es demasiado ata para los requisitos de ope-
ración de los componentes utilizados en los cir
cuits electrónicos, Por esta razón, el voltaje de
(CA suministrado por el circuit de entrada de una
fuente de alimentación debe ser reducido a nive-
les más anejables,por ejemplo de 120V a 9 Esta
función de reducción la efectia un dispose Ih-
mado transformador. figura 7.27,formado por
aa
==:
vv Ma a
1 rocticador
Primaria Nicieo — Secundato
»
Figur 7.27. Aspc fo (0) y no bs) de un
traemos can par y aro ano Lo js
rés dan que poro yl candor etn
‘evar ween nick de er am Los puros dean
ue een orcad teen la mamo puden ada
Fee
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Figure 7.24 Crt de env de un fuen de amené
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Figura 7.25, Aspect fo () y rat temo () de un
temps con as de e erode
combinando ai ls funciones de control y señal
zación en una misma estructura
En lugar de una lámpara de neón puede tam-
bién uliarse un LED, como se muestra en la fi
gura 7.26. En el primer caso (a), el LED se um.
Figure 7.26, Crit de eno de una fe de met
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LED au ar se
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1 a durante los semiciclos positivos y
se apaga durante los negativo. El dio-
‘do (D) evita que sobre el LED quede
aplicado un voltae excesivo, capaz de
destruirlo. En el segundo caso se ut
za un LED tricolor formado por un
LED rojo, que se ilumina durante los
semiciclos positvos, y uno amarilo,
que se ilumina durante los semiciclos
negativos. Debido a que el cambio de
polaridad se efectúa a una velocidad aka para la
reina (50 o 60 veces por segundo). el ojo percibe
realmente una luz de color verde,
El transformador
En a mayoría delos casos, la tensión dela red de
(CA es demasiado ata para los requisitos de ope-
ración de los componentes utilizados en los cir
cuits electrónicos, Por esta razón, el voltaje de
(CA suministrado por el circuit de entrada de una
fuente de alimentación debe ser reducido a nive-
les más anejables,por ejemplo de 120V a 9 Esta
función de reducción la efectia un dispose Ih-
mado transformador. figura 7.27,formado por
aa
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Primaria Nicieo — Secundato
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Figur 7.27. Aspc fo (0) y no bs) de un
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Teoria «444444444444
PEPPPPPPPERPFER
E
E:
irdepenseres
Figura 7.28 Ones confusas comunes vomfomatares mensfscn aes
des bobinas.llamadas primario y secundario,en-
rolldas sobre un mismo núcleo magnético. El prie
‘mario recibo el alt voltae de entrada y el secun-
ario entrega el voltaje o voltajes reducidos al ci.
cuico de carga.
El voltaje de salda entregado por un transfor
mador (V2) depende principalmente del voltaje de
‘entrada (V1) y del número de espias tano del en-
rollamiento primario (NT) como del secundario
(N2) Para un transformador con núcleo de hierro,
este voltaje está dado por la siguiente ecuación:
a
vas Na xvi=nvt
donde N2IN1=N representa la relación de
transformación. Si N2 es mayor o menor que
NtentoncesV2 es mayor o menor queV1.Elpri-
mer caso (V2>V1) corresponde a un transforma»
dor elevador y el segundo (V2<V 1) a uno re-
ductor. En ambos casos, s se conecta la carga. la
potencia de entrada (Pt) e iguala la de salida (22).
Estoes:
P2=Pt
Vax2=Vixt
siendo 12 la corriente en el secundario e 1 la
corriente en el primario, Por ejemplo, siV1=220Y,
(OV e 12=2A, entonces la corriente en el pri.
mario debe ser del orden de 0,091A, puesto que
10V x 2A = 220V x 00914 = 20W,
en
=
Los transformadores utlzados en las fuentes
de alimentación deben ser preferiblemente aisla-
dos lo ual significa que el devanado primario debe
estar separado eléctricamente del devanado se-
cundario, figura 7.28. Esto ser hace por razones
de seguridad. No es convenience utilizar los lama-
dos autotransformadores, figura 7.29, const
ruidos por una única bobina y provistos de varias
salidas, ya que los mismos no alla la carga de la
red de CA y se corre el riego de recibir un cho-
que elécrico.Los transformadores se estudian en
la sección de componentes de este curso.
Los transformadores para fuentes de alimenta-
ción se especifican principalmente por su voltaje
de entrada su voltaje de saia y su potencia nomi-
al Esta dima determina la capacidad de corrien-
te del secundario. En general potencia de entra-
da de entrada de un transformador es iguala la
potencia de slid.Por ejemplo, el transformador
MAGOM M-l recibe 115V en el primario entre-
a 24V en el secundario y tene una capacidad de
corriente máxima de LA. Por tanto, su potencia
nominal es de 24W. Esto significa que la máxima
corriente permisible en el primario es 24/115
Figura 729. Eure bo
e ana
cart ac de crème Sie» ACI
PEPPPPPPPERPFER
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irdepenseres
Figura 7.28 Ones confusas comunes vomfomatares mensfscn aes
des bobinas.llamadas primario y secundario,en-
rolldas sobre un mismo núcleo magnético. El prie
‘mario recibo el alt voltae de entrada y el secun-
ario entrega el voltaje o voltajes reducidos al ci.
cuico de carga.
El voltaje de salda entregado por un transfor
mador (V2) depende principalmente del voltaje de
‘entrada (V1) y del número de espias tano del en-
rollamiento primario (NT) como del secundario
(N2) Para un transformador con núcleo de hierro,
este voltaje está dado por la siguiente ecuación:
a
vas Na xvi=nvt
donde N2IN1=N representa la relación de
transformación. Si N2 es mayor o menor que
NtentoncesV2 es mayor o menor queV1.Elpri-
mer caso (V2>V1) corresponde a un transforma»
dor elevador y el segundo (V2<V 1) a uno re-
ductor. En ambos casos, s se conecta la carga. la
potencia de entrada (Pt) e iguala la de salida (22).
Estoes:
P2=Pt
Vax2=Vixt
siendo 12 la corriente en el secundario e 1 la
corriente en el primario, Por ejemplo, siV1=220Y,
(OV e 12=2A, entonces la corriente en el pri.
mario debe ser del orden de 0,091A, puesto que
10V x 2A = 220V x 00914 = 20W,
en
=
Los transformadores utlzados en las fuentes
de alimentación deben ser preferiblemente aisla-
dos lo ual significa que el devanado primario debe
estar separado eléctricamente del devanado se-
cundario, figura 7.28. Esto ser hace por razones
de seguridad. No es convenience utilizar los lama-
dos autotransformadores, figura 7.29, const
ruidos por una única bobina y provistos de varias
salidas, ya que los mismos no alla la carga de la
red de CA y se corre el riego de recibir un cho-
que elécrico.Los transformadores se estudian en
la sección de componentes de este curso.
Los transformadores para fuentes de alimenta-
ción se especifican principalmente por su voltaje
de entrada su voltaje de saia y su potencia nomi-
al Esta dima determina la capacidad de corrien-
te del secundario. En general potencia de entra-
da de entrada de un transformador es iguala la
potencia de slid.Por ejemplo, el transformador
MAGOM M-l recibe 115V en el primario entre-
a 24V en el secundario y tene una capacidad de
corriente máxima de LA. Por tanto, su potencia
nominal es de 24W. Esto significa que la máxima
corriente permisible en el primario es 24/115
Figura 729. Eure bo
e ana
cart ac de crème Sie» ACI
ado
ty
Cited
Li
»
Figura 7.30 Aspect fl) y snl) eun edo
efoto
IA lo cual implica que el fusible de entrada debe
ser del orden de 250mA.
El circuito rectificador
La función básica del ereulto recufiador en una
fuente de alimentación es convertir el voltaje de
CA obtenido a la salida del transformador en un
voltaje de CC pulsante, el cual tiene una polar-
dad única Este proceso, denominado rectificación,
es posible gracias a I utilzacién de unos compo
entes electrónicos llamados diodos, figura 7.30.
diseñados específicamente para permitir a cir
Isción de la coriente en un solo sentido y blo-
quearla en el sentido opuesto. Esta caracteristica
los hace adecuados para convertir corriente aler-
a bidireccional en corriente continua unidireccio-
ral, figura 7.31. Los diodos se estudian enla sec-
ción de componentes de este curs.
Un diodo permite el paso de corriente cuando
el ánodo (A) es post con respecto al cátodo
{Kyle bloquea en el caso contario.igura 7.32.
AAA lea, AAA
CE)
‘igure 7.3. Acción bad un odo mado
(tee)
BIT» con
En el primer caso se dice que esti polarizado di
rectamente y en el segundo que lo está inver-
samente. Un diodo polarizado directamente se
comporta como un interruptor cerrado y uno
polarizado inversamente como un interruptor
abierto.En el primer casa corriente através del
iodo es la misma de a carga (IL), mientras que en
segundo el voltaje entre sus terminales es igual
al voltaje de alimentación (Ve).
Los diodos rectficadores se especfican por su
máxima capacidad de corriente en condiciones de
polarización directa y de voltaje en condicione de
polarización inversa. El diodo IN4001, por ejem-
lo es de SOVIIA. Esto significa que puede sopor-
tar hasta SOV con polarización inversa o hasta IA
con polarización directa. Cuando el voltaje o la
corriente, bajo stas condiciones, exceden los va-
lores especificados, el diodo se destruye, Como
rela práctica, estos valores pueden escogerse de
modo que sean, por lo menos, el doble de los
valores máximos utilzados en el circuito.
Tipos de rectificadores
Los rectiicadores pueden ser de media onda o
e onda completa, dependiendo de si uclizan uno
0 ambos semiccos dela tensión de CA para pro-
cir la tensión de CC pulsante.Elreculicador dela
‘figura 7.31,por ejemplo.es de media onda porque
ignora los semicilos negativos y deja pasar Única-
‘mente os semicilos positives En el caso de un rec-
3) Dodo potarizao irctamente 1. = IC.
Fr
bo) Dido petarzado inversamente
Figura 7.32 Polen érc (9 e mera ) de un dde
(Creston euros
e
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Cited
Li
»
Figura 7.30 Aspect fl) y snl) eun edo
efoto
IA lo cual implica que el fusible de entrada debe
ser del orden de 250mA.
El circuito rectificador
La función básica del ereulto recufiador en una
fuente de alimentación es convertir el voltaje de
CA obtenido a la salida del transformador en un
voltaje de CC pulsante, el cual tiene una polar-
dad única Este proceso, denominado rectificación,
es posible gracias a I utilzacién de unos compo
entes electrónicos llamados diodos, figura 7.30.
diseñados específicamente para permitir a cir
Isción de la coriente en un solo sentido y blo-
quearla en el sentido opuesto. Esta caracteristica
los hace adecuados para convertir corriente aler-
a bidireccional en corriente continua unidireccio-
ral, figura 7.31. Los diodos se estudian enla sec-
ción de componentes de este curs.
Un diodo permite el paso de corriente cuando
el ánodo (A) es post con respecto al cátodo
{Kyle bloquea en el caso contario.igura 7.32.
AAA lea, AAA
CE)
‘igure 7.3. Acción bad un odo mado
(tee)
BIT» con
En el primer caso se dice que esti polarizado di
rectamente y en el segundo que lo está inver-
samente. Un diodo polarizado directamente se
comporta como un interruptor cerrado y uno
polarizado inversamente como un interruptor
abierto.En el primer casa corriente através del
iodo es la misma de a carga (IL), mientras que en
segundo el voltaje entre sus terminales es igual
al voltaje de alimentación (Ve).
Los diodos rectficadores se especfican por su
máxima capacidad de corriente en condiciones de
polarización directa y de voltaje en condicione de
polarización inversa. El diodo IN4001, por ejem-
lo es de SOVIIA. Esto significa que puede sopor-
tar hasta SOV con polarización inversa o hasta IA
con polarización directa. Cuando el voltaje o la
corriente, bajo stas condiciones, exceden los va-
lores especificados, el diodo se destruye, Como
rela práctica, estos valores pueden escogerse de
modo que sean, por lo menos, el doble de los
valores máximos utilzados en el circuito.
Tipos de rectificadores
Los rectiicadores pueden ser de media onda o
e onda completa, dependiendo de si uclizan uno
0 ambos semiccos dela tensión de CA para pro-
cir la tensión de CC pulsante.Elreculicador dela
‘figura 7.31,por ejemplo.es de media onda porque
ignora los semicilos negativos y deja pasar Única-
‘mente os semicilos positives En el caso de un rec-
3) Dodo potarizao irctamente 1. = IC.
Fr
bo) Dido petarzado inversamente
Figura 7.32 Polen érc (9 e mera ) de un dde
(Creston euros
e
LET IS CRPEPRPPEPPEPPEPEPPPEEE
AA >
Vetaj de CA Y
Er
> CABRA
Votaje de CO
Sone
Figur 7.34, Ces précis de un ected med onto
úíicador de onda completa, figura 7.33, también
pasan los semiciclos negativos, pero con su polar-
dad invertida, quedando asi convertidos en semic-
los posiiwos A continuación examinaremos la for.
ma como estos procesos se leva a cabo,
El rectificador de media onda.
La forma más sencilla de convert corriente aker-
na en corriente continua es wlizando un rectifica-
dor de media onda, como el mostrado en af
gura 7.34, En este caso, durante los semvicidos po-
sitivos dela tensión de entrada aplicada al primario
el transformador el secundario tiene una tensión
positiva entre sus extremos Por tantoel diodo que
a polarizado directamente, permitiendo la crcula-
ción de corriente hacia la carga figura 7.35.
AAN.
ve
«es i
ve
or t
ms)
al
Ma es BE
en
Durante los semicicos negativos dela tension
de emrada, el secundario entrega una tensión ne-
sativa entre sus extremos. Por tanto, el diodo que-
da polarizado inversamente, impidiendo el paso de
corriente.En otras palabras, el diodo se comporta
como un interruptor cerrado durante los semi.
los positivos y como un interruptor abierto du-
rante los semicicos negativos, figura 7.36. Como
resultado, sobre la carga (RL) se produce un vola-
Je de CC pulsante formado por pulsos inusoida-
los positivos. Debido a que los semiciclos negat-
vos han sido cortados eliminados, sta forma de
señal se denomina una media onda.
E
ke
a
om
Figura 7.36 Gets garden dun eft d meso ndo
co > ghee:
Care fact de les
AA >
Vetaj de CA Y
Er
> CABRA
Votaje de CO
Sone
Figur 7.34, Ces précis de un ected med onto
úíicador de onda completa, figura 7.33, también
pasan los semiciclos negativos, pero con su polar-
dad invertida, quedando asi convertidos en semic-
los posiiwos A continuación examinaremos la for.
ma como estos procesos se leva a cabo,
El rectificador de media onda.
La forma más sencilla de convert corriente aker-
na en corriente continua es wlizando un rectifica-
dor de media onda, como el mostrado en af
gura 7.34, En este caso, durante los semvicidos po-
sitivos dela tensión de entrada aplicada al primario
el transformador el secundario tiene una tensión
positiva entre sus extremos Por tantoel diodo que
a polarizado directamente, permitiendo la crcula-
ción de corriente hacia la carga figura 7.35.
AAN.
ve
«es i
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or t
ms)
al
Ma es BE
en
Durante los semicicos negativos dela tension
de emrada, el secundario entrega una tensión ne-
sativa entre sus extremos. Por tanto, el diodo que-
da polarizado inversamente, impidiendo el paso de
corriente.En otras palabras, el diodo se comporta
como un interruptor cerrado durante los semi.
los positivos y como un interruptor abierto du-
rante los semicicos negativos, figura 7.36. Como
resultado, sobre la carga (RL) se produce un vola-
Je de CC pulsante formado por pulsos inusoida-
los positivos. Debido a que los semiciclos negat-
vos han sido cortados eliminados, sta forma de
señal se denomina una media onda.
E
ke
a
om
Figura 7.36 Gets garden dun eft d meso ndo
co > ghee:
Care fact de les
El voltaje de CC pulsante obtenido a la salida
de un rectlicador de media onda tiene una fre-
cuencia (9 Iguala la dea tensión dela red.es decir
50 0 60 Ha, y una amplitud igual al valor pico (Vp)
de la tensión en el secundario. Si se conecta un
voltmetro de CC entre los extremos de la carga,
el mismo proporcionará una lectura (Vee) igual al
valor medio de la tensión de salida. Para una se-
fal de media onda, este valor está dado por:
vont
318Vp
siendo Vp el valor pico. En la práctica, el vol.
raie real obtenido sobre la carga es ligeramente
inferior a este valor, debido a que sobre el dio-
do se presenta una pequeña caída de voltae, del
orden de 0,7V, en condiciones de polarización
directa, El siguiente ejemplo acarará estos con.
ceptos.El experimento 7.1 los fijará de mar
ra práctica.
Ejemplo 7.1. Unrectikcador de medi onda como
el de la figura 7.37 tiene aplicada una tensión de
entrada de CA de 120V/60 Hz, Si el secundario
entrega una tensión de salia de 15V a una carga
de 1000, cul ser el valor medio de a tensión de
CC medida por el voltímetro!.Asuma que lacada
de tensión en el diodo (VD) es de 0.7V.
Solución. Inicialmente debemos calcula el valor
Pico de la tensión de CA del secundario (Vp2).
Este imo puede calelarse a partir del valor rms
dado (15V) ast
Vp= V2 Vrms = 1,4142 x 15V=21,21V
=D #318
igure 7.37. Rcıfendr de mei end pal jomp 7.1
RICE: y cono tc de ace voice
Por tantoidealmente, el valor medio del volta-
Je de salia medido por el vokimetro es:
vp
Vec(ideal) =P
918 x 21,21V = 6,75 V
En la práctia,a este valor debemos restarle la
¿aida de voltaje sobre el diodo (07V) para obre-
ner el voltaje de salida real Por tanto:
Vec(real) = Vec(ideal) - va
= 6,75V -0,7V = 6,05V
Este úlimo sería el valor finalmente leido en el
volimetre
Ejemplo 7.2. Se desea diseñar un transformador
para un rectficador de media onda que suministre
lA de CC de salida a una carga de 100 partir de
una tensión de red de 220V, 50H. Para ello se se-
lecciona un diodo reetifcador que tiene una caida
de voltaje directa de 0.45V ¿Cuál debe ser el valor
‘nominal dela tensión en el secundario?
Solución. alor medio del voltaje de CC sobre
la carga (VL) es simplemente:
VL=ILxRL=1A x 100 = 10V
Este valor debe ser gualal valor medio ideal de
la tension secundaria recifcada (0318Vp) menos
lacaida de vole en el diodo(Vd=0,45V) Por ant:
0,318Vp =VL +Vd= 10,45V
siendo Vp el valor pico de la tensión de salida
del secundario. Por tanto:
1045V „
1.318 it
y
oe
Vina JB nat
Lo anterior implica que debe wzarse un
\wansformadorreductor de 20V a 23.3V con
una capacidad de correnc superior IA.
e,
de un rectlicador de media onda tiene una fre-
cuencia (9 Iguala la dea tensión dela red.es decir
50 0 60 Ha, y una amplitud igual al valor pico (Vp)
de la tensión en el secundario. Si se conecta un
voltmetro de CC entre los extremos de la carga,
el mismo proporcionará una lectura (Vee) igual al
valor medio de la tensión de salida. Para una se-
fal de media onda, este valor está dado por:
vont
318Vp
siendo Vp el valor pico. En la práctica, el vol.
raie real obtenido sobre la carga es ligeramente
inferior a este valor, debido a que sobre el dio-
do se presenta una pequeña caída de voltae, del
orden de 0,7V, en condiciones de polarización
directa, El siguiente ejemplo acarará estos con.
ceptos.El experimento 7.1 los fijará de mar
ra práctica.
Ejemplo 7.1. Unrectikcador de medi onda como
el de la figura 7.37 tiene aplicada una tensión de
entrada de CA de 120V/60 Hz, Si el secundario
entrega una tensión de salia de 15V a una carga
de 1000, cul ser el valor medio de a tensión de
CC medida por el voltímetro!.Asuma que lacada
de tensión en el diodo (VD) es de 0.7V.
Solución. Inicialmente debemos calcula el valor
Pico de la tensión de CA del secundario (Vp2).
Este imo puede calelarse a partir del valor rms
dado (15V) ast
Vp= V2 Vrms = 1,4142 x 15V=21,21V
=D #318
igure 7.37. Rcıfendr de mei end pal jomp 7.1
RICE: y cono tc de ace voice
Por tantoidealmente, el valor medio del volta-
Je de salia medido por el vokimetro es:
vp
Vec(ideal) =P
918 x 21,21V = 6,75 V
En la práctia,a este valor debemos restarle la
¿aida de voltaje sobre el diodo (07V) para obre-
ner el voltaje de salida real Por tanto:
Vec(real) = Vec(ideal) - va
= 6,75V -0,7V = 6,05V
Este úlimo sería el valor finalmente leido en el
volimetre
Ejemplo 7.2. Se desea diseñar un transformador
para un rectficador de media onda que suministre
lA de CC de salida a una carga de 100 partir de
una tensión de red de 220V, 50H. Para ello se se-
lecciona un diodo reetifcador que tiene una caida
de voltaje directa de 0.45V ¿Cuál debe ser el valor
‘nominal dela tensión en el secundario?
Solución. alor medio del voltaje de CC sobre
la carga (VL) es simplemente:
VL=ILxRL=1A x 100 = 10V
Este valor debe ser gualal valor medio ideal de
la tension secundaria recifcada (0318Vp) menos
lacaida de vole en el diodo(Vd=0,45V) Por ant:
0,318Vp =VL +Vd= 10,45V
siendo Vp el valor pico de la tensión de salida
del secundario. Por tanto:
1045V „
1.318 it
y
oe
Vina JB nat
Lo anterior implica que debe wzarse un
\wansformadorreductor de 20V a 23.3V con
una capacidad de correnc superior IA.
e,
Teoría 4444444444644
Experimento 7.1. Rectificador de media onda
Objetivos
Aprender a identificarlos devanados de un transformador
Medir los voltajes de entrada y salida de un transformador.
Aprender a identificarlos terminales de un diodo rectficador
Aprender a probar diodos recícadores con el mulimetro
Medir el voltaje yla corriente de saida de un recícador de media onda
Observar en un osciloscopio la formas de onda de un recifleador de media onda
Materiales necesarios
1 Cable de potencia monofisico | Resistencia 1.0000, 1/2W
| Transformador de potencia (MSOI o similar) | Mulimetro digital
Primario: 115V 6 220V 1 Osciloscopio de dos canales
Secundario: 9V -0- 9V | Tablero de conexiones sin soldadura (protboard)
Corriente: 200 mA 1 Cautín
| Diode rectieador INA004 Soldadura, alambre de conexiones
Procedimiento.
1. Identifique los terminales de los devanados primario y secundario. En nuestro caso,el primario tiene
dos terminales, identificados con los rétulos OV y | 15V (6 OV y 220). El secundario, por su parte,
tiene tres terminales identificados con los rötulos 9V,0V y 9V.Se erat, por tanto, de un transforma-
dor reductor En este experimento no ulizaremos la derivación central (OV).
2. Los devanados del transformador pueden ser
también probados e identificados midiendo su
>
oh
oe =
Dee am ES
ee. ña
Bear
tro caso obtuvimos R1=795 Q y R2=15 0.
Nota que la resistencia del primario es ma-
yor que la del secundario, por qué?
Figur 7.38. Minds o rend delo dende
3. Una vez identificado el primario, suelde entre sus terminales los extremos del cable de potencia,
figura 7.39, Suede también tres alambres telefónicos de 15 cm, u ota longitud adecuada, a los
terminales del secundario. Estos últimos permitirán conectar el transformador al protoboard.
Experimento 7.1. Rectificador de media onda
Objetivos
Aprender a identificarlos devanados de un transformador
Medir los voltajes de entrada y salida de un transformador.
Aprender a identificarlos terminales de un diodo rectficador
Aprender a probar diodos recícadores con el mulimetro
Medir el voltaje yla corriente de saida de un recícador de media onda
Observar en un osciloscopio la formas de onda de un recifleador de media onda
Materiales necesarios
1 Cable de potencia monofisico | Resistencia 1.0000, 1/2W
| Transformador de potencia (MSOI o similar) | Mulimetro digital
Primario: 115V 6 220V 1 Osciloscopio de dos canales
Secundario: 9V -0- 9V | Tablero de conexiones sin soldadura (protboard)
Corriente: 200 mA 1 Cautín
| Diode rectieador INA004 Soldadura, alambre de conexiones
Procedimiento.
1. Identifique los terminales de los devanados primario y secundario. En nuestro caso,el primario tiene
dos terminales, identificados con los rétulos OV y | 15V (6 OV y 220). El secundario, por su parte,
tiene tres terminales identificados con los rötulos 9V,0V y 9V.Se erat, por tanto, de un transforma-
dor reductor En este experimento no ulizaremos la derivación central (OV).
2. Los devanados del transformador pueden ser
también probados e identificados midiendo su
>
oh
oe =
Dee am ES
ee. ña
Bear
tro caso obtuvimos R1=795 Q y R2=15 0.
Nota que la resistencia del primario es ma-
yor que la del secundario, por qué?
Figur 7.38. Minds o rend delo dende
3. Una vez identificado el primario, suelde entre sus terminales los extremos del cable de potencia,
figura 7.39, Suede también tres alambres telefónicos de 15 cm, u ota longitud adecuada, a los
terminales del secundario. Estos últimos permitirán conectar el transformador al protoboard.
©
ee er rien x à
te monofiisico común de 120V/60Hz 6 220V/ = F a
ÉD Ca edhe chaude mese v = 2
noto de CA sien) ni od era D Ou E o =
delos vols e primario (VI) y del send w 2
Boom mr reos Ens. .
Do mes VIStIO2VYV2" 182. ue D. ee
Por tanto, la relación de transformación es mama ns Pr rs
EE EE re :
ADEE, Tome hora el diodo reccador einige ss terminals figura 7-41, 2
Co muestro caso el cátodo (K) o negatwo es el seminal marcado con la banda. à
RE ere gp
as :
dE pala a seal olan eles A E RE &
See rer
ep Ae:
lets on poc dra (fe erm O Agere at © cep E
plo limi A
de un diodo en polarización directa es siempre inferior a su resis- bir Sind pd y
ee poe i
7. Arme sobre el protoboord el recficador de media onda mostrado enla figura 7.43.Antes de instalar
la resistencia de carga, ida su valor real (RL) con el mulimero configurado como öhmetro. En
‘nuestro caso obtuvimos RL= 980 2
eu
tv
cone
Figure 7.4. Mente dl recat de meda nd e probará
n nacos
mo
THN
8. Configure su mukimetro como voltímetro de CA Mida entonces el valor rms del voltaje de salida del
secundario (V2) con cargafigura 7.44, En nuestro caso obtuvimos V2 = 18,8V. Por unta,elvalor pico
de este voltaje (V2p) esV29=26,59Y Verifique también el valor del voltae de entrada del primario.
LM
Figur TAA, Men dle C e andere co corpo
ICI » cu ac se crec sono
ee er rien x à
te monofiisico común de 120V/60Hz 6 220V/ = F a
ÉD Ca edhe chaude mese v = 2
noto de CA sien) ni od era D Ou E o =
delos vols e primario (VI) y del send w 2
Boom mr reos Ens. .
Do mes VIStIO2VYV2" 182. ue D. ee
Por tanto, la relación de transformación es mama ns Pr rs
EE EE re :
ADEE, Tome hora el diodo reccador einige ss terminals figura 7-41, 2
Co muestro caso el cátodo (K) o negatwo es el seminal marcado con la banda. à
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dE pala a seal olan eles A E RE &
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ep Ae:
lets on poc dra (fe erm O Agere at © cep E
plo limi A
de un diodo en polarización directa es siempre inferior a su resis- bir Sind pd y
ee poe i
7. Arme sobre el protoboord el recficador de media onda mostrado enla figura 7.43.Antes de instalar
la resistencia de carga, ida su valor real (RL) con el mulimero configurado como öhmetro. En
‘nuestro caso obtuvimos RL= 980 2
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Figure 7.4. Mente dl recat de meda nd e probará
n nacos
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THN
8. Configure su mukimetro como voltímetro de CA Mida entonces el valor rms del voltaje de salida del
secundario (V2) con cargafigura 7.44, En nuestro caso obtuvimos V2 = 18,8V. Por unta,elvalor pico
de este voltaje (V2p) esV29=26,59Y Verifique también el valor del voltae de entrada del primario.
LM
Figur TAA, Men dle C e andere co corpo
ICI » cu ac se crec sono
Teoria «444444444444440441 400041400444
9. Configure su multímetro como voltimetro de CC. Mida entonces el valor medio del voltaje sobre la
resistencia de carga (VL), figura 7.45. En nuestro caso obtuvimos VL=8,35V. Este valor concuerda
razonablemente con el esperado teóricamente, ¿por qué?
o
NACo
conte
‘Figura 7.5, Mendo ited oo
10.Confgure su mulimetro como am
perímetro de CC. Mida entonces el
valor medio de la corriente de salida 1201
(1). figura 7.46. En nuestro obtuvi-
‘mos IL=8,51 mA. Este valor concuer-
da razonablemente con el esperado,
teóricamente, ¿por qué? Figure 7.46 Maden la ote de sido
11 Las formas de onda reales del voltaje de salida del secundario (V2) y del votaje sobre la carga (VL)
pueden ser también observadas y comparadas en un osciloscopio. En la figura 7.47 se muestran ls
formas de onda obtenidas. También se indican los principales valores de votje y tiempo de ls
mismas . En este caso, la señal del canal | corresponde a V2 y la del canal 2 a VL Observe que
únicamente se recifcan los semicicis positivos, por qué?
|
ow
|
Vote de CA de era
120V-
60Hz
Figure 7.47. Observado ls format de ond en
Can fe de crée banco » REA:
9. Configure su multímetro como voltimetro de CC. Mida entonces el valor medio del voltaje sobre la
resistencia de carga (VL), figura 7.45. En nuestro caso obtuvimos VL=8,35V. Este valor concuerda
razonablemente con el esperado teóricamente, ¿por qué?
o
NACo
conte
‘Figura 7.5, Mendo ited oo
10.Confgure su mulimetro como am
perímetro de CC. Mida entonces el
valor medio de la corriente de salida 1201
(1). figura 7.46. En nuestro obtuvi-
‘mos IL=8,51 mA. Este valor concuer-
da razonablemente con el esperado,
teóricamente, ¿por qué? Figure 7.46 Maden la ote de sido
11 Las formas de onda reales del voltaje de salida del secundario (V2) y del votaje sobre la carga (VL)
pueden ser también observadas y comparadas en un osciloscopio. En la figura 7.47 se muestran ls
formas de onda obtenidas. También se indican los principales valores de votje y tiempo de ls
mismas . En este caso, la señal del canal | corresponde a V2 y la del canal 2 a VL Observe que
únicamente se recifcan los semicicis positivos, por qué?
|
ow
|
Vote de CA de era
120V-
60Hz
Figure 7.47. Observado ls format de ond en
Can fe de crée banco » REA:
a m or,
ore
Ur
Creo price
El rectificador de onda completa con
transformador de toma intermedia.
Eirecuficador de media onda anterior es muy sen
«llo porque utiliza un mínimo de componentes.
Sin embargo,no es muy efciente,porque solo per.
mite que circule corriente através dela carga du-
rante los semiciclos positivos Una alternativa es
utlzar dos recufiadores de media onda indepen-
dientes, figura 7.48. En este caso, el recticador
superior proporciona corriente ala carga durante
los semiciclos posiiwos dela tensión de entrada y
«el inferior durante los semiciclos negativos, Por
ranto.elcrcuto proporciona rectícación de onda
«completa Desafortunadamente,necesia dos trans-
formadores, lo cual lo hace poco práctico.
» fü
ep) E
m
=
» or
ED E]
‘Figure 7.49 Rcfcodr de nd comple can voor
ame memes Do vrine el mimo ete
RII: » rro foe anne bancs
cra (Y) y sobe as (Y)
Figur 7.48 Raccord ndo complet con des
das de mea cdo
Un refinamiento del circuito anteriores el recu.
ficador de onda completa mostrado en la figura.
7.49, el cual uslza un transformador con una de-
ración intermedia en el devarado secundario. Esta
última esla tera linea común de referencia de
los volajs de entrada y salda del recicador fgu-
ra 7.496. Debido a este modo de conexiön, el ir-
ult es equivalent a dos recticadores de media
‘onda, exéepto que uz un solo transformador
En la figura 7.50 se muestran las formas de
‘onda de los voltajes producidos en el circuito To-
des ellos están referidos a tierra, Desde este pun-
ode vistas tensiones producidas en el secunda-
rio (V2a yV2b) son idénticas, pero están desfsa-
das en 180”. Durante los semiciios positivos dela
SS
7
ore
Ur
Creo price
El rectificador de onda completa con
transformador de toma intermedia.
Eirecuficador de media onda anterior es muy sen
«llo porque utiliza un mínimo de componentes.
Sin embargo,no es muy efciente,porque solo per.
mite que circule corriente através dela carga du-
rante los semiciclos positivos Una alternativa es
utlzar dos recufiadores de media onda indepen-
dientes, figura 7.48. En este caso, el recticador
superior proporciona corriente ala carga durante
los semiciclos posiiwos dela tensión de entrada y
«el inferior durante los semiciclos negativos, Por
ranto.elcrcuto proporciona rectícación de onda
«completa Desafortunadamente,necesia dos trans-
formadores, lo cual lo hace poco práctico.
» fü
ep) E
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» or
ED E]
‘Figure 7.49 Rcfcodr de nd comple can voor
ame memes Do vrine el mimo ete
RII: » rro foe anne bancs
cra (Y) y sobe as (Y)
Figur 7.48 Raccord ndo complet con des
das de mea cdo
Un refinamiento del circuito anteriores el recu.
ficador de onda completa mostrado en la figura.
7.49, el cual uslza un transformador con una de-
ración intermedia en el devarado secundario. Esta
última esla tera linea común de referencia de
los volajs de entrada y salda del recicador fgu-
ra 7.496. Debido a este modo de conexiön, el ir-
ult es equivalent a dos recticadores de media
‘onda, exéepto que uz un solo transformador
En la figura 7.50 se muestran las formas de
‘onda de los voltajes producidos en el circuito To-
des ellos están referidos a tierra, Desde este pun-
ode vistas tensiones producidas en el secunda-
rio (V2a yV2b) son idénticas, pero están desfsa-
das en 180”. Durante los semiciios positivos dela
SS
7
Teoría 44444444
‘tension de entrada,V2a es positiva yV2b es negat=
va. Por tanto, conduce el diodo DI. Durante los
semiciclos negativos V2a es negativa yV2b es post.
a. Portanto,conduce el diodo D2.De este modo
la carga recibe corriente unidireccional durante
ambos semicicos.
El voltaje de CC pulsate, obtenido a a salida del
rectieador de onda completa anterior (VL), eno
una frecuencia () igual al doble dela tensión de la
rod. es decir 100H 6 120H2,y una amplitud igual al
valor pico (Vp) de la tensión en el secundario. Si se
conecta un volimetro de CC entre los extremos de
la carga el mismo proporcionará una lectura (Vcc)
iguala valor medio dela tensión e aida. Para una
señal de onda completa est valor está dado por:
2vp
Veo = “UP = o,636vp
siendo Vp el valor pico deV2a oV2b.En la prâc-
tica, el voltaje ral obtenido sobre la carga es lige-
ramente inferior a este valor debido ala caida de
voltaje en cada diodo, El experimento 7.2 fra
de manera práctica estos conceptos,
Experimento 7.2. Rectificador de onda completa con transformador
de toma intermedia
Objetivos
+ Medir el voltaje y la corriente de salida de un recficador de onda completa
+ Observar en un osciloscopio hs formas de onda de un rectficador de onda completa
Materiales necesarios
Los mismos del experimento 7.1, más un diodo IN4004 (D2)
Procedimiento
1. Repita los pasos | hasta 6 del Experimento 7.1, sino lo ha hecho. En caso contrario, continúe con
«el siguente paso.Se supone que el transformador ya ha sido probado y está provisto de su respect
vo cable de potencia, de los alambres de conexión del secundario.
2. Arme sobre el protoboar el rectficador de media onda mostrado enla figura 7.51.Antes de insalar
la resistencia de carga, ida su valor real (RL). En nuestro caso obtuvimos RL=9800..
(Er
ie = eins ius}
nev!
Al mv El AL
10
60Hz 1/2
= en
Piura 7.51 Diorama event del experiment 7.2
ate fc de cine bac + BICIS
‘tension de entrada,V2a es positiva yV2b es negat=
va. Por tanto, conduce el diodo DI. Durante los
semiciclos negativos V2a es negativa yV2b es post.
a. Portanto,conduce el diodo D2.De este modo
la carga recibe corriente unidireccional durante
ambos semicicos.
El voltaje de CC pulsate, obtenido a a salida del
rectieador de onda completa anterior (VL), eno
una frecuencia () igual al doble dela tensión de la
rod. es decir 100H 6 120H2,y una amplitud igual al
valor pico (Vp) de la tensión en el secundario. Si se
conecta un volimetro de CC entre los extremos de
la carga el mismo proporcionará una lectura (Vcc)
iguala valor medio dela tensión e aida. Para una
señal de onda completa est valor está dado por:
2vp
Veo = “UP = o,636vp
siendo Vp el valor pico deV2a oV2b.En la prâc-
tica, el voltaje ral obtenido sobre la carga es lige-
ramente inferior a este valor debido ala caida de
voltaje en cada diodo, El experimento 7.2 fra
de manera práctica estos conceptos,
Experimento 7.2. Rectificador de onda completa con transformador
de toma intermedia
Objetivos
+ Medir el voltaje y la corriente de salida de un recficador de onda completa
+ Observar en un osciloscopio hs formas de onda de un rectficador de onda completa
Materiales necesarios
Los mismos del experimento 7.1, más un diodo IN4004 (D2)
Procedimiento
1. Repita los pasos | hasta 6 del Experimento 7.1, sino lo ha hecho. En caso contrario, continúe con
«el siguente paso.Se supone que el transformador ya ha sido probado y está provisto de su respect
vo cable de potencia, de los alambres de conexión del secundario.
2. Arme sobre el protoboar el rectficador de media onda mostrado enla figura 7.51.Antes de insalar
la resistencia de carga, ida su valor real (RL). En nuestro caso obtuvimos RL=9800..
(Er
ie = eins ius}
nev!
Al mv El AL
10
60Hz 1/2
= en
Piura 7.51 Diorama event del experiment 7.2
ate fc de cine bac + BICIS
Fur 7.52 Mein de vo de CA e sendero con
4. Mida el valor medio del voltaje de CC sobre la
resistencia de carga (VL),figura 7.53. En nues.
tro caso obtuvimos VL=8, SV. Ete valor con-
cuerda razonablemente con el esperado teöri-
camente. Por qué?
vaso!
2
i
5. Las formas de onda reales del voltaje de salida
del secundario (V2a y V2b)asi como del voltaje
sobre a carga (VL) pueden ser también obser
vadas y comparadas en un oslloscopio En la
figura 7.54 se muestran las formas de onda
“obtenidas. También se indican los principales
valores de voltaje y tiempo de as mismas.
3. Mida el valor rms del voltaje de CA de saida
de cada secundario (V2a y V2b), figura 7.52.
En nuestro caso obtuvimos V2a=V2b=9,3V.
Portanto.el valor pico de este votae (V2p) es
V2p=13,15V.
Pr»
4. Mida el valor medio del voltaje de CC sobre la
resistencia de carga (VL),figura 7.53. En nues.
tro caso obtuvimos VL=8, SV. Ete valor con-
cuerda razonablemente con el esperado teöri-
camente. Por qué?
vaso!
2
i
5. Las formas de onda reales del voltaje de salida
del secundario (V2a y V2b)asi como del voltaje
sobre a carga (VL) pueden ser también obser
vadas y comparadas en un oslloscopio En la
figura 7.54 se muestran las formas de onda
“obtenidas. También se indican los principales
valores de voltaje y tiempo de as mismas.
3. Mida el valor rms del voltaje de CA de saida
de cada secundario (V2a y V2b), figura 7.52.
En nuestro caso obtuvimos V2a=V2b=9,3V.
Portanto.el valor pico de este votae (V2p) es
V2p=13,15V.
Pr»
Teoria 444444
n
0)
‘Figure 7.5. Racer cod competa on pene de dde Dos ess dl
mm esquema Tas musta el spec co de pene de dos
Capo en un lo mii
Rectificador de onda completa tipo
puente
£ rectfcador de onda completa con transformador
de toma intermedia elimina algunas de las desveta-
js inherentes de los recicadores de media onda.
pero solo aprovecha a mita del cesión disponible
en el secundario. El recfcador de onda con
mostrado ena figura 7.55,el cual ua cuatro do-
dos en lugar de dos y no requiere de una dertación
‘central en el transformador, supera esta difeukad,
permitiendo obtener una tensión de salda en CC de
la misma ampltud que la tensión de entrada de CA.
Enla figura 7.56 se muestran as formas de onda
que describen la operación del circuit. Su funciona-
miento puede comprenderse mejor con la ayuda de
los circulos equivalentes de la figura 7.57. En este
‘solos diodos D2 y D3 conducen durante los se-
micilos posivos dela tensión de entrada mientras
que os diodos DI y D4 lo hacen durante los semic-
clos negativos El resultado es una señal de salda de
(CC de onda completa sobre la resistencia de carga.
‘Como puede verse, la forma de onda de la
tensión sobre la carga es idéntica ala obtenida.
en
Add
con el rectificador de onda
‘completa de toma intermedia
Por tanto, su frecuencia es el
doble de la frecuencia de la
red (100Hz © 120H2) y su
valor medio, es decir el me-
dido con un voltimetro de
CC, está dado por:
Veen 2
0,636Vp
siendo Vp el valor pico de
La tensión de CA de salida del
secundario. En la práctica, el
valor obtenido es ligeramen-
e menor, debido a ls caídas
que se presentan en los dos.
lodos que entran en conduc-
ción durante cada semicilo,
Por tanto, la tensión obte-
‘ida mediante la fórmula anterior deben descon-
tarse alrededor de 1.4V para obtener la tensión
de salida real. EI siguiente ejemplo aclarará es-
tos conceptos. El experimento 7.3 los firs de
manera práctica
m
BE
ve
— t
;
t
er
gure 1.54 Foes de oda dl cn de end compo
pe pue
à ras de ie de nado
Beate de eae de sade
n
0)
‘Figure 7.5. Racer cod competa on pene de dde Dos ess dl
mm esquema Tas musta el spec co de pene de dos
Capo en un lo mii
Rectificador de onda completa tipo
puente
£ rectfcador de onda completa con transformador
de toma intermedia elimina algunas de las desveta-
js inherentes de los recicadores de media onda.
pero solo aprovecha a mita del cesión disponible
en el secundario. El recfcador de onda con
mostrado ena figura 7.55,el cual ua cuatro do-
dos en lugar de dos y no requiere de una dertación
‘central en el transformador, supera esta difeukad,
permitiendo obtener una tensión de salda en CC de
la misma ampltud que la tensión de entrada de CA.
Enla figura 7.56 se muestran as formas de onda
que describen la operación del circuit. Su funciona-
miento puede comprenderse mejor con la ayuda de
los circulos equivalentes de la figura 7.57. En este
‘solos diodos D2 y D3 conducen durante los se-
micilos posivos dela tensión de entrada mientras
que os diodos DI y D4 lo hacen durante los semic-
clos negativos El resultado es una señal de salda de
(CC de onda completa sobre la resistencia de carga.
‘Como puede verse, la forma de onda de la
tensión sobre la carga es idéntica ala obtenida.
en
Add
con el rectificador de onda
‘completa de toma intermedia
Por tanto, su frecuencia es el
doble de la frecuencia de la
red (100Hz © 120H2) y su
valor medio, es decir el me-
dido con un voltimetro de
CC, está dado por:
Veen 2
0,636Vp
siendo Vp el valor pico de
La tensión de CA de salida del
secundario. En la práctica, el
valor obtenido es ligeramen-
e menor, debido a ls caídas
que se presentan en los dos.
lodos que entran en conduc-
ción durante cada semicilo,
Por tanto, la tensión obte-
‘ida mediante la fórmula anterior deben descon-
tarse alrededor de 1.4V para obtener la tensión
de salida real. EI siguiente ejemplo aclarará es-
tos conceptos. El experimento 7.3 los firs de
manera práctica
m
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lie de naa -l
œ
Vo de sas
Figura 7.57, Greats equates de un reed de nd camp con pre de Sods drone lot seme pat () y
mas (0)
Ejemplo 7.3. Suponga que en el circuito de la f-
aura 7 55b a tension de CA de entrada e de 220V/
SOHz Sie transformador 1 dene una reaciôn de
espias de 20 à | (201) y no se tienen en cuenta
las caidas de voltaje en ls diodos del puente rec.
ífcador ¿cuál será el valor del voltaje de CC me-
ido enla carga?
Soluciôn.Inicamente caleulamos los valores rms.
1 pco requeridos para el voltaje de salda del se-
cundario (V2)
220
2 = HV (ems)
1,4142x11 = 15,6V
Portanto ignorando ls caidas de voluje en os
diodos, el valor medio del voltaje de salida es:
Vee = 2VII = 0,636 x 15,6 = 9,90V
Éste sería, idealmente, el valor medido en
un voltimetro de CC.Asumiendo una caída to-
val de 1.4V en los diodos del puente rectfica-
or, el valor real medido sería del orden de
9.90V 1AV = 85V
BRIAR: » cons cu de cine voice
Puentes rectificadores integrados
La retfacin de onda completa medante un puente
de diodos es ura des técnicas de comensión de CA a
(CC más ukzadas en el diseño de fuentes dealmenta-
(Sen deo prinalmentea queno require un rans-
formador con dervacén central y proporcioa un vol.
ae de sl con un valor máximo igual alr pico de
entrada Aunque ls puentes retfadores pueden ser
construidos con diodos discretos (nical) una
práctica muy común es el empleo de puentes recia
dores integrados os cuales incorporan los cuero do-
ds de un cu puente, con sus respectivas conexdo-
es en ura misma cápsl, fgura 7.58
œ
Vo de sas
Figura 7.57, Greats equates de un reed de nd camp con pre de Sods drone lot seme pat () y
mas (0)
Ejemplo 7.3. Suponga que en el circuito de la f-
aura 7 55b a tension de CA de entrada e de 220V/
SOHz Sie transformador 1 dene una reaciôn de
espias de 20 à | (201) y no se tienen en cuenta
las caidas de voltaje en ls diodos del puente rec.
ífcador ¿cuál será el valor del voltaje de CC me-
ido enla carga?
Soluciôn.Inicamente caleulamos los valores rms.
1 pco requeridos para el voltaje de salda del se-
cundario (V2)
220
2 = HV (ems)
1,4142x11 = 15,6V
Portanto ignorando ls caidas de voluje en os
diodos, el valor medio del voltaje de salida es:
Vee = 2VII = 0,636 x 15,6 = 9,90V
Éste sería, idealmente, el valor medido en
un voltimetro de CC.Asumiendo una caída to-
val de 1.4V en los diodos del puente rectfica-
or, el valor real medido sería del orden de
9.90V 1AV = 85V
BRIAR: » cons cu de cine voice
Puentes rectificadores integrados
La retfacin de onda completa medante un puente
de diodos es ura des técnicas de comensión de CA a
(CC más ukzadas en el diseño de fuentes dealmenta-
(Sen deo prinalmentea queno require un rans-
formador con dervacén central y proporcioa un vol.
ae de sl con un valor máximo igual alr pico de
entrada Aunque ls puentes retfadores pueden ser
construidos con diodos discretos (nical) una
práctica muy común es el empleo de puentes recia
dores integrados os cuales incorporan los cuero do-
ds de un cu puente, con sus respectivas conexdo-
es en ura misma cápsl, fgura 7.58
Teoria
PPPPPPEPPEE
Los puentes rectifcadoresintgrados se ofre-
en en una gran variedad de presentaciones yal
igual que los diodos rectiicadores, se especif-
‘ean por su máxima corriente y tensión de tra-
bajo. El puente rectficador WO4M, por ejemplo,
se especifica para una corriente de 1,5A y un
voltaje de 400V. Esto significa que cada uno de
sus diodos internos puede conducir hasta 1.58
de corriente promedio hacia la carga y soportar
hasta 400V de voltaje pico en condiciones de
polarización inversa.
Filtros para rectificadores
El voltaje de CC pulsante proporcionado por un
rectíficador aunque mantiene una polaridad úni-
‘a,no es adecuado para alimentar circuitos elec-
erénicos. Esto se debe a que su valor no se man-
‘ene constante, sino que varía periódicamente
‘entre cero y el valor máximo de la onda seno de
‘entrada, Para suavizar este voltae y convertirlo
‘en un voltaje de CC uniforme, similar al de una
batería, debe utlizarse un filtro. Este último es
generalmente un condensador electrolítico de
muy alta capacidad, Los condensadores se exa-
minan en detalle en la sección Componentes
de este curso.
a Dodo en condo
(Greta durar
‘igo somo
nov,
one
i TH
a. à
Figura 7.39. Ref de made ndo o fo end
vo
o R
Faves ends
A+
vw pes men
ns
Enla figura 7.59 se muestra como ejemplo un
rectfcador de meda onda con fro de conden-
sador En la figura 7.60 se observa la forma de
‘onda del voltaje de salida obtenido. El funciona-
miento del ircuto puede comprenderse fícimente
con ayuda de los circuitos equhalentes dela figu-
ra7.61.Duranto el primer cuarto de ico (to-1),
Figure 71 Creator eones dl ccoo de me nd a ft La coa sempre et ebene corne procede e
tama (o) o a cndentder ef) dd D pemonece Bogue eu 11 y pu gue?
en
arse fact de arène nice + ACHTE
PPPPPPEPPEE
Los puentes rectifcadoresintgrados se ofre-
en en una gran variedad de presentaciones yal
igual que los diodos rectiicadores, se especif-
‘ean por su máxima corriente y tensión de tra-
bajo. El puente rectficador WO4M, por ejemplo,
se especifica para una corriente de 1,5A y un
voltaje de 400V. Esto significa que cada uno de
sus diodos internos puede conducir hasta 1.58
de corriente promedio hacia la carga y soportar
hasta 400V de voltaje pico en condiciones de
polarización inversa.
Filtros para rectificadores
El voltaje de CC pulsante proporcionado por un
rectíficador aunque mantiene una polaridad úni-
‘a,no es adecuado para alimentar circuitos elec-
erénicos. Esto se debe a que su valor no se man-
‘ene constante, sino que varía periódicamente
‘entre cero y el valor máximo de la onda seno de
‘entrada, Para suavizar este voltae y convertirlo
‘en un voltaje de CC uniforme, similar al de una
batería, debe utlizarse un filtro. Este último es
generalmente un condensador electrolítico de
muy alta capacidad, Los condensadores se exa-
minan en detalle en la sección Componentes
de este curso.
a Dodo en condo
(Greta durar
‘igo somo
nov,
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Figura 7.39. Ref de made ndo o fo end
vo
o R
Faves ends
A+
vw pes men
ns
Enla figura 7.59 se muestra como ejemplo un
rectfcador de meda onda con fro de conden-
sador En la figura 7.60 se observa la forma de
‘onda del voltaje de salida obtenido. El funciona-
miento del ircuto puede comprenderse fícimente
con ayuda de los circuitos equhalentes dela figu-
ra7.61.Duranto el primer cuarto de ico (to-1),
Figure 71 Creator eones dl ccoo de me nd a ft La coa sempre et ebene corne procede e
tama (o) o a cndentder ef) dd D pemonece Bogue eu 11 y pu gue?
en
arse fact de arène nice + ACHTE
l diodo DI conduce,permitiendo que el conden-
sador C se cargue al valor pico (Vp) de la tensión
rectifcada, Durante el resto del ciclo (¢1-3)eldio-
‘do D1 queda polarizado inversamente y por tanto
deja de conducir permitiendo que el condensador
se descargue lentamente a través de la carga, ac-
‘tuando como una fuente temporal de voltaje.
‘A medida que el condensador se descarga, ds-
minuye progresivamente el voltaje entre sus ter.
‘minals. Cuando la tensión de entrada alcanza nue-
vamente el alor pico poskivo, el diodo conduce
brevemente y recarga el condensador El proceso
se repite indefinidamente, Como resultado. la ten-
sión en la carga es una tensión de CC eas idea,
‘excepto por una pequeña variación periódica de
amplitud ocasionada por la carga y la descarga del
condensador. Esta variación se denomina rizado
(ppl) y tiene la misma frecuencia del voltaje rec-
fiado. Su amplitud pico pico (Vrpp) está dada,
en forma aproximada, por la siguiente fórmula:
siendo IL l corriente de la carga (A). fa fre.
cuencia de la señal de rizado (Hz) y Cla capacidad
del condensador de filtro (F).La frecuencia de ri-
zado (9 es igual la frecuencia del voltaje CA de
entrada para el caso de un recificador de media
onda y el doble de este valor para el caso de uno
de onda completa. De este modo, si a frecuencia
de entrada es de SOM, elrizado puede ser de SOHz
de 100 Hz, dependido del esquema de recífica-
«ción empleado, En general, entre más ata sea la
frecuencia de rizado, más fácil esla operación de
filtrado.
Observe que,siel circuito de la figura 7.59 no
tiene conectada una carga. el valor de la corriente
de carga (IL) es OA y, por tanto, la amplitud del
rizado (Vrpp) es OV Bajo estas condiciones el vol.
raie de salida es constante e igual a valor pico de
la tensión de entrada (VL=V2p). Note también que
cuando el diodo no conduce, el voltae entre sus
terminales puede llegar a ser igual al doble del va-
ICT: » coo pc de crime voice
lor pico de entrada por qué? Este dato es muy
importante para el diseño de este tipo de circuitos.
En la práctica, debe buscarse que la amplitud
del rizado (Vrpp) sea lo más pequeña posible ya
que este voltaje alterno puede manifestarse como
un ruido en los amplifeadores de audio,por ejem-
plo. Para ell, el valor del condensador de filtro
(C) debe ser escogido de tal modo que el pro-
ducto RLxC, lamado la constante de tiempo
el circuito, sea mucho mayor que el período de
la señal de entrada (T=1/N por lo menos diez
veces. De este modo se garantiza que el conden-
sador solo pierda una pequeña parte de su carga
almacenada durante el tiempo en que el diodo
DI permanece cortado.El siguiente ejemplo ach-
rar estos conceptos.
Ejemplo. En un rectifeador de media onda, con
filtro como el de a figura 7.59. el voltaje de CA d
entrada (V2) tiene un valor pico de 10V y una fre-
cuencia de 50 Hz. Si el circuito almenta una carga
de 200, ¿cuál debe ser el valor mínimo del con-
densador de flo C para que la tensión de rizado
está por debajo de 0.5Vpp? Asuma que lacada de
voltaje sobre el diodo, en condiciones de polarza-
ción directa, es ceo.
Solución. Inicialmente calculamos la corriente
de la carga (IL). Puesto que RL=200 y VL-10V
(aproximadamente igual al valor pico de la ten
sión de CA de entrada), entonces:
no diosa
¡Conociendo la corriente de carga (IL= 0,5A).
el valor pico pico del voltaje de rizado (Vipp=0.5V)
yla frecuencia de ste limo (f= 50H), podemos
entonces calcula el valor minimo del condensa-
dor de fro (C) as:
Sir no e Kate
IE CET
F = 20mF = 20.0004F
cu
>>
sador C se cargue al valor pico (Vp) de la tensión
rectifcada, Durante el resto del ciclo (¢1-3)eldio-
‘do D1 queda polarizado inversamente y por tanto
deja de conducir permitiendo que el condensador
se descargue lentamente a través de la carga, ac-
‘tuando como una fuente temporal de voltaje.
‘A medida que el condensador se descarga, ds-
minuye progresivamente el voltaje entre sus ter.
‘minals. Cuando la tensión de entrada alcanza nue-
vamente el alor pico poskivo, el diodo conduce
brevemente y recarga el condensador El proceso
se repite indefinidamente, Como resultado. la ten-
sión en la carga es una tensión de CC eas idea,
‘excepto por una pequeña variación periódica de
amplitud ocasionada por la carga y la descarga del
condensador. Esta variación se denomina rizado
(ppl) y tiene la misma frecuencia del voltaje rec-
fiado. Su amplitud pico pico (Vrpp) está dada,
en forma aproximada, por la siguiente fórmula:
siendo IL l corriente de la carga (A). fa fre.
cuencia de la señal de rizado (Hz) y Cla capacidad
del condensador de filtro (F).La frecuencia de ri-
zado (9 es igual la frecuencia del voltaje CA de
entrada para el caso de un recificador de media
onda y el doble de este valor para el caso de uno
de onda completa. De este modo, si a frecuencia
de entrada es de SOM, elrizado puede ser de SOHz
de 100 Hz, dependido del esquema de recífica-
«ción empleado, En general, entre más ata sea la
frecuencia de rizado, más fácil esla operación de
filtrado.
Observe que,siel circuito de la figura 7.59 no
tiene conectada una carga. el valor de la corriente
de carga (IL) es OA y, por tanto, la amplitud del
rizado (Vrpp) es OV Bajo estas condiciones el vol.
raie de salida es constante e igual a valor pico de
la tensión de entrada (VL=V2p). Note también que
cuando el diodo no conduce, el voltae entre sus
terminales puede llegar a ser igual al doble del va-
ICT: » coo pc de crime voice
lor pico de entrada por qué? Este dato es muy
importante para el diseño de este tipo de circuitos.
En la práctica, debe buscarse que la amplitud
del rizado (Vrpp) sea lo más pequeña posible ya
que este voltaje alterno puede manifestarse como
un ruido en los amplifeadores de audio,por ejem-
plo. Para ell, el valor del condensador de filtro
(C) debe ser escogido de tal modo que el pro-
ducto RLxC, lamado la constante de tiempo
el circuito, sea mucho mayor que el período de
la señal de entrada (T=1/N por lo menos diez
veces. De este modo se garantiza que el conden-
sador solo pierda una pequeña parte de su carga
almacenada durante el tiempo en que el diodo
DI permanece cortado.El siguiente ejemplo ach-
rar estos conceptos.
Ejemplo. En un rectifeador de media onda, con
filtro como el de a figura 7.59. el voltaje de CA d
entrada (V2) tiene un valor pico de 10V y una fre-
cuencia de 50 Hz. Si el circuito almenta una carga
de 200, ¿cuál debe ser el valor mínimo del con-
densador de flo C para que la tensión de rizado
está por debajo de 0.5Vpp? Asuma que lacada de
voltaje sobre el diodo, en condiciones de polarza-
ción directa, es ceo.
Solución. Inicialmente calculamos la corriente
de la carga (IL). Puesto que RL=200 y VL-10V
(aproximadamente igual al valor pico de la ten
sión de CA de entrada), entonces:
no diosa
¡Conociendo la corriente de carga (IL= 0,5A).
el valor pico pico del voltaje de rizado (Vipp=0.5V)
yla frecuencia de ste limo (f= 50H), podemos
entonces calcula el valor minimo del condensa-
dor de fro (C) as:
Sir no e Kate
IE CET
F = 20mF = 20.0004F
cu
>>
Teoria 44444444444
Figure 7.6. Recife de onda completo co fe de condenado
Por tanto, se requiere como mínimo un con-
‘ensador de ftro de 20.0004f Este último puede
ser obtenido,por ejemplo, conectando en paralelo
2 condensadores electroltios de 10.000 UF 6 de
3.3004, 10 de 2.200) exc
Puesto que el valor máximo de la tensión
de salida es de 10¥, el voltaje nominal de este
condensador puede ser de 16V o mis. Obser-
ve que el producto RL x € (400 ms) es mucho
mayor que el período del voltaje de entrada
(0ms).
Rectificador de onda completa
con filtro
En un recfiador de media onda el condensador
de firo se recarga solamente una vez durante cada
clo del votje de entrada. Por tanto, debe sumi-
istrar corriete ala carga durante la mayor parte
del tiempo. Esto obliga a utiizar condensadores de
gran capacidad para minimiza el ado y sostener
la corriente de la carga.
Un mejor resultado se obvene usando un
rectiador de onda completa igura 7.62.En este
so el condensado s recarga dos veces por se-
mei Io cul implica que su tiempo de descarga
se reduce ala mitad. Como resultado, disminuye el
izado y el voaj de salda se mantiene cas ons.
‘ante, muy próximo al valor pico.
‘Observe que los diodos D3 y D2 condu-
en durante los semiciclos positivos del vol-
tale de entrada (V2), mientras que los dio-
dos Di y D4 lo hacen durante los semici-
clos negativos.
m
En cada caso,a través de los diodos circula la
mitad de la corriente de carga, ya que la otra
mitad es suministrada por el condensador de fi
tro.En la figura 7.63 se observa la forma de onda
del voltaje de salida de CC de este circulo, La
amplitud del rizado se calcula dela misma forma
que para el rectifcador de media onda, excepto
que ahora la frecuencia dela ondulación ( es el
doble de la frecuencia de entrada. El siguiente
experimento aclaará estos conceptos
“
+
«4 et
Vo de aia con ro
Figur 7.3. Fo de nd el ae de aida de
(med de oda cat con fe condenado
Co foi de ecrönce bie » ICA.
Figure 7.6. Recife de onda completo co fe de condenado
Por tanto, se requiere como mínimo un con-
‘ensador de ftro de 20.0004f Este último puede
ser obtenido,por ejemplo, conectando en paralelo
2 condensadores electroltios de 10.000 UF 6 de
3.3004, 10 de 2.200) exc
Puesto que el valor máximo de la tensión
de salida es de 10¥, el voltaje nominal de este
condensador puede ser de 16V o mis. Obser-
ve que el producto RL x € (400 ms) es mucho
mayor que el período del voltaje de entrada
(0ms).
Rectificador de onda completa
con filtro
En un recfiador de media onda el condensador
de firo se recarga solamente una vez durante cada
clo del votje de entrada. Por tanto, debe sumi-
istrar corriete ala carga durante la mayor parte
del tiempo. Esto obliga a utiizar condensadores de
gran capacidad para minimiza el ado y sostener
la corriente de la carga.
Un mejor resultado se obvene usando un
rectiador de onda completa igura 7.62.En este
so el condensado s recarga dos veces por se-
mei Io cul implica que su tiempo de descarga
se reduce ala mitad. Como resultado, disminuye el
izado y el voaj de salda se mantiene cas ons.
‘ante, muy próximo al valor pico.
‘Observe que los diodos D3 y D2 condu-
en durante los semiciclos positivos del vol-
tale de entrada (V2), mientras que los dio-
dos Di y D4 lo hacen durante los semici-
clos negativos.
m
En cada caso,a través de los diodos circula la
mitad de la corriente de carga, ya que la otra
mitad es suministrada por el condensador de fi
tro.En la figura 7.63 se observa la forma de onda
del voltaje de salida de CC de este circulo, La
amplitud del rizado se calcula dela misma forma
que para el rectifcador de media onda, excepto
que ahora la frecuencia dela ondulación ( es el
doble de la frecuencia de entrada. El siguiente
experimento aclaará estos conceptos
“
+
«4 et
Vo de aia con ro
Figur 7.3. Fo de nd el ae de aida de
(med de oda cat con fe condenado
Co foi de ecrönce bie » ICA.
Experimento 7.3, Rectificador de onda completa tipo puente con
filtro de condensador
Objetivos.
+ Comparar cuantitativamente el funcionamiento de un rectifleador de onda completa con y in filtro
de salida.
+ Observar en un osciloscopio ls formas de onda del voltaje de salida de un rectiicador de onda
completa con y sin fro
+ Medi la amplitud del voltae de rizado de un recticador de onda completa para distntos valores del
condensador de filtro
Materiales necesarios
Los mismos del experimento 7.1 junto con los siguientes Hlementos adicionales:
+ 1 Puente rectifcador de 1A/400V (WO4M o equivalente) (BR)
+ 1 Resistencia de 470.2, 1/2W (RL2)
+ 1 Resistencia de 1000, 2W (RL3)
+ 1 Condensador elecroliico de 33004F/35V (CFI)
+ 1 Condensador electrolítico de 1.00OUF/35V (CF2)
+ 1 Condensador electrolítico de 220uF/35V (CF3)
Procedimiento
1. Repita los pasos 1 hasta 4 del experimento 7.1. i todavía no lo ha hecho, para probar el transor-
mador y proveerlo de sus respectivos cables de conexión. En caso contrario, continúe con el siguien-
repaso.
2. Tome el puente recticador e identique sus terminals, figura 7.64. Observe que los terminales de
entrada de CA están ambos marcados con el símbolo «=», mientras que los terminales de salida de
‘CC están marcados con los símbolos «+» (postive) y «> (negativo).
filtro de condensador
Objetivos.
+ Comparar cuantitativamente el funcionamiento de un rectifleador de onda completa con y in filtro
de salida.
+ Observar en un osciloscopio ls formas de onda del voltaje de salida de un rectiicador de onda
completa con y sin fro
+ Medi la amplitud del voltae de rizado de un recticador de onda completa para distntos valores del
condensador de filtro
Materiales necesarios
Los mismos del experimento 7.1 junto con los siguientes Hlementos adicionales:
+ 1 Puente rectifcador de 1A/400V (WO4M o equivalente) (BR)
+ 1 Resistencia de 470.2, 1/2W (RL2)
+ 1 Resistencia de 1000, 2W (RL3)
+ 1 Condensador elecroliico de 33004F/35V (CFI)
+ 1 Condensador electrolítico de 1.00OUF/35V (CF2)
+ 1 Condensador electrolítico de 220uF/35V (CF3)
Procedimiento
1. Repita los pasos 1 hasta 4 del experimento 7.1. i todavía no lo ha hecho, para probar el transor-
mador y proveerlo de sus respectivos cables de conexión. En caso contrario, continúe con el siguien-
repaso.
2. Tome el puente recticador e identique sus terminals, figura 7.64. Observe que los terminales de
entrada de CA están ambos marcados con el símbolo «=», mientras que los terminales de salida de
‘CC están marcados con los símbolos «+» (postive) y «> (negativo).
Teoria se440444444444440040004
3. Pruebe el puente rectieador Para ello, configure su mul
metro como öhmetro o como probador de diodos} fec.
‘the todas algunas de la mediciones de resistencia indi-
¡adas en a figura 7.65. Observe que debe obtenerse una
lectura de alt resistencia entre los terminales de CA, in
importar la polaridad delas puntas de prueba, así como
entre ls terminales de CC o entre cualquier terminal de
{CC y cualquiera de CA con apunta de prueba posa en
a, o la negativa en «>. Bajo cualquier ora condición,
debe obtenerse una lecura de baja resistencia. Podría es
usted explicar por qué se obtienen estas lecturas? a een
Or OF
ac eb reste
4. Arme sobre el protboord el circuito mostrado en la figura 7.66. Antes de intalar la resistencia de
carga (RL2), mida su valor real con el multímetro Si este último dispone de un capacimerro, mida
“también el valor real del condensador de fitro (CF2).En nuestro caso, obtuvimos RL2 = 46502
5. Mid el valor rms de vkaje de CA entregado
por el secundario del transformador (Vi), que es
{mismo vkaje de entrada del puente recta:
don figura 7.67, Call el aor pico del mi:
mo (Vip). En nuestro caso obtuvimos Vi = 9,49V
(rs) Por ano ip =|2M= 1342V
on
3. Pruebe el puente rectieador Para ello, configure su mul
metro como öhmetro o como probador de diodos} fec.
‘the todas algunas de la mediciones de resistencia indi-
¡adas en a figura 7.65. Observe que debe obtenerse una
lectura de alt resistencia entre los terminales de CA, in
importar la polaridad delas puntas de prueba, así como
entre ls terminales de CC o entre cualquier terminal de
{CC y cualquiera de CA con apunta de prueba posa en
a, o la negativa en «>. Bajo cualquier ora condición,
debe obtenerse una lecura de baja resistencia. Podría es
usted explicar por qué se obtienen estas lecturas? a een
Or OF
ac eb reste
4. Arme sobre el protboord el circuito mostrado en la figura 7.66. Antes de intalar la resistencia de
carga (RL2), mida su valor real con el multímetro Si este último dispone de un capacimerro, mida
“también el valor real del condensador de fitro (CF2).En nuestro caso, obtuvimos RL2 = 46502
5. Mid el valor rms de vkaje de CA entregado
por el secundario del transformador (Vi), que es
{mismo vkaje de entrada del puente recta:
don figura 7.67, Call el aor pico del mi:
mo (Vip). En nuestro caso obtuvimos Vi = 9,49V
(rs) Por ano ip =|2M= 1342V
on
6. Mida el valor medio del voltaje de CC sobre
la carga (Vo), que es el mismo voltaje de sal
da del rectificador o entre los terminales del
condensador, figura 7.68. En nuestro caso,
obtuvimos Vo= 12,01 V. (práctico). El valor
teórico esperado de este último, asumiendo
‘una caída de OV en el puente y una frecuen-
«ade red de 60Hz, era o = 13/28.
Figaro 6. Mando tj de € deso
7. Retire ahora el condensador de fikro, figura 2
7.69. Mita nuevamente el valor de vole de à.
CA de entrada (Vy dl vale de CC de sale 2
da (Vo). En nuestro caso obuwvimosVi= 949V À
(ems) y Vo = 738 (práctico) El vale teórico. 2
esperado de est limo era 854V 2
Fur ec del i de a cd 2
pr E
8. Rense ahora el condensador de ro en su r
posición oral y retire resistencia de carga, 2
figura 7.0 Mi nuevamente el valor del vol.
taj de CA de entrada (V y del vole de CC î
de salda (Vo). En nuestro caso obuvimos|
9499 (rms) y Vo = 13,2V (práctico) valor î
teórico esperado de este limo ero = 12.02V x
9. Repita los pasos 7,8 y 9 con las demás combi-
raciones de resistencias de carga (RL) y de con-
<densadores de fr (CF) relacionados ena lista
de materiales. Llene entonces una tabla como
la mostrada en la figura 7.71, donde aparecen
registrados ls valores del voltaje de salida (Vo)
medidos bao diferentes condiciones. Derive sus
propias conclusiones.
Figure 7.7. Told estados
la carga (Vo), que es el mismo voltaje de sal
da del rectificador o entre los terminales del
condensador, figura 7.68. En nuestro caso,
obtuvimos Vo= 12,01 V. (práctico). El valor
teórico esperado de este último, asumiendo
‘una caída de OV en el puente y una frecuen-
«ade red de 60Hz, era o = 13/28.
Figaro 6. Mando tj de € deso
7. Retire ahora el condensador de fikro, figura 2
7.69. Mita nuevamente el valor de vole de à.
CA de entrada (Vy dl vale de CC de sale 2
da (Vo). En nuestro caso obuwvimosVi= 949V À
(ems) y Vo = 738 (práctico) El vale teórico. 2
esperado de est limo era 854V 2
Fur ec del i de a cd 2
pr E
8. Rense ahora el condensador de ro en su r
posición oral y retire resistencia de carga, 2
figura 7.0 Mi nuevamente el valor del vol.
taj de CA de entrada (V y del vole de CC î
de salda (Vo). En nuestro caso obuvimos|
9499 (rms) y Vo = 13,2V (práctico) valor î
teórico esperado de este limo ero = 12.02V x
9. Repita los pasos 7,8 y 9 con las demás combi-
raciones de resistencias de carga (RL) y de con-
<densadores de fr (CF) relacionados ena lista
de materiales. Llene entonces una tabla como
la mostrada en la figura 7.71, donde aparecen
registrados ls valores del voltaje de salida (Vo)
medidos bao diferentes condiciones. Derive sus
propias conclusiones.
Figure 7.7. Told estados
10. El comportamiento del circuit anterior puede ser también analizado con la ayuda de un oscilosco-
pio. Este último nos permitirá, además, observar y medir el vokaje de rizado En la figura 7.72 se
observan as formas de onda obtenidas para algunas de las condiciones de operación indicada en a
tabla de la figura 7.71.También se indica algunas medidas de voltaje y de tiempo importantes.
Figure 7.72 Obencnde oras de onda e un acc
1. El valor medio del voltje de salida de un rectíficador aumenta a medida que lo hace el valor del
«condensador de ftro.Esto se debe a que disminuye el valor pico a pico del voltaje de rizado,el cual
es inversamente proporcional ala capacidad.
2. Elvalormvedo del voltaje de ala de un recficador aumenta a medida que lo hace el valor de a resistencia
de carga. Esto se debe a que disminuye el valor pico a pico del volaje de rizado, el cuales directamente
proporcional ala corrente de carga e inversamente proporcional a resistencia de la misma.
3. El efecto neto del condensador de flo ala salida de un reccador es convertir el voltaje de CC
pulsante en un voltaje de cas uniforme, caracterizado por unas pequeñas variaciones periódicas de
amplitud que constituyen la señal de rizado.
4. El rizado en el voltae de salida de un rectiicador con filtro se debe a los procesos de carga y
descarga del condensador. La magnitud de estas variaciones depende, directamente de la corriente
de carga e inversamente de la capacidad del to, En el caso de un recifcador de onda completa la
frecuencia del rizado es igual al doble de la frecuencia del voltaje de CA de entrada.
pal Coro pa sin sc » GCE:
pio. Este último nos permitirá, además, observar y medir el vokaje de rizado En la figura 7.72 se
observan as formas de onda obtenidas para algunas de las condiciones de operación indicada en a
tabla de la figura 7.71.También se indica algunas medidas de voltaje y de tiempo importantes.
Figure 7.72 Obencnde oras de onda e un acc
1. El valor medio del voltje de salida de un rectíficador aumenta a medida que lo hace el valor del
«condensador de ftro.Esto se debe a que disminuye el valor pico a pico del voltaje de rizado,el cual
es inversamente proporcional ala capacidad.
2. Elvalormvedo del voltaje de ala de un recficador aumenta a medida que lo hace el valor de a resistencia
de carga. Esto se debe a que disminuye el valor pico a pico del volaje de rizado, el cuales directamente
proporcional ala corrente de carga e inversamente proporcional a resistencia de la misma.
3. El efecto neto del condensador de flo ala salida de un reccador es convertir el voltaje de CC
pulsante en un voltaje de cas uniforme, caracterizado por unas pequeñas variaciones periódicas de
amplitud que constituyen la señal de rizado.
4. El rizado en el voltae de salida de un rectiicador con filtro se debe a los procesos de carga y
descarga del condensador. La magnitud de estas variaciones depende, directamente de la corriente
de carga e inversamente de la capacidad del to, En el caso de un recifcador de onda completa la
frecuencia del rizado es igual al doble de la frecuencia del voltaje de CA de entrada.
pal Coro pa sin sc » GCE:
Figure 7.13 Rae de me ota
Otros tipos de filtros
Los voltajes recuficados en media onda son más di
files de trar que los recicados en onda com-
lez dbido a que requieren condensadores de muy
ata capacidad para compensar la ausencia de volta-
Je durante la mitad de cada ciclo y mantener ertza-
do dentro de límite razonables. Una alternate
‘estos casos, esulizar un circuit como el mostra
do enla figura 7.73, formado por dos condensa
dores (CI y C2) y una resistencia (R) conectados
de al forma que recuerdan lala griega phi (1).
Por esta razón se denomina un fro.
La idea básica de un flro pies conseguir que la
‘mayor parte del rizado aparezca sobre la esisten-
ca en sere (R) en lugar de hacerlo sobre La rsis-
tencia de carga (RL). De este modo se atenúan
considerablemente las variaciones del voltaje de
salida. La principal desventaja de este tipo de fitro
es la caida de voltaje que se presenta sobre la re-
sistench. Por esta razón, solo es adecuado para
carpas que exigen muy poca corriente, En algunos.
‘casos la resistencia R se sustituye por una bobina,
con lo cual se minimiza la caida de voltaje y se
mejora la acción de trado.
Fuentes de alimentación reguladas
(Como hemos ist, es posible reducir elrizado en
Transormador
el voltaje de salida de un recticador a cualquier
rivel deseado utiizando un condensador de fro
suficientemente grande. Sin embargo, esto no ga-
rantza que el voltaje sobre la carga permanezca
constante. De hecho, este último puede variar de-
bido a otras causas, por ejemplo, la Nuctuaciones
en el voltaje de CA de entrada del transformador
© los cambios en la resistencia de a carga. Para
minimiza ol efecto de estos factores y garantizar
un voltaje de salida verdaderamente constante la
‘mejor solución es wear un regulador entre el
filtro y la carga figura 7.74, Las fuentes de ali
mentación con esta característica se denominan
fuentes reguladas.
La ¡dea básica del regulador en una fuente re-
ua es,por tanto, mantener constante el voltaje
de said, independientemente de las variaciones
en el volaje de entrada o en a corriente de la
carga El regulador puede estar conectado en serie
0 en paralelo con la caga y actúa esencialmente
como una resistencia variable. En un regulador en
sere, por ejemplo, si aumenta el voltae de entra-
a, debe aumentar la resistencia del regulador para
que el voltaje sobre la carga no cambie. Lo mismo
sucede si disminuye la demanda de corriente
Los reguladores de voltaje están basados en el
uso de dispositivos activos como los diodos Ze-
ner os transistores y los circulos integrados, Es-
tos últimos, denominados comúnmente regulado-
res monolíticos, son los más populares debido a
su bajo costo, faiidad de uso y excelentes carac»
tersticas de funcionamiento Además requieren de
una mínima cantidad de componentes externos y
normalmente están protegidos contra cortocircu-
os sobrecalentamiento y otras adversidades Por.
Five
Belize
‘eed
ssp Bie |
cater
ET QD
NS
Figure 7.14. Ecorse de une fume de met replete
dcr: » cu
Otros tipos de filtros
Los voltajes recuficados en media onda son más di
files de trar que los recicados en onda com-
lez dbido a que requieren condensadores de muy
ata capacidad para compensar la ausencia de volta-
Je durante la mitad de cada ciclo y mantener ertza-
do dentro de límite razonables. Una alternate
‘estos casos, esulizar un circuit como el mostra
do enla figura 7.73, formado por dos condensa
dores (CI y C2) y una resistencia (R) conectados
de al forma que recuerdan lala griega phi (1).
Por esta razón se denomina un fro.
La idea básica de un flro pies conseguir que la
‘mayor parte del rizado aparezca sobre la esisten-
ca en sere (R) en lugar de hacerlo sobre La rsis-
tencia de carga (RL). De este modo se atenúan
considerablemente las variaciones del voltaje de
salida. La principal desventaja de este tipo de fitro
es la caida de voltaje que se presenta sobre la re-
sistench. Por esta razón, solo es adecuado para
carpas que exigen muy poca corriente, En algunos.
‘casos la resistencia R se sustituye por una bobina,
con lo cual se minimiza la caida de voltaje y se
mejora la acción de trado.
Fuentes de alimentación reguladas
(Como hemos ist, es posible reducir elrizado en
Transormador
el voltaje de salida de un recticador a cualquier
rivel deseado utiizando un condensador de fro
suficientemente grande. Sin embargo, esto no ga-
rantza que el voltaje sobre la carga permanezca
constante. De hecho, este último puede variar de-
bido a otras causas, por ejemplo, la Nuctuaciones
en el voltaje de CA de entrada del transformador
© los cambios en la resistencia de a carga. Para
minimiza ol efecto de estos factores y garantizar
un voltaje de salida verdaderamente constante la
‘mejor solución es wear un regulador entre el
filtro y la carga figura 7.74, Las fuentes de ali
mentación con esta característica se denominan
fuentes reguladas.
La ¡dea básica del regulador en una fuente re-
ua es,por tanto, mantener constante el voltaje
de said, independientemente de las variaciones
en el volaje de entrada o en a corriente de la
carga El regulador puede estar conectado en serie
0 en paralelo con la caga y actúa esencialmente
como una resistencia variable. En un regulador en
sere, por ejemplo, si aumenta el voltae de entra-
a, debe aumentar la resistencia del regulador para
que el voltaje sobre la carga no cambie. Lo mismo
sucede si disminuye la demanda de corriente
Los reguladores de voltaje están basados en el
uso de dispositivos activos como los diodos Ze-
ner os transistores y los circulos integrados, Es-
tos últimos, denominados comúnmente regulado-
res monolíticos, son los más populares debido a
su bajo costo, faiidad de uso y excelentes carac»
tersticas de funcionamiento Además requieren de
una mínima cantidad de componentes externos y
normalmente están protegidos contra cortocircu-
os sobrecalentamiento y otras adversidades Por.
Five
Belize
‘eed
ssp Bie |
cater
ET QD
NS
Figure 7.14. Ecorse de une fume de met replete
dcr: » cu
Teoria 444444
“10
‘Figure 7.15. Srl de un dade Zeer
esta razón, ellos dedicaremos la mayor parte de
nuestra atención. Sin embargo inicialmente revsa-
remos los aspectos básicos relacionados con los
reguladores discretos, basados en diodos Zener y
Reguladores de voltaje con diodo
Zener
Un elemento regulador de voltaje muy común es
el diodo Zener, figura 7.75. Estos diodos están
especialmente diseñados para mantener un vola-
je constante entre sus terminales, amado volaje
Zener (Va), cuando se polarizan inversamente, es
decir, con una tensión positva en el cátodo (K) y
"negativa en el ánodo (A). En condiciones de pola-
rización directa o mientras la tensión inversa de
entrada esté por debajo deVz, un diodo Zener se
comporta como un diodo recticador común.Los
diodos Zener se examinan en detalle en la sección
de Componentes de este curso.
Los diodos Zener se especifican principalmente
por su voltaje nominal (V2) máxima potencia que
pueden dispar (Pa). La relación entre Pe y Vz deter
mina la máxima corriente inversa (max) que puede
«conducir el diodo sn sobreclentarse. Por ejemplo,
la máxima corriente inversa de un diodo Zener de
SV y OSW es PuVz = OSWIS.IV = 00984 = 98
MA SI se sobrepasa esa corriente el diodo puede
destrise. Para eviar que esto suceda, los diodos
Zener deben ser protegidos mediante una resisten-
nen seri, lamada resistencia de drenaje.
Bae
En a figura 7.76 se muestra la estructura bi-
sica de un regulador con diodo Zener: Este último.
(DI).polarizado inversamente y conectado en pa-
ralelo con la carga (RL) mantiene el voltaje de sal
da (VL) constante e iguala su voltaje nominal (Va.
independientemente de las variaciones del voltaje
de entrada (Vs). La resistencia de drenaje (Rs) ab-
sorbe la diferencia entre el voltaje de entrada y el
volaje de salida. Su valor se puede evaluar en for.
ima aproximada mediante la siguiente fórmula:
= ¥s-¥o
De
siendo Vs (V) el voltaje de entrada del regula-
dor, procedente del itr,Vo (V) el voltaje de sal
da iual al voltaje Zener (V2). (A) l corriente de
«carga máxima e Iz la corriente a través del diodo.
Zener Esa úlima se escoge normalmente de modo.
que está entre el 10% y el 20% de la corriente
‘maxima. Este tipo de circuitos proporcionan regu:
lación de voltaje únicamente para un cierto rango.
de voltajes de entrada y de resistencias de carga
Por fuera de estos rango, el diodo Zener puede
bloquearse e incluso destrurse El siguiente ejem-
plo aclarará estos conceptos.
Ejemplo 7.5. Se desea diseñar un regulador Ze-
ner de 5,1V para alimentar una carga de 5 0 a
partir de una tensión de entrada de 9V. Para ollo
se utllza un diodo Zener de 5.1V.IWW Determine:
a. Elvalor del resistencia de drenaje Asuma una
«corriente Zener igual al 10% de la corriente
máxima.
1. Los limites de variación del voltaje de entrada
dentro de los cuales se mantiene la regulación.
Asuma que la carga es constante.
+. La potencia nominal de a resistencia de drenaje,
Solución.
a. El valor nominal dla resistencia de drenaje
(Rs) puede ser evaluado a parti dela fórmula
= Vs-Vo
tle
Cane fact de crée Sco » GREAT:
“10
‘Figure 7.15. Srl de un dade Zeer
esta razón, ellos dedicaremos la mayor parte de
nuestra atención. Sin embargo inicialmente revsa-
remos los aspectos básicos relacionados con los
reguladores discretos, basados en diodos Zener y
Reguladores de voltaje con diodo
Zener
Un elemento regulador de voltaje muy común es
el diodo Zener, figura 7.75. Estos diodos están
especialmente diseñados para mantener un vola-
je constante entre sus terminales, amado volaje
Zener (Va), cuando se polarizan inversamente, es
decir, con una tensión positva en el cátodo (K) y
"negativa en el ánodo (A). En condiciones de pola-
rización directa o mientras la tensión inversa de
entrada esté por debajo deVz, un diodo Zener se
comporta como un diodo recticador común.Los
diodos Zener se examinan en detalle en la sección
de Componentes de este curso.
Los diodos Zener se especifican principalmente
por su voltaje nominal (V2) máxima potencia que
pueden dispar (Pa). La relación entre Pe y Vz deter
mina la máxima corriente inversa (max) que puede
«conducir el diodo sn sobreclentarse. Por ejemplo,
la máxima corriente inversa de un diodo Zener de
SV y OSW es PuVz = OSWIS.IV = 00984 = 98
MA SI se sobrepasa esa corriente el diodo puede
destrise. Para eviar que esto suceda, los diodos
Zener deben ser protegidos mediante una resisten-
nen seri, lamada resistencia de drenaje.
Bae
En a figura 7.76 se muestra la estructura bi-
sica de un regulador con diodo Zener: Este último.
(DI).polarizado inversamente y conectado en pa-
ralelo con la carga (RL) mantiene el voltaje de sal
da (VL) constante e iguala su voltaje nominal (Va.
independientemente de las variaciones del voltaje
de entrada (Vs). La resistencia de drenaje (Rs) ab-
sorbe la diferencia entre el voltaje de entrada y el
volaje de salida. Su valor se puede evaluar en for.
ima aproximada mediante la siguiente fórmula:
= ¥s-¥o
De
siendo Vs (V) el voltaje de entrada del regula-
dor, procedente del itr,Vo (V) el voltaje de sal
da iual al voltaje Zener (V2). (A) l corriente de
«carga máxima e Iz la corriente a través del diodo.
Zener Esa úlima se escoge normalmente de modo.
que está entre el 10% y el 20% de la corriente
‘maxima. Este tipo de circuitos proporcionan regu:
lación de voltaje únicamente para un cierto rango.
de voltajes de entrada y de resistencias de carga
Por fuera de estos rango, el diodo Zener puede
bloquearse e incluso destrurse El siguiente ejem-
plo aclarará estos conceptos.
Ejemplo 7.5. Se desea diseñar un regulador Ze-
ner de 5,1V para alimentar una carga de 5 0 a
partir de una tensión de entrada de 9V. Para ollo
se utllza un diodo Zener de 5.1V.IWW Determine:
a. Elvalor del resistencia de drenaje Asuma una
«corriente Zener igual al 10% de la corriente
máxima.
1. Los limites de variación del voltaje de entrada
dentro de los cuales se mantiene la regulación.
Asuma que la carga es constante.
+. La potencia nominal de a resistencia de drenaje,
Solución.
a. El valor nominal dla resistencia de drenaje
(Rs) puede ser evaluado a parti dela fórmula
= Vs-Vo
tle
Cane fact de crée Sco » GREAT:
6-51) 39
me
02+ 0,102)
Puesto que el valor obtenido (3:48 2.) no es
estándar puede utilizarse una resistencia de 3.3.0,
que es el valor comercial más próximo.
b. Los valores mínimo y máximo del votaje de
entrada, entre los cuales el circuito mantiene
regulado el voltae de salida, pueden ser evalua
os apartir de a formula Rs = (Vs Vo) +f),
despejando Vs y teniendo en cuenta que la co-
rriente a través del diodo Zener (12) no puede
ser superior a su valor maximo (am) ni inf
rior a cero. Esto es
Vs = (Iu +12) Rs +Vo
Elvalor mínimo deVs se obuene haciendo l=0,
Esto os:
valor máximo deVs,por su parte, e obtiene
haciendo Iz = am. Eso os:
Vsmax = (I. + lam) Rs +Vo
En nuestro caso, h=1,02A, RS=3.3 0,VO=5.1V
e lam=PuVz=1WI5,1V = 0196 Por tanto:
Vsmin = 1,024 x 3,30+ 5,1V = BATV
Vans = (LOZA + 01968) «33 0+5,1V=9,11V
Lo anterior implica que el volaje de entrada
puede Aucwar entre 847V y 9,11 para que exist
regulación Si este voltaje os inferior a 847V.el dio-
‘do Zener deja de conducr mientras que ses super
rior a 9.11V se destruye por sobrecalentamiento.
En ambos casos,no hay regulación y el circulo se
comporta como un divisor de volaje ordinario.
ICT: » coo ac de cames sees
€. La potencia nominal mínima de la resistencia
de drenaje puede ser evaluada a partir de la
fsmax-No) Rs asi:
OMAN
a
=4,87w
Por tanto, como mínimo, debe utizrse una re-
istencia de 3,3 (USW. En a prácuca, por seguridad,
debe escogerse una resistencia con una capacidad de
potencia superior a este valor. De este modo, una
resistencia de 336J10W es más que apropiada.
Reguladores de voltaje con diodo
Zener y transistor
Un dodo Zener solo puede proporciona regulación
entro de un rango limitado de voajes de entrada o
e corienes de carga Esto se debe a que a corrien-
tea través suyo no puede exceder de un certo valor
lime. Para manejar alas corrientes con un diodo
Zenersi perder sus características de regulación es
necesaro acophrlo a un dispositivo activo que se
encargue de transport a corriene dela carga sin
trar el vole aplicado a ei Esa funciôn puede
efecuar un transistor bipolar figura 7.77.Los tran-
stores bipolares se examinan en deal en a sec-
ción Componentes de este curso.
Un transistor bipolar es un dsposidvo de wes
‘ermine, amados base ()colector (Cy emisor
{©.quese comporta como un fuente de corriente
controlada por corriente Esto siga que una co-
Frente muy pequeña inyectada en la base (IB) pue
de corola el paso de una corriente muy grande
entre colector y emisor (C) La relación entre IC e
IB es ja y se denomina a ganancia de corriente del
dispositivo La mismas representa mediante lim
= À
Figure 7.77. Srl () de entres Bios
ren
ET N)
or
me
02+ 0,102)
Puesto que el valor obtenido (3:48 2.) no es
estándar puede utilizarse una resistencia de 3.3.0,
que es el valor comercial más próximo.
b. Los valores mínimo y máximo del votaje de
entrada, entre los cuales el circuito mantiene
regulado el voltae de salida, pueden ser evalua
os apartir de a formula Rs = (Vs Vo) +f),
despejando Vs y teniendo en cuenta que la co-
rriente a través del diodo Zener (12) no puede
ser superior a su valor maximo (am) ni inf
rior a cero. Esto es
Vs = (Iu +12) Rs +Vo
Elvalor mínimo deVs se obuene haciendo l=0,
Esto os:
valor máximo deVs,por su parte, e obtiene
haciendo Iz = am. Eso os:
Vsmax = (I. + lam) Rs +Vo
En nuestro caso, h=1,02A, RS=3.3 0,VO=5.1V
e lam=PuVz=1WI5,1V = 0196 Por tanto:
Vsmin = 1,024 x 3,30+ 5,1V = BATV
Vans = (LOZA + 01968) «33 0+5,1V=9,11V
Lo anterior implica que el volaje de entrada
puede Aucwar entre 847V y 9,11 para que exist
regulación Si este voltaje os inferior a 847V.el dio-
‘do Zener deja de conducr mientras que ses super
rior a 9.11V se destruye por sobrecalentamiento.
En ambos casos,no hay regulación y el circulo se
comporta como un divisor de volaje ordinario.
ICT: » coo ac de cames sees
€. La potencia nominal mínima de la resistencia
de drenaje puede ser evaluada a partir de la
fsmax-No) Rs asi:
OMAN
a
=4,87w
Por tanto, como mínimo, debe utizrse una re-
istencia de 3,3 (USW. En a prácuca, por seguridad,
debe escogerse una resistencia con una capacidad de
potencia superior a este valor. De este modo, una
resistencia de 336J10W es más que apropiada.
Reguladores de voltaje con diodo
Zener y transistor
Un dodo Zener solo puede proporciona regulación
entro de un rango limitado de voajes de entrada o
e corienes de carga Esto se debe a que a corrien-
tea través suyo no puede exceder de un certo valor
lime. Para manejar alas corrientes con un diodo
Zenersi perder sus características de regulación es
necesaro acophrlo a un dispositivo activo que se
encargue de transport a corriene dela carga sin
trar el vole aplicado a ei Esa funciôn puede
efecuar un transistor bipolar figura 7.77.Los tran-
stores bipolares se examinan en deal en a sec-
ción Componentes de este curso.
Un transistor bipolar es un dsposidvo de wes
‘ermine, amados base ()colector (Cy emisor
{©.quese comporta como un fuente de corriente
controlada por corriente Esto siga que una co-
Frente muy pequeña inyectada en la base (IB) pue
de corola el paso de una corriente muy grande
entre colector y emisor (C) La relación entre IC e
IB es ja y se denomina a ganancia de corriente del
dispositivo La mismas representa mediante lim
= À
Figure 7.77. Srl () de entres Bios
ren
ET N)
or
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ae.
Reader enserio (a)
ON
frac)
bolo (lease beta») Por tantoC=Bla Esta aracıe-
Física puede ser aprovechada para regular el vole
sobre una carga, como se ilustra enla figura 7.78
En este as, el transistor (QI) acia como una
resistencia variable, conectada en serie con carga y
controlada por la corriente de base (IB) figura 7.78
(D) vole de sala (Vo) es igual aV2-VBE siendoVe
dl vokaje del Zener y VBE la tensión entre la base y el
emisor de Ql. Esa úlima es del orden de 0745
aumenta el vote de entrada (Mende a aumentar
el voltaje de salda (Vo) pero eta tendencia es neura-
Inda automáticamente por QI. el ul aumen su
resistencia etre colector y emisor para compensar el
‘ambio y mantener aí constante el votaj de salda.
Actualmente, la mayor parte delas fuentes de ai
mentación práctica se diseñan con reguladores de
voltaje integrados o monolíticos.los cuales poseen
solo tres terminales, figura 7.79: uno que recibe
la tensión de entrada no regulada
Los reguladores de tensión mo-
noliticos de tres terminales pueden
ser fos © ajustables, dependiendo
de si entregan una tensión de salida
AL fino variable sobre un cierto rango.
Ambos tipos, a su vez, pueden ser
positivos o negativos, dependiendo
de si entregan una tensión de salida
Posi o negativa con respecto a
su terminal de referencia. Las series
‘comerciales más populares de cada
lase.junto con sus ejemplos repre-
sentatives, son ls siguientes:
jos posiivos:L M340 (EV}LM340-
12 (2340-15 (SV; M7805 (SV: LM7B06 (SV):
M7808 (BV); LM7809 (SV): LM7812(12V),LM781S
(ISVLLM7BIB (18V) M7824 (AV): LM7830 (30V)
Reguladores fjos negativos: LM320-5 (SV):
{320-12 (-12V);L1M320-15 (-15V);L147905 (SV:
LM79I2 (124); LM7915 (-15¥)
Reguladores ajustables positivos:LM317 (des-
de +1.2V hasta +37V); LMBITHY (desde +1.2V
hasta +57); LM338 (desde +1.2V hasta +32V)
Reguladores ajustables negativos:LM337 (des-
de -1.2V hasta -37V); LM337HV (desde -1.2V has-
a 47): LM333 (desde -1.2V hasta -32V)
"Además del voltaje o rango de volajes de salida,
¡tra especificación importante de los reguladores
(VIN), otro que entrega la tensión
de salida regulada (VOUT) y otro Enradie—|
que actía como electrodo de refe-
rencia tierra (GND).Estos dspositvos pue-
‘den proporcionar directamente corrientes de
carga desde 100mA hasta SA o más. Los mis.
‘mos se ofrecen en cápsulas plásticas o mec.
lias y son extremadamente populares debi
do a su bajo costo y faciidad de uso.
en
ae.
Reader enserio (a)
ON
frac)
bolo (lease beta») Por tantoC=Bla Esta aracıe-
Física puede ser aprovechada para regular el vole
sobre una carga, como se ilustra enla figura 7.78
En este as, el transistor (QI) acia como una
resistencia variable, conectada en serie con carga y
controlada por la corriente de base (IB) figura 7.78
(D) vole de sala (Vo) es igual aV2-VBE siendoVe
dl vokaje del Zener y VBE la tensión entre la base y el
emisor de Ql. Esa úlima es del orden de 0745
aumenta el vote de entrada (Mende a aumentar
el voltaje de salda (Vo) pero eta tendencia es neura-
Inda automáticamente por QI. el ul aumen su
resistencia etre colector y emisor para compensar el
‘ambio y mantener aí constante el votaj de salda.
Actualmente, la mayor parte delas fuentes de ai
mentación práctica se diseñan con reguladores de
voltaje integrados o monolíticos.los cuales poseen
solo tres terminales, figura 7.79: uno que recibe
la tensión de entrada no regulada
Los reguladores de tensión mo-
noliticos de tres terminales pueden
ser fos © ajustables, dependiendo
de si entregan una tensión de salida
AL fino variable sobre un cierto rango.
Ambos tipos, a su vez, pueden ser
positivos o negativos, dependiendo
de si entregan una tensión de salida
Posi o negativa con respecto a
su terminal de referencia. Las series
‘comerciales más populares de cada
lase.junto con sus ejemplos repre-
sentatives, son ls siguientes:
jos posiivos:L M340 (EV}LM340-
12 (2340-15 (SV; M7805 (SV: LM7B06 (SV):
M7808 (BV); LM7809 (SV): LM7812(12V),LM781S
(ISVLLM7BIB (18V) M7824 (AV): LM7830 (30V)
Reguladores fjos negativos: LM320-5 (SV):
{320-12 (-12V);L1M320-15 (-15V);L147905 (SV:
LM79I2 (124); LM7915 (-15¥)
Reguladores ajustables positivos:LM317 (des-
de +1.2V hasta +37V); LMBITHY (desde +1.2V
hasta +57); LM338 (desde +1.2V hasta +32V)
Reguladores ajustables negativos:LM337 (des-
de -1.2V hasta -37V); LM337HV (desde -1.2V has-
a 47): LM333 (desde -1.2V hasta -32V)
"Además del voltaje o rango de volajes de salida,
¡tra especificación importante de los reguladores
(VIN), otro que entrega la tensión
de salida regulada (VOUT) y otro Enradie—|
que actía como electrodo de refe-
rencia tierra (GND).Estos dspositvos pue-
‘den proporcionar directamente corrientes de
carga desde 100mA hasta SA o más. Los mis.
‘mos se ofrecen en cápsulas plásticas o mec.
lias y son extremadamente populares debi
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en
Faro de rra
0
Fo de tds
Tr ag
gulador LM7815T.La letra «Ty lina! de la
designación indica que se trata de un regu
lador de IA en cápsula TO-220,Las linens
punteadas alrededor del símbolo dl regu-
lador indican que el mismo debe esta pro
visto de un disipador de calor adecuado.
Figur 7.80. Esucuro bis de uo fur es fo con
‘eld de er emite
de tres terminales es su capacidad de corriente.
Esta última la determina el io de cápsula. En este
‘curso trabafaremos principalmente con regulado»
res de LA los cuales e ofrecen en cápsulas plst-
‘as T 6TO-220 Para corrientes más grandes (has-
12 SA inclusive) deben urliarse reguladores de
cápsula miles K 6TO-3. Los reguladores mos-
trados en la figura 7.79,50n de cápsula TO-220.
Fuentes reguladas fas
Ent figura 7.80 se muestral estructura básica de
una fuente de almentación con un regulador de res
terminales. Los condensadores Cly Co aclan.rs-
pecttamente,como Mos de desacople de entrada
y de sala Sus valores estiment en el ran
0 de OF Ii Se lan para desacoplar o le
minar señales de ruido presentes en entrada o en
la slid del regulador Por esta razón deben conec-
tarse tan ceca de ee dkimo como sea posbe.
Para garantizar una óptima regulación, el voaje de
entrada (Vi) debe ser, por lo menos, 25V mayor
que el voltaje de aa (6) deseado. De todas for
mas, et imo no debeser sperioralvalor máxi
mo especificado por el fbricamt.
‘Como puede verse, el diseño de fuentes de al
mentación con reguladores fos de res terminales
es extremadamente simple, ya
que solo se requiere un par de
pequeños condensadores de
desacople, uno ala entrada y
‘otro salda Est último pue-
de omtirse en muchos casos
En la figura 7.81 se muestra
como ejemplo una fuente re-
agulada de +1SV/IA con un re-
RICA: y ro fa de armes van
Gem Los dipadores de calor se examinan en a
sección de Componentes.
{Una fuente completa de SVIIA con un
regulador 7805,se presenta en la figura 7.82.Como
reg práctica, el valor rms del voltaje de salda del
transformador (9. en este aso) debe ser, por lo
menos, 3V mayor que el voltaje de salida deseado
(SW idem) Asimismo, la capacidad del condensador
de ftro (Cl) debo escogrse de modo que sea, por
lo menos. del orden de 1.000 uF por cada amperio
de sada. Nuevamente C2 y C3 actian como tros
de desacople de rudo. El diodo LED, protegido me-
ante RI. proporciona una indicación visual de la
presencia de volaje en a salda del regulador.
Las fentes anteriores entregan un voltaje de salda
de una sola polaridad (posta, en este caso). Muchos
Grouros crónicos embarga requieren ua fuente
e almenaciôn dual o de doble polaridad, por ejem-
plo +15V Para ela, pueden use dos reguladores
e tres terminales complementarios, s decir uno po-
vo uno negtivo.como se indica enla figura 7.83.
En este caso, la derivación central dl transformador
cría como tierra (GND) La salda «+» del puente
rectieador proporciona el vole de errada del regu-
lador posto (7815) mientras que a salda «propor
Gina lvl deena del regulador neo (7915)
En otras ocasiones, a carga exige una coriente
12
0
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designación indica que se trata de un regu
lador de IA en cápsula TO-220,Las linens
punteadas alrededor del símbolo dl regu-
lador indican que el mismo debe esta pro
visto de un disipador de calor adecuado.
Figur 7.80. Esucuro bis de uo fur es fo con
‘eld de er emite
de tres terminales es su capacidad de corriente.
Esta última la determina el io de cápsula. En este
‘curso trabafaremos principalmente con regulado»
res de LA los cuales e ofrecen en cápsulas plst-
‘as T 6TO-220 Para corrientes más grandes (has-
12 SA inclusive) deben urliarse reguladores de
cápsula miles K 6TO-3. Los reguladores mos-
trados en la figura 7.79,50n de cápsula TO-220.
Fuentes reguladas fas
Ent figura 7.80 se muestral estructura básica de
una fuente de almentación con un regulador de res
terminales. Los condensadores Cly Co aclan.rs-
pecttamente,como Mos de desacople de entrada
y de sala Sus valores estiment en el ran
0 de OF Ii Se lan para desacoplar o le
minar señales de ruido presentes en entrada o en
la slid del regulador Por esta razón deben conec-
tarse tan ceca de ee dkimo como sea posbe.
Para garantizar una óptima regulación, el voaje de
entrada (Vi) debe ser, por lo menos, 25V mayor
que el voltaje de aa (6) deseado. De todas for
mas, et imo no debeser sperioralvalor máxi
mo especificado por el fbricamt.
‘Como puede verse, el diseño de fuentes de al
mentación con reguladores fos de res terminales
es extremadamente simple, ya
que solo se requiere un par de
pequeños condensadores de
desacople, uno ala entrada y
‘otro salda Est último pue-
de omtirse en muchos casos
En la figura 7.81 se muestra
como ejemplo una fuente re-
agulada de +1SV/IA con un re-
RICA: y ro fa de armes van
Gem Los dipadores de calor se examinan en a
sección de Componentes.
{Una fuente completa de SVIIA con un
regulador 7805,se presenta en la figura 7.82.Como
reg práctica, el valor rms del voltaje de salda del
transformador (9. en este aso) debe ser, por lo
menos, 3V mayor que el voltaje de salida deseado
(SW idem) Asimismo, la capacidad del condensador
de ftro (Cl) debo escogrse de modo que sea, por
lo menos. del orden de 1.000 uF por cada amperio
de sada. Nuevamente C2 y C3 actian como tros
de desacople de rudo. El diodo LED, protegido me-
ante RI. proporciona una indicación visual de la
presencia de volaje en a salda del regulador.
Las fentes anteriores entregan un voltaje de salda
de una sola polaridad (posta, en este caso). Muchos
Grouros crónicos embarga requieren ua fuente
e almenaciôn dual o de doble polaridad, por ejem-
plo +15V Para ela, pueden use dos reguladores
e tres terminales complementarios, s decir uno po-
vo uno negtivo.como se indica enla figura 7.83.
En este caso, la derivación central dl transformador
cría como tierra (GND) La salda «+» del puente
rectieador proporciona el vole de errada del regu-
lador posto (7815) mientras que a salda «propor
Gina lvl deena del regulador neo (7915)
En otras ocasiones, a carga exige una coriente
12
Teoria
andadas
Figure 7.82. ue regla completa de SIA
four, sida de
3 En
vw
nov) sae ny
ov ot sel
"GND
Stade
iv
Figura 782 ot repo ul o de ISA co plore de es em compet
don estos casos, debe kurse un transistor exter
0 para transporar a corriente excedente, como se
Indica en a figura 7.84, La resstenc RI se ula
para detectar la corriente de entrada del regulador y
por tanta corriente de carga Cuando esta última
es superior a IA, el transistor QI conduce y trans-
porta la comiente excedente Por jemple si carga
“demanda 3A el regulador entrega 0. y el transistor
Les 29 restantes Elvolaj sobre la cargo examina
«regla oc La máxima comino de sala la determina
las potencias dl wansformador y el ransisor de aso.
‘Otro actor muy importance que se debe tener
encuenta en el diseño de fuentes de alimentación, es
laprotecién contra cortoicutos y sobrecargas Los
reguladores de tes terminales particular cuentan
con un mecanismo inter.
no de proteccién que
evita su destrucción
cuando susalda se pone
encortociculto ol ar
| exige una corriente
Superior ala máxima es.
est último contra tales eventualidades. Una forma.
de conseguir esta protección, que hace uso de un
transistor adicional, se muestra en la figura 7.85
En este caso) QI actia como transistor de paso
y Q como transistor limitador de corriente. Cuan-
do la corriente exigida por la carga es superior a
3,5A, debido a una sobrecarga o un cortocireuito
en la said, entra en conducción Q, bloqueando
la circulación de corriente a través de QI y acti
vando el circuito interno de protección de ICI
Como resultado, el circuit deja de regular, redu-
ciendo el voltaje de salida a cero y limitando la
oy
piss
E
peciada Sin embargos
se uta un transistor de
paso externe siempre es
«conveniente proteger
an
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don estos casos, debe kurse un transistor exter
0 para transporar a corriente excedente, como se
Indica en a figura 7.84, La resstenc RI se ula
para detectar la corriente de entrada del regulador y
por tanta corriente de carga Cuando esta última
es superior a IA, el transistor QI conduce y trans-
porta la comiente excedente Por jemple si carga
“demanda 3A el regulador entrega 0. y el transistor
Les 29 restantes Elvolaj sobre la cargo examina
«regla oc La máxima comino de sala la determina
las potencias dl wansformador y el ransisor de aso.
‘Otro actor muy importance que se debe tener
encuenta en el diseño de fuentes de alimentación, es
laprotecién contra cortoicutos y sobrecargas Los
reguladores de tes terminales particular cuentan
con un mecanismo inter.
no de proteccién que
evita su destrucción
cuando susalda se pone
encortociculto ol ar
| exige una corriente
Superior ala máxima es.
est último contra tales eventualidades. Una forma.
de conseguir esta protección, que hace uso de un
transistor adicional, se muestra en la figura 7.85
En este caso) QI actia como transistor de paso
y Q como transistor limitador de corriente. Cuan-
do la corriente exigida por la carga es superior a
3,5A, debido a una sobrecarga o un cortocireuito
en la said, entra en conducción Q, bloqueando
la circulación de corriente a través de QI y acti
vando el circuito interno de protección de ICI
Como resultado, el circuit deja de regular, redu-
ciendo el voltaje de salida a cero y limitando la
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E
peciada Sin embargos
se uta un transistor de
paso externe siempre es
«conveniente proteger
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Figur 785. fue de menton de ISVDA an
mn ect ample
corriente de cortocircuito a IA que esla máxima
permitida por el regulador
Fuentes de alimentación reguladas
variables
Los reguladores examinados anteriormente entre-
an un voltaje de said fj, imiado a los valores
estándar comercialmente disponibles (SV, 6, 8Y,
12V. etc). Cuando se requiera de otros voltajes
specifics, digamos 325V, la mejor alternatva es
utilizar reguladores de tres terminales ajustables,
figura 7.86. Esos dispositivos pueden ser fácil
mente programados o configurados para suminis
eus jour | sue
Er
‘GND
Tipicament, RI es del orden de 240 £2 (valor
recomendado), En la figura 7.88 se muestran los
“ritos básicos de uizaión del LM317 y elL1337.
‘Con ls valores de componentes indicados, el vole
je de sada (VOUT) es variable, aproximadamente,
desde 1254 (R2=0) hasta 27V (R2=Sk) Para que esto
sea posible, el voltaje de entrada (VIN) debe estar.
sempre, como mínimo, 3V por encima del voltaje de
salia deseado La máxima capacidad de corriente de
estos reguladores es del orden de 154 en su versión
trar cualquier voltaje de salida de-
seado dentro de un rango espec Entrada
cado de valores. Los reguladores
ajustables más comunes son los dela series
LM317 (posiiwos) y LM337 (negativos).
nla figura 7.87 se muestra la estructu
ra básica de una fuente de alimentación va-
‘able, desarrollada alrededor de un regula-
dor ajustable de tres terminales, Los con
‘densadores de entrada (Ci) y de saida (Co)
cumplen la misma función que en
un regulador fio. El voltaje de sali
da (Vo) depende dela relación en
tre las resistencias R2 y RI.Para el
LMBI7 y su complemento el M337.
este voltaje está dado por lasiguien-
te fórmula, válida en el rango des-
de 1254 hasta 37V:
az
RI
vor 125 (+
dakar: »cu
SELF STEH
our esa m fi
if
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a Snbolga 20H Ui 2011 our
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permitida por el regulador
Fuentes de alimentación reguladas
variables
Los reguladores examinados anteriormente entre-
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estándar comercialmente disponibles (SV, 6, 8Y,
12V. etc). Cuando se requiera de otros voltajes
specifics, digamos 325V, la mejor alternatva es
utilizar reguladores de tres terminales ajustables,
figura 7.86. Esos dispositivos pueden ser fácil
mente programados o configurados para suminis
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Tipicament, RI es del orden de 240 £2 (valor
recomendado), En la figura 7.88 se muestran los
“ritos básicos de uizaión del LM317 y elL1337.
‘Con ls valores de componentes indicados, el vole
je de sada (VOUT) es variable, aproximadamente,
desde 1254 (R2=0) hasta 27V (R2=Sk) Para que esto
sea posible, el voltaje de entrada (VIN) debe estar.
sempre, como mínimo, 3V por encima del voltaje de
salia deseado La máxima capacidad de corriente de
estos reguladores es del orden de 154 en su versión
trar cualquier voltaje de salida de-
seado dentro de un rango espec Entrada
cado de valores. Los reguladores
ajustables más comunes son los dela series
LM317 (posiiwos) y LM337 (negativos).
nla figura 7.87 se muestra la estructu
ra básica de una fuente de alimentación va-
‘able, desarrollada alrededor de un regula-
dor ajustable de tres terminales, Los con
‘densadores de entrada (Ci) y de saida (Co)
cumplen la misma función que en
un regulador fio. El voltaje de sali
da (Vo) depende dela relación en
tre las resistencias R2 y RI.Para el
LMBI7 y su complemento el M337.
este voltaje está dado por lasiguien-
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de 1254 hasta 37V:
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Teoria «4444444444
EREPPPPPEPEN
vo
mn our voor
ao) en
a en
Figure 7.88-Repdoes
Gas bss (12V =
oso 270 ES
CAE)
Ponte
decápsulaTO-220 (LM317T) También se dispone de
una versión de baja corriente (LMBITL).que entrega
hasta 100 mA, y de una versión de alo voltaje
(LM3I7HV), que admite Pasta 57V de entrada.
La estructura básica anterior puede ser mejorada
‘mediante la introducción de algunos componentes
adicionales, como se muestra en la figura 7.89. En
‘este casa al condensador Cl,conecado entree ter
‘minal de ajuste (ADJ) y tera, minimiza el rizado y
pt
PE von
CEE
Figura 7.89 Regulador sable complete (12V - 270)
var
a
De
proves una mayor inmunidad al ruido Asimismo Los
A © |} D2 prose al regidos proporo-
un camino de baja resistencia para la circula»
ión delas als corrientes de descarga de Cl y C2,
generadas cuando se suspende el voltaje de entrada.
Este üpo de protección también es aplicable a los
reguladores fos. Nuevamente, el volaje de salda lo
determinan R2 y como se explicó anteriormente.
Los reguladores ajustables LM317 y LM337 sólo
permiten obtener voltajes de salida por encima de
25V; que es el valor interno de referencia. En
muchas tareas, sin embargo, es deseable disponer
de tensiones variables desde OV Una forma senc.
lla de lograr este modo de funcionamiento se ilus-
tra en a figuras 7.903 y 73900. En ambos casos, se
utiliza un diodo Zener (DI) para proporcionar un
voltaje de referencia (Vz) de 1,25V pero de polar
‘dad opuesta ala del voltaje de salida. De este modo,
el oltajede salida es prácticamente igual a0 cuan-
‘do R2 está en su posición de minima resistencia,
EREPPPPPEPEN
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Gas bss (12V =
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Ponte
decápsulaTO-220 (LM317T) También se dispone de
una versión de baja corriente (LMBITL).que entrega
hasta 100 mA, y de una versión de alo voltaje
(LM3I7HV), que admite Pasta 57V de entrada.
La estructura básica anterior puede ser mejorada
‘mediante la introducción de algunos componentes
adicionales, como se muestra en la figura 7.89. En
‘este casa al condensador Cl,conecado entree ter
‘minal de ajuste (ADJ) y tera, minimiza el rizado y
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Figura 7.89 Regulador sable complete (12V - 270)
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De
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un camino de baja resistencia para la circula»
ión delas als corrientes de descarga de Cl y C2,
generadas cuando se suspende el voltaje de entrada.
Este üpo de protección también es aplicable a los
reguladores fos. Nuevamente, el volaje de salda lo
determinan R2 y como se explicó anteriormente.
Los reguladores ajustables LM317 y LM337 sólo
permiten obtener voltajes de salida por encima de
25V; que es el valor interno de referencia. En
muchas tareas, sin embargo, es deseable disponer
de tensiones variables desde OV Una forma senc.
lla de lograr este modo de funcionamiento se ilus-
tra en a figuras 7.903 y 73900. En ambos casos, se
utiliza un diodo Zener (DI) para proporcionar un
voltaje de referencia (Vz) de 1,25V pero de polar
‘dad opuesta ala del voltaje de salida. De este modo,
el oltajede salida es prácticamente igual a0 cuan-
‘do R2 está en su posición de minima resistencia,
Experimento 7.4. Experimentando con reguladores de voltaje
(voltage regulators) de tres terminales
Objetivos
Examinar el funcionamiento de una fuente de alimentación con regulador fo
2. Examinar el funcionamiento de una fuente de alimentación con regulador ajustable
3. Evaluar el comportamiento de una fuente de alimentación regulada con y sin carga
Materiales necesarios 1 Condensador de 0224F150V (C2))
+ 1 Regulador de tres terminales fjo de SV. 1 Condensador electrolítico de 1uF/25V (C3)
LM7805 o LM340-5) (ICH) 1 Condensador elecroltico de 10uF/25V (C4)
+ 1 Regulador de tres terminales ajustable + 1 Resistencia de 1009, 1/2W (RL1)
(u317) (C2) 1 Resistencia de 47 0, 1W (RL2)
+ 1 Cable de potencia (PLA)
+ Transformador (MAGOM 504 0 similar) (TI)
Primario: 120V o 220V
Secundario: IV - 6V 0V-6V-9V
1 Resistencia de 22062, 1/2W (RL3)
1 Resistencia de 220.0 0 240 02, 1/2 (R1)
1 Resistencia de 1,2 KO, /2W (R2A)
1 Resistencia de 2.2 62, 1/2 (R28)
Corrente: 450 mA 1 Resistencia de 470 0, 172 (RAC)
+ Y Puente recado de ond complea de TA = 1 Resistencia de 820.0, 1/2W (R3)
(OAM o similan BR) + 1LED de 20mA,cuaquercoor(D3)
+ 1 Condensador de 22004F1835V (C1) + 1 Mulimero digital (OM)
Procedimiento
{Toma rear Mo (24-5 6 LITE) equ is armies, figura 7.91 Faire
‘también con a información impresa enla cápsula. Haga lo mismo con el regulador ajustable (LM317),
figura 7.91b. En nuestro caso,por ejemplo, ulzamos un regulador LM340TS de National El prefjo
UM identifica los circulos integrados líneales de esta compaña.El número «340» indica que se
trata de un regulador de voltae fo positivo. La letra «To se refiere al tipo de cápsula (TO-220) y la
«capacidad de corriente (1A).El número «5» especifica el vokaje de salida nominal (SV). La cápsula
también proporciona la fecha de fabricación y oros datos ites.
sel
gure 7.9. Irion bs repars de es temas
GRIER coro fo de sci bie
Pro»
17
(voltage regulators) de tres terminales
Objetivos
Examinar el funcionamiento de una fuente de alimentación con regulador fo
2. Examinar el funcionamiento de una fuente de alimentación con regulador ajustable
3. Evaluar el comportamiento de una fuente de alimentación regulada con y sin carga
Materiales necesarios 1 Condensador de 0224F150V (C2))
+ 1 Regulador de tres terminales fjo de SV. 1 Condensador electrolítico de 1uF/25V (C3)
LM7805 o LM340-5) (ICH) 1 Condensador elecroltico de 10uF/25V (C4)
+ 1 Regulador de tres terminales ajustable + 1 Resistencia de 1009, 1/2W (RL1)
(u317) (C2) 1 Resistencia de 47 0, 1W (RL2)
+ 1 Cable de potencia (PLA)
+ Transformador (MAGOM 504 0 similar) (TI)
Primario: 120V o 220V
Secundario: IV - 6V 0V-6V-9V
1 Resistencia de 22062, 1/2W (RL3)
1 Resistencia de 220.0 0 240 02, 1/2 (R1)
1 Resistencia de 1,2 KO, /2W (R2A)
1 Resistencia de 2.2 62, 1/2 (R28)
Corrente: 450 mA 1 Resistencia de 470 0, 172 (RAC)
+ Y Puente recado de ond complea de TA = 1 Resistencia de 820.0, 1/2W (R3)
(OAM o similan BR) + 1LED de 20mA,cuaquercoor(D3)
+ 1 Condensador de 22004F1835V (C1) + 1 Mulimero digital (OM)
Procedimiento
{Toma rear Mo (24-5 6 LITE) equ is armies, figura 7.91 Faire
‘también con a información impresa enla cápsula. Haga lo mismo con el regulador ajustable (LM317),
figura 7.91b. En nuestro caso,por ejemplo, ulzamos un regulador LM340TS de National El prefjo
UM identifica los circulos integrados líneales de esta compaña.El número «340» indica que se
trata de un regulador de voltae fo positivo. La letra «To se refiere al tipo de cápsula (TO-220) y la
«capacidad de corriente (1A).El número «5» especifica el vokaje de salida nominal (SV). La cápsula
también proporciona la fecha de fabricación y oros datos ites.
sel
gure 7.9. Irion bs repars de es temas
GRIER coro fo de sci bie
Pro»
17
Teoría 444
138
2. Arme sobre el protoboord el circulo de la f-
gura 7.92.correspondiente a una fuente regu-
lada de 5V-Tenga en cuenta que C2 y C3 deben
quedar an cerca del regulador como sea posi-
ble, Antes de insalar la resistencia de carga
(RL!), ida su valor real con el multímetro, Mia
también el valor real de las otras resistencias
de carga (RLZ,RL3), En nuestro caso ls valo-
res reales medidos en estas resistencias fueron
Add dada
a
dE)
EE
Es
Pa ee
=
“Transformador _ Rectiendor
Figure 1.93. Emm eo ine de +5 sobr run
Figura 1.92 Mende el ote de ned de por a
44. Mida ahora el voltaje de salida (Vo), figura
7.94.Calcule entonces la corriente de carga
(lo) y la potencia disipada por el regulador
(Puc) Esta última es iguala (Vi-Vo)x En nues
tro caso obtuvimos Vo= 5,08. Por tanto,
49.8 mA y Puso = 275 mW La máxima poten-
cía que puede disipar por sí misma cualquier
regulador de la serie LM340 en cápsula TO-
220 es 2W. Para potencias mayores, debe
utilizarse un disipador de calor s esto no se
hace, el dispositivo puede destruirse.
3. Con su mukimetro configurado como volime-
wo para CC, ida el voltae de entrada del re-
_gulador (Vi). figura 7.93. En nuestro caso ob.
tuvimosVi= 1132
Figure 7.94. Mendo e ag de so dl regio fe
mico voce » REET:
Care fac de ie
138
2. Arme sobre el protoboord el circulo de la f-
gura 7.92.correspondiente a una fuente regu-
lada de 5V-Tenga en cuenta que C2 y C3 deben
quedar an cerca del regulador como sea posi-
ble, Antes de insalar la resistencia de carga
(RL!), ida su valor real con el multímetro, Mia
también el valor real de las otras resistencias
de carga (RLZ,RL3), En nuestro caso ls valo-
res reales medidos en estas resistencias fueron
Add dada
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“Transformador _ Rectiendor
Figure 1.93. Emm eo ine de +5 sobr run
Figura 1.92 Mende el ote de ned de por a
44. Mida ahora el voltaje de salida (Vo), figura
7.94.Calcule entonces la corriente de carga
(lo) y la potencia disipada por el regulador
(Puc) Esta última es iguala (Vi-Vo)x En nues
tro caso obtuvimos Vo= 5,08. Por tanto,
49.8 mA y Puso = 275 mW La máxima poten-
cía que puede disipar por sí misma cualquier
regulador de la serie LM340 en cápsula TO-
220 es 2W. Para potencias mayores, debe
utilizarse un disipador de calor s esto no se
hace, el dispositivo puede destruirse.
3. Con su mukimetro configurado como volime-
wo para CC, ida el voltae de entrada del re-
_gulador (Vi). figura 7.93. En nuestro caso ob.
tuvimosVi= 1132
Figure 7.94. Mendo e ag de so dl regio fe
mico voce » REET:
Care fac de ie
5. Retire a resistencia de carga (Ru) y mida el voltaje de salida del circuito en condiciones de circuito
abierto Designe este voltaje como Voc. Calule entonces el porcentaje de regulación de voltaje del
Circuito (RV) mediante la siguiente fórmula:
RV(%) = ES] x 100
En nuestro caso obtuvimos Voe=5,083 V Por tanto, RV=0,06%. Repita los pasos 4 y 5 utilizando.
primero una resistencia de carga de 47 © (Ru) y luego una resistencia de carga de 220 0 (Ru).
Calcule en cada caso el porcentaje de regulación. En nuestro caso, con RL=47 0 obtuvimos Vo=5,07
V y Voc=5.083.Por tanto, RV=026 %.Asimismo, con RL=220 Q obtuvimos Vo=5,08V y Voc=5,083 V.
Por tanto, RV=0,06 %, En todos los casos, el porcentaje de regulación estuvo por debajo del 0,3%, que
es el máximo especificado para los reguladores de la serie LM340.
Nota: dealmente una fuere debera tener un porcenajede regulación del 0%, es decir entregar el
mismo vole con in ara (Voe=Vo Ena prácti sto no siempre sucede debido a que tod ueno
dene una resistencia intra dferente de cero, Lo important es que esta figura sn muy bajamos
inferior 1%
6. Arme ahora sobre el protboord el circuito de
la figura 7.95, correspondiente a una fuente
regulada ajustable. Nuevamente, asegúrese que
C2. C3 y C4 queden tan cerca del regulador
como sea posible.
‘Antes de instalar las resistencias RT y R2, ida
sus valores reales con el multímetro En nues-
ro caso, los valores reales medidos de estas
resistencias fueron 12218 0 y R2=1.1970.
Al conectarla fuente ala red de potencia, debe
iluminarse el LED D2, indicando la presencia
de voltae a la salida del regulador.
Figure 7.95. Mona dela fuere oe are prod
ICE: » Cu fc e seca vase
roo o»boo»
19
abierto Designe este voltaje como Voc. Calule entonces el porcentaje de regulación de voltaje del
Circuito (RV) mediante la siguiente fórmula:
RV(%) = ES] x 100
En nuestro caso obtuvimos Voe=5,083 V Por tanto, RV=0,06%. Repita los pasos 4 y 5 utilizando.
primero una resistencia de carga de 47 © (Ru) y luego una resistencia de carga de 220 0 (Ru).
Calcule en cada caso el porcentaje de regulación. En nuestro caso, con RL=47 0 obtuvimos Vo=5,07
V y Voc=5.083.Por tanto, RV=026 %.Asimismo, con RL=220 Q obtuvimos Vo=5,08V y Voc=5,083 V.
Por tanto, RV=0,06 %, En todos los casos, el porcentaje de regulación estuvo por debajo del 0,3%, que
es el máximo especificado para los reguladores de la serie LM340.
Nota: dealmente una fuere debera tener un porcenajede regulación del 0%, es decir entregar el
mismo vole con in ara (Voe=Vo Ena prácti sto no siempre sucede debido a que tod ueno
dene una resistencia intra dferente de cero, Lo important es que esta figura sn muy bajamos
inferior 1%
6. Arme ahora sobre el protboord el circuito de
la figura 7.95, correspondiente a una fuente
regulada ajustable. Nuevamente, asegúrese que
C2. C3 y C4 queden tan cerca del regulador
como sea posible.
‘Antes de instalar las resistencias RT y R2, ida
sus valores reales con el multímetro En nues-
ro caso, los valores reales medidos de estas
resistencias fueron 12218 0 y R2=1.1970.
Al conectarla fuente ala red de potencia, debe
iluminarse el LED D2, indicando la presencia
de voltae a la salida del regulador.
Figure 7.95. Mona dela fuere oe are prod
ICE: » Cu fc e seca vase
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19
Teoría 444444444444 ELEPEPFPFFER
3. Con sumulimetro configurado como vokimetro
para CC, mida el volaje de sada de la fuence
(Vo). figura 7.96. Compare este var con el es-
perado teóricamente de acuerdo ala formula:
votas (rt)
Figure 7.96 Mierda el ot de slo dela fuere apa
En nuestro caso, obruvimos Vo = 8,16V (medido) y Vo = 8,11 V (calculado). Por tanto la fórmula
anterior proporciona un grado de exactitud razonable. Repita este paso con otros valores de R2,por
ejemplo 2.2 kQ y 4700. En nuesto caso, con R2=2.240 obtuvimos Vo = 13,831 (medido) yVo = 13,75
V (calculado). Asimismo, con R2=4700 obtuvimos Vo=3,94V (medido) y Vo=3,921 (calculado).
. Para finaliza susituya la resistencia R2 por un puente de alambre (0). Mida entonces el votaje de
salida (Vo) En nuestro caso obtuvimos Vo=1,257V ¿por qué?
Conclusiones :
+ Las fuentes de alimentación, con reguladores de tres terminales, proporcionan un voltaje de
salida constante para un amplio rango de voltajes de entrada y de corrientes de carga.Ade-
‘més, cuentan con circuitos internos que las protegen automáticamente en caso de cortocir-
cuitos y sobrecargas.
+ El voltaje de entrada de un regulador de tres terminales debo estar, como mínimo, 2.03 vokios por
encima del voltaje de salida para que la regulación sea eficiente. Asimismo, no debe ser superior al
valor máximo especifcado por el fabricante. Este último es del orden de 30 a 40 voltios.
+ La corriente de salida suministrada por un regulador de tres terminales puede variar desde 0
(Circuito abierto) hasta su valor máximo especificado, por ejemplo 1A, sin que esto afecte sus
caracteristicas de regulación. Por encima de la corriente máxima, entra en acción un circuito
interno de protección térmica que bloquea el funcionamiento del dispositivo hasta que el mis-
mo se enfríe.
+ Los reguladores de tres terminales ajustables permiten obtener voltajes de salida especícos y muy
precisos, no disponibles con los reguladores fos. Este vole se programa fácilmente mediante la
selección adecuada de un par de resistencias.
Nota final. Como material complementario de los temas tratados en esta lección, lo inviamos a
"ensamblar el kit EF-10 de CEKIT (Fuente triple regulada), explicado en la sección de proyectos. a
‘experimentar con él e incorporarle otras caracteristicas por ejemplo, mayor capacidad de corriente,
CCEKIT también ofrece otras fuentes de alimentación para distncos usos. Consúltenos.
pa ur der:
3. Con sumulimetro configurado como vokimetro
para CC, mida el volaje de sada de la fuence
(Vo). figura 7.96. Compare este var con el es-
perado teóricamente de acuerdo ala formula:
votas (rt)
Figure 7.96 Mierda el ot de slo dela fuere apa
En nuestro caso, obruvimos Vo = 8,16V (medido) y Vo = 8,11 V (calculado). Por tanto la fórmula
anterior proporciona un grado de exactitud razonable. Repita este paso con otros valores de R2,por
ejemplo 2.2 kQ y 4700. En nuesto caso, con R2=2.240 obtuvimos Vo = 13,831 (medido) yVo = 13,75
V (calculado). Asimismo, con R2=4700 obtuvimos Vo=3,94V (medido) y Vo=3,921 (calculado).
. Para finaliza susituya la resistencia R2 por un puente de alambre (0). Mida entonces el votaje de
salida (Vo) En nuestro caso obtuvimos Vo=1,257V ¿por qué?
Conclusiones :
+ Las fuentes de alimentación, con reguladores de tres terminales, proporcionan un voltaje de
salida constante para un amplio rango de voltajes de entrada y de corrientes de carga.Ade-
‘més, cuentan con circuitos internos que las protegen automáticamente en caso de cortocir-
cuitos y sobrecargas.
+ El voltaje de entrada de un regulador de tres terminales debo estar, como mínimo, 2.03 vokios por
encima del voltaje de salida para que la regulación sea eficiente. Asimismo, no debe ser superior al
valor máximo especifcado por el fabricante. Este último es del orden de 30 a 40 voltios.
+ La corriente de salida suministrada por un regulador de tres terminales puede variar desde 0
(Circuito abierto) hasta su valor máximo especificado, por ejemplo 1A, sin que esto afecte sus
caracteristicas de regulación. Por encima de la corriente máxima, entra en acción un circuito
interno de protección térmica que bloquea el funcionamiento del dispositivo hasta que el mis-
mo se enfríe.
+ Los reguladores de tres terminales ajustables permiten obtener voltajes de salida especícos y muy
precisos, no disponibles con los reguladores fos. Este vole se programa fácilmente mediante la
selección adecuada de un par de resistencias.
Nota final. Como material complementario de los temas tratados en esta lección, lo inviamos a
"ensamblar el kit EF-10 de CEKIT (Fuente triple regulada), explicado en la sección de proyectos. a
‘experimentar con él e incorporarle otras caracteristicas por ejemplo, mayor capacidad de corriente,
CCEKIT también ofrece otras fuentes de alimentación para distncos usos. Consúltenos.
pa ur der:
Amplificadores y
otros circuitos con
transistores
elección ©
Los transistores,
discretos o integrados, son
los componentes más
importantes de la electrónica
moderna y los ingredientes esenciales
de todos los circuitos electrónicos. En
esta lección examinaremos las
caracteristicas generales de los
transistores bipolares y de efecto de
campo, haciendo énfasis en su
aplicación como amplificadores
y como interruptores.
GATE » coo ac de ecc bce
otros circuitos con
transistores
elección ©
Los transistores,
discretos o integrados, son
los componentes más
importantes de la electrónica
moderna y los ingredientes esenciales
de todos los circuitos electrónicos. En
esta lección examinaremos las
caracteristicas generales de los
transistores bipolares y de efecto de
campo, haciendo énfasis en su
aplicación como amplificadores
y como interruptores.
GATE » coo ac de ecc bce
Teoría 444
444
1Qué son los transistores ?
Los transistores (transistors) son dispositivos de
tres terminales que se utilizan para controlar co-
rrientes relaivamente grandes à parir de señales
de corriente o de voltaje muy débiles, actuando
como resistencias o interruptores controlables
electrónicamente, figura 8.1. Los circuitos que
tan los transistores como resistencias varía.
bles se denominan lineales o análogos, los que
los utilizan como interruptores se denominan di-
gitales o lógicos. La mayor parte delos circuitos
electrónicos pertenecen a estas categorías
Lostransstore se fabrican no solamente como
«componentes discretos sino que forman parte vi-
tal delos circuitos integrados (chips), los cuales
«contienen miles o millones de ells, construidos e
interconectados sobre una diminuta pasta des
lício.Son,por tanto ingredientes esenciales de to-
dos los circuitos electrónicos modernos, desde el
más simple amplficador (amplifier) hasta la más so-
fiticada computadora.
Tipos de transistores.
Los transistores pueden ser básicamente de dos
pos: bipolares y unipolares. Los transistores bi-
Polares se denominan también transistores de
unión o BJT (bipolar junction transistor) y son dis-
positivos controlados por corriente. Los transis-
tores unipolares,por su parte, se denominan tam-
bién transistores de efecto de campo o FET
(feld efect transistor) y son disposiivos controla
Prior
m
b
me À
> rie a
Comets “ a
Ste de ‘ine
Tant polar (NPN)
le
€ Figur 82. Sto
Tango de cloro. pales (de fc de
campo de ón ET) camp.) Los temes
D parse
Genen hote os) 8,
cor clon) 10 y
caos (entr) () endo
5 tee dema
al La em de un
PET de compuera orator de fe de
nes HOSEN campo por spore
denen compe (pue)
{Gi dada (ran) Dir
sere sor 5.
ge
fé ‘amo tna econ
des por voltaje. Dentro de cada una de estas cate-
gorías existen sus propias variantes. En la figura.
8.2 se muestran los símbolos ulizados para iden-
"liar algunos de estos dispositivos en los esque-
‘has. En esta lección nos referiremos a los transis
tores bipolares simplemente como transistores.
Los transistores son componentes activos, lo
«cual implica que pueden amplificar potencia es
decir entregar más potencia de la que reciben. La
potencia adicional extraen e a fuente de almen-
tación Los transistores son también componentes
semiconductores lo cual significa que pueden ac.
‘ar como conductores o como aislantes Para elo,
en su fabricación se utlizan dos pos de materiales,
llamados N y Pque se obtienen agregando impure-
Figur 8.1. is de un vaste Dependendo de acné e crete de vt ue e cie tina de atra
(Grade mé o mens core en termin e si (yy po tna o tons de cra En ete sn un venir
and car camo na restr empire dément
on
Can fot de lene basico » RCA:
444
1Qué son los transistores ?
Los transistores (transistors) son dispositivos de
tres terminales que se utilizan para controlar co-
rrientes relaivamente grandes à parir de señales
de corriente o de voltaje muy débiles, actuando
como resistencias o interruptores controlables
electrónicamente, figura 8.1. Los circuitos que
tan los transistores como resistencias varía.
bles se denominan lineales o análogos, los que
los utilizan como interruptores se denominan di-
gitales o lógicos. La mayor parte delos circuitos
electrónicos pertenecen a estas categorías
Lostransstore se fabrican no solamente como
«componentes discretos sino que forman parte vi-
tal delos circuitos integrados (chips), los cuales
«contienen miles o millones de ells, construidos e
interconectados sobre una diminuta pasta des
lício.Son,por tanto ingredientes esenciales de to-
dos los circuitos electrónicos modernos, desde el
más simple amplficador (amplifier) hasta la más so-
fiticada computadora.
Tipos de transistores.
Los transistores pueden ser básicamente de dos
pos: bipolares y unipolares. Los transistores bi-
Polares se denominan también transistores de
unión o BJT (bipolar junction transistor) y son dis-
positivos controlados por corriente. Los transis-
tores unipolares,por su parte, se denominan tam-
bién transistores de efecto de campo o FET
(feld efect transistor) y son disposiivos controla
Prior
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D parse
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PET de compuera orator de fe de
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denen compe (pue)
{Gi dada (ran) Dir
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ge
fé ‘amo tna econ
des por voltaje. Dentro de cada una de estas cate-
gorías existen sus propias variantes. En la figura.
8.2 se muestran los símbolos ulizados para iden-
"liar algunos de estos dispositivos en los esque-
‘has. En esta lección nos referiremos a los transis
tores bipolares simplemente como transistores.
Los transistores son componentes activos, lo
«cual implica que pueden amplificar potencia es
decir entregar más potencia de la que reciben. La
potencia adicional extraen e a fuente de almen-
tación Los transistores son también componentes
semiconductores lo cual significa que pueden ac.
‘ar como conductores o como aislantes Para elo,
en su fabricación se utlizan dos pos de materiales,
llamados N y Pque se obtienen agregando impure-
Figur 8.1. is de un vaste Dependendo de acné e crete de vt ue e cie tina de atra
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unse E f
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ann
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Css] E
A
Figur 83 Ere bso y bis es ores
bars La fc nc bret ecran de caer
comen de hens (ope pss que scr ode
Lane reo € cms rp mgr.
sata cristales de sico puros. Este proceso se de-
"nomina dopado. Todos los disposivos semicon-
ductores son el resultado dela combinación de ma-
terials tipo N y P en diferentes formas y con muy
variados grados de dopado. La teoría delos semi-
«conductores se estuda en la sección de Compo-
entes de este curso.
‘Transistores bipolares
Untransistor bipolar es un dispositivo semiconduc-
tor de tres terminales formado por una capa muy
delgada de material po N © P emparedada entre
dos capas más gruesas de material del po opuesto,
Esta disposición origina dos cases de transistores
bpolares,uno lamado NPN y otro lamado PNP.
como se muestra enla figura 8.3. Observe que la
única diferencia entre lo símbolos de ambos tran-
sistores es la dirección en que apuntala fecha del
‘emizor:en un PNP k fisch entra (penetra), mien-
‘tras que en un NPN la fecha sale (no penetra),
La región de l base está poco dopada en rela-
ción con el colector y el emisor Esto significa que
ERC » coro poe se crono bancs
tiene una concentración muy baja de portadores
mayoritarios de corrente.La región de emisor.por
su parte, está fuertemente dopada, de modo que
la concentración de portadores mayoritarios su-
pera ampllamente la de la base. Finalmente la re-
ión de colector es muy ampli y tiene una ata
«concentración de portadores minoritarios en re-
lación a a base.y muy pocos portadores mayorita-
rios en comparación con el emisor En un transis-
tor NPN, los portadores mayoritarios son elec-
trones (cargas negativas) mientras que en un tran-
‘stor PNP son huecos (cargas positivas)
Debido a la forma como se alternan la capas P y
N en un transistr,se forman dos uniones PN, una
entre base y emisor (BE) y otra entre base y co-
lector (BC). Estas uniones actían esencialmente
¡como diodos (diodes). Para que el dispositivo ope-
re correctamente, ls mismas deben estar polar-
zadas de modo que la unión BE quede en polarza-
ción direct y la nión BC en polarización inversa.
Lo anterior implica que en un transistor NPN, por
ejemplo, el colector debe ser más positivo que el
emisor y la base más positiva que el emisor, pero
más negativa que el colector Lo contrario se ph
a un transistor PNP Esta situación se ilustra en
la figura 8.4,
Antes de continuar es importante resaltar la
notación empleada en este circuito para desig-
nar los voltajes entre cualquier par de puntos o
entre un punto y tierra. Esta nomenclatura es
típica de todos loscircutos con transistores, En
general, un voltaje ente cualquier par de termi-
ales se designa mediante un doble subindice.
Por ejemplo. Vu es el voltaje entre a base (8) y
el emisor (E). Para especificar el voltaje entre
cualquier terminal y terra se utiliza un solo su-
bindice. Por ejemplo.Vc es el voltaje de colector
(©) referido a tierra. Los voltajes de alimenta-
ción se designan mediante un subindice repeti-
do, Por ejemplo,Vcc es el voltaje dela fuente de
alimentación asociada con el colector y Von el de
la fuente asociada con la base.
ros
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"nomina dopado. Todos los disposivos semicon-
ductores son el resultado dela combinación de ma-
terials tipo N y P en diferentes formas y con muy
variados grados de dopado. La teoría delos semi-
«conductores se estuda en la sección de Compo-
entes de este curso.
‘Transistores bipolares
Untransistor bipolar es un dispositivo semiconduc-
tor de tres terminales formado por una capa muy
delgada de material po N © P emparedada entre
dos capas más gruesas de material del po opuesto,
Esta disposición origina dos cases de transistores
bpolares,uno lamado NPN y otro lamado PNP.
como se muestra enla figura 8.3. Observe que la
única diferencia entre lo símbolos de ambos tran-
sistores es la dirección en que apuntala fecha del
‘emizor:en un PNP k fisch entra (penetra), mien-
‘tras que en un NPN la fecha sale (no penetra),
La región de l base está poco dopada en rela-
ción con el colector y el emisor Esto significa que
ERC » coro poe se crono bancs
tiene una concentración muy baja de portadores
mayoritarios de corrente.La región de emisor.por
su parte, está fuertemente dopada, de modo que
la concentración de portadores mayoritarios su-
pera ampllamente la de la base. Finalmente la re-
ión de colector es muy ampli y tiene una ata
«concentración de portadores minoritarios en re-
lación a a base.y muy pocos portadores mayorita-
rios en comparación con el emisor En un transis-
tor NPN, los portadores mayoritarios son elec-
trones (cargas negativas) mientras que en un tran-
‘stor PNP son huecos (cargas positivas)
Debido a la forma como se alternan la capas P y
N en un transistr,se forman dos uniones PN, una
entre base y emisor (BE) y otra entre base y co-
lector (BC). Estas uniones actían esencialmente
¡como diodos (diodes). Para que el dispositivo ope-
re correctamente, ls mismas deben estar polar-
zadas de modo que la unión BE quede en polarza-
ción direct y la nión BC en polarización inversa.
Lo anterior implica que en un transistor NPN, por
ejemplo, el colector debe ser más positivo que el
emisor y la base más positiva que el emisor, pero
más negativa que el colector Lo contrario se ph
a un transistor PNP Esta situación se ilustra en
la figura 8.4,
Antes de continuar es importante resaltar la
notación empleada en este circuito para desig-
nar los voltajes entre cualquier par de puntos o
entre un punto y tierra. Esta nomenclatura es
típica de todos loscircutos con transistores, En
general, un voltaje ente cualquier par de termi-
ales se designa mediante un doble subindice.
Por ejemplo. Vu es el voltaje entre a base (8) y
el emisor (E). Para especificar el voltaje entre
cualquier terminal y terra se utiliza un solo su-
bindice. Por ejemplo.Vc es el voltaje de colector
(©) referido a tierra. Los voltajes de alimenta-
ción se designan mediante un subindice repeti-
do, Por ejemplo,Vcc es el voltaje dela fuente de
alimentación asociada con el colector y Von el de
la fuente asociada con la base.
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“Coren de eleven (ea)
‘Figure 84 Grats bss de plc de vores bols Se ome quee vbr deVBB es sper l potencial bare
‘dete und bone mtr (VBE) que dl arden de 74 poro wanes de Del contri. oda BE o ont ye
trar na opera Se a ein dea coer de cone ten RC R cn omo Ide ecient
En lor dos crcutos dela figura 84, a fuente Vee
polar rectamente a unión BE mientras que la fuente
Ve polar inversamente la unión BC. Como resulta-
do de ese esquema de pobrización los portadores
mayortarios en a región de emisor () son obligados
por el vole Vs a cruzar la unión BE y alcanzar la
región de base (8. Una vez en la base, una pequeña
aid (menos de 5%) se des hacía el circuit de
“entrada, ara por el vole Vi El resto (más del
195%) atraviesn a unión BC y alcanzan ha región de
colector donde son aaidos por el vote Ve. Este
efecto se denomina acción transistor
Por tanto, en un transistor se desarrollan tres
«corrientes distntas,como se indica en la figura
8.5: una corriente de emisor (l), una corriente
de base (I) y una corriente de colector (lc) Es-
‘as tres corrientes están relacionadas mediante
la siguiente fórmula:
le=lc+ lo
<<
Re (cons)
Esto s,la corriente de emisor esla suma dela
corriente de colecor y la corriente de base. Debi-
(do a que I es mucho menor que le normalmente
se considera que les. La corriente de colector a
su vez, est relacionada con la corriente de base
mediante la siguiente fórmula:
siendo B (lise beta) un parámetro propio del
ttansistor Iamado la ganancia de corriente, Por
‘ejemplos en el circuit dela figura 8.4a,la ganan-
a de corriente del transistor es 6 =100 y la co-
‘rience de base es le=AOUA Ja corriente de colector
es entonces le = Bl = 100x40 =4.000pA, es decir
AmA Usando diferentes valores de Vos y Ra se pue-
de controlar fácimente la débil corriente de base y
por tamo la corriente de colector que puede llegar
A ser cientos de veces más grande. Esta úlima es a
propiedad más importante de un transistor y la que
lo hace útil como amplificador.
F
ome
Ras (auront)
rro, robin [etui im
Imre en dead cres comercio Las te ca Page qe tn Prades ayer en un
nor NPN se muere en dren de cores al Ars tps de corts on ko dedo punt esta de su
cs cocos Eno cea opten seri comer de caret.
en
fc de can bono » CAT:
‘Figure 84 Grats bss de plc de vores bols Se ome quee vbr deVBB es sper l potencial bare
‘dete und bone mtr (VBE) que dl arden de 74 poro wanes de Del contri. oda BE o ont ye
trar na opera Se a ein dea coer de cone ten RC R cn omo Ide ecient
En lor dos crcutos dela figura 84, a fuente Vee
polar rectamente a unión BE mientras que la fuente
Ve polar inversamente la unión BC. Como resulta-
do de ese esquema de pobrización los portadores
mayortarios en a región de emisor () son obligados
por el vole Vs a cruzar la unión BE y alcanzar la
región de base (8. Una vez en la base, una pequeña
aid (menos de 5%) se des hacía el circuit de
“entrada, ara por el vole Vi El resto (más del
195%) atraviesn a unión BC y alcanzan ha región de
colector donde son aaidos por el vote Ve. Este
efecto se denomina acción transistor
Por tanto, en un transistor se desarrollan tres
«corrientes distntas,como se indica en la figura
8.5: una corriente de emisor (l), una corriente
de base (I) y una corriente de colector (lc) Es-
‘as tres corrientes están relacionadas mediante
la siguiente fórmula:
le=lc+ lo
<<
Re (cons)
Esto s,la corriente de emisor esla suma dela
corriente de colecor y la corriente de base. Debi-
(do a que I es mucho menor que le normalmente
se considera que les. La corriente de colector a
su vez, est relacionada con la corriente de base
mediante la siguiente fórmula:
siendo B (lise beta) un parámetro propio del
ttansistor Iamado la ganancia de corriente, Por
‘ejemplos en el circuit dela figura 8.4a,la ganan-
a de corriente del transistor es 6 =100 y la co-
‘rience de base es le=AOUA Ja corriente de colector
es entonces le = Bl = 100x40 =4.000pA, es decir
AmA Usando diferentes valores de Vos y Ra se pue-
de controlar fácimente la débil corriente de base y
por tamo la corriente de colector que puede llegar
A ser cientos de veces más grande. Esta úlima es a
propiedad más importante de un transistor y la que
lo hace útil como amplificador.
F
ome
Ras (auront)
rro, robin [etui im
Imre en dead cres comercio Las te ca Page qe tn Prades ayer en un
nor NPN se muere en dren de cores al Ars tps de corts on ko dedo punt esta de su
cs cocos Eno cea opten seri comer de caret.
en
fc de can bono » CAT:
Curvas caracteristicas de un
transistor
La operación de un transistor puede ser también
comprendida gráficamente a partir dl análisis de
sus curvas características de entrada y de sal
a, figura 8.6. La característica de entrada, fl
gura 8.6b,muestra como se comporta la corriente
de base (IB) en función del voltaje base-emisor
(VBE) Esla misma de un diodo normal, lo quesig-
fica que solamente comienza a circular una IB
cuando VBE alcanza el valor del potencial de ba
rrera dela unión BE, que es del orden de OA.
partir de entonces VBE crece muy lentamente Para,
efectos prácticos puede asumirse que VBE perma-
nece constante e igual a OV
La corriente de base (I) la establecen la fuente
VEB y a resistencia RB. La misma se puede calcu-
lara partir de la siguiente fórmula:
Vos -Vee_ =
Re
siendo VBB.VBE=VRB la caia de volaje sobre la
resistencia de base (RB) Por ejemplo, sIVBB=I5V y
RB=150k entonces asumiendo VBE=O7V tendriamos:
VEN ger
a: og
Vas =15V-0,7V=143V
La caracterís de salia, por su parte, figura
8.6c, muestra como se comporta la corriente de
“on
colector (IC) en función del voltaje entre colector y
emisor (VCE) para una valor dado de la corriente.
de base (18). Observe que para valores deVCE en-
tre 0 y un cierto valor mínimo, la IC crece rápida:
‘mente hasta un determinado punto Eta parte de a
curva se denomina zona de saturación. partir
de entonces,se mantiene constante, hasta un cierto.
valor máximo deVCE Esta parte de la curva se de
nomina zona activa. Por encima delVCE máximo,
«el transistor se destruye Esta región se denomina.
zona de ruptura. Un transistor nunca debe ope-
‘arse por encima del valor máximo de VCE.
La zona activa esla más importante de un tran-
sistor En el, los cambios en la tensión VCE no
tienen efecto sobre la corriente IC. En eta zona
trabajan los amplifcadores y demás tipos de cir-
cultos análogos. Existe también una cuarta zona,
o indicada en la figura 8.6b, lamada zona de
‘corte, que se presenta cuando la corriente de base
(8) es igual a cero. Bajo esta condición, a través
del colector circula una corriente de fuga muy pe-
queña (ceo) debida alos portadores minoritarios
(huecos en un transistor NPN y electrones en un
PNP). Las zona de saturación y de corte son ui
zas por los circuits diitales,como los empleados.
en as computadoras.
Latension colectorsemisor (VCE) la establecen
la fuente VCC, la resistencia RC y la corriente IC.
La misma se puede calcular a partir de la siguiente
formula
Vee =Vec -teRe =Vec - Vac
Loa)
tw
8 Carto bo prota
1) Cura rata de eras
Figure 86. Gros de net y de ade un orstr Obrera que el oo común o er de cdo ine et conectado oh
“mr Por eso rat el reto e deamına ur cuac e emsr comin VronsoVBBYVCC se pueden ec
ree eens y ores en venis
ERC » Cu poe e cms bancs
145
transistor
La operación de un transistor puede ser también
comprendida gráficamente a partir dl análisis de
sus curvas características de entrada y de sal
a, figura 8.6. La característica de entrada, fl
gura 8.6b,muestra como se comporta la corriente
de base (IB) en función del voltaje base-emisor
(VBE) Esla misma de un diodo normal, lo quesig-
fica que solamente comienza a circular una IB
cuando VBE alcanza el valor del potencial de ba
rrera dela unión BE, que es del orden de OA.
partir de entonces VBE crece muy lentamente Para,
efectos prácticos puede asumirse que VBE perma-
nece constante e igual a OV
La corriente de base (I) la establecen la fuente
VEB y a resistencia RB. La misma se puede calcu-
lara partir de la siguiente fórmula:
Vos -Vee_ =
Re
siendo VBB.VBE=VRB la caia de volaje sobre la
resistencia de base (RB) Por ejemplo, sIVBB=I5V y
RB=150k entonces asumiendo VBE=O7V tendriamos:
VEN ger
a: og
Vas =15V-0,7V=143V
La caracterís de salia, por su parte, figura
8.6c, muestra como se comporta la corriente de
“on
colector (IC) en función del voltaje entre colector y
emisor (VCE) para una valor dado de la corriente.
de base (18). Observe que para valores deVCE en-
tre 0 y un cierto valor mínimo, la IC crece rápida:
‘mente hasta un determinado punto Eta parte de a
curva se denomina zona de saturación. partir
de entonces,se mantiene constante, hasta un cierto.
valor máximo deVCE Esta parte de la curva se de
nomina zona activa. Por encima delVCE máximo,
«el transistor se destruye Esta región se denomina.
zona de ruptura. Un transistor nunca debe ope-
‘arse por encima del valor máximo de VCE.
La zona activa esla más importante de un tran-
sistor En el, los cambios en la tensión VCE no
tienen efecto sobre la corriente IC. En eta zona
trabajan los amplifcadores y demás tipos de cir-
cultos análogos. Existe también una cuarta zona,
o indicada en la figura 8.6b, lamada zona de
‘corte, que se presenta cuando la corriente de base
(8) es igual a cero. Bajo esta condición, a través
del colector circula una corriente de fuga muy pe-
queña (ceo) debida alos portadores minoritarios
(huecos en un transistor NPN y electrones en un
PNP). Las zona de saturación y de corte son ui
zas por los circuits diitales,como los empleados.
en as computadoras.
Latension colectorsemisor (VCE) la establecen
la fuente VCC, la resistencia RC y la corriente IC.
La misma se puede calcular a partir de la siguiente
formula
Vee =Vec -teRe =Vec - Vac
Loa)
tw
8 Carto bo prota
1) Cura rata de eras
Figure 86. Gros de net y de ade un orstr Obrera que el oo común o er de cdo ine et conectado oh
“mr Por eso rat el reto e deamına ur cuac e emsr comin VronsoVBBYVCC se pueden ec
ree eens y ores en venis
ERC » Cu poe e cms bancs
145
Teoria «44444444444444444 caraninia das
29
24
siendo IeRc=Vac la caida de voltaje sobre la
resistencia de colector (Rc). Por ejemplo, si
IC=2MA,RC=A 162 VCC=I2Memonces
ad
Vee = 12V-2mAx4,1K02=2,6V
Vac = 2mA x 4,7K02=9,4V. i
Sse miens valores de ICVCE para deren
tes valores de 1, se obtiene una familia de cura
características de sald, como la mostrada en af
ur 8.7.Ese po de curvas lamadas también ca
racterisicas de colector en configuración emi-
sor comin.son muy importantes para analizar yd
soñar ciclos aplicadores con vansstorescomo
veremos más adelante, Las misas son sumiisa- GE
das por los abricates de transistores en ls
de datos de sus productos También se pueden ob- peclado lamado trazador de curvas. En els
tener usando un instrument de laboratorio es. guiente experimento achraremos esos conceptos.
Consent de color (A)
Experimento 8.1 Obtención de las curvas características de un
transistor
Objetivos
Obtener las curvas caractrísias de salida de un transistor a partir de datos experimentales
Observar las curvas características de un transistor con el osciloscopio
Familarizarse con a polarización de un transistor
Aprender a probar transistores
Aprender medir la ganancia de corriente de un transistor (9)
Equipos y materiales necesarios + 1 Resistencia de 2240, 1/2W (RB)
+ 1 Multmetro dial + Resistencia de 1000, 1/2W (RC1)
+ 1 Osciloscopio de 20MHz dos canales + Resistencia de 2200, 1/2W (RC2)
+ 1 Bater o una fuente regulada de 9V (VBB) = 1 Diodorectficador IN4004 0 equivalente (D1)
+ Batería o una fuente regulada de 12V (VCC) + 1 Transformador (MAGOM M504 o equivalente)
+ Y Transistor NPN 2N3904 o equivalente (Q1) Primario: 120V/60Hz o 220V/S0Hz
+ 2 Poteneiömetros de SKA (P1,P2) Secundario: 9
Corriente: 450mA,
Información preliminar
El 2N3904 es un transistor NPN de propósito general. Puede ser utlizado como ampliieador o como
interruptor Está especiicado para una corriente máxima de colector (IC) de 200 mA y un voltaje
colector-emisor (VCE) máximo de 40V.Su ganancia de corriente (Bo hFE) puede estar entre 40 y 300.
Este parámetro varia mucho de un transistor a otro, aunque sean de la misma referencia y el mismo
fabricante, La máxima potencia que puede dispar es de 625mW lo cual implica que el producto lxVor
debe mantenerse siempre por debajo de este valor.
> dekım:
146 Cure fée de nice
29
24
siendo IeRc=Vac la caida de voltaje sobre la
resistencia de colector (Rc). Por ejemplo, si
IC=2MA,RC=A 162 VCC=I2Memonces
ad
Vee = 12V-2mAx4,1K02=2,6V
Vac = 2mA x 4,7K02=9,4V. i
Sse miens valores de ICVCE para deren
tes valores de 1, se obtiene una familia de cura
características de sald, como la mostrada en af
ur 8.7.Ese po de curvas lamadas también ca
racterisicas de colector en configuración emi-
sor comin.son muy importantes para analizar yd
soñar ciclos aplicadores con vansstorescomo
veremos más adelante, Las misas son sumiisa- GE
das por los abricates de transistores en ls
de datos de sus productos También se pueden ob- peclado lamado trazador de curvas. En els
tener usando un instrument de laboratorio es. guiente experimento achraremos esos conceptos.
Consent de color (A)
Experimento 8.1 Obtención de las curvas características de un
transistor
Objetivos
Obtener las curvas caractrísias de salida de un transistor a partir de datos experimentales
Observar las curvas características de un transistor con el osciloscopio
Familarizarse con a polarización de un transistor
Aprender a probar transistores
Aprender medir la ganancia de corriente de un transistor (9)
Equipos y materiales necesarios + 1 Resistencia de 2240, 1/2W (RB)
+ 1 Multmetro dial + Resistencia de 1000, 1/2W (RC1)
+ 1 Osciloscopio de 20MHz dos canales + Resistencia de 2200, 1/2W (RC2)
+ 1 Bater o una fuente regulada de 9V (VBB) = 1 Diodorectficador IN4004 0 equivalente (D1)
+ Batería o una fuente regulada de 12V (VCC) + 1 Transformador (MAGOM M504 o equivalente)
+ Y Transistor NPN 2N3904 o equivalente (Q1) Primario: 120V/60Hz o 220V/S0Hz
+ 2 Poteneiömetros de SKA (P1,P2) Secundario: 9
Corriente: 450mA,
Información preliminar
El 2N3904 es un transistor NPN de propósito general. Puede ser utlizado como ampliieador o como
interruptor Está especiicado para una corriente máxima de colector (IC) de 200 mA y un voltaje
colector-emisor (VCE) máximo de 40V.Su ganancia de corriente (Bo hFE) puede estar entre 40 y 300.
Este parámetro varia mucho de un transistor a otro, aunque sean de la misma referencia y el mismo
fabricante, La máxima potencia que puede dispar es de 625mW lo cual implica que el producto lxVor
debe mantenerse siempre por debajo de este valor.
> dekım:
146 Cure fée de nice
En este experimento ulizaremos el transistor 2N3904 en la configuración emisor comin, que es
la más empleada en amplifcadores. Este modo de conexión se denomina asi porque el emisor es el
‘terminal común a los crcultos de entrada y de salida.
Inicialmente, centraremos nuestro interés en analizar cuantiatvamente como se comporta la co-
lente de colector (IC) en función del voltaje colector-emisor (VCE) para diferentes valores de la
corriente de base (1B.Los resultados obtenidos los representaremos en una gráfica, la cual correspon-
derd a una famila de curvas características de salida para este disposiiwo particular También aprendere-
‘mos un método para visualizar directamente estas curvas en un osciloscopio y derivar información a
partir de ellas
Procedimiento
1. Tome el transistor 2N3904 Identique la base
(E), el colector (C) y el emisor () figura 8,82.
(Observe la forma dela cápsula y los datos ins-
ritos en el.
2. Con su mulimetro confgurado como hmetro
‘© como probador de diodos, pruebe las uniones
BE y BC en condiciones de polarización directa
y en condiciones de polarización inversa, como
se india en a figura 8.8b y 8.8c respectiva-
mente, Deberá obtener una lectura de baja re-
sistencia en el primer caso y de alta resistencia
en el segundo, ¿por qué? También deberá ob
ner una lectura de at resistencia entre el co-
2 :
Figure 8.0. Praca de ls none BE y BC en person
ares
Figure 8.84 Mend poor de rente
RINT: co fac se seen
2 Logo dt rene
Figure 880) Krone
(Bat (y lem)
lector (C) y el emisor (E). con cualqier plat.
ad dela puntas de prueba, por qué?.
Figura 88 Proba de x noes By Cen pans
Si su multímetro posee la función de probador
de transistores, mida también la ganancia de
corriente (8 oh), como se muestra enla fi
ura 8.84. En nuestro caso obtuvimos B=226,
que está dentro del rango de valores especii
cado para este disposicivo.
o»
2
147
la más empleada en amplifcadores. Este modo de conexión se denomina asi porque el emisor es el
‘terminal común a los crcultos de entrada y de salida.
Inicialmente, centraremos nuestro interés en analizar cuantiatvamente como se comporta la co-
lente de colector (IC) en función del voltaje colector-emisor (VCE) para diferentes valores de la
corriente de base (1B.Los resultados obtenidos los representaremos en una gráfica, la cual correspon-
derd a una famila de curvas características de salida para este disposiiwo particular También aprendere-
‘mos un método para visualizar directamente estas curvas en un osciloscopio y derivar información a
partir de ellas
Procedimiento
1. Tome el transistor 2N3904 Identique la base
(E), el colector (C) y el emisor () figura 8,82.
(Observe la forma dela cápsula y los datos ins-
ritos en el.
2. Con su mulimetro confgurado como hmetro
‘© como probador de diodos, pruebe las uniones
BE y BC en condiciones de polarización directa
y en condiciones de polarización inversa, como
se india en a figura 8.8b y 8.8c respectiva-
mente, Deberá obtener una lectura de baja re-
sistencia en el primer caso y de alta resistencia
en el segundo, ¿por qué? También deberá ob
ner una lectura de at resistencia entre el co-
2 :
Figure 8.0. Praca de ls none BE y BC en person
ares
Figure 8.84 Mend poor de rente
RINT: co fac se seen
2 Logo dt rene
Figure 880) Krone
(Bat (y lem)
lector (C) y el emisor (E). con cualqier plat.
ad dela puntas de prueba, por qué?.
Figura 88 Proba de x noes By Cen pans
Si su multímetro posee la función de probador
de transistores, mida también la ganancia de
corriente (8 oh), como se muestra enla fi
ura 8.84. En nuestro caso obtuvimos B=226,
que está dentro del rango de valores especii
cado para este disposicivo.
o»
2
147
Teoria <dddddddacdaaas
ie
es > bu EEE
: be ESE
==
==
3 Dagar eigens,
4. Arme ahora sobre el protaboard el circulo de prueba
mostrado en la figura 8.9.En el lugar delos medidores
de corriente (LA y mA), coloque puentes de alambre.
ficimenre removible Utitzaremos el potenciómetro Pl
para Marlacorient de base (18) y el potenciómetro P2
para far el volajecolector-emisor (VCE).Las resisten-
cas RB y RC limitan las corrientes IB e IC valores
seguros La fuente de alimentación de colector (VCC)
puede ser externa 0,como en nuestro caso, construida
sobre el mismo pretboard utilizando un regulador de Fotografia del monje
tres torminals de 12V (LM340T12) y unos pocos com-
ponentes asociados, como se expleó en a lección.
5. Retire el puente del circuito de base e insale en su lugar
I multmetro, configurado como microamperimetro,para
medir la corriente de base (1B).Gire lentamente el po-
‘tenciémetro PI hasta que la corriente de base (IB) sea
de ISOYA, figura 8.10(a).
Figure ,10. Miedo comte de bre (8)
Retire el multímetro yreistle el puente del crcuito de
base. Mia entonces el oltaj resultante entre base yemi-
sor (VBE) figura 8.10(b). Anote los resultados obten-
os. En nuestro caso obtuvimos BE=0715V e8=150YA.
Figure 8.108. Meno el ej bromo (VE)
6. Con su mulimetro confgurado como voltímetro de CC,
mia el voltaje entre colector y emisor (VCE), girando
lentamente el potenciómetro P2 hasta que la lectura sea
de 6V o un valor muy próximo, figura 8.10(€).En nues-
‘tro caso obtuvimos Vex = 5.95
ie
es > bu EEE
: be ESE
==
==
3 Dagar eigens,
4. Arme ahora sobre el protaboard el circulo de prueba
mostrado en la figura 8.9.En el lugar delos medidores
de corriente (LA y mA), coloque puentes de alambre.
ficimenre removible Utitzaremos el potenciómetro Pl
para Marlacorient de base (18) y el potenciómetro P2
para far el volajecolector-emisor (VCE).Las resisten-
cas RB y RC limitan las corrientes IB e IC valores
seguros La fuente de alimentación de colector (VCC)
puede ser externa 0,como en nuestro caso, construida
sobre el mismo pretboard utilizando un regulador de Fotografia del monje
tres torminals de 12V (LM340T12) y unos pocos com-
ponentes asociados, como se expleó en a lección.
5. Retire el puente del circuito de base e insale en su lugar
I multmetro, configurado como microamperimetro,para
medir la corriente de base (1B).Gire lentamente el po-
‘tenciémetro PI hasta que la corriente de base (IB) sea
de ISOYA, figura 8.10(a).
Figure ,10. Miedo comte de bre (8)
Retire el multímetro yreistle el puente del crcuito de
base. Mia entonces el oltaj resultante entre base yemi-
sor (VBE) figura 8.10(b). Anote los resultados obten-
os. En nuestro caso obtuvimos BE=0715V e8=150YA.
Figure 8.108. Meno el ej bromo (VE)
6. Con su mulimetro confgurado como voltímetro de CC,
mia el voltaje entre colector y emisor (VCE), girando
lentamente el potenciómetro P2 hasta que la lectura sea
de 6V o un valor muy próximo, figura 8.10(€).En nues-
‘tro caso obtuvimos Vex = 5.95
Retire entonces el puente del cireuito de co-
lector e instale en su lugar el multimetro,confi-
gurado como milamperimetro, para medir la
corriente de colector (IC), figura 8.10(4).
Anote los valores obtenidos. Hecho esto, ret
reel multimetr y reinstale el puente e colec-
tor, En nuestro caso obruvimos 1C=308 mA
paraVCE = 595.
Figur 8.108. Mendo carie deck
7. Repita el paso 6 para diferentes valores de IB, desde 2SOUA hasta OLA, en pasos de SOWA. En cada
caso, repita el paso 7 para diferentes valores de VCE, desde 12V hasta OV, en pasos de 2V Si es
necesario, elimine la resistencia de colector (RC) por un puente de OW Registre todos ls resultados
‘obtenidos en una tabla de datos como la del figura 8.1 1a
(0). Para el, represente cada pa-
oF
ET
ITS
ET UE
foo
Bown
Fore 810 Ti dd =
8. Uslzando los datos de tabl 8.11(a), dbuje
para B=ISOYA la curva caracteristca de color
x Correspondent en na plana como la de a
E figura
yo reja de valores de VCE e IC por un punto y
luego una esos ckimos mediante un trazo com
Xx inuo, La gráfica obtenida es la curva solicitada.
o Idenuqula como IB=I5OYA, Repita el mismo
» el mismo procedimiento para los otros valores
1 de 8 registrados. Su reslcado final será una
familia de curvas características de cor
OEE CT FW leer als dserben el comporamin-
Figure 8.116 Part pore profs canes carre de
cr
to del transistor para una gran variedad de con-
iiones de funcionamiento del circuito. Derive
sus propias conclusiones
9. Las curvas características de colector de nuesto transistor particular pueden ser también visualizadas
en un osciloscopio de dos canales operando en el modo X-Y.Para ello, puede ulizarse un montaje
‘como el de la figura 8.12(a). En ls figuras 8.12(b) hasta 8.12( se aprecian algunos delas curvas
‘obcendas. En este caso, el canal X (entrada horizontal) monitorea el voltaje colectoremisor (VCE),
mientra que el canalY (entrada vertical) monitorea el voltaje sobre la resistencia de colector (VT).
‘ual es directamente proporcional a la corriente de colector (IC) Seleccionando unos factores de
escala adecuados para estas entradas pueden hacerse medidas de corriente y voltaje muy precisas.
GIT» curo poc 6 cris rico
Pr»
149
lector e instale en su lugar el multimetro,confi-
gurado como milamperimetro, para medir la
corriente de colector (IC), figura 8.10(4).
Anote los valores obtenidos. Hecho esto, ret
reel multimetr y reinstale el puente e colec-
tor, En nuestro caso obruvimos 1C=308 mA
paraVCE = 595.
Figur 8.108. Mendo carie deck
7. Repita el paso 6 para diferentes valores de IB, desde 2SOUA hasta OLA, en pasos de SOWA. En cada
caso, repita el paso 7 para diferentes valores de VCE, desde 12V hasta OV, en pasos de 2V Si es
necesario, elimine la resistencia de colector (RC) por un puente de OW Registre todos ls resultados
‘obtenidos en una tabla de datos como la del figura 8.1 1a
(0). Para el, represente cada pa-
oF
ET
ITS
ET UE
foo
Bown
Fore 810 Ti dd =
8. Uslzando los datos de tabl 8.11(a), dbuje
para B=ISOYA la curva caracteristca de color
x Correspondent en na plana como la de a
E figura
yo reja de valores de VCE e IC por un punto y
luego una esos ckimos mediante un trazo com
Xx inuo, La gráfica obtenida es la curva solicitada.
o Idenuqula como IB=I5OYA, Repita el mismo
» el mismo procedimiento para los otros valores
1 de 8 registrados. Su reslcado final será una
familia de curvas características de cor
OEE CT FW leer als dserben el comporamin-
Figure 8.116 Part pore profs canes carre de
cr
to del transistor para una gran variedad de con-
iiones de funcionamiento del circuito. Derive
sus propias conclusiones
9. Las curvas características de colector de nuesto transistor particular pueden ser también visualizadas
en un osciloscopio de dos canales operando en el modo X-Y.Para ello, puede ulizarse un montaje
‘como el de la figura 8.12(a). En ls figuras 8.12(b) hasta 8.12( se aprecian algunos delas curvas
‘obcendas. En este caso, el canal X (entrada horizontal) monitorea el voltaje colectoremisor (VCE),
mientra que el canalY (entrada vertical) monitorea el voltaje sobre la resistencia de colector (VT).
‘ual es directamente proporcional a la corriente de colector (IC) Seleccionando unos factores de
escala adecuados para estas entradas pueden hacerse medidas de corriente y voltaje muy precisas.
GIT» curo poc 6 cris rico
Pr»
149
ICPERLPRRPERFE
iur 812.Vkznd us cortesia de she en un xsi efecto dl car e med ondo
nad or ad Dl yl ein del arfomader I es or amant ae de menton de cae (YO,
1er traf rm (NE) ne cry un lr sno (LY prado), Es efectos eine un
mide de vote.
En nuestro caso, por ejemplo, utilizamos un factor de escala de 2V/dwisión para el canal horizontal o
X (Vex) y un factor de escala de SV/dvisiôn para el canal vertical OY (VAc), Puesto que a resistencia de
colector (Re) utilizada fue de 2200, lo anterior significa que cada división vertical corresponde a una
«corriente de colector. (Ic) de IV/2200=4,55 mA. La corriente de base (ls) asociada a cada curva se
‘obtiene variando el potenciómetro PI y se mide igual que antes, es decir utlizando el multímetro como
mieroamperimetro.
owe
cats fc de eecince ponia » RCT:
iur 812.Vkznd us cortesia de she en un xsi efecto dl car e med ondo
nad or ad Dl yl ein del arfomader I es or amant ae de menton de cae (YO,
1er traf rm (NE) ne cry un lr sno (LY prado), Es efectos eine un
mide de vote.
En nuestro caso, por ejemplo, utilizamos un factor de escala de 2V/dwisión para el canal horizontal o
X (Vex) y un factor de escala de SV/dvisiôn para el canal vertical OY (VAc), Puesto que a resistencia de
colector (Re) utilizada fue de 2200, lo anterior significa que cada división vertical corresponde a una
«corriente de colector. (Ic) de IV/2200=4,55 mA. La corriente de base (ls) asociada a cada curva se
‘obtiene variando el potenciómetro PI y se mide igual que antes, es decir utlizando el multímetro como
mieroamperimetro.
owe
cats fc de eecince ponia » RCT:
Concepto de rect:
carga
Las curs características de salia de un transistor,
además de mostrar como varían la coriente de
colector (IC) y el vole colector-emisor (VCE) en
función dea corriente de base (18), pueden ser tam-
bién uiizadas para visualizar el comportamiento del
dispositivo bajo cualquier condición de carga. Para
clo se utiliza un recurso gráfico lamado recta de
‘carga. que es simplemente un lnea recta, trazada.
sobre las curvas de salda, donde aparecen todos
valore posibles que pueden adoptar IC y VCE para
diferentes valores de IBy bajo determinadas condi-
cones de VCC y RC. Este concepto se usta en la
figura 8.13. En este caso VCC=I5V y RC=3k0.
Dependiendo del valor de RB, IB puede variar
desde O hasta un valor máximo, Cuando 18=0, el
transistor no conduce y por tanto, VCESISV e
IC=0.Estos valores definen el extremo inferior de
la recta de carga partir de un cierto valor de IB,
lega un momento en el cual el transistor está con-
duciendo al máximo y, por tanto, VCE=0 e
IC=5mA. Estos valores definen el extremo supe-
rior dela recta de carga. Para valores intermedios
de IB, el transistor conduce parcialmente y VCE e
IC adoptan valores intermedios, definidos por los
puntos de intersección dela recta de carga con las
a
PU 5
2) ro Baco de posta
Figure 8.13 saci dl concept de eco de carga Oro
vales dC y RC dern ane ec de co fee
ICI: y oro fac e crónica vice
curvas de salida. Por ejemplo, cuando
‘entonces VCE=6.2V e IC=3mA.
OLA,
El punto superior de a recta de carga, donde la
misma corta el eje de IC, se denomina punto de
saturación Igvalmente,el punto inferior de la rec-
ta de carga, donde la misma corta el je de VCE, se
denomina punto de corte, Estos puntos indican,
en su orden, la máxima corriente de colector (le
max) y la máxima tensión colector-emisor (VCE-
max) que pueden alcanzarse en el circuito (mA y
SV respectvamente, en nuestro caso). Para el i=
uito en emisor común de la figura 8.13(a), los
valores de ICmax y VCEmax pueden ser calcula-
dos fácilmente a parti de ls siguentes fórmulas:
= Mec
emu = RE
Vetmax =Vee
Una forma sencila de vsualzar estos resultados
‘es considerando que el transistor se comporta entre
colector y emisor como un cortocircuito en el
punto de sauraciôn y como un circuito abierto en
«el punto de corte. En el primer caso. VCE=0 y por
tanto, toda la corriente de colector circula a través
de RC.Se dice entonces, que el transistor est satu-
rado. En el segundo, IC=0 por tanto,todo el voltaje
de la fuente aparece através del transistor Se dice
emonces que este último está cortado, El siguiente
ejemplo achrarsestos conceptos.
Ejemplo 8.1. Determine los puntos de corte y
| saturaciô de areca de carga de un crcuto como
el de a figura 8.13 con RC=4,7kSty VCC=12V.
Dibuje la recta de carga obtenida sobre las curvas
¡Características de salda.
Solución: En el punto de corte el transistor se
«comporta como un circuito abierto. Por tanto, a
corriente de colecor es cero y el voltaje colector.
“emisor es igual al voltaje de alimentación. Eto es
Punto de corte
Vee=Vee = 124
le=o
2
oF
carga
Las curs características de salia de un transistor,
además de mostrar como varían la coriente de
colector (IC) y el vole colector-emisor (VCE) en
función dea corriente de base (18), pueden ser tam-
bién uiizadas para visualizar el comportamiento del
dispositivo bajo cualquier condición de carga. Para
clo se utiliza un recurso gráfico lamado recta de
‘carga. que es simplemente un lnea recta, trazada.
sobre las curvas de salda, donde aparecen todos
valore posibles que pueden adoptar IC y VCE para
diferentes valores de IBy bajo determinadas condi-
cones de VCC y RC. Este concepto se usta en la
figura 8.13. En este caso VCC=I5V y RC=3k0.
Dependiendo del valor de RB, IB puede variar
desde O hasta un valor máximo, Cuando 18=0, el
transistor no conduce y por tanto, VCESISV e
IC=0.Estos valores definen el extremo inferior de
la recta de carga partir de un cierto valor de IB,
lega un momento en el cual el transistor está con-
duciendo al máximo y, por tanto, VCE=0 e
IC=5mA. Estos valores definen el extremo supe-
rior dela recta de carga. Para valores intermedios
de IB, el transistor conduce parcialmente y VCE e
IC adoptan valores intermedios, definidos por los
puntos de intersección dela recta de carga con las
a
PU 5
2) ro Baco de posta
Figure 8.13 saci dl concept de eco de carga Oro
vales dC y RC dern ane ec de co fee
ICI: y oro fac e crónica vice
curvas de salida. Por ejemplo, cuando
‘entonces VCE=6.2V e IC=3mA.
OLA,
El punto superior de a recta de carga, donde la
misma corta el eje de IC, se denomina punto de
saturación Igvalmente,el punto inferior de la rec-
ta de carga, donde la misma corta el je de VCE, se
denomina punto de corte, Estos puntos indican,
en su orden, la máxima corriente de colector (le
max) y la máxima tensión colector-emisor (VCE-
max) que pueden alcanzarse en el circuito (mA y
SV respectvamente, en nuestro caso). Para el i=
uito en emisor común de la figura 8.13(a), los
valores de ICmax y VCEmax pueden ser calcula-
dos fácilmente a parti de ls siguentes fórmulas:
= Mec
emu = RE
Vetmax =Vee
Una forma sencila de vsualzar estos resultados
‘es considerando que el transistor se comporta entre
colector y emisor como un cortocircuito en el
punto de sauraciôn y como un circuito abierto en
«el punto de corte. En el primer caso. VCE=0 y por
tanto, toda la corriente de colector circula a través
de RC.Se dice entonces, que el transistor est satu-
rado. En el segundo, IC=0 por tanto,todo el voltaje
de la fuente aparece através del transistor Se dice
emonces que este último está cortado, El siguiente
ejemplo achrarsestos conceptos.
Ejemplo 8.1. Determine los puntos de corte y
| saturaciô de areca de carga de un crcuto como
el de a figura 8.13 con RC=4,7kSty VCC=12V.
Dibuje la recta de carga obtenida sobre las curvas
¡Características de salda.
Solución: En el punto de corte el transistor se
«comporta como un circuito abierto. Por tanto, a
corriente de colecor es cero y el voltaje colector.
“emisor es igual al voltaje de alimentación. Eto es
Punto de corte
Vee=Vee = 124
le=o
2
oF
Teoria 444444444444
En dl punto desaturación.eltansisor se compor-
La como un cortocrcuite Por tanta el voltaje colector.
¡emisores cero yla corriente de colector es igual aa
corrente a través de resistencia de colector Esto es:
Punto de saturación
Mee IN
Re “ana
Vee
La recta de carga correspondiente se muestra
enla figura 8.130
tee =2,55 mA,
Sargent
fetes Pas
dam Mare
Fgura 8136 Ret de cage cn VECHI2Vy RCA
(emp 8)
Concepto de punto de trabajo
El objetivo de una recta de carga es permiiaiden-
tifcación visual de los posibles puntos de trabajo
de un transistor y la selección del más adecuado
para una aplicación especia. ste último se indica
‘mediante la letra Q (quiescent reposo). Cada pareja
de valores de IC yVCE asociados a un valor dado
de IB es un punto de trabajo posible. En la figura
8.14 se ilustra este concepto En est casa el punto
de trabajo Q corresponde a VCE=SV,IC=3pA e
IB=30WA. Los puntos QH (VCE=1,5W.IC=45mA,
18-4544) y QL (VCE-0SVIC=L.SmA I ISUA)
son también puntos de trabajo posibles.
Enamplicadores de baja seal como los utlzados
para amplicar señales provenents de micrófonos,
(Sonde se require que a señale salida se ua rélca
amplada, poro fl dela señal de entrada, in ningún
to de distorsión, la selección del punto de trabajo
puede afecar sensiblemente la forma de onda de la
señal de salda. En estos casos, como veremos más
adelante, la mejor posición del punto de trabajo es en
l centro de a linea de carga, cerca de l De este
modo se garantiza que el transistor siempre trabaje en
la zona aca el punto Q se escoge muy cerca del
punto de saturación 0 del punt de corea señal de
sai puede aparecer recortada o discorsonada.
La corriente de base, corriente de colector y el
votaje colectoremisor asociados con el punto de
abajo de un amplificador se desgan generalmente,
en su orden, como la, Ica y Vera, Esos valores
representan las condiciones de operación del circu
9 en condiciones de reposo, es decir sin señal de
“entrada aplicada. Una vez aplicada esa última, las co
Frientes y voltajes de eircuto varan por encima y
Por debajo de sus valores de reposo, como veremos.
más adelante Para el reto en emisor común de la
‘figura 8.14a,los valores de lec, co y Vera pueden
sor alados a partir des siguientes fórmulas
leg = ing
Vera = Vee - IcoRe
siendo Bo rela ganancia de corriente y ec el
voltaje base emisor. El siguiente ejemplo acarará
el uso de estas fórmulas
pan
ren
lalo E
Pants de abajo poles con VEC=ISV y RC=BKOL
Figure 814 Roc de concepto de puto de ej.
pu Q cz e a at col de a eco de op. es
Ind ade que an Qu Q. apeccnene u
eat se paro emp sees pego
Guns act de eecvön sauce» ACI
En dl punto desaturación.eltansisor se compor-
La como un cortocrcuite Por tanta el voltaje colector.
¡emisores cero yla corriente de colector es igual aa
corrente a través de resistencia de colector Esto es:
Punto de saturación
Mee IN
Re “ana
Vee
La recta de carga correspondiente se muestra
enla figura 8.130
tee =2,55 mA,
Sargent
fetes Pas
dam Mare
Fgura 8136 Ret de cage cn VECHI2Vy RCA
(emp 8)
Concepto de punto de trabajo
El objetivo de una recta de carga es permiiaiden-
tifcación visual de los posibles puntos de trabajo
de un transistor y la selección del más adecuado
para una aplicación especia. ste último se indica
‘mediante la letra Q (quiescent reposo). Cada pareja
de valores de IC yVCE asociados a un valor dado
de IB es un punto de trabajo posible. En la figura
8.14 se ilustra este concepto En est casa el punto
de trabajo Q corresponde a VCE=SV,IC=3pA e
IB=30WA. Los puntos QH (VCE=1,5W.IC=45mA,
18-4544) y QL (VCE-0SVIC=L.SmA I ISUA)
son también puntos de trabajo posibles.
Enamplicadores de baja seal como los utlzados
para amplicar señales provenents de micrófonos,
(Sonde se require que a señale salida se ua rélca
amplada, poro fl dela señal de entrada, in ningún
to de distorsión, la selección del punto de trabajo
puede afecar sensiblemente la forma de onda de la
señal de salda. En estos casos, como veremos más
adelante, la mejor posición del punto de trabajo es en
l centro de a linea de carga, cerca de l De este
modo se garantiza que el transistor siempre trabaje en
la zona aca el punto Q se escoge muy cerca del
punto de saturación 0 del punt de corea señal de
sai puede aparecer recortada o discorsonada.
La corriente de base, corriente de colector y el
votaje colectoremisor asociados con el punto de
abajo de un amplificador se desgan generalmente,
en su orden, como la, Ica y Vera, Esos valores
representan las condiciones de operación del circu
9 en condiciones de reposo, es decir sin señal de
“entrada aplicada. Una vez aplicada esa última, las co
Frientes y voltajes de eircuto varan por encima y
Por debajo de sus valores de reposo, como veremos.
más adelante Para el reto en emisor común de la
‘figura 8.14a,los valores de lec, co y Vera pueden
sor alados a partir des siguientes fórmulas
leg = ing
Vera = Vee - IcoRe
siendo Bo rela ganancia de corriente y ec el
voltaje base emisor. El siguiente ejemplo acarará
el uso de estas fórmulas
pan
ren
lalo E
Pants de abajo poles con VEC=ISV y RC=BKOL
Figure 814 Roc de concepto de puto de ej.
pu Q cz e a at col de a eco de op. es
Ind ade que an Qu Q. apeccnene u
eat se paro emp sees pego
Guns act de eecvön sauce» ACI
Ejemplo 8.2. Para un circuito como el dela figu-
ra 8.14a, determine el valor dela resistencia de
base (RB) necesario para conseguir que el punto
de trabajo Q se localice, aproximadamente, en la
mitad de la recta de carga cuando se utiliza una
resistencia de colector (RC) de 392 La ganancia
de corriente del transistor es 8=100.Dibuje a recta
de carga del circuit sobre las curvas caracerist-
cas de salida y especifique la ubicación del punto
de trabajo.
Solución. Iniialmente debemos encontrar los
puntos de corte y de saturación de la recta de
carga para determinar el punto central de esta
última, el cual de acuerdo los requisitos del pro-
blema. corresponde al punto de trabajo Q. En
Punto de corte
Vetmex =Vec = 15Y
le=0
Punto de saturación
Vee „15V.
lemme = EE = zig = SA
Vee= 0
Puesto que el punto de trabajo Q debe estar
en la mitad de la recta de carga, los valores co-
rrespondientes de lc Ve els en condiciones de
repose, son:
Punto de trabajo
3,85mA
eae 285A 595 ma
verge Veta a BY a sy
lca ma
mon Le ER gasa
Elvalor de Ra necesario para obtener una I de
19254A puede ser evaluado a partic de la fórmula
180 = (Ven -Vee/R. Despejado Ra obtenemos:
ICI: » oo foc scien basico
Ves Vac
En nuestro caso,
leo = 19.25pA. Por tanto:
SV, Ver = 0,7V e
15V-0,7Y
19,258,
Re 2 0,743 MO= 743K
El valor comercial estándar más próximo es
Ru=750K02 La recta de carga y el punto de traba-
Jo resultantes se muestran en a figura 8.14 jun.
to con los valores originales.
y en
A en
Pawo de bo YE
Fur 8.14. Rca d corpo pnt de vob con RE
Esquemas mejorados de
polarización
En los circuitos de emisor común anteriores, el
punto de trabajo (Q) depende, entre otros facto
res, del voltaje base-emisor (Va) y principalmen-
te, dela ganancia de corriente (8), los cuales he-
mos supuesto que son constantes. En la práctica.
estos parámetros varían de un transistor a oro,
incluso aunque sean de la misma referencia, debi»
do a as tolerancias que se manejan en los proce-
sos de fabricación. También son afectados por la
temperatura y el envejecimiento.Todo esto causa
que la ubicación del punto Q cambie y.por tato,
o sea confable. Se dice, entonces, que el punto
de trabajo es inestable.
Para minimizar el efecto de estos actores, es
necesario estabilizar el punto de trabajo. de un
amplífcador. Eso implica utilzar un esquema de
polarización donde los valores de corriente y vol
153
ra 8.14a, determine el valor dela resistencia de
base (RB) necesario para conseguir que el punto
de trabajo Q se localice, aproximadamente, en la
mitad de la recta de carga cuando se utiliza una
resistencia de colector (RC) de 392 La ganancia
de corriente del transistor es 8=100.Dibuje a recta
de carga del circuit sobre las curvas caracerist-
cas de salida y especifique la ubicación del punto
de trabajo.
Solución. Iniialmente debemos encontrar los
puntos de corte y de saturación de la recta de
carga para determinar el punto central de esta
última, el cual de acuerdo los requisitos del pro-
blema. corresponde al punto de trabajo Q. En
Punto de corte
Vetmex =Vec = 15Y
le=0
Punto de saturación
Vee „15V.
lemme = EE = zig = SA
Vee= 0
Puesto que el punto de trabajo Q debe estar
en la mitad de la recta de carga, los valores co-
rrespondientes de lc Ve els en condiciones de
repose, son:
Punto de trabajo
3,85mA
eae 285A 595 ma
verge Veta a BY a sy
lca ma
mon Le ER gasa
Elvalor de Ra necesario para obtener una I de
19254A puede ser evaluado a partic de la fórmula
180 = (Ven -Vee/R. Despejado Ra obtenemos:
ICI: » oo foc scien basico
Ves Vac
En nuestro caso,
leo = 19.25pA. Por tanto:
SV, Ver = 0,7V e
15V-0,7Y
19,258,
Re 2 0,743 MO= 743K
El valor comercial estándar más próximo es
Ru=750K02 La recta de carga y el punto de traba-
Jo resultantes se muestran en a figura 8.14 jun.
to con los valores originales.
y en
A en
Pawo de bo YE
Fur 8.14. Rca d corpo pnt de vob con RE
Esquemas mejorados de
polarización
En los circuitos de emisor común anteriores, el
punto de trabajo (Q) depende, entre otros facto
res, del voltaje base-emisor (Va) y principalmen-
te, dela ganancia de corriente (8), los cuales he-
mos supuesto que son constantes. En la práctica.
estos parámetros varían de un transistor a oro,
incluso aunque sean de la misma referencia, debi»
do a as tolerancias que se manejan en los proce-
sos de fabricación. También son afectados por la
temperatura y el envejecimiento.Todo esto causa
que la ubicación del punto Q cambie y.por tato,
o sea confable. Se dice, entonces, que el punto
de trabajo es inestable.
Para minimizar el efecto de estos actores, es
necesario estabilizar el punto de trabajo. de un
amplífcador. Eso implica utilzar un esquema de
polarización donde los valores de corriente y vol
153
Figure 8.15. Para de emo La rested de emir
(We) eto l punto etage Q ce pccomene
une à vorne delo anon e crete an
Inu omnes ond cama un reto pr or,
Gels mama referencia
raie del circuito, en condiciones de reposo, no de-
ppendan de la ganancia de corriente del transistor
que es generalmente imprevisible, sino que sean
determinados por componentes externos sobre
los cuales se puede tener un mayor control. Des-
de este punto de vist, los mötodos de estabiiza-
ción más empleados son la polarización de
emisor yla polarización por divisor de ten-
sión, que examinaremos enseguida
Polarización de emisor
En a figura 8.15 se muestra la estructura bási-
a de un circuito amplifiador con polarización
de emisor. En este caso, la fuente de polariza-
ción de base (Va) se aplica directamente a la
base, sin necesidad de resistencia de base,mien-
tras que el emisor está puesto a terra a través
de una resistencia (Re). Esta última, encargada,
de establecer una corriente de emisor (Ie) fa.
5 la responsable de establizar el punto de tra
bajo del transistor e independizarlo razonable
mente de las variaciones en la ganancia de co-
rriente.Para determinar el punto Q del circuito,
podemos seguirlos siguientes pasos:
1. Determinamos el voltaje entre emisor y tierra
(Veo). Este voltaje es simplemente a diferencia
entre la tensión de polarización de base.
(Ves=V6) y a tensión base-emisor (Ve), la cual
Teoria 4444444444444444414 1101411110000 000
de un punto cualquiera con respecto atera, El
subindice Q indica que se trata de valores es-
táticos, es decir en condiciones de reposo y
sin señal aplicada. Por tano:
Veo = Von-Vor
2. Determinamos la corriente de emisor (o).que
es prácticamente la misma corriente de colec-
tor (Ica) Puesto que la corriente le circula a
través de la resistencia Re y esti última tiene
conectado un voltaje Veo, podemos aplicarla
ley de Ohm para encontrarla Por tanto:
Veo
los Ica = FP
3. Determinamos el voltaje entre colector y tie-
rra (Vo). Este voltaje es simplemente la die-
rencia entre la tensión de polarización de co-
lector (Vcc) yl caida de voltae enla resisten-
cla de colector (Vaco).Estaúlima, a su vez, de
acuerdo ala ley de Ohm, es el producto de la
corriente co por la resistencia Rc. Por tanto:
Vea =Vec -Vaco
fee -IcoRe
4. Determinamos el voltaje entre colector y emi-
sor (Vera) Este voltaje es simplemente la dio-
rencia entre el voltaje de colector (Vco) y el
voltaje de emisor (VEo).Por tano:
Vero = Veo -Veo
Resumiendo, nuestro punto de trabajo Q, para
el circuito de la figura 8.15, esti dado por ls
siguientes dos ecuaciones:
Vero = Veo -Veo
Veo
Ica=
lees ES
Observe que en estas expresiones no inter
asumiremos,como antes, que es prácticamente viene la ganancia de corriente (8) del transistor
constante e igual a 0.7V Recuerde que utiles
‘mos un solo subindice para designar el voltaje
rn
con lo cual queda demostrado que el punto de
trabajo es inmune als variaciones de este pará-
ronca » RCT:
Care fac de elect
(We) eto l punto etage Q ce pccomene
une à vorne delo anon e crete an
Inu omnes ond cama un reto pr or,
Gels mama referencia
raie del circuito, en condiciones de reposo, no de-
ppendan de la ganancia de corriente del transistor
que es generalmente imprevisible, sino que sean
determinados por componentes externos sobre
los cuales se puede tener un mayor control. Des-
de este punto de vist, los mötodos de estabiiza-
ción más empleados son la polarización de
emisor yla polarización por divisor de ten-
sión, que examinaremos enseguida
Polarización de emisor
En a figura 8.15 se muestra la estructura bási-
a de un circuito amplifiador con polarización
de emisor. En este caso, la fuente de polariza-
ción de base (Va) se aplica directamente a la
base, sin necesidad de resistencia de base,mien-
tras que el emisor está puesto a terra a través
de una resistencia (Re). Esta última, encargada,
de establecer una corriente de emisor (Ie) fa.
5 la responsable de establizar el punto de tra
bajo del transistor e independizarlo razonable
mente de las variaciones en la ganancia de co-
rriente.Para determinar el punto Q del circuito,
podemos seguirlos siguientes pasos:
1. Determinamos el voltaje entre emisor y tierra
(Veo). Este voltaje es simplemente a diferencia
entre la tensión de polarización de base.
(Ves=V6) y a tensión base-emisor (Ve), la cual
Teoria 4444444444444444414 1101411110000 000
de un punto cualquiera con respecto atera, El
subindice Q indica que se trata de valores es-
táticos, es decir en condiciones de reposo y
sin señal aplicada. Por tano:
Veo = Von-Vor
2. Determinamos la corriente de emisor (o).que
es prácticamente la misma corriente de colec-
tor (Ica) Puesto que la corriente le circula a
través de la resistencia Re y esti última tiene
conectado un voltaje Veo, podemos aplicarla
ley de Ohm para encontrarla Por tanto:
Veo
los Ica = FP
3. Determinamos el voltaje entre colector y tie-
rra (Vo). Este voltaje es simplemente la die-
rencia entre la tensión de polarización de co-
lector (Vcc) yl caida de voltae enla resisten-
cla de colector (Vaco).Estaúlima, a su vez, de
acuerdo ala ley de Ohm, es el producto de la
corriente co por la resistencia Rc. Por tanto:
Vea =Vec -Vaco
fee -IcoRe
4. Determinamos el voltaje entre colector y emi-
sor (Vera) Este voltaje es simplemente la dio-
rencia entre el voltaje de colector (Vco) y el
voltaje de emisor (VEo).Por tano:
Vero = Veo -Veo
Resumiendo, nuestro punto de trabajo Q, para
el circuito de la figura 8.15, esti dado por ls
siguientes dos ecuaciones:
Vero = Veo -Veo
Veo
Ica=
lees ES
Observe que en estas expresiones no inter
asumiremos,como antes, que es prácticamente viene la ganancia de corriente (8) del transistor
constante e igual a 0.7V Recuerde que utiles
‘mos un solo subindice para designar el voltaje
rn
con lo cual queda demostrado que el punto de
trabajo es inmune als variaciones de este pará-
ronca » RCT:
Care fac de elect
metro. Si por ejemplo. se inerement,acorrien-
te Ic y el voltaje Ve tienden a aumentar Puesto
que el voltaje Ves es constante, a tendencia de
aumento de Ve causa que el voltaje Va y la co-
rriente Is tiendan a disminuir. Como resultado,
las corrientes lc e le ienden a disminuir tabl
zándose en sus valores iniciales. Por tanto,e punto
de trabajo no cambia. Una situación similar se
presenta cuando B disminuye.
En este caso, la tendencia de disminución de Ic
es compensada por un aumento del voltaje Ve,
com lo cual aumenta la corriente I y por tanto la
corriente Ic.Nuevamente,el punto de trabajo per-
manece estable. Este proceso se denomina una
realimentación de corriente, Por la misma ra-
26n, este esquema se conoce también como es-
tabilización por corriente de realimentación.
El siguiente ejemplo aclrará el uso de las fórmulas
anteriores para evlvar el punto de trabajo.
Ejemplo 8.3. Determine el punto de trabajo (Veo,
co) para un amplificador con polarización de emi-
sor como el de la figura 8.15 con Vcc=18Y.
Vas=1,5W,Re=10K y Re=IK.Asuma Vac=07V y 8
variable entre 100 y 300.
Solución Podemos seguir estos pasos:
1.Calculamos el voltaje de emisor (Veo)
Veo =Ve
at = 1,5V-0,7V=0,
v
2.Caleulamos la corriente de emisor (ka).que es
prácticamente la misma coriente de colector (co)
3. Calculamos el vola de colector (Va)
Veo = 18V -(0,8mA x 10K) = 18V -8V = 10V.
4. Calculamos el voltaje colector-emisor (Veco):
DAT
Veco 92
e A
Por tano, el punto de trabajo (Q) de este am-
pliieador es VeeQ = 9,2V e Ico=0,8mA
Polarización por divisor de tensión
La polarización de emisor, examinada anterior-
‘mente, proporciona una ala inmunidad del punto
de trabajo con respecto a las variaciones en la
ganancia del transistor. Sin embargo, requiere de
dos fuente de alimentación independientes: una
para polarza el circuit de base (Ves) y otra para
polarizar el ircuto de colector (Vcc). Si solo se
dispone de una fuente,como es el caso de la ma
yoria de sistemas electrónicos, la mejor opción
es utlizar un divisor de tensión para obtener
la tensión de polarización de base a parir e L
tensión de polarización de colector. como seilus-
tra enla figura 8.162 para el caso de un transis-
tor NPN. Este esquema se denomina también
polarización universal y es el más utlizado en
amplifcadores de baja señal. Además, es térmica
mente muy estable, lo cual significa que la ubica-
«ción del punto de trabajo no se afecta con los
cambios de temperatura
b.Circuto equate BB 7B eeplaa el dsr de
tara vito por las, onstuendo 1 ques denon
un Circuit equivalente de Thevnin
Figure 816 Porc po se de ten (ont NP
ce)
te Ic y el voltaje Ve tienden a aumentar Puesto
que el voltaje Ves es constante, a tendencia de
aumento de Ve causa que el voltaje Va y la co-
rriente Is tiendan a disminuir. Como resultado,
las corrientes lc e le ienden a disminuir tabl
zándose en sus valores iniciales. Por tanto,e punto
de trabajo no cambia. Una situación similar se
presenta cuando B disminuye.
En este caso, la tendencia de disminución de Ic
es compensada por un aumento del voltaje Ve,
com lo cual aumenta la corriente I y por tanto la
corriente Ic.Nuevamente,el punto de trabajo per-
manece estable. Este proceso se denomina una
realimentación de corriente, Por la misma ra-
26n, este esquema se conoce también como es-
tabilización por corriente de realimentación.
El siguiente ejemplo aclrará el uso de las fórmulas
anteriores para evlvar el punto de trabajo.
Ejemplo 8.3. Determine el punto de trabajo (Veo,
co) para un amplificador con polarización de emi-
sor como el de la figura 8.15 con Vcc=18Y.
Vas=1,5W,Re=10K y Re=IK.Asuma Vac=07V y 8
variable entre 100 y 300.
Solución Podemos seguir estos pasos:
1.Calculamos el voltaje de emisor (Veo)
Veo =Ve
at = 1,5V-0,7V=0,
v
2.Caleulamos la corriente de emisor (ka).que es
prácticamente la misma coriente de colector (co)
3. Calculamos el vola de colector (Va)
Veo = 18V -(0,8mA x 10K) = 18V -8V = 10V.
4. Calculamos el voltaje colector-emisor (Veco):
DAT
Veco 92
e A
Por tano, el punto de trabajo (Q) de este am-
pliieador es VeeQ = 9,2V e Ico=0,8mA
Polarización por divisor de tensión
La polarización de emisor, examinada anterior-
‘mente, proporciona una ala inmunidad del punto
de trabajo con respecto a las variaciones en la
ganancia del transistor. Sin embargo, requiere de
dos fuente de alimentación independientes: una
para polarza el circuit de base (Ves) y otra para
polarizar el ircuto de colector (Vcc). Si solo se
dispone de una fuente,como es el caso de la ma
yoria de sistemas electrónicos, la mejor opción
es utlizar un divisor de tensión para obtener
la tensión de polarización de base a parir e L
tensión de polarización de colector. como seilus-
tra enla figura 8.162 para el caso de un transis-
tor NPN. Este esquema se denomina también
polarización universal y es el más utlizado en
amplifcadores de baja señal. Además, es térmica
mente muy estable, lo cual significa que la ubica-
«ción del punto de trabajo no se afecta con los
cambios de temperatura
b.Circuto equate BB 7B eeplaa el dsr de
tara vito por las, onstuendo 1 ques denon
un Circuit equivalente de Thevnin
Figure 816 Porc po se de ten (ont NP
ce)
Teoria 4444444444
proceso para determina el punto de abajo
(Q) en un eut como el deta figura 8.16(a)
se puede resumir en ls siguientes pasos:
1. Calculamos las corrientes lay e Iza través de
las resistencias del divisor de voltaje. En la pric-
ica, RT y R2 se escogen de modo que estas
corrientes sean muy altas comparadas con la
corriente de base (I), por lo menos 20 veces
mayores. Bajo esta condición:
Vee
t= tea = Ino = SE
2. Calculamos I tensión de base (Ve), equivalente
la caida de voltaje sobre R2, Por tano:
Ve = InoRa
3. Calculamos la tensión de emisor (VE), equiva:
lente al voltaje de base (Vo) menos la caida de
‘ensign enla unión base-emisor (Vat). Esto es:
Ve=va-Vae
4. Calculamos la corriente de emisor(e).equva-
lence a Ia relación entre el voltae de emisor.
(Ve) y la resistencia de emisor (Re) Esta co-
rriente es prácticamente igual la corriente de
colector (lc). Por tanto:
a
Re
5. Calculamos la tensión de colector (Vc) equiva-
lente al voltaje de alimentación (Vcc) menos la
‘aida de voltaje en la resistencia de colector
(Wac=IcRo) Esto es
Ve =Vee -Vac =Vec - leRe
6. Calculamos la tensiôn entre colector y emisor.
(ce) equivalente a la diferencia entre la ten-
sión de colector (Ve) y la tensión de emisor
(Ve). Esto es:
on
Vee =Ve-Ve
Resumiendo, nuestro punto de trabajo Q para
el circuito de la figura 8.16 está dado por ls si
guientes dos ecuaciones
Al mantener la corriente de base (le) muy pe-
‘queña. los valores de Ic y ice no dependen dela
ganancia de corriente del transistor (8), sino de
losvalores dea resistencias externas Esto se debe
a que el divisor formado por R y R2 mantiene los
voltajes Vs y Ve prácticamente constantes, lo mis-
mo las corrientes ll Para efectos de análisis el
circuito de la figura 8.161 puede ser reducido a
un circuito equivalente como el dela figura 8.16b,
onde Vas representa la tensión de polarización
de base y Rela resistencia de base. De este modo,
el análisis se. simplifica, permitiendo aplicar los
mismos métodos dela polarización de emisor. El
valor deVos es igual a la caída de voltaje sobre R2,
mientras que el de Rs es equhalente ala asoca-
ción en paralelo de R y R2. Esto es
Vecx Ra
Von =vo = “ocx Rt
Ri + Ra
Los mismos conceptos y procedimientos ante-
riores son aplicables a un transistor PNR, excepto
que debe urlizarse una fuente de alímentación
(Vcc) negativa para polarzar adecuadamente las
uniones base-emiso (BE) y base-colector (BC) del
dispositivo, figura 8.17. Como resultado, la pola
ridad de todas las tensiones y la dirección de to-
das la corrientes son opuestas ala del circuito de
polarización de un transistor NPN.
El cálculo del punto de trabajo se efectúa dela
‘misma forma. Como ejercicio, demuestre que con
los valores de los componentes indicados en el
<ireuito,los valores de Ic yVce en condiciones de
reposo (Q) son 1,68mA y 3,96V,respectivamen-
te.El siguiente ejemplo achrars estos conceptos
co > EAT
Care fac de electri
proceso para determina el punto de abajo
(Q) en un eut como el deta figura 8.16(a)
se puede resumir en ls siguientes pasos:
1. Calculamos las corrientes lay e Iza través de
las resistencias del divisor de voltaje. En la pric-
ica, RT y R2 se escogen de modo que estas
corrientes sean muy altas comparadas con la
corriente de base (I), por lo menos 20 veces
mayores. Bajo esta condición:
Vee
t= tea = Ino = SE
2. Calculamos I tensión de base (Ve), equivalente
la caida de voltaje sobre R2, Por tano:
Ve = InoRa
3. Calculamos la tensión de emisor (VE), equiva:
lente al voltaje de base (Vo) menos la caida de
‘ensign enla unión base-emisor (Vat). Esto es:
Ve=va-Vae
4. Calculamos la corriente de emisor(e).equva-
lence a Ia relación entre el voltae de emisor.
(Ve) y la resistencia de emisor (Re) Esta co-
rriente es prácticamente igual la corriente de
colector (lc). Por tanto:
a
Re
5. Calculamos la tensión de colector (Vc) equiva-
lente al voltaje de alimentación (Vcc) menos la
‘aida de voltaje en la resistencia de colector
(Wac=IcRo) Esto es
Ve =Vee -Vac =Vec - leRe
6. Calculamos la tensiôn entre colector y emisor.
(ce) equivalente a la diferencia entre la ten-
sión de colector (Ve) y la tensión de emisor
(Ve). Esto es:
on
Vee =Ve-Ve
Resumiendo, nuestro punto de trabajo Q para
el circuito de la figura 8.16 está dado por ls si
guientes dos ecuaciones
Al mantener la corriente de base (le) muy pe-
‘queña. los valores de Ic y ice no dependen dela
ganancia de corriente del transistor (8), sino de
losvalores dea resistencias externas Esto se debe
a que el divisor formado por R y R2 mantiene los
voltajes Vs y Ve prácticamente constantes, lo mis-
mo las corrientes ll Para efectos de análisis el
circuito de la figura 8.161 puede ser reducido a
un circuito equivalente como el dela figura 8.16b,
onde Vas representa la tensión de polarización
de base y Rela resistencia de base. De este modo,
el análisis se. simplifica, permitiendo aplicar los
mismos métodos dela polarización de emisor. El
valor deVos es igual a la caída de voltaje sobre R2,
mientras que el de Rs es equhalente ala asoca-
ción en paralelo de R y R2. Esto es
Vecx Ra
Von =vo = “ocx Rt
Ri + Ra
Los mismos conceptos y procedimientos ante-
riores son aplicables a un transistor PNR, excepto
que debe urlizarse una fuente de alímentación
(Vcc) negativa para polarzar adecuadamente las
uniones base-emiso (BE) y base-colector (BC) del
dispositivo, figura 8.17. Como resultado, la pola
ridad de todas las tensiones y la dirección de to-
das la corrientes son opuestas ala del circuito de
polarización de un transistor NPN.
El cálculo del punto de trabajo se efectúa dela
‘misma forma. Como ejercicio, demuestre que con
los valores de los componentes indicados en el
<ireuito,los valores de Ic yVce en condiciones de
reposo (Q) son 1,68mA y 3,96V,respectivamen-
te.El siguiente ejemplo achrars estos conceptos
co > EAT
Care fac de electri
b.Cireuicoafulvalente
Figure 817. Porn pu ar een (onto PNP)
Elemplo 8.4(a). Determine los valores de Ic y
Vee en condiciones de reposo (Q) en un circuito
como el de la figura 8.162 , donde RI=20K,
R2=SK,Re=10K,Re=2K yVec= 12V.Asuma que la
corriente de base (I) es muy pequeña comparada
con la corriente a través de RI y R2. (b) Calcule
los valores reales de Icy Ve utilizando el reuito
equivalente de a figura 8.16b y asumiendo que la
ganancia de corriente del transistor (8) puede fc
tar entre 20 y 60,¿So modifica sustancialmente la
posición del punto de trabajo? ¿Por qué?
Solución: (a) Caleulamos inicialmente la corrien-
ve del divisor de tension (I). la tensión de base
(Vo), la tensión de emisor (VE) la corriente de
“emisor (Ie) yla corriente de colector (Ic)
Vee
Riek
nv
2OK+SK
Ine 048mA
ve
= 0.48mA x SK = 2,4V
VE = Ve -Ver=2,4V-0,7V=
bas
IIT: y coso fac se crónico sorco
ve
Re
LV
2K
5 mA
Ie=1c=0,85mA
A continuación calculamos el voltaje de colec-
tor (Vo) y el voltaje colector-emisor (Vee)
Ve =Vec-IcRe = 12V - 0,85mA x 10K
2V -8,5V =3,5V
Vee =Ve -Ve=
LSV LIV IV.
Por tanto, el punto de trabajo (Q) del circuito.
corresponde a Ie = 0,85mA y Vce= 1,8
(6) Calculamos inicialmente el voltaje de pol
rización de base (Ves) y la resistencia de base (Ra)
de circulo equivalence:
Vee x Rt
Von MER evan 24v
RUXR2 _ 20K x5K
RE Rit Rr 20K+5K "iR
A continuación. planteamos las ecuaciones del
voltaje de emisor (Va corriente de emisor (I),
la corriente de colector (lc) y la coriente de base
(1). Consideremos primero el caso de B mínimo
0). Esto es:
Ve=leRe=2K x le
018
tax Yoo-Voe-Ve _ 24V-0,7V-Ve _ 1,7V.Ve
Re 4 aK
Reemplazando las ecuaciones de VE e le en las
ecuaciones de I, obtenemos:
L7V-Ve
aK
LV. kde)
aK
LTV. (@kx2018)
AK
157
Figure 817. Porn pu ar een (onto PNP)
Elemplo 8.4(a). Determine los valores de Ic y
Vee en condiciones de reposo (Q) en un circuito
como el de la figura 8.162 , donde RI=20K,
R2=SK,Re=10K,Re=2K yVec= 12V.Asuma que la
corriente de base (I) es muy pequeña comparada
con la corriente a través de RI y R2. (b) Calcule
los valores reales de Icy Ve utilizando el reuito
equivalente de a figura 8.16b y asumiendo que la
ganancia de corriente del transistor (8) puede fc
tar entre 20 y 60,¿So modifica sustancialmente la
posición del punto de trabajo? ¿Por qué?
Solución: (a) Caleulamos inicialmente la corrien-
ve del divisor de tension (I). la tensión de base
(Vo), la tensión de emisor (VE) la corriente de
“emisor (Ie) yla corriente de colector (Ic)
Vee
Riek
nv
2OK+SK
Ine 048mA
ve
= 0.48mA x SK = 2,4V
VE = Ve -Ver=2,4V-0,7V=
bas
IIT: y coso fac se crónico sorco
ve
Re
LV
2K
5 mA
Ie=1c=0,85mA
A continuación calculamos el voltaje de colec-
tor (Vo) y el voltaje colector-emisor (Vee)
Ve =Vec-IcRe = 12V - 0,85mA x 10K
2V -8,5V =3,5V
Vee =Ve -Ve=
LSV LIV IV.
Por tanto, el punto de trabajo (Q) del circuito.
corresponde a Ie = 0,85mA y Vce= 1,8
(6) Calculamos inicialmente el voltaje de pol
rización de base (Ves) y la resistencia de base (Ra)
de circulo equivalence:
Vee x Rt
Von MER evan 24v
RUXR2 _ 20K x5K
RE Rit Rr 20K+5K "iR
A continuación. planteamos las ecuaciones del
voltaje de emisor (Va corriente de emisor (I),
la corriente de colector (lc) y la coriente de base
(1). Consideremos primero el caso de B mínimo
0). Esto es:
Ve=leRe=2K x le
018
tax Yoo-Voe-Ve _ 24V-0,7V-Ve _ 1,7V.Ve
Re 4 aK
Reemplazando las ecuaciones de VE e le en las
ecuaciones de I, obtenemos:
L7V-Ve
aK
LV. kde)
aK
LTV. (@kx2018)
AK
157
Teoria 444444
4K xo = 1,7V- 40K x ln
44K xl
EN
le = le = 20 x le = 0,773 mA,
Ve=2K x lez 1,545V
Finalmente, calculamos el voltaje de colector
(Ve) y el voltaje colector.emisor (Vet):
VesVec-IcRe= I2¥-0,773mA x10K = 427V
Ver =Ve Ve = 4,27V - 1,545V=2,73V
Por tanto, con B=30.el punto de trabajo queda-
ráocalizado en IC=0,77mA y VCE=273V Estos var
lores son muy parecidos alos obtenidos en el pri-
mer análisis (lc=0.85 mA y Vcr=1.8V). Por un pro-
cedimiento similar, usted puede demostrar que
los valores reales de Le yVce con el B máximo (60)
son 0.823mA y 2,13V. los cuales son también muy
parecidosa los originales Por tanto,podemosafr-
mar que el punto de trabajo Q se mantiene rela-
vamente estable y no se afeca sensiblemente con
los cambios en la ganancia de corriente. Esto se
debe a que, por la presencia de Re, el voltaje de
emisor (Ve) no cambia sgnifcativamente,uctuan-
do entre 1,55Y para 8220 y 1,65V para
Otros tipos de polarización
Los circuitos de polarización de transistores se
dividen en dos grupos, dependiendo de sel pun-
to de trabajo (Q) depende o no de la ganancia
de corriente (8). Los esquemas de polarización
de emisor y por divisor de tensión de las figu-
ras 8.15 hasta 8,17, son ejemplos de circui-
tos independientes del beta. En ellos, la ubi-
cación del punto Q depende casi exclusivamen-
Le delos valores de componentes externos. Se.
leccionando adecuadamente estos valores, el
¡eel
transistor puede ser fácilmente polarizado en
cualquier punto de la recta de carga, indepen:
dientemente de sus caracteristicas. También
proporcionan una excelente estabilidad ante los
cambios de temperatura,
La our categoria son os circuitos dependien-
tes del beta. En elos la ubicación del punto Q
“depende no solamente delos valores de los com
Ponentes externos sino de la ganancia de corrien-
e (Ba cual varia mucho de un transistor a otro.
Por tanto, dos transistores similares colocados en
el mismo circuito pueden, como ocurre en la ma-
‚York de los casos. operar en puntos completamen-
te diferentes, llegando inclusive ala saturación o el
corte.l cual es inaceptable en circuitos amplifis-
dores de baja señal
En las figuras 8.18a hasta 8.184, se mues-
tan algunos ejemplos de circuitos de polariza-
ción dependientes del beta. Debido a que su
uso es poco frecuente en circuitos de amplific-
‘ion bien diseñados (aunque si en sistemas dig:
Tales), no vamos a profundizar en su análisis. Sin
‘embargo, consideramos que es importante que
‘sted los conozca, por si llega encontrarse con
ells en algún circuito. Los valores de los com-
ponentes indicados son sólo ilustrativos y no
implica que sean los más recomendables o los
que deban siempre utlizars.
El crcuto de la figura 8.18(a) corresponde
a un esquema de polarización de base. Es la
forma más simple de polarizar un transistor, pero
también la menos adecuada cuando se pretende
mantener estable el punto de trabajo. En este caso,
la corriente de base (),la tensión colector.emi-
ven
e de cie púa + NCAT:
4K xo = 1,7V- 40K x ln
44K xl
EN
le = le = 20 x le = 0,773 mA,
Ve=2K x lez 1,545V
Finalmente, calculamos el voltaje de colector
(Ve) y el voltaje colector.emisor (Vet):
VesVec-IcRe= I2¥-0,773mA x10K = 427V
Ver =Ve Ve = 4,27V - 1,545V=2,73V
Por tanto, con B=30.el punto de trabajo queda-
ráocalizado en IC=0,77mA y VCE=273V Estos var
lores son muy parecidos alos obtenidos en el pri-
mer análisis (lc=0.85 mA y Vcr=1.8V). Por un pro-
cedimiento similar, usted puede demostrar que
los valores reales de Le yVce con el B máximo (60)
son 0.823mA y 2,13V. los cuales son también muy
parecidosa los originales Por tanto,podemosafr-
mar que el punto de trabajo Q se mantiene rela-
vamente estable y no se afeca sensiblemente con
los cambios en la ganancia de corriente. Esto se
debe a que, por la presencia de Re, el voltaje de
emisor (Ve) no cambia sgnifcativamente,uctuan-
do entre 1,55Y para 8220 y 1,65V para
Otros tipos de polarización
Los circuitos de polarización de transistores se
dividen en dos grupos, dependiendo de sel pun-
to de trabajo (Q) depende o no de la ganancia
de corriente (8). Los esquemas de polarización
de emisor y por divisor de tensión de las figu-
ras 8.15 hasta 8,17, son ejemplos de circui-
tos independientes del beta. En ellos, la ubi-
cación del punto Q depende casi exclusivamen-
Le delos valores de componentes externos. Se.
leccionando adecuadamente estos valores, el
¡eel
transistor puede ser fácilmente polarizado en
cualquier punto de la recta de carga, indepen:
dientemente de sus caracteristicas. También
proporcionan una excelente estabilidad ante los
cambios de temperatura,
La our categoria son os circuitos dependien-
tes del beta. En elos la ubicación del punto Q
“depende no solamente delos valores de los com
Ponentes externos sino de la ganancia de corrien-
e (Ba cual varia mucho de un transistor a otro.
Por tanto, dos transistores similares colocados en
el mismo circuito pueden, como ocurre en la ma-
‚York de los casos. operar en puntos completamen-
te diferentes, llegando inclusive ala saturación o el
corte.l cual es inaceptable en circuitos amplifis-
dores de baja señal
En las figuras 8.18a hasta 8.184, se mues-
tan algunos ejemplos de circuitos de polariza-
ción dependientes del beta. Debido a que su
uso es poco frecuente en circuitos de amplific-
‘ion bien diseñados (aunque si en sistemas dig:
Tales), no vamos a profundizar en su análisis. Sin
‘embargo, consideramos que es importante que
‘sted los conozca, por si llega encontrarse con
ells en algún circuito. Los valores de los com-
ponentes indicados son sólo ilustrativos y no
implica que sean los más recomendables o los
que deban siempre utlizars.
El crcuto de la figura 8.18(a) corresponde
a un esquema de polarización de base. Es la
forma más simple de polarizar un transistor, pero
también la menos adecuada cuando se pretende
mantener estable el punto de trabajo. En este caso,
la corriente de base (),la tensión colector.emi-
ven
e de cie púa + NCAT:
sor (Vet) y la corriente de colector (Ic) en con-
diciones de reposo, están dadas por las siguientes
Nec- Vos
Ro
Ver =Vec-IcRe
le = ie
siendo B laganancia de corriente. Por ejemplo,
SIVCC=IOV, B=100, Re=IK y Ro=180K, entonces
I6=627BpA, lc=6,28 mA y Voe=5.72V, lo cual im-
plica que el punto de trabajo estaría casi en elcen-
tro de la recta de carga. Sin embargo, si el B se
duplica (200) el punto de trabajo se desplazaría
ahora Ic=12 mA yVCE=0V lo cual corresponde a
‘una condición de saturación. Por tant, para este
circuit. el punto Q no es estable y cambia de po.
sición proporcionalmente con los cambios en la
ganancia de corriente. Además, es muy sensible
ante los cambios de temperatura.
Un intento por estabilizar el punto de trabajo
en el irculto anterior es utllzando un esquema
como el de la figura 8.18b, lamado polariza-
ción con realimentación de emisor. En este
caso, la introducción de la resistencia de emisor.
(Re) produce una tensión (Ve) que se opone a los
cambios en la ganancia de corriente:s aumenta,
aumentan I ee Esto úlimo provoca un aumento
de Veo cual, a su vez, hace que aumente Va y dis-
Íminuya Is. Por tanto, disminuyen Ice le, contra-
restando su tendencia inicial a aumentar y estab
lzando, aparentemente, el punto de trabajo. Este
fenómeno, donde el aumento ola disminución de
igre 8.188 Poorizocin con ements de ema
BCIE » caro (ac de craie poro
una variable de said (Ic) causa a disminución o el
aumento de un variable de entrada (I). se deno-
‘mina una realimentación negativa.
En nuestro caso, a realimentación negativa si
reduce efectivamente los desplazamientos de pun-
to Q con respecto alos. cambios del pero los
mismos siguen muy grandes como para asegurar
que se mantiene estable. Por esta razón, este po,
de polarización no es an popular como la polar
zación por divisor de tensión. Las fórmulas para
«calcular el punto de trabajo (Q) son las siguientes:
Ver =Ve-Ve
Sie
Ve=Vec-leRe
te= Yec-va
Re
: Ve = leRe
Vo = Var +Ve
Por ejemplo,siVCC=ISV.RC=910N, Re=1000,
Ra=200k0 y B=100, entonces Ic=7,22 mA y
VcE=7.71V. Si se duplica el 8 (200), entonces.
196 mA yVce= 18IV.que es un punto muy
cerca al de saturación Asimismo, sie se reduce
ala mitad (50). entonces Ic=3,56 mA yVcE=1140V
que es un punto muy cerca al de corte, Por tanto,
el punto Q sigue siendo bastante inestable y muy
dependiente de la ganancia de corriente, aunque
no tanto como bajo un esquema de polarización
de base,
Otro intento por estabiliar el punto de traba-
joes el esquema dela figura 8.18, lamado po-
larización con realimentación de colector.
En este caso, la resistencia de base (Re) introduce
una realimentación negativa que disminuye © au
menta la corriente de base (Ie) cuando aumenta 0
“disminuye la corriente de colector (Ic) cuando cam
bia la ganancia de corriente (8).Por ejemplo, si 8
Pr»
cu)
diciones de reposo, están dadas por las siguientes
Nec- Vos
Ro
Ver =Vec-IcRe
le = ie
siendo B laganancia de corriente. Por ejemplo,
SIVCC=IOV, B=100, Re=IK y Ro=180K, entonces
I6=627BpA, lc=6,28 mA y Voe=5.72V, lo cual im-
plica que el punto de trabajo estaría casi en elcen-
tro de la recta de carga. Sin embargo, si el B se
duplica (200) el punto de trabajo se desplazaría
ahora Ic=12 mA yVCE=0V lo cual corresponde a
‘una condición de saturación. Por tant, para este
circuit. el punto Q no es estable y cambia de po.
sición proporcionalmente con los cambios en la
ganancia de corriente. Además, es muy sensible
ante los cambios de temperatura.
Un intento por estabilizar el punto de trabajo
en el irculto anterior es utllzando un esquema
como el de la figura 8.18b, lamado polariza-
ción con realimentación de emisor. En este
caso, la introducción de la resistencia de emisor.
(Re) produce una tensión (Ve) que se opone a los
cambios en la ganancia de corriente:s aumenta,
aumentan I ee Esto úlimo provoca un aumento
de Veo cual, a su vez, hace que aumente Va y dis-
Íminuya Is. Por tanto, disminuyen Ice le, contra-
restando su tendencia inicial a aumentar y estab
lzando, aparentemente, el punto de trabajo. Este
fenómeno, donde el aumento ola disminución de
igre 8.188 Poorizocin con ements de ema
BCIE » caro (ac de craie poro
una variable de said (Ic) causa a disminución o el
aumento de un variable de entrada (I). se deno-
‘mina una realimentación negativa.
En nuestro caso, a realimentación negativa si
reduce efectivamente los desplazamientos de pun-
to Q con respecto alos. cambios del pero los
mismos siguen muy grandes como para asegurar
que se mantiene estable. Por esta razón, este po,
de polarización no es an popular como la polar
zación por divisor de tensión. Las fórmulas para
«calcular el punto de trabajo (Q) son las siguientes:
Ver =Ve-Ve
Sie
Ve=Vec-leRe
te= Yec-va
Re
: Ve = leRe
Vo = Var +Ve
Por ejemplo,siVCC=ISV.RC=910N, Re=1000,
Ra=200k0 y B=100, entonces Ic=7,22 mA y
VcE=7.71V. Si se duplica el 8 (200), entonces.
196 mA yVce= 18IV.que es un punto muy
cerca al de saturación Asimismo, sie se reduce
ala mitad (50). entonces Ic=3,56 mA yVcE=1140V
que es un punto muy cerca al de corte, Por tanto,
el punto Q sigue siendo bastante inestable y muy
dependiente de la ganancia de corriente, aunque
no tanto como bajo un esquema de polarización
de base,
Otro intento por estabiliar el punto de traba-
joes el esquema dela figura 8.18, lamado po-
larización con realimentación de colector.
En este caso, la resistencia de base (Re) introduce
una realimentación negativa que disminuye © au
menta la corriente de base (Ie) cuando aumenta 0
“disminuye la corriente de colector (Ic) cuando cam
bia la ganancia de corriente (8).Por ejemplo, si 8
Pr»
cu)
LES CÉPEPPPEPPEPPEPPEEEPEE]
PPPPPPPPPPPEEE EE
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Figure 818€ area cn
‘esimertacin de acer
Per 4.84 Person an
aumenta, aumenta Ic y disminuye Ve. Eso causa Labs
que disminuya ley, por tant, lc. De este modo se
Compensalatendencia nil d Ica aumentar s- cru de polarización con divisor detensién.No
‘abilzindose, aparentemente, el punto de trabajo. obstante, est circulo exhibe buenas caracterst-
(Q), Sin embargo, sta esablidad es rel. Las cas de esablidadrórmica Las fórmulas para cal
fórmulas para calcular el punto de trabajo de este cular el punto de trabajo son la siguientes:
rei sons siguientes:
ve
jee -leRe
Ve= Ve
Ve= eRe
Vee =Ve-Ve
Por ejemplo, si VeC=1SV.RC=IK, RE=200K y
100 entoncesIc=4,79mA y Vcr=102VS la g-
rancia de corriente se duplica (82200) el punto
de trabajo se desplaza hasta 1C=7.I7mA y |
Vee=T.83V Asimismo, sila gananci de corriente
se reduce la mitad (6=200) la nuevaposicióndel.—— Amplificadores de señales
punto de trabajo es 16229 mA y Vee=121V. Por
tanto. el punto Q sigue siendo inestable y depen- Los transistors canto a vel de componentes suc.
diente de a ganancia de corriente. Además, este ts 0 dscreos como incorporados en circus ime-
Circuito es más sensible los cambios detempera- gados o cis, s un princpalmente como am-
tura que el anertor lo cual mica ain más suso. adore. Un amplicador,como su nombre lo
idea sun deut que aumenta o apa a mage
Finalmente, enla figura 8.18d,se muestra un nid de una seal eléc, Esta señal puede ser ob-
Circuito de polarización con realimentación de ceniés,por ejemplo de una antena, un micrófono o
colector y emisor, el cal combina las arate- un sensor lecirónico La acción de eomerür una
rísicas de los dos anteriores. Sin embargo, aunque Seal pequeña en un más grande se denomina, por
la realimentación proporcionada por las reisen- lo mismo amplificación Los amplcadore son los
cas de base (Ro) y de emisor (Re) reduce el electo bloques consucinos Discos de muchos equipos
¿elas variaciones dela ganancia de coriete (0) electrónicos, Induyendo sistemas de auto y video,
en posición el punto de trabajo (Q), enable scemas de comunicaciones sistemas de controls
ad de ese limo no estan confiable como en un tomas de seguridad sistemas de potence.
fae + Vee
ico» daR:
PPPPPPPPPPPEEE EE
Mur
me wd fe
Figure 818€ area cn
‘esimertacin de acer
Per 4.84 Person an
aumenta, aumenta Ic y disminuye Ve. Eso causa Labs
que disminuya ley, por tant, lc. De este modo se
Compensalatendencia nil d Ica aumentar s- cru de polarización con divisor detensién.No
‘abilzindose, aparentemente, el punto de trabajo. obstante, est circulo exhibe buenas caracterst-
(Q), Sin embargo, sta esablidad es rel. Las cas de esablidadrórmica Las fórmulas para cal
fórmulas para calcular el punto de trabajo de este cular el punto de trabajo son la siguientes:
rei sons siguientes:
ve
jee -leRe
Ve= Ve
Ve= eRe
Vee =Ve-Ve
Por ejemplo, si VeC=1SV.RC=IK, RE=200K y
100 entoncesIc=4,79mA y Vcr=102VS la g-
rancia de corriente se duplica (82200) el punto
de trabajo se desplaza hasta 1C=7.I7mA y |
Vee=T.83V Asimismo, sila gananci de corriente
se reduce la mitad (6=200) la nuevaposicióndel.—— Amplificadores de señales
punto de trabajo es 16229 mA y Vee=121V. Por
tanto. el punto Q sigue siendo inestable y depen- Los transistors canto a vel de componentes suc.
diente de a ganancia de corriente. Además, este ts 0 dscreos como incorporados en circus ime-
Circuito es más sensible los cambios detempera- gados o cis, s un princpalmente como am-
tura que el anertor lo cual mica ain más suso. adore. Un amplicador,como su nombre lo
idea sun deut que aumenta o apa a mage
Finalmente, enla figura 8.18d,se muestra un nid de una seal eléc, Esta señal puede ser ob-
Circuito de polarización con realimentación de ceniés,por ejemplo de una antena, un micrófono o
colector y emisor, el cal combina las arate- un sensor lecirónico La acción de eomerür una
rísicas de los dos anteriores. Sin embargo, aunque Seal pequeña en un más grande se denomina, por
la realimentación proporcionada por las reisen- lo mismo amplificación Los amplcadore son los
cas de base (Ro) y de emisor (Re) reduce el electo bloques consucinos Discos de muchos equipos
¿elas variaciones dela ganancia de coriete (0) electrónicos, Induyendo sistemas de auto y video,
en posición el punto de trabajo (Q), enable scemas de comunicaciones sistemas de controls
ad de ese limo no estan confiable como en un tomas de seguridad sistemas de potence.
fae + Vee
ico» daR:
ro
ET het
EC > ‘Ampicador Zell ey En
7 Sa
Figura 8.19. Drama de bloques de un omic get.
Eine pt der todos de end y
subi an (op) odos de saa Po ejemplo sb
Comers de errado y Pe ela potencia de sao
Para efectos de análisis, un amplifcador puede
ser representado mediante un dagrama de blo-
ques como el dela figura 8.19.En este caso,El e
lion ls señales de voltaje y corriente de entrada,
y Eo e lo las señales. de vokaje y corriente de
salida. La resistencia RL representa la carga, es
decir el disposiiwo o circuito que aprovecha la se-
fal de said, por ejemplo, un parlante, un motor,
‘otro amplificador etc. La potencia asociada con la
señal de entrada es Pi la asociada con la señal de
salida es Po.
Tipos de amplificadores
Los amplificadores se clasfican de acuerdo a di-
versos criterios. Un primer criterio es el tipo de
señales que amplifican. Desde este punto de vista,
se habla de amplificadores de voltaje, de co-
rriente o de potencia. Un amplficador de volta-
Je. por ejemplo, como el requerido para amplifcar
la señal de un micrófono, está optimizado para
amplificar solamente señales de voltae. y. por tan-
no necesariamente es capaz de excitar un par-
lante. Para esto último se requiere de un amplíica-
dor de potencia.
Otro criterio de clasificación esla magnitud de
las señales que ampliican. Desde este punto de
visa se habla de amplificadores de señal pe-
queña o grande. Los primeros, también lama»
des amplificadores de baja señal, ampifican
señalo del orden delos microwoti o mivoldos,
mientras que los segundos amplíican señales más
grandes. Estos últimos se analizan generalmente.
mediante métodos gráficos, mientas que par los
de baja señal se utilizan métodos algebraicos, como
los que hemos trabajado hasta el momento, Los
ÁS y cono
mplifcadores de baja señal se udizan principal
mente como amplficadores de voltae y los de se-
al grande como amplificadores de potencia.
Los ampliicadores pueden ser también cai
ados en términos de la cantidad de señal de en-
‘ada que recibe amplcación a la salida, figura
8.20. Desde este punto de vista, se habla de am-
plificadores clase A,AB, B o €. En un ampli
‘cador clase A, figura 8.20(b),recibe ampifica-
«ción la totalidad (el 100%) dela señal de entrada.
Por tanto, a través de la carga, circula corriente
“durante los 360° de cada celo. Además, a forma
de onda dela señal de salia es una réplica amplia.
da,pero fel, de la señal de entrada.
En un amplificador clase B, figura
0c), recibe amplificación solo la mitad (el
50%) dela señal de entrada. Por tanto, través
dela carga circula corriente únicamente durante
180° en cada ciclo. En un amplificador clase
Seal de errs
Figure 8.20. ose de funnamiers Básicos eo
‘olde Ester tambien evs ses, orto GH.
bado en da reos
2
10
ET het
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Figura 8.19. Drama de bloques de un omic get.
Eine pt der todos de end y
subi an (op) odos de saa Po ejemplo sb
Comers de errado y Pe ela potencia de sao
Para efectos de análisis, un amplifcador puede
ser representado mediante un dagrama de blo-
ques como el dela figura 8.19.En este caso,El e
lion ls señales de voltaje y corriente de entrada,
y Eo e lo las señales. de vokaje y corriente de
salida. La resistencia RL representa la carga, es
decir el disposiiwo o circuito que aprovecha la se-
fal de said, por ejemplo, un parlante, un motor,
‘otro amplificador etc. La potencia asociada con la
señal de entrada es Pi la asociada con la señal de
salida es Po.
Tipos de amplificadores
Los amplificadores se clasfican de acuerdo a di-
versos criterios. Un primer criterio es el tipo de
señales que amplifican. Desde este punto de vista,
se habla de amplificadores de voltaje, de co-
rriente o de potencia. Un amplficador de volta-
Je. por ejemplo, como el requerido para amplifcar
la señal de un micrófono, está optimizado para
amplificar solamente señales de voltae. y. por tan-
no necesariamente es capaz de excitar un par-
lante. Para esto último se requiere de un amplíica-
dor de potencia.
Otro criterio de clasificación esla magnitud de
las señales que ampliican. Desde este punto de
visa se habla de amplificadores de señal pe-
queña o grande. Los primeros, también lama»
des amplificadores de baja señal, ampifican
señalo del orden delos microwoti o mivoldos,
mientras que los segundos amplíican señales más
grandes. Estos últimos se analizan generalmente.
mediante métodos gráficos, mientas que par los
de baja señal se utilizan métodos algebraicos, como
los que hemos trabajado hasta el momento, Los
ÁS y cono
mplifcadores de baja señal se udizan principal
mente como amplficadores de voltae y los de se-
al grande como amplificadores de potencia.
Los ampliicadores pueden ser también cai
ados en términos de la cantidad de señal de en-
‘ada que recibe amplcación a la salida, figura
8.20. Desde este punto de vista, se habla de am-
plificadores clase A,AB, B o €. En un ampli
‘cador clase A, figura 8.20(b),recibe ampifica-
«ción la totalidad (el 100%) dela señal de entrada.
Por tanto, a través de la carga, circula corriente
“durante los 360° de cada celo. Además, a forma
de onda dela señal de salia es una réplica amplia.
da,pero fel, de la señal de entrada.
En un amplificador clase B, figura
0c), recibe amplificación solo la mitad (el
50%) dela señal de entrada. Por tanto, través
dela carga circula corriente únicamente durante
180° en cada ciclo. En un amplificador clase
Seal de errs
Figure 8.20. ose de funnamiers Básicos eo
‘olde Ester tambien evs ses, orto GH.
bado en da reos
2
10
Teoria
162
PPPPPPEPE)
444
AB, figura 8.20(4), recibe amplificación más
del 50% y menos del 100% de la señal de entra-
da. Asi a través de la carga circula corriente
durante más de 180° y menos de 360° en cada
ciclo. Finalmente, en un amplificador clase C,
figura 8.20(e), recibe amplificación menos de
la mitad de la señal de entrada. En esta forma, a
través de la carga circula corriente durante.
menos de 180° en cada ciclo. Los ampliicado-
res de clase A se utilizan para amplificar seña-|
les pequeñas, los de clases B y AB para amplíf-
car señales grandes y los de clase C para am-
plficar señales de alta frecuencia.
Los amplifcadores pueden ser también cai
ados de acuerdo con su uso. Desde este punto
de vista se habla de amplificadores de audio,radio-
frecuencia (RF), video, microondas, pulsos, nstru-
mentación ete Los amplificadores de audio,por
ejemplo, se utilizan para ampliar señales aud
bis, como las producidas por la voz humana y los
instrumentos musicales la cuales tienen frecuen-
as desde 20H» hasta 20kH2. Los amplificado-
res de RF se utilzan para amplíicar señales de
alta frecuencia, como as captadas por las antenas
de radio y televisión Los amplificadores de ins-
trumentación se utllzan para ampliar señales
muy débiles, como las producidas por sensores o
presentes en el cuerpo humano.
Fer de
ada
Características de los amplificadores
Los amplificadores se caracterizan mediante varios
parámetros o figuras de mérit, los cuales deser-
ben su comportamiento bajo diferentes condicio»
nes de señal, frecuencia carga, etc. Los más impor.
tantes sona ganancia de voltaje la ganancia de co-
rriente la ganancia de potencia la resistencia de
entrada. resistencia de alida,elancho de banda la
«distorsión yla polarización A continuación defnire-
mos estos conceptos. Para comprender su sigifica-
do,consideremos el dagrama de la figura 8.21.si-
mir dela figura 8.19,que representa el circuito.
‘equralene de un amplficador genérico.
¡Ganancias de voltaje,
potencia
La ganancia, en genera es una medida dela cantidad
de ampliación que propordona un amplcadorDe-
pendiendo de su dseño.eteúlimo puede proporcio-
rar garancadevolaje,de corriente o de potencia La
ganancia de voltaje se denota como Av y se define
«omo larelaión enel seña de voltaje de salida (Eo)
yla señal de voltaje de entrada (E), Eto es:
corriente y
aye
La ganancia de corriente se denota como
[Ai y se define como la relación entre la señal de
«corriente de salida (lo yla señal de corriente de
entrada (I) Eto e:
La ganancia de potencia se deno-
‘a como Ap y se define como la relación
entre la potencia de la señal de salida
(Po) yla potencia de la señal de entrada
(P). También es igual al producto de ls
ganancias de voltaje (Av) y de corriente
(A). Esto es
ap=
Avi
Usualmente la ganancia se expresa en
los (dB), EI decibelio 0 decibel,
» dekır:
de
Cure fée de actrice ne
162
PPPPPPEPE)
444
AB, figura 8.20(4), recibe amplificación más
del 50% y menos del 100% de la señal de entra-
da. Asi a través de la carga circula corriente
durante más de 180° y menos de 360° en cada
ciclo. Finalmente, en un amplificador clase C,
figura 8.20(e), recibe amplificación menos de
la mitad de la señal de entrada. En esta forma, a
través de la carga circula corriente durante.
menos de 180° en cada ciclo. Los ampliicado-
res de clase A se utilizan para amplificar seña-|
les pequeñas, los de clases B y AB para amplíf-
car señales grandes y los de clase C para am-
plficar señales de alta frecuencia.
Los amplifcadores pueden ser también cai
ados de acuerdo con su uso. Desde este punto
de vista se habla de amplificadores de audio,radio-
frecuencia (RF), video, microondas, pulsos, nstru-
mentación ete Los amplificadores de audio,por
ejemplo, se utilizan para ampliar señales aud
bis, como las producidas por la voz humana y los
instrumentos musicales la cuales tienen frecuen-
as desde 20H» hasta 20kH2. Los amplificado-
res de RF se utilzan para amplíicar señales de
alta frecuencia, como as captadas por las antenas
de radio y televisión Los amplificadores de ins-
trumentación se utllzan para ampliar señales
muy débiles, como las producidas por sensores o
presentes en el cuerpo humano.
Fer de
ada
Características de los amplificadores
Los amplificadores se caracterizan mediante varios
parámetros o figuras de mérit, los cuales deser-
ben su comportamiento bajo diferentes condicio»
nes de señal, frecuencia carga, etc. Los más impor.
tantes sona ganancia de voltaje la ganancia de co-
rriente la ganancia de potencia la resistencia de
entrada. resistencia de alida,elancho de banda la
«distorsión yla polarización A continuación defnire-
mos estos conceptos. Para comprender su sigifica-
do,consideremos el dagrama de la figura 8.21.si-
mir dela figura 8.19,que representa el circuito.
‘equralene de un amplficador genérico.
¡Ganancias de voltaje,
potencia
La ganancia, en genera es una medida dela cantidad
de ampliación que propordona un amplcadorDe-
pendiendo de su dseño.eteúlimo puede proporcio-
rar garancadevolaje,de corriente o de potencia La
ganancia de voltaje se denota como Av y se define
«omo larelaión enel seña de voltaje de salida (Eo)
yla señal de voltaje de entrada (E), Eto es:
corriente y
aye
La ganancia de corriente se denota como
[Ai y se define como la relación entre la señal de
«corriente de salida (lo yla señal de corriente de
entrada (I) Eto e:
La ganancia de potencia se deno-
‘a como Ap y se define como la relación
entre la potencia de la señal de salida
(Po) yla potencia de la señal de entrada
(P). También es igual al producto de ls
ganancias de voltaje (Av) y de corriente
(A). Esto es
ap=
Avi
Usualmente la ganancia se expresa en
los (dB), EI decibelio 0 decibel,
» dekır:
de
Cure fée de actrice ne
es originalmente una unidad de medida logaritmi-
a utilizada para compararla inensidad de un so-
nido con respecto a a de otro tomado como refe-
rencia. Sin embargo, por extensión, se utiliza tam-
bién para compararla magnitud relativa de una señal
eléctrica con respecto a otra. Para expresar las
ganancias de un ampliicador en decibelios se util
zan ls siguientes fórmulas de conversión:
‘Av(dB) = 20logAv
Ai(dB) = 20logAi
Ap(dB) = 10logAp
donde logAv.IogAl y logAp corresponden al
legato decimal, o en base 10, de los valores nu-
méricos dela gananc de volaje.coriem y oran
a respecivamenteEllogarimo deu mümer que
es proporconado por cualquier akelaora den
«a.correspondeal expones al cal hay que clear
la base (1, en este aso) para obtener ee número.
Por ejemplo, el logriumo decimal de 100 es 2,por-
que 10'=100.Asi un ampliado de vote donde
ES y ErionV cat Uligaranca da 2V7
TOmv=200, equivalent a 209200 = 4648 Poran-
to,podemos dei que Eo est 4668 por encima de
EL ol que esl mimos 20 veces ms grande
Resistencias o impedancias de entrada
y de salida
La resistencia de entrada se denota como Ri y
se define como la relación entre el voltaje (Vi) la
corriente (1) de la señal de entrada. Esto es:
vi
LES
La resistencia de salida se denota como Ro
y se define como la relación entre el voltaje (Vo) y
la corriente (lo) de la soñal de salida. Esto es:
a
05%,
Las resistencias de entrada y de salida de un
amplificador se definen en condiciones dinä-
RIAA: y cu 401 rc See
micas, es decir en presencia de una señal. Las
mismas son en realidad el efecto combinado de
las características de entrada y de salida de los
transistores utilizados por el mismo, así como
de las resistencias, condensadores y bobinas.
presentes en el circuito. Por esta razón, en lu-
gar de resistencia es más exacto hablar de
impedancia, definida como la oposición que
ofrecen, de manera combinada, estos elemen-
os la circulación dela corriente de señal (CA)
a través del amplificador. La impedancia de en-
trada se denota como Zi y la de salida como
Zo. Por tanto:
Yo
Fête
Desde un punto de vista práctico, la impedan-
<a de entrada (Zi) es la resistencia o Impedancia
vista por la fuente que genera la señal que se va
amplicr Del mismo modo, la impedancia de sat
da (Zo) esa resistencia o impedancia que observa
la carga que recibe la señal En el caso de un ample
ficador de voltaje, por ejemplo, es deseable que Zi
sea muy ala, idealmente infini y Zo muy baja,
Idealmente cero, De este model fuente de señal
o necesita entregar casi corriente ala entrada y
la carga aprovecha todo el voltaje de salida dispo
ible. En la práctica. esto no siempre sucede: Zi es
alta pero no infinita, por ejemplo | MO: y Zo es.
baja pero no nula, por ejemplo 4702.
“Ancho de banda y respuesta de
frecuencia
Elancho de banda de un amplificador se denota
como BW (bandwidt) y se deine como la banda,
intervalo, o gama de frecuencias, que reciben am-
plcación dentro de unos límite de ganancia pre-
establecidos, usualmente menos de 348 por deba-
jo dela ganancia nominal Idealmente, un ampliica-
“dor debería tenor un ancho de banda info, es
“decir ampliicar todas las frecuencias de señal po-
| siles con la misma ganancia. En a práctica esto no
siempre sucede y algunas frecuencias reciben más
oo»
ca
a utilizada para compararla inensidad de un so-
nido con respecto a a de otro tomado como refe-
rencia. Sin embargo, por extensión, se utiliza tam-
bién para compararla magnitud relativa de una señal
eléctrica con respecto a otra. Para expresar las
ganancias de un ampliicador en decibelios se util
zan ls siguientes fórmulas de conversión:
‘Av(dB) = 20logAv
Ai(dB) = 20logAi
Ap(dB) = 10logAp
donde logAv.IogAl y logAp corresponden al
legato decimal, o en base 10, de los valores nu-
méricos dela gananc de volaje.coriem y oran
a respecivamenteEllogarimo deu mümer que
es proporconado por cualquier akelaora den
«a.correspondeal expones al cal hay que clear
la base (1, en este aso) para obtener ee número.
Por ejemplo, el logriumo decimal de 100 es 2,por-
que 10'=100.Asi un ampliado de vote donde
ES y ErionV cat Uligaranca da 2V7
TOmv=200, equivalent a 209200 = 4648 Poran-
to,podemos dei que Eo est 4668 por encima de
EL ol que esl mimos 20 veces ms grande
Resistencias o impedancias de entrada
y de salida
La resistencia de entrada se denota como Ri y
se define como la relación entre el voltaje (Vi) la
corriente (1) de la señal de entrada. Esto es:
vi
LES
La resistencia de salida se denota como Ro
y se define como la relación entre el voltaje (Vo) y
la corriente (lo) de la soñal de salida. Esto es:
a
05%,
Las resistencias de entrada y de salida de un
amplificador se definen en condiciones dinä-
RIAA: y cu 401 rc See
micas, es decir en presencia de una señal. Las
mismas son en realidad el efecto combinado de
las características de entrada y de salida de los
transistores utilizados por el mismo, así como
de las resistencias, condensadores y bobinas.
presentes en el circuito. Por esta razón, en lu-
gar de resistencia es más exacto hablar de
impedancia, definida como la oposición que
ofrecen, de manera combinada, estos elemen-
os la circulación dela corriente de señal (CA)
a través del amplificador. La impedancia de en-
trada se denota como Zi y la de salida como
Zo. Por tanto:
Yo
Fête
Desde un punto de vista práctico, la impedan-
<a de entrada (Zi) es la resistencia o Impedancia
vista por la fuente que genera la señal que se va
amplicr Del mismo modo, la impedancia de sat
da (Zo) esa resistencia o impedancia que observa
la carga que recibe la señal En el caso de un ample
ficador de voltaje, por ejemplo, es deseable que Zi
sea muy ala, idealmente infini y Zo muy baja,
Idealmente cero, De este model fuente de señal
o necesita entregar casi corriente ala entrada y
la carga aprovecha todo el voltaje de salida dispo
ible. En la práctica. esto no siempre sucede: Zi es
alta pero no infinita, por ejemplo | MO: y Zo es.
baja pero no nula, por ejemplo 4702.
“Ancho de banda y respuesta de
frecuencia
Elancho de banda de un amplificador se denota
como BW (bandwidt) y se deine como la banda,
intervalo, o gama de frecuencias, que reciben am-
plcación dentro de unos límite de ganancia pre-
establecidos, usualmente menos de 348 por deba-
jo dela ganancia nominal Idealmente, un ampliica-
“dor debería tenor un ancho de banda info, es
“decir ampliicar todas las frecuencias de señal po-
| siles con la misma ganancia. En a práctica esto no
siempre sucede y algunas frecuencias reciben más
oo»
ca
Teoria 444444444444 44
ch and am
«E ra
i=
a
16:
»
e Frecuencia E
Figura 22. mp ena ova de espe de fan den
picada Ole qe fer sra nt pal
re dy lo pare eran se y
109 100 16085 “100000.
amplificación que otra, La forma como varía la
ganancia con la frecuencia se representa usualmente
en una gráfica llamada curva de respuesta de
frecuencia, como la mostrada enla figura 8.22.
En este caso, el ancho de bands (BW) corres-
ponde al intervalo de frecuencias entre f (20H),
llamada frecuencia de corte inferior, y fu
(QOkHz),lamada frecuencia de corte superior.
En este intervalo la ganancia dsminuye,como mie
mo, 3 dB (aproximadamente un 30%) con respec-
oa su valor nominal (4508), que es el valor pro-
‘medio o predominante en el resto de la escala. Por
esta razón, f y fu se conocen también como fre-
‘cuencias superior e inferior de-34B. Estas fre
cuencia son las que determinan los limites del
ancho de banda del ampifcador: Por tanto:
BW hf
En nuestro easo, BW = ff = 20.000H: - 20H
= 19.980 Hz. Este es el tipo de respuesta de fre-
cuencia requerido, por ejemplo, para un amplifica-
dor de audio.
Distorsión
Idealmente, la señal de salida de un amplifcador
debera ser una rópica amplada pero exacta dela
señal de entrada. En la práctica esto no siempre su-
cede yla señal de salia presenta cierasiregulari
dades que no estin presents en la señal de enra-
aA este fenómeno se le denomina distorsión y
on
se debe principalmente a que los transistores no
son dispositvos estrictamente lneales. Como re-
sukado, llos introducen efectos y frecuencias adi
cionales que distorsionan la forma de onda original
Exist muchos pos de distorsiones (armónica, por
inermodulación, de cruce, etc), as cuales no va-
mes discutir por tratarse de fenómenos muy com-
plejos. Sin embargo, veamos un ejemplo.
Suponga que aplicamos una onda seno perfecta
de kHz y 10mV de amplitud, a la entrada de un
amplificador de voltaje con una ganancia de 100
(4048). Por tano, ala salda del mismo esperar
‘mos encontrar una onda seno pura de IkHz,pero
con una amplitud de IV. Sin embargo, es muy pro-
bable que, aunque esta úlima tenga fa amplitud y
la frecuencia esperada, la misma no sea una onda
pura. Esto debe a que el amplificador además dela
8
à Sa vga
8 Dior armónica
Figure 8.23. Els de dt en amp
fac de crime bis y NCAT:
ch and am
«E ra
i=
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e Frecuencia E
Figura 22. mp ena ova de espe de fan den
picada Ole qe fer sra nt pal
re dy lo pare eran se y
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amplificación que otra, La forma como varía la
ganancia con la frecuencia se representa usualmente
en una gráfica llamada curva de respuesta de
frecuencia, como la mostrada enla figura 8.22.
En este caso, el ancho de bands (BW) corres-
ponde al intervalo de frecuencias entre f (20H),
llamada frecuencia de corte inferior, y fu
(QOkHz),lamada frecuencia de corte superior.
En este intervalo la ganancia dsminuye,como mie
mo, 3 dB (aproximadamente un 30%) con respec-
oa su valor nominal (4508), que es el valor pro-
‘medio o predominante en el resto de la escala. Por
esta razón, f y fu se conocen también como fre-
‘cuencias superior e inferior de-34B. Estas fre
cuencia son las que determinan los limites del
ancho de banda del ampifcador: Por tanto:
BW hf
En nuestro easo, BW = ff = 20.000H: - 20H
= 19.980 Hz. Este es el tipo de respuesta de fre-
cuencia requerido, por ejemplo, para un amplifica-
dor de audio.
Distorsión
Idealmente, la señal de salida de un amplifcador
debera ser una rópica amplada pero exacta dela
señal de entrada. En la práctica esto no siempre su-
cede yla señal de salia presenta cierasiregulari
dades que no estin presents en la señal de enra-
aA este fenómeno se le denomina distorsión y
on
se debe principalmente a que los transistores no
son dispositvos estrictamente lneales. Como re-
sukado, llos introducen efectos y frecuencias adi
cionales que distorsionan la forma de onda original
Exist muchos pos de distorsiones (armónica, por
inermodulación, de cruce, etc), as cuales no va-
mes discutir por tratarse de fenómenos muy com-
plejos. Sin embargo, veamos un ejemplo.
Suponga que aplicamos una onda seno perfecta
de kHz y 10mV de amplitud, a la entrada de un
amplificador de voltaje con una ganancia de 100
(4048). Por tano, ala salda del mismo esperar
‘mos encontrar una onda seno pura de IkHz,pero
con una amplitud de IV. Sin embargo, es muy pro-
bable que, aunque esta úlima tenga fa amplitud y
la frecuencia esperada, la misma no sea una onda
pura. Esto debe a que el amplificador además dela
8
à Sa vga
8 Dior armónica
Figure 8.23. Els de dt en amp
fac de crime bis y NCAT:
frecuencia de IkHz,lamada fundamental, ha in.
troducido también armónicas, es decir frecuen-
ias múltiplos enteros de la fundamental (2kHz.
BK, 4kHz, etc) no contenidas en la señal orig
na. Éste es un caso tipico de una distorsión are
méniea, que es muy común.
Polarización
Las condiciones de polarización son un requsito
clave para que un transistor pueda operar correc-
tamente como amplficador en condiciones de se-
fal. No se puede pretender, por ejemplo, que un
transistor amplfique una señal sn distorsión cuan-
do su punto de trabajo está muy alejado del cen-
tro de la recta de carga en los limites de la satura-
ción el corte, Por tato, el primer punto que se
debe tener en cuenta cuando se analiza o diseña
un amplifcador es investigar como está polarza-
do. o polarizarlo correctamente, La polarización
también determina la clase de operación (A,8.AB
C) de un amplicadorasí como su capacidad para
manejar señales pequeñas o grandes,
Una vez examinadas as características genera-
les delos amplieadores,es el momento de aplicar
estos conceptos al estudio de los amplifcadores
on transistores. Inicialmente examinaremos las
«configuraciones básicas de los ampllicadores de
baja señal. comprobaremos experimentalmente el
funcionamiento de un amplifcador en emisor co-
mün y extenderemos estos conceptos alos ampli
fieadores basados en transistores de efecto de cam-
po (FET). Posteriormente aprenderemos cómo
copar etapas amplficadoras en cascada para ob-
‘tener altas ganancias. Por último, estudiaremos al
auras configuraciones básicas de amplificadores de
potencia.
Amplificadores de baja señal con
transistores
Hasta el momento hemos aprendido a analizar.
amplífcadores en condiciones estáticas o de re-
poso (sin señal de entrada aplicada) y a polariza-
los, es decir a establece el punto de trabajo (Q)
de los mismos. Una vez que un transistor ha sido,
polarizado adecuadamente,con el punto Q prefe-
CIT » cons fée e cena vais
Ampliado en tse común
e Apltcador en elector común
Figure 8.24, Confurcans bess spins de
are co ont Pore pense mueran
ars de merci o esten anders
scores reer pore Panzer a rt
char sellos de end y de a mer
desempeña Porta ee sn nen run
ges de el
riblemente cerca del centro de la recta de carga,
podemos entonces aplicar una pequeña señal en a
entrada para amplífcarla y obtener una señal más
grande enla salda La presencia dela señal de en-
trada hace que las corrientes y voltajes del circu
to varien por encima y por debajo de sus valores
nomirales o de reposo. A. estas nuevas condicio-
nes se les denomina dinámicas o de señal.
Dependiendo dela forma como se conecte un
transistor para llevar a cabo la función de amplia.
ción son posibles tres configuraciones importantes,
llamadas emisor común (EC), base común (BC)
y colector común (CC). En la figura 8.24 se lus
tral idea básia de cada una Indviduaimente, esas
«configuraciones reaccionan de manera diferente ala
señal de entrada y tienen características específicas
que las hacen aplcabls a un uso especial Su nombre
se deriva del terminal del transistor (base, coletoro
emisor) que act como tierra referencia común
para las señales de entrada y de salda.
©
troducido también armónicas, es decir frecuen-
ias múltiplos enteros de la fundamental (2kHz.
BK, 4kHz, etc) no contenidas en la señal orig
na. Éste es un caso tipico de una distorsión are
méniea, que es muy común.
Polarización
Las condiciones de polarización son un requsito
clave para que un transistor pueda operar correc-
tamente como amplficador en condiciones de se-
fal. No se puede pretender, por ejemplo, que un
transistor amplfique una señal sn distorsión cuan-
do su punto de trabajo está muy alejado del cen-
tro de la recta de carga en los limites de la satura-
ción el corte, Por tato, el primer punto que se
debe tener en cuenta cuando se analiza o diseña
un amplifcador es investigar como está polarza-
do. o polarizarlo correctamente, La polarización
también determina la clase de operación (A,8.AB
C) de un amplicadorasí como su capacidad para
manejar señales pequeñas o grandes,
Una vez examinadas as características genera-
les delos amplieadores,es el momento de aplicar
estos conceptos al estudio de los amplifcadores
on transistores. Inicialmente examinaremos las
«configuraciones básicas de los ampllicadores de
baja señal. comprobaremos experimentalmente el
funcionamiento de un amplifcador en emisor co-
mün y extenderemos estos conceptos alos ampli
fieadores basados en transistores de efecto de cam-
po (FET). Posteriormente aprenderemos cómo
copar etapas amplficadoras en cascada para ob-
‘tener altas ganancias. Por último, estudiaremos al
auras configuraciones básicas de amplificadores de
potencia.
Amplificadores de baja señal con
transistores
Hasta el momento hemos aprendido a analizar.
amplífcadores en condiciones estáticas o de re-
poso (sin señal de entrada aplicada) y a polariza-
los, es decir a establece el punto de trabajo (Q)
de los mismos. Una vez que un transistor ha sido,
polarizado adecuadamente,con el punto Q prefe-
CIT » cons fée e cena vais
Ampliado en tse común
e Apltcador en elector común
Figure 8.24, Confurcans bess spins de
are co ont Pore pense mueran
ars de merci o esten anders
scores reer pore Panzer a rt
char sellos de end y de a mer
desempeña Porta ee sn nen run
ges de el
riblemente cerca del centro de la recta de carga,
podemos entonces aplicar una pequeña señal en a
entrada para amplífcarla y obtener una señal más
grande enla salda La presencia dela señal de en-
trada hace que las corrientes y voltajes del circu
to varien por encima y por debajo de sus valores
nomirales o de reposo. A. estas nuevas condicio-
nes se les denomina dinámicas o de señal.
Dependiendo dela forma como se conecte un
transistor para llevar a cabo la función de amplia.
ción son posibles tres configuraciones importantes,
llamadas emisor común (EC), base común (BC)
y colector común (CC). En la figura 8.24 se lus
tral idea básia de cada una Indviduaimente, esas
«configuraciones reaccionan de manera diferente ala
señal de entrada y tienen características específicas
que las hacen aplcabls a un uso especial Su nombre
se deriva del terminal del transistor (base, coletoro
emisor) que act como tierra referencia común
para las señales de entrada y de salda.
©
Teoría 4444444444
En un amplificador en base común, figura
8.24a 2 señal de entrada se inyecta al emisor mien-
tras que la soñal de salida se obtiene del colector.
La base actúa como tierra. Este tipo de estructura
ofrece amplcaión de voltaje pero no de corriente.
Además, entrega una señal de salida en fase con:
de entrada. Esto es, as porciones positivas de la
PPPPPPPPPEPPEEEEEE
ción del punto de trabajo (Q) del amplíicador y
“determinan su ganancia, su impedancia de entrada
y su impedancia de salida
Note también la adición de un condensador
(C1) para transferrin señal desde I fuente (Va)
hasta la entrada del ampficador (VI yotro,(€2),
señal de entrada corresponden a las porciones _ para transferila desde la salida de este último (Vo)
positivas de la señal de salia y las negatvas a las — hasta la carga (Vu) También se incluye un tercer
"negativas. Sus principales aplicaciones están en ci. condensador (Ce) en paralelo con la resistencia
uitos de ata frecuencia, por encima de IOOKHz. del emisor (Re)
En un amplificador en emisor común, f+ LoscondensadoresC1 yC2actian como con-
ura 824b,la señale entrada se nyectaalabase, densadores de acople o de paso, y CE como
mientras que la señal de salda se obuene del co: condensador de desacople. Los condensado-
lector. El emisor actéa como terra. Este upo de resde acople seutizanenlos amplicadores para
estructura ofrece al mismo tempo amplícación — transferir o acoplar señales de un punto à oo. Por
de volje y ampllicación de corriente. Además, esta razön.se conectan siempre en sri.
entrega una señal de salió invertida opuesta en
fase con respeto ala de entrada, Eto esas por Los condensadores de desacople por su par-
ones positivas dela señal de entrada correspon- t,se utilizan para der o deacopar señales en-
den alas porciones negara dela señal de aida y re dos puntos Por esta razón,s conectan siempre
las negativas alas postas Sus principales apia- en paralelo. En ambos casos se aprovecha la arac-
ones están en circuitos de baja y mediana fre eric delos condensadores de ofrecer una rss.
cuenci (por debajo de 10042). tencia u oposición al paso de la corriente tern,
ae inversamente proporcional ala frecuencia Esta opo-
En m amplcado en colocada + són mm reacia pate
ura 8.24c.h señal de entrada se inyecta
mientras quel señal de salón se obten
sor El colector cría como tera Este upo de es.
tructuraofrece ampliación de comen pero no
de vola Además entrega ura señal de sala en
fase con la de erad Eso es porciones posi
vas dela señal de entrada coreponden las por
‘ones postas de leña de allas eat. Y:
las nesta. e ut tant en cultos de bapı
como de aa frecuen También se conoce como
seguidor emisor (flower emit,
eer 25 Ape en em coming a
a ds sl sar Fr
ee eee Seele
deunanpiidordebaserlen emo común. way em ie Pann ch
Observe el so de un esquema de porn con IU Y cio an nad de py CE
(ho da trator, esrucurado alrededor de re in de
RO, RC y RE Estas resistencias esablecen la post parc es
per
Amplificador de baja señal en emisor
común
cars thet de crée sono » REIT:
En un amplificador en base común, figura
8.24a 2 señal de entrada se inyecta al emisor mien-
tras que la soñal de salida se obtiene del colector.
La base actúa como tierra. Este tipo de estructura
ofrece amplcaión de voltaje pero no de corriente.
Además, entrega una señal de salida en fase con:
de entrada. Esto es, as porciones positivas de la
PPPPPPPPPEPPEEEEEE
ción del punto de trabajo (Q) del amplíicador y
“determinan su ganancia, su impedancia de entrada
y su impedancia de salida
Note también la adición de un condensador
(C1) para transferrin señal desde I fuente (Va)
hasta la entrada del ampficador (VI yotro,(€2),
señal de entrada corresponden a las porciones _ para transferila desde la salida de este último (Vo)
positivas de la señal de salia y las negatvas a las — hasta la carga (Vu) También se incluye un tercer
"negativas. Sus principales aplicaciones están en ci. condensador (Ce) en paralelo con la resistencia
uitos de ata frecuencia, por encima de IOOKHz. del emisor (Re)
En un amplificador en emisor común, f+ LoscondensadoresC1 yC2actian como con-
ura 824b,la señale entrada se nyectaalabase, densadores de acople o de paso, y CE como
mientras que la señal de salda se obuene del co: condensador de desacople. Los condensado-
lector. El emisor actéa como terra. Este upo de resde acople seutizanenlos amplicadores para
estructura ofrece al mismo tempo amplícación — transferir o acoplar señales de un punto à oo. Por
de volje y ampllicación de corriente. Además, esta razön.se conectan siempre en sri.
entrega una señal de salió invertida opuesta en
fase con respeto ala de entrada, Eto esas por Los condensadores de desacople por su par-
ones positivas dela señal de entrada correspon- t,se utilizan para der o deacopar señales en-
den alas porciones negara dela señal de aida y re dos puntos Por esta razón,s conectan siempre
las negativas alas postas Sus principales apia- en paralelo. En ambos casos se aprovecha la arac-
ones están en circuitos de baja y mediana fre eric delos condensadores de ofrecer una rss.
cuenci (por debajo de 10042). tencia u oposición al paso de la corriente tern,
ae inversamente proporcional ala frecuencia Esta opo-
En m amplcado en colocada + són mm reacia pate
ura 8.24c.h señal de entrada se inyecta
mientras quel señal de salón se obten
sor El colector cría como tera Este upo de es.
tructuraofrece ampliación de comen pero no
de vola Además entrega ura señal de sala en
fase con la de erad Eso es porciones posi
vas dela señal de entrada coreponden las por
‘ones postas de leña de allas eat. Y:
las nesta. e ut tant en cultos de bapı
como de aa frecuen También se conoce como
seguidor emisor (flower emit,
eer 25 Ape en em coming a
a ds sl sar Fr
ee eee Seele
deunanpiidordebaserlen emo común. way em ie Pann ch
Observe el so de un esquema de porn con IU Y cio an nad de py CE
(ho da trator, esrucurado alrededor de re in de
RO, RC y RE Estas resistencias esablecen la post parc es
per
Amplificador de baja señal en emisor
común
cars thet de crée sono » REIT:
Acción de los condensadores de acople
y desacople
La reactancia capacitiva de un condensador
se denota como Xe, se expresa en ohmios (0) y
se evalúa mediante la siguiente fórmula:
Xe" TE
siendo x una constante (3,416) fla frecuencia
(#2) e a señal y Cla capacidad del condensador (F.
‘Observe que, il señal no cambia 0 lo hace muy
lentamente, como es el caso de un nivel de CC, la
frecuencia es cero (0). muy baja por tanto reac-
tancia XC es muy alt, prácticamente infini. Esta
condición corresponde un circuito abierto.
Del mismo modo, sia señal cambia muy rápi-
damente,la frecuencia es muy ataypor tanto, XC
es muy baja prácticamente cero, Esta condición
corresponde a un cortocircuito. En general. XC
5 alta para frecuencias bajas y baja para frecuen-
«ias as Por tanto, estas últimas pasan con mayor
facldad que las primeras.
Para que un condensador de acople o de desaco-
ple funcione correctamente, es necesario que Xc sea
‘muy baja idealmente cero para la frecuencia más baja
«contenida enla señal de entrada. Como regla prict-
‘acl valor de Xc para esta frecuencia deber ser como
máximo, la décima pare (1/10) del valor dela ress-
tencia total en serie con el condensador
En el caso de Ci en la figura 8.25, por ejem-
plo, esta resistencia esla suma de la resistencia de
la fuente de señal (Rs) y a resistencia de entrada
‘del ampificador (Ri) Asi, con f=20Hz, Rs=600 y
Ris 2K (calculada más adelante), el valor maximo
de Xc debe ser de 1.8000 lo cual implica que C1
debe ser por lo menos, de 4 AUF Por tantoel valor
de 22uF utlizado para C1 es más que adecuado.
Una vez comprendidas las funciones de los
condensadores de acople y de desacople, es el
momento en que comencemos a analizar cómo
funciona nuestro amplifcador.
IT y caro fb de cinco
“Análisis sistemático.
Incuitiamente e fácil comprender como ampli
€ el circulo dela figura. 6.254. La existencia de
tuna pequeña señal de CA acoplada a la base (Vi)
provoca que la corriente de base (Ib) varie igera-
mente por encima y por debajo de su valor en
reposo, Estas pequeñas variaciones, multiplicadas
por la ganancia de corriente ($), producen grandes
variaciones en la corriente de colector (le), y. por
tanto, en el voltaje de colector (Ve) que es el mis-
mo voltaje de salida (Vo).
{Una forma más sistemática de analizar un am-
plíicador como el de la figura 8.25a, es efec-
tuando dos análisis por separado, uno en condi-
ciones estáticas o de reposo, con la fuente de
alimentación (Vcc) activa y la fuente de señal
(Vs) anulada, otro, en condiciones dinámicas.
de señal, con la fuente de señal (Vs) activa yla
fuente de alimentación (Vec) anulada.
En el primer caso, lamado también análisis
para continua (CC), la fuente de señal (Vs) se
sustcuye por un cortocircuto y los condensado-
res (C1,C2,C3) por circutos abiertos, mientras
que en el segundo, llamado también análisis para
señal o alterna (CA),la fuente de alimentación
(Vcc) se susiuye por un cortocircuito, lo mis-
mo que los condensadores.
Note que anular una fuente (de señal o de
imentaciôn) es simplemente sustituirla por un cor.
*ociruito. Asimismo, abrir un condensador es lo
mismo que retirarlo o desconectaro, y ponerlo
en cortacirculto es lo mismo que reemplazarlo
por un puente. Estos criterios son aplicables al
análisis de cualqier ampliicador.
Una vez hechas esta sustituciones se obtienen
dos circulos equivalents, como los mostrados en
las figuras 8.256 y 8.25¢ El paso finales superpo-
er o sumar los resultados de ada análisis para as
sualar cómo se comportan realmente las corren-
es en cualquier rama y los voltajes ene cualquier
par de puntos o nodos del cicuto.A continuación
profundizaremos en estos aspectos.
ce
y desacople
La reactancia capacitiva de un condensador
se denota como Xe, se expresa en ohmios (0) y
se evalúa mediante la siguiente fórmula:
Xe" TE
siendo x una constante (3,416) fla frecuencia
(#2) e a señal y Cla capacidad del condensador (F.
‘Observe que, il señal no cambia 0 lo hace muy
lentamente, como es el caso de un nivel de CC, la
frecuencia es cero (0). muy baja por tanto reac-
tancia XC es muy alt, prácticamente infini. Esta
condición corresponde un circuito abierto.
Del mismo modo, sia señal cambia muy rápi-
damente,la frecuencia es muy ataypor tanto, XC
es muy baja prácticamente cero, Esta condición
corresponde a un cortocircuito. En general. XC
5 alta para frecuencias bajas y baja para frecuen-
«ias as Por tanto, estas últimas pasan con mayor
facldad que las primeras.
Para que un condensador de acople o de desaco-
ple funcione correctamente, es necesario que Xc sea
‘muy baja idealmente cero para la frecuencia más baja
«contenida enla señal de entrada. Como regla prict-
‘acl valor de Xc para esta frecuencia deber ser como
máximo, la décima pare (1/10) del valor dela ress-
tencia total en serie con el condensador
En el caso de Ci en la figura 8.25, por ejem-
plo, esta resistencia esla suma de la resistencia de
la fuente de señal (Rs) y a resistencia de entrada
‘del ampificador (Ri) Asi, con f=20Hz, Rs=600 y
Ris 2K (calculada más adelante), el valor maximo
de Xc debe ser de 1.8000 lo cual implica que C1
debe ser por lo menos, de 4 AUF Por tantoel valor
de 22uF utlizado para C1 es más que adecuado.
Una vez comprendidas las funciones de los
condensadores de acople y de desacople, es el
momento en que comencemos a analizar cómo
funciona nuestro amplifcador.
IT y caro fb de cinco
“Análisis sistemático.
Incuitiamente e fácil comprender como ampli
€ el circulo dela figura. 6.254. La existencia de
tuna pequeña señal de CA acoplada a la base (Vi)
provoca que la corriente de base (Ib) varie igera-
mente por encima y por debajo de su valor en
reposo, Estas pequeñas variaciones, multiplicadas
por la ganancia de corriente ($), producen grandes
variaciones en la corriente de colector (le), y. por
tanto, en el voltaje de colector (Ve) que es el mis-
mo voltaje de salida (Vo).
{Una forma más sistemática de analizar un am-
plíicador como el de la figura 8.25a, es efec-
tuando dos análisis por separado, uno en condi-
ciones estáticas o de reposo, con la fuente de
alimentación (Vcc) activa y la fuente de señal
(Vs) anulada, otro, en condiciones dinámicas.
de señal, con la fuente de señal (Vs) activa yla
fuente de alimentación (Vec) anulada.
En el primer caso, lamado también análisis
para continua (CC), la fuente de señal (Vs) se
sustcuye por un cortocircuto y los condensado-
res (C1,C2,C3) por circutos abiertos, mientras
que en el segundo, llamado también análisis para
señal o alterna (CA),la fuente de alimentación
(Vcc) se susiuye por un cortocircuito, lo mis-
mo que los condensadores.
Note que anular una fuente (de señal o de
imentaciôn) es simplemente sustituirla por un cor.
*ociruito. Asimismo, abrir un condensador es lo
mismo que retirarlo o desconectaro, y ponerlo
en cortacirculto es lo mismo que reemplazarlo
por un puente. Estos criterios son aplicables al
análisis de cualqier ampliicador.
Una vez hechas esta sustituciones se obtienen
dos circulos equivalents, como los mostrados en
las figuras 8.256 y 8.25¢ El paso finales superpo-
er o sumar los resultados de ada análisis para as
sualar cómo se comportan realmente las corren-
es en cualquier rama y los voltajes ene cualquier
par de puntos o nodos del cicuto.A continuación
profundizaremos en estos aspectos.
ce
LE -18 CRPPREPEPPPPEPEEPPEEE
Figura 8.250 Cat eine pora CC del amd de
la faro 8250
Análisis para corriente continua
En la figura 8.25b se muestra el circuito equia-
lente para CC de nuestro amplifador obrenido des-
pués de aplica los criterios anteriores. EI circuito
resultante muestra las condiciones de polarización,
correspondiente al punto de trabajo (Q) del am-
pliicador Asumiendo un valor de B de 100 (mini-
mo) y siguiendo los métodos simpliicado (la =0) y
‘exact (15) explicados en el ejemplo 8.4, legs
‘mos à los siguientes resultados:
‘Observe que los resultados obtenidos por am-
bos métodos son prácticamente idénticos Por tan-
to,al analizar o diseñar el circuito de polarización
de un amplificador de baja señal, podemos ulizar
siempre el método simplicado,que es más rápido.
y menos engorroso, siempre y cuando el real, o
el B mínimo especficado por el fabricante, sea r=
lacivamente grande (mayor de 50).
on
Por ejemplo para el transistor 2N3904 fs valo-
res mínimo y máximo de $ son 60 y 300,respectva-
menta Por tana haríamos nuestros cles con B=60,
que es el peor caso En la ries lo mas probable es
que el valor real de del transistor que estamos ul
“zando sea mayor que este valor, damos 200, con lo
cl nuestras predicciones sein ain más exacts.
Análisis para señal
En a figura 8.25¢ se muestra el creuto equivalente
para sefal del amplifcador de a figura 8.259, obten»
do después de apli ls crterios ante esbozados.
Este cut es chve, puesto que, parir del mismo,
podemos ear cvantiatvamente hs caracteristicas
más importantes del amplicadorinclyendo as impe-
dans de entrada y de saña, y las ganancias de voa
e,coriene y potencia También nos permite predecir
ladistorsén y otros datos de ntarés cuando seaalza
‘0 ¿seña un ampliicador en forma sistemática.
‘Observe que a anulación dela fuente dealimen-
vación (Vec) provoca que la parte superior de RI
‘ede conectada a tierra y que RI quede conecta
da en paralelo con R2 También ocasiona que la par:
superior de Rc quede conectada a terra Asimis-
mo, a sustitución de cada uno de los condensado-
res (C1,C2y CE) por un cortocreuito,causa que a
fuente de señal (Vs, Rs) quede conectada al base,
«el emisor a terra y la carga (Ru) al colector. Como
resultado de esto último,Rc y RL quedan en parle
lo, obteniéndose una resistencia equivalente de co-
lector que designaremos como re Iguala
(RAR) _ SKXIOR)
RER) GK+IOK)
Pre:
raie
Figur 8.25 Crate cent pas al de CA del
‘ome dels gua 8250
333K
a
da
Cure bet de ani bis » RCO:
Figura 8.250 Cat eine pora CC del amd de
la faro 8250
Análisis para corriente continua
En la figura 8.25b se muestra el circuito equia-
lente para CC de nuestro amplifador obrenido des-
pués de aplica los criterios anteriores. EI circuito
resultante muestra las condiciones de polarización,
correspondiente al punto de trabajo (Q) del am-
pliicador Asumiendo un valor de B de 100 (mini-
mo) y siguiendo los métodos simpliicado (la =0) y
‘exact (15) explicados en el ejemplo 8.4, legs
‘mos à los siguientes resultados:
‘Observe que los resultados obtenidos por am-
bos métodos son prácticamente idénticos Por tan-
to,al analizar o diseñar el circuito de polarización
de un amplificador de baja señal, podemos ulizar
siempre el método simplicado,que es más rápido.
y menos engorroso, siempre y cuando el real, o
el B mínimo especficado por el fabricante, sea r=
lacivamente grande (mayor de 50).
on
Por ejemplo para el transistor 2N3904 fs valo-
res mínimo y máximo de $ son 60 y 300,respectva-
menta Por tana haríamos nuestros cles con B=60,
que es el peor caso En la ries lo mas probable es
que el valor real de del transistor que estamos ul
“zando sea mayor que este valor, damos 200, con lo
cl nuestras predicciones sein ain más exacts.
Análisis para señal
En a figura 8.25¢ se muestra el creuto equivalente
para sefal del amplifcador de a figura 8.259, obten»
do después de apli ls crterios ante esbozados.
Este cut es chve, puesto que, parir del mismo,
podemos ear cvantiatvamente hs caracteristicas
más importantes del amplicadorinclyendo as impe-
dans de entrada y de saña, y las ganancias de voa
e,coriene y potencia También nos permite predecir
ladistorsén y otros datos de ntarés cuando seaalza
‘0 ¿seña un ampliicador en forma sistemática.
‘Observe que a anulación dela fuente dealimen-
vación (Vec) provoca que la parte superior de RI
‘ede conectada a tierra y que RI quede conecta
da en paralelo con R2 También ocasiona que la par:
superior de Rc quede conectada a terra Asimis-
mo, a sustitución de cada uno de los condensado-
res (C1,C2y CE) por un cortocreuito,causa que a
fuente de señal (Vs, Rs) quede conectada al base,
«el emisor a terra y la carga (Ru) al colector. Como
resultado de esto último,Rc y RL quedan en parle
lo, obteniéndose una resistencia equivalente de co-
lector que designaremos como re Iguala
(RAR) _ SKXIOR)
RER) GK+IOK)
Pre:
raie
Figur 8.25 Crate cent pas al de CA del
‘ome dels gua 8250
333K
a
da
Cure bet de ani bis » RCO:
Esta resistencia se denomina
resistencia de colector para.
señal La misma juega un papelim-
portante en la determinación de
la ganancia de voltaje (AyJdel Y
“amplificador, debido a que limita
las variaciones de la corriente de
colector alrededor a su posición
de reposo (co) en condiciones de
señal Asimismo al quedar R y R2
en paralel,se obtiene una resistencia equhalente
de base, que designaremos como Re, igual a:
RIxR2
RIF?
ESTO
mr ES
=3,0
Esta resistencia juega un papel importante en a
determinación dela impedancia de entrada (2)
del amplificador, como veremos enseguida.
Impedancia de entrada (2)
Para calcular la impedancia de entrada de nuestro
mplicador es convenient introducir el concep-
to de resistencia dinámica de base, defnida
como la oposición que ofrece la unión base emi-
or à ls variaciones dela corleno de base pro-
ucias por la seal de entrada La resistencia di
rámica de base, también lamada impedancia de
‘entrada de base, se denota como Pb (lease ar
prima br),se mide en ohmios (2) y se evalúa me-
ae a siguiente fórmula:
de base y de emisor en condiciones de polariza-
ciôn.y la ganancia de corriente del transistor. En
pre pence
A A
Esta resistencia, a quedar en paralelo con Ra,
determina la impedancia de entrada (Zi) del
amplifcador figura 8.25d. Por tant
IIT: y cons tac de cn sico
om)
Pox Re
Pot Re
ue
En nuestro caso,rs=1,92K0 y RB=3,6KQ. Por.
tanto,
22126 kQ
Ext esla impedancia de entrada de nuestro
amplcador Su efecto es imita el voltaje de señal
<sponibe af entrada (y), causando que sa infe-
rir al voae entregado por fuen de seal (7).
En nuestro caso, asumiendo que v dene un valor
pico de 1mV y la resistencia interna de la fuente
de señal (Rs) es 6002 6 OK. les valores pie. y
pico a pico del señal de entrada (), son:
z 126
von ve (inv (raias)
io) = 0,68mV = 0,7m¥
ie apio) = 2 x Vico) = 1,4mV
Funcionamiento con señal pequeña
Cuando se acopiala señal de voltaje deena (V) 8
ln bse dl ant as vaciones de la misma ha
cen que punto abao(Q) de union base-emtor
‘bay bj arder de a posicinexabl defi
porta eka (07V y mA en nuestro aso) Et
situación se llustra en la figura 8.25(e). En otras
lbs el punt de wabao amba nsntncamen-
Le de posición deacuerdo hs vraones de ase.
al de errada Cuando eta lima laa valor
mémo posto (07mV). Ve sube hasta 707 mV
(Qu, minas que und senza u aor máximo
neato (0 mV) Vi ba asa 63 mV (QD.
Poor»
1
resistencia de colector para.
señal La misma juega un papelim-
portante en la determinación de
la ganancia de voltaje (AyJdel Y
“amplificador, debido a que limita
las variaciones de la corriente de
colector alrededor a su posición
de reposo (co) en condiciones de
señal Asimismo al quedar R y R2
en paralel,se obtiene una resistencia equhalente
de base, que designaremos como Re, igual a:
RIxR2
RIF?
ESTO
mr ES
=3,0
Esta resistencia juega un papel importante en a
determinación dela impedancia de entrada (2)
del amplificador, como veremos enseguida.
Impedancia de entrada (2)
Para calcular la impedancia de entrada de nuestro
mplicador es convenient introducir el concep-
to de resistencia dinámica de base, defnida
como la oposición que ofrece la unión base emi-
or à ls variaciones dela corleno de base pro-
ucias por la seal de entrada La resistencia di
rámica de base, también lamada impedancia de
‘entrada de base, se denota como Pb (lease ar
prima br),se mide en ohmios (2) y se evalúa me-
ae a siguiente fórmula:
de base y de emisor en condiciones de polariza-
ciôn.y la ganancia de corriente del transistor. En
pre pence
A A
Esta resistencia, a quedar en paralelo con Ra,
determina la impedancia de entrada (Zi) del
amplifcador figura 8.25d. Por tant
IIT: y cons tac de cn sico
om)
Pox Re
Pot Re
ue
En nuestro caso,rs=1,92K0 y RB=3,6KQ. Por.
tanto,
22126 kQ
Ext esla impedancia de entrada de nuestro
amplcador Su efecto es imita el voltaje de señal
<sponibe af entrada (y), causando que sa infe-
rir al voae entregado por fuen de seal (7).
En nuestro caso, asumiendo que v dene un valor
pico de 1mV y la resistencia interna de la fuente
de señal (Rs) es 6002 6 OK. les valores pie. y
pico a pico del señal de entrada (), son:
z 126
von ve (inv (raias)
io) = 0,68mV = 0,7m¥
ie apio) = 2 x Vico) = 1,4mV
Funcionamiento con señal pequeña
Cuando se acopiala señal de voltaje deena (V) 8
ln bse dl ant as vaciones de la misma ha
cen que punto abao(Q) de union base-emtor
‘bay bj arder de a posicinexabl defi
porta eka (07V y mA en nuestro aso) Et
situación se llustra en la figura 8.25(e). En otras
lbs el punt de wabao amba nsntncamen-
Le de posición deacuerdo hs vraones de ase.
al de errada Cuando eta lima laa valor
mémo posto (07mV). Ve sube hasta 707 mV
(Qu, minas que und senza u aor máximo
neato (0 mV) Vi ba asa 63 mV (QD.
Poor»
1
Teoría «444004444444444
Lal
Pure 252 ac en debs ey
Carre ans Inn ah
rama oes mr dla
(vcr pr ms ten qe pue a
red oo no la stl evade pue
Las variaciones del voltaje seems produc
cen. su vez grandes variaciones en la corriente
¿le emisor le), Para conocer a magnitud de esas
variaciones es necesario nroducr el concepto de
resistencia dinámica de emisor denis como
1 oposidóno resistencia que ofrec la unión base-
emisor al paso dela corriente de emisor en pre.
nc de señal La esencia née de emir,
Que juega un papel muy importante en el ands
de creator con transiores, e denota como ra,
se mide en ohmios (0) y se define mediante la
siguiente fórmula:
25mV „Aa _ vee
M ae te
siendo lelacoriente de polarización de emisor
AVae=voe el incremento o cambio neto del voltaje
base-emisor y Alesi el ncremento o cambio neto
dela corriente de emisor En nuesto casole=1.3mA
y AVBE=v;=1.4V (valor pico a pio).Por tanto,
En la prácuca, debido alas tolerancias de fabri-
«ación de los transistores, puede fucwar entre
170
25miViley SOmV/ Sin embargo siempre asumire-
‘mos en nuestros cálculos quer’ es igual 25mV/
Note asimismo que:
Pe Bre
Esto esa resistencia dinámica dela base es ÿ
veces más grande que la del emisor o, dicho de
tra forma, re se reja ala entrada muliplicada
por B.Puesto que r' interviene en a determina»
ción dela impedancia de entrada (2) del ampli
cador est última depende necesariamente del,
que como sabemos es un valor impredecile Ta
dependenca afecta también la ampltud de a sal
de entrada (+) disponible, por tato, la de la se-
fal de salida (Eta es la principal desventaja de
la confguración emisor común.
Normalmente, tomaremos como AVBE el va-
lor pico a pico del voltaje base-emisor y como Ale
el alor pico a pico de la corriente de emisor. De
este modo, teniendo en cuenta que en nuestro
ejemplo. a señal de entrada (+) produce un incre-
‘mento AVRE máximo de 1,4mV en la tensión Vow
(0.7mV por encima y 0.7mV por debajo) con res.
pecto a su valor de reposo (0.7V) el incremento.
“Ale máximo dela corriente de emisor es
Vee _ 1 4mV
an a 19-20,
= 7280 LA
Lo anterior signifi que cuando la señal de
‘entrada (v) aplicada ala unión BE alcanza su va
lor máximo positvo (+0.7mV), la corriente de
emisor (lo sube 36,40 HA (a mitad de 72,801)
_con respecto a su valor de reposo (1,3mA 6
1.3004A). alcanzando un valor máximo de
133644 Asimismo, cuando la señal de entra-
da alcanza su valor máximo negative (-0.7mV),
la corriente de emisor baja 36:404A con res-
pecto su valor de reposo, alcanzando un valor.
mínimo de 1.263,64. Por tanto, la variación to-
tal ha sido de 72.8014 pico a pico. Esta misma
variación es la que experimenta la corriente de
colector Por tanto:
Cure Ue de electónico bic D
Lal
Pure 252 ac en debs ey
Carre ans Inn ah
rama oes mr dla
(vcr pr ms ten qe pue a
red oo no la stl evade pue
Las variaciones del voltaje seems produc
cen. su vez grandes variaciones en la corriente
¿le emisor le), Para conocer a magnitud de esas
variaciones es necesario nroducr el concepto de
resistencia dinámica de emisor denis como
1 oposidóno resistencia que ofrec la unión base-
emisor al paso dela corriente de emisor en pre.
nc de señal La esencia née de emir,
Que juega un papel muy importante en el ands
de creator con transiores, e denota como ra,
se mide en ohmios (0) y se define mediante la
siguiente fórmula:
25mV „Aa _ vee
M ae te
siendo lelacoriente de polarización de emisor
AVae=voe el incremento o cambio neto del voltaje
base-emisor y Alesi el ncremento o cambio neto
dela corriente de emisor En nuesto casole=1.3mA
y AVBE=v;=1.4V (valor pico a pio).Por tanto,
En la prácuca, debido alas tolerancias de fabri-
«ación de los transistores, puede fucwar entre
170
25miViley SOmV/ Sin embargo siempre asumire-
‘mos en nuestros cálculos quer’ es igual 25mV/
Note asimismo que:
Pe Bre
Esto esa resistencia dinámica dela base es ÿ
veces más grande que la del emisor o, dicho de
tra forma, re se reja ala entrada muliplicada
por B.Puesto que r' interviene en a determina»
ción dela impedancia de entrada (2) del ampli
cador est última depende necesariamente del,
que como sabemos es un valor impredecile Ta
dependenca afecta también la ampltud de a sal
de entrada (+) disponible, por tato, la de la se-
fal de salida (Eta es la principal desventaja de
la confguración emisor común.
Normalmente, tomaremos como AVBE el va-
lor pico a pico del voltaje base-emisor y como Ale
el alor pico a pico de la corriente de emisor. De
este modo, teniendo en cuenta que en nuestro
ejemplo. a señal de entrada (+) produce un incre-
‘mento AVRE máximo de 1,4mV en la tensión Vow
(0.7mV por encima y 0.7mV por debajo) con res.
pecto a su valor de reposo (0.7V) el incremento.
“Ale máximo dela corriente de emisor es
Vee _ 1 4mV
an a 19-20,
= 7280 LA
Lo anterior signifi que cuando la señal de
‘entrada (v) aplicada ala unión BE alcanza su va
lor máximo positvo (+0.7mV), la corriente de
emisor (lo sube 36,40 HA (a mitad de 72,801)
_con respecto a su valor de reposo (1,3mA 6
1.3004A). alcanzando un valor máximo de
133644 Asimismo, cuando la señal de entra-
da alcanza su valor máximo negative (-0.7mV),
la corriente de emisor baja 36:404A con res-
pecto su valor de reposo, alcanzando un valor.
mínimo de 1.263,64. Por tanto, la variación to-
tal ha sido de 72.8014 pico a pico. Esta misma
variación es la que experimenta la corriente de
colector Por tanto:
Cure Ue de electónico bic D
Aves _ 1,4mV
re 19,230
‘Observe las diferentes formas de notación em-
pleadas para deignar la corrientes y voltaje del
Circuito, Utilizamos letras mayúsculas y subíndices
mayüseulos (1 para referimos a tensiones y co-
rrientes estáticas o de polarización: letras minuseu-
las y subindices minúsculos (1) para referimos a
corrientes dinámicas o de seña letras mayúsculas
con subindies minúsculos l=lesio) para referimos
a corrients y tensiones orales, es deci. que varían
por encima y por debajo de sus valores de reposo.
Los incrementos o variaciones netas son asimila-
bles para efectos de análisis valores instantáneos
de corrientes y voltajes de señal (les).
Ale=ale=
= 72,8018
Ganancia de voltaje (A)
Las variaciones en la corriente de colector (Ale)
producen asu vez por la ley de Ohm. variaciones
de voltae sobre la resistencia equivalente de co-
lector (r), Puesto que eta Última representa fa
combinación en paralel dela resistencia de co-
lector (Rc) yla resistencia de carga (Rs vara
iones de voltaje sobre re son las mismas que ex-
perimentan el olaj de saia (Ve) y el voltae so-
bre la carga (VO. Por tanto:
vesws Alex re lex re
Por tanto, los valores pico pico a pico del volaje
de sada de señal (vo) en nuestro amplifcador son:
veo = ex
T2B0A x ICS 2424 mV
Vos)
2
vor 1212 mV
Lo anterior significa que el voltaje real sobre la
resistencia de colector (Ve) varía, como máximo,
121,2 mV (la mitad de 2424mV) por encima y por
debajo de su valor de reposo (6,5V 0 6.500mV).
Subiendo hasta 6621,2 mV (6,62V) cuando la se-
fal de entrada (+) alcanza su valor máximo posi
vo (+0.7mV) y bajando hasta 63788 mV (6.38V)
dir: » cum
cuando yalanza su maximo valor nego (07).
El vote de clector (Ve) se comporta en forma
contraria con respect a su valor de reposo (135V
6 13500mV) bajando hasta 13.3788 mV (13.38V)
cuando y alcanza su valor máximo positivo, y su-
biendo hata 13.621,2 mV (13,62V) cuando y al.
cana su valor máximo negativo.
Lo anterior se debe a queVe=Vec-Vr,tanto en
condiciones estáticas como de señal. Por tanto,
‘como Vcc es constante (20V, en nuestro caso), si
“aumenta Vie tiene necesariamente que disminuir
‘Vey viceversa. Puesto que veo, podemos enton-
ces afirmar que las variaciones de voltaje dela se-
fal de salida (y) están 180° fuera de fase con res-
pecto a las variaciones de voltae de la señal de
entrada (4). En otras palabras, la señal de salida.
aparece amplificada pero invertida con res-
pecto ala señal de entrada. De todos modos,
la ganancia de voltaje (A) es la relación entre la
“amplitud dela señal de voltaje de salida yla amp
‘ud de la señal de entrada. Esto es:
‘Av(dB) = 20logAv
En nuestro caso,vo = 2424 mV y y = 14 mV
(Valores pico a pic). Por tant, la ganancia de vol-
ale (Av) del ampliicador es:
2424mV „,.
ave amv
73
Auas) = 20logAv = 45 dB
Este resultado significa que el voltae de señal
en a salida (vo) es 173 veces más grande que en a
| entrada (y), 0, o que es lo mismo, está 45 dB por
“encima. Ésta ganancia esla misma para todos los
valores instantáneos de la señal de entrada, inde-
pendientemente de su forma de onda y del infor
mación que represente (voz música, ete). Por esta
razón, mientas la señal de entrada se mantenga.
«pequeña» y el punto de trabajo del amplifcador
esté correctamente ubicado,la señal de salida será
una réplica ampliada pero fl de la señal de entra
da. Esta es la esencia delos amplificadores clase A.
m
re 19,230
‘Observe las diferentes formas de notación em-
pleadas para deignar la corrientes y voltaje del
Circuito, Utilizamos letras mayúsculas y subíndices
mayüseulos (1 para referimos a tensiones y co-
rrientes estáticas o de polarización: letras minuseu-
las y subindices minúsculos (1) para referimos a
corrientes dinámicas o de seña letras mayúsculas
con subindies minúsculos l=lesio) para referimos
a corrients y tensiones orales, es deci. que varían
por encima y por debajo de sus valores de reposo.
Los incrementos o variaciones netas son asimila-
bles para efectos de análisis valores instantáneos
de corrientes y voltajes de señal (les).
Ale=ale=
= 72,8018
Ganancia de voltaje (A)
Las variaciones en la corriente de colector (Ale)
producen asu vez por la ley de Ohm. variaciones
de voltae sobre la resistencia equivalente de co-
lector (r), Puesto que eta Última representa fa
combinación en paralel dela resistencia de co-
lector (Rc) yla resistencia de carga (Rs vara
iones de voltaje sobre re son las mismas que ex-
perimentan el olaj de saia (Ve) y el voltae so-
bre la carga (VO. Por tanto:
vesws Alex re lex re
Por tanto, los valores pico pico a pico del volaje
de sada de señal (vo) en nuestro amplifcador son:
veo = ex
T2B0A x ICS 2424 mV
Vos)
2
vor 1212 mV
Lo anterior significa que el voltaje real sobre la
resistencia de colector (Ve) varía, como máximo,
121,2 mV (la mitad de 2424mV) por encima y por
debajo de su valor de reposo (6,5V 0 6.500mV).
Subiendo hasta 6621,2 mV (6,62V) cuando la se-
fal de entrada (+) alcanza su valor máximo posi
vo (+0.7mV) y bajando hasta 63788 mV (6.38V)
dir: » cum
cuando yalanza su maximo valor nego (07).
El vote de clector (Ve) se comporta en forma
contraria con respect a su valor de reposo (135V
6 13500mV) bajando hasta 13.3788 mV (13.38V)
cuando y alcanza su valor máximo positivo, y su-
biendo hata 13.621,2 mV (13,62V) cuando y al.
cana su valor máximo negativo.
Lo anterior se debe a queVe=Vec-Vr,tanto en
condiciones estáticas como de señal. Por tanto,
‘como Vcc es constante (20V, en nuestro caso), si
“aumenta Vie tiene necesariamente que disminuir
‘Vey viceversa. Puesto que veo, podemos enton-
ces afirmar que las variaciones de voltaje dela se-
fal de salida (y) están 180° fuera de fase con res-
pecto a las variaciones de voltae de la señal de
entrada (4). En otras palabras, la señal de salida.
aparece amplificada pero invertida con res-
pecto ala señal de entrada. De todos modos,
la ganancia de voltaje (A) es la relación entre la
“amplitud dela señal de voltaje de salida yla amp
‘ud de la señal de entrada. Esto es:
‘Av(dB) = 20logAv
En nuestro caso,vo = 2424 mV y y = 14 mV
(Valores pico a pic). Por tant, la ganancia de vol-
ale (Av) del ampliicador es:
2424mV „,.
ave amv
73
Auas) = 20logAv = 45 dB
Este resultado significa que el voltae de señal
en a salida (vo) es 173 veces más grande que en a
| entrada (y), 0, o que es lo mismo, está 45 dB por
“encima. Ésta ganancia esla misma para todos los
valores instantáneos de la señal de entrada, inde-
pendientemente de su forma de onda y del infor
mación que represente (voz música, ete). Por esta
razón, mientas la señal de entrada se mantenga.
«pequeña» y el punto de trabajo del amplifcador
esté correctamente ubicado,la señal de salida será
una réplica ampliada pero fl de la señal de entra
da. Esta es la esencia delos amplificadores clase A.
m
Teoria 44444
Como regla prácica,una señal se considera «pe
quan cuando el valor pico a pico dela variación
de corriente que produce en el emisor (Ale oi) es,
como máximo, el 10% de la corriente de polaria-
«ción de emisor (1). En nuestro caso. le=1.3mA. Por.
anto, Ale debe mantenerse por debajo de 13044.
Este limite se alcanzara con un volaje de entrada
(4) de 25mVpp. Bajo esta condición, la variación
máxima deVo sería del orden de 4325 mV.
Note que, desde el punto de visa de La fuente de
la soll ganancia de voltaj real dela capa, que
como As menor que el valor antes
obrenido (A,=173) debido que el volaje entregado
por misma (= 1mVo) es mayor que e que entraal
amplíicador (v=0,7mVp) El resto (03mVp) se pier-
de en a resistencia interna (R). Por unto:
yo _ 1212mY
ie mi
Alan) =20log(121) = 41,748
Impedancia de salida (Zo)
Nuestro amplcador tiene también una impedan-
cia de salida (Zo), la cual interactía con la ess.
tencia de carga (Ri) para determinar la cantidad de
señal resultante sobre esta Última (Vi) Esta impe-
<dancia vista po a carga. gal la resistencia equi-
valence en paralelo de resistencia de colector (Re)
y la resistencia dinámica entre colector y emisor.
que se conoce como ron figura 8.25 Eso es
PPPPPPPECEEEEEEE
Elvalor de ros es normalmente muy alto com
parado con el de Rc, por ejemplo 100K62 contra
3,640, como en este caso. Por eta razón general,
mente se ignora. De este modo, la impedancia de
salida del amplíicador (Zo es prácticamente igual
al valor de la resistencia de colector (Rc). sto es:
Zo=Re
En nuestro caso, RC = SkOL Por tanto:
Zo=5kQ
Esta esla impedancia de salida de nuestro am-
plificador. Para más exactitud, usted puede obte-
er indirectamente el valor de ros a partir de un
parámetro conocido como admitancia de sal
dda, que se denota como has, se mide en siemens.
(8) $ mhos (25.2 al iverida).y equivale al inverso
recíproco de ron Esto es:
1
he
El valor de hos. que depende de la corriente de
polarización de colector (Ic), es suministrado por
los fabricantes de transistores en ls hojas de da-
tos de sus productos En la figura 8.21(1) se mues-
tra como ejemplo la curva característica de admi-
tancia de salda típica del transistor 2N3904. Por
tanto, en nuestro caso, donde Ic=1,3mA, hos es
aproximadamente igual a 1Oumho.Asi
1
1
Zo = Relfeoe ri Lo ee
ss TS
donde al simbolo «gica cen parlelo con» A
x Zo= O 476482
Esto último (476 KA) sería el
À Sila She ea SK Om 22 SM valor exacto dela impedancia de
m ; a
ec Sk ES $ STO salda de nuestro ampliieador
cual no difiere sustancialmente del
Figure 8.25 Demi d o puna de cdo dl pico El
‘rotor ei carn un fete de Comente d ar =D can uno es
tone gl oe Eso una cue live delo cómica estás hoe
m
valor aproximado calculado antes
(5 KO). Por tanto, para efectos
prácticos, podemos asumir que
siempre, en un amplificador en
Care fée de aies
Como regla prácica,una señal se considera «pe
quan cuando el valor pico a pico dela variación
de corriente que produce en el emisor (Ale oi) es,
como máximo, el 10% de la corriente de polaria-
«ción de emisor (1). En nuestro caso. le=1.3mA. Por.
anto, Ale debe mantenerse por debajo de 13044.
Este limite se alcanzara con un volaje de entrada
(4) de 25mVpp. Bajo esta condición, la variación
máxima deVo sería del orden de 4325 mV.
Note que, desde el punto de visa de La fuente de
la soll ganancia de voltaj real dela capa, que
como As menor que el valor antes
obrenido (A,=173) debido que el volaje entregado
por misma (= 1mVo) es mayor que e que entraal
amplíicador (v=0,7mVp) El resto (03mVp) se pier-
de en a resistencia interna (R). Por unto:
yo _ 1212mY
ie mi
Alan) =20log(121) = 41,748
Impedancia de salida (Zo)
Nuestro amplcador tiene también una impedan-
cia de salida (Zo), la cual interactía con la ess.
tencia de carga (Ri) para determinar la cantidad de
señal resultante sobre esta Última (Vi) Esta impe-
<dancia vista po a carga. gal la resistencia equi-
valence en paralelo de resistencia de colector (Re)
y la resistencia dinámica entre colector y emisor.
que se conoce como ron figura 8.25 Eso es
PPPPPPPECEEEEEEE
Elvalor de ros es normalmente muy alto com
parado con el de Rc, por ejemplo 100K62 contra
3,640, como en este caso. Por eta razón general,
mente se ignora. De este modo, la impedancia de
salida del amplíicador (Zo es prácticamente igual
al valor de la resistencia de colector (Rc). sto es:
Zo=Re
En nuestro caso, RC = SkOL Por tanto:
Zo=5kQ
Esta esla impedancia de salida de nuestro am-
plificador. Para más exactitud, usted puede obte-
er indirectamente el valor de ros a partir de un
parámetro conocido como admitancia de sal
dda, que se denota como has, se mide en siemens.
(8) $ mhos (25.2 al iverida).y equivale al inverso
recíproco de ron Esto es:
1
he
El valor de hos. que depende de la corriente de
polarización de colector (Ic), es suministrado por
los fabricantes de transistores en ls hojas de da-
tos de sus productos En la figura 8.21(1) se mues-
tra como ejemplo la curva característica de admi-
tancia de salda típica del transistor 2N3904. Por
tanto, en nuestro caso, donde Ic=1,3mA, hos es
aproximadamente igual a 1Oumho.Asi
1
1
Zo = Relfeoe ri Lo ee
ss TS
donde al simbolo «gica cen parlelo con» A
x Zo= O 476482
Esto último (476 KA) sería el
À Sila She ea SK Om 22 SM valor exacto dela impedancia de
m ; a
ec Sk ES $ STO salda de nuestro ampliieador
cual no difiere sustancialmente del
Figure 8.25 Demi d o puna de cdo dl pico El
‘rotor ei carn un fete de Comente d ar =D can uno es
tone gl oe Eso una cue live delo cómica estás hoe
m
valor aproximado calculado antes
(5 KO). Por tanto, para efectos
prácticos, podemos asumir que
siempre, en un amplificador en
Care fée de aies
i "ES
i.
|
a 10 +
Le» Core de colector (a)
Figure 8.255 Cono ron ps de can de
saldo NOS)
‘emisor común, Zo=RC. Observe también que si
se desconecta la carga (RL==). el voltaje de sal
da de señal (vo) aumenta, porque aumenta la re-
sistencia equivalente de colector (ro) Bajo esta
«ondición,la ganancia de voltaje (A) es la md
ma posible. Usted puede demostrar fácilmente
que esta ültima es iguala:
Re
Amus BE
Amis) = 2010g(Avmu)
Ennuesro caso RC=SKüy 19,230 Por tanto:
5.0000,
120
= 20log(260) = 48,348
Amax=
= 260
Amant
‘Asi, para cualquier valor de la resistencia de
«carga (R),e valor correspondiente de la ganancia
de voltaje (As) es. simplemente:
Rem (RE)
rae om
REIT: y cons fos cies bancs
En general Ia ganancia de volaje aumenta o
disminuye a medida que aumenta o disminuye la
resistencia de carga (Ru). i esta dima se pone en
cortocircuito (RL=0), entonces A.=0. Por tanto,
“dependiendo del valor de Rl ganancia de voltaje
de nuestro circuito puede variar, teóricamente,
entre O (minima) y 260 (máxima)
Ganancia de corriente
La aplicación de la señal de entrada (y) provoca.
pequeñas varíaciones en la corriente de base (1)
alrededor de su valor de reposo, ls cuales, a su
vez, producen grandes variaciones enla corriente
de colector (I). Esta situación se ilustra en la figu-
ra 8.25h.La relación entre la variación de la co.
rrience de colector (Al) yla correspondiente va
riación en I coriente de base que a produce (Al)
deine la ganancia de corriente dinámica o para.
señal del transistor la cual se denota como ac 0
he para distinguila de la ganancia de corriente
para continua ($, Bee o het). Por tanto:
El valor de [ac o he depende del valor de la
corriente de polarización de colector (I) y es su
rministrado por los fabricantes en las hojas de da
y
se
Figo 88h Cocps de oc de comente prosa
O
Pr»
Po»
ce
i.
|
a 10 +
Le» Core de colector (a)
Figure 8.255 Cono ron ps de can de
saldo NOS)
‘emisor común, Zo=RC. Observe también que si
se desconecta la carga (RL==). el voltaje de sal
da de señal (vo) aumenta, porque aumenta la re-
sistencia equivalente de colector (ro) Bajo esta
«ondición,la ganancia de voltaje (A) es la md
ma posible. Usted puede demostrar fácilmente
que esta ültima es iguala:
Re
Amus BE
Amis) = 2010g(Avmu)
Ennuesro caso RC=SKüy 19,230 Por tanto:
5.0000,
120
= 20log(260) = 48,348
Amax=
= 260
Amant
‘Asi, para cualquier valor de la resistencia de
«carga (R),e valor correspondiente de la ganancia
de voltaje (As) es. simplemente:
Rem (RE)
rae om
REIT: y cons fos cies bancs
En general Ia ganancia de volaje aumenta o
disminuye a medida que aumenta o disminuye la
resistencia de carga (Ru). i esta dima se pone en
cortocircuito (RL=0), entonces A.=0. Por tanto,
“dependiendo del valor de Rl ganancia de voltaje
de nuestro circuito puede variar, teóricamente,
entre O (minima) y 260 (máxima)
Ganancia de corriente
La aplicación de la señal de entrada (y) provoca.
pequeñas varíaciones en la corriente de base (1)
alrededor de su valor de reposo, ls cuales, a su
vez, producen grandes variaciones enla corriente
de colector (I). Esta situación se ilustra en la figu-
ra 8.25h.La relación entre la variación de la co.
rrience de colector (Al) yla correspondiente va
riación en I coriente de base que a produce (Al)
deine la ganancia de corriente dinámica o para.
señal del transistor la cual se denota como ac 0
he para distinguila de la ganancia de corriente
para continua ($, Bee o het). Por tanto:
El valor de [ac o he depende del valor de la
corriente de polarización de colector (I) y es su
rministrado por los fabricantes en las hojas de da
y
se
Figo 88h Cocps de oc de comente prosa
O
Pr»
Po»
ce
Teoría ««.«.««.«.«.««<««<<
174
Ganancia de orante yo. 202,4mV.
La EE Hors = 24,2440
Farm Re ton
I Vi NV
AS
A yy
vo
os
mi 10
le Corine de coat (na)
Figur 8.254 Var elo ano decree de señala)
‘enfin deo coment de porción de actor 1
tos de sus productos. En a figura 8.251 se mues-
‘a como ejemplo la curva caractristia típica de
ie para un transistor 2N3904. En nuestro caso,
donde Ic=1,3mA. hi es del orden de 130 veceses
decir +424B. Esto implica que una variación de
HA en la corriente de señal de base produce una
variación de 13OA en la corriente de señal de
colector Este valor, que no debe ser confundido
con la ganancia de corriente estática (Beco hi).es
el que debe are no cls de oa
La ganancia de corinte propamen id:
cha dl ampiiador (A) e la relación entr lao:
ren de salda (x) y la corriente de entrada (9.
Eso es
lo
ae +
AB) = 2010gA,
La corriente de salda (u) e la coriente de
señal que circula através dela resistencia de carga
(ROTOR). mientras que la corriente de entrada
(i esla corriene que entrega a fuente de señal y
circula a través de la impedancia de entrada.
(Zi=1,2640) del amplificador Pesto que conoce:
‘mos los voltajes de señal de salida (vo=242,4 mVpp)
y de entrada (n= AmVpp). esas corienes pue:
den ser clment calculadas mediante la ley de
Om. Por aro:
Tina
‘Ayao) = 20log(21,8) = 26,848
Esta última (21.8 6 26.848) era la ganancia de
Corriente real de nuestro ampliieador. Note que
la misma es més baja que las ganancia de corrien-
e dinámica (Buc =130) y estitica (Be =100) del
transistor. No confunda estos tres términos.
¡Ganancia de potencia
El producto de la ganancia de votaje (A+) por la
ganancia de corriente (A), define la ganancia de
potencia (Ay) del amplificador Esto e:
MPAA,
Aces) = 10 log(Ap)
En nuestro caso A
3 y AZ21,8.Por tanto:
Ay = 173x218
AAetas) = 10 x logy
37714
BB
Esta última (35,8 dB) seria la ganancia de poten-
amplificador desde el punto de vista
efal de entrada. Por tano, por cada microva-
| üo (UW) aplicado a la entrada del amplificador se
producen 3,8mW sobre a resistencia de carga ¿Cuál
sera la ganancia de potencia desde el punto de vista
dela fuente de señal Respuesta:342 d8.¿Por qué?
Ancho de banda
Para completar el análisis de nuestro amplífica-
(dor solamente nos falta determinar su respues-
ta de frecuencia, particularmente el ancho de
banda (BW). es decir la escala de frecuencias
dentro de la cual Ia ganancia de voltaje (A) dis-
minuye hasta 348 con respecto asu valor nomi-
nal (45de). Para ello debemos encontrar las fre-
cuencia de corte inferior (1) y superior (hi) que
<> dear:
Care aci de electrico
174
Ganancia de orante yo. 202,4mV.
La EE Hors = 24,2440
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le Corine de coat (na)
Figur 8.254 Var elo ano decree de señala)
‘enfin deo coment de porción de actor 1
tos de sus productos. En a figura 8.251 se mues-
‘a como ejemplo la curva caractristia típica de
ie para un transistor 2N3904. En nuestro caso,
donde Ic=1,3mA. hi es del orden de 130 veceses
decir +424B. Esto implica que una variación de
HA en la corriente de señal de base produce una
variación de 13OA en la corriente de señal de
colector Este valor, que no debe ser confundido
con la ganancia de corriente estática (Beco hi).es
el que debe are no cls de oa
La ganancia de corinte propamen id:
cha dl ampiiador (A) e la relación entr lao:
ren de salda (x) y la corriente de entrada (9.
Eso es
lo
ae +
AB) = 2010gA,
La corriente de salda (u) e la coriente de
señal que circula através dela resistencia de carga
(ROTOR). mientras que la corriente de entrada
(i esla corriene que entrega a fuente de señal y
circula a través de la impedancia de entrada.
(Zi=1,2640) del amplificador Pesto que conoce:
‘mos los voltajes de señal de salida (vo=242,4 mVpp)
y de entrada (n= AmVpp). esas corienes pue:
den ser clment calculadas mediante la ley de
Om. Por aro:
Tina
‘Ayao) = 20log(21,8) = 26,848
Esta última (21.8 6 26.848) era la ganancia de
Corriente real de nuestro ampliieador. Note que
la misma es més baja que las ganancia de corrien-
e dinámica (Buc =130) y estitica (Be =100) del
transistor. No confunda estos tres términos.
¡Ganancia de potencia
El producto de la ganancia de votaje (A+) por la
ganancia de corriente (A), define la ganancia de
potencia (Ay) del amplificador Esto e:
MPAA,
Aces) = 10 log(Ap)
En nuestro caso A
3 y AZ21,8.Por tanto:
Ay = 173x218
AAetas) = 10 x logy
37714
BB
Esta última (35,8 dB) seria la ganancia de poten-
amplificador desde el punto de vista
efal de entrada. Por tano, por cada microva-
| üo (UW) aplicado a la entrada del amplificador se
producen 3,8mW sobre a resistencia de carga ¿Cuál
sera la ganancia de potencia desde el punto de vista
dela fuente de señal Respuesta:342 d8.¿Por qué?
Ancho de banda
Para completar el análisis de nuestro amplífica-
(dor solamente nos falta determinar su respues-
ta de frecuencia, particularmente el ancho de
banda (BW). es decir la escala de frecuencias
dentro de la cual Ia ganancia de voltaje (A) dis-
minuye hasta 348 con respecto asu valor nomi-
nal (45de). Para ello debemos encontrar las fre-
cuencia de corte inferior (1) y superior (hi) que
<> dear:
Care aci de electrico
limitan el ancho de banda. El valor de fen par:
ticular, depende de las capacidades de los con.
densadores de acople y desacople (C1, C2, Ct).
Elvalor de f,por su parte, depende de as capa-
cidades internas del transistor y las capacidades
parásita presentes en el circuito, como resulta-
do de los métodos de conexión y construcción
utlizados en su ejecución fica
Para clear la frecuencia de core inferior (fh)
debemos clear as frecuencias de core info.
res debidas a cada uno delos condensadores y
seleccionar la dominante, s decir la mayor de elas.
llamaremos ff recunea de core fron de
bién a Cs, fala debida a Cay la debi a
frecuencia de corte es simplemente a frecienca a
call reactancia (Xc) del condensador parco
lar considerado, sal resistencia equraln-
te (Re) en seri con el mimo con as fuentes de
volaje o de corriente aladas Recuerde que amu.
Fara fuente de volaj es sutura por un con.
tocirculto y anular una fuente de corriente es
Enla figura 8.25] se muestra como ejemplo el
proceso de determinación de f1. En este caso, la
resistencia equivalente en sere (Re) es la suma
de a resistencia dela fuente de señal (Rs=6000 6
0.6K) y la resistencia o impedancia de entrada
del amplificador (221,264). Por tanto:
Rost = Re Zi 0,6K02+ 1,26K02
= 1,860.
1 1
Green) © GE TBH AE)
239 Hz
En la figura 8.25k se muestra como ejemplo
«el proceso de determinación def. En este caso
resistencia equivalente en serie (Re2) es a suma
de la resistencia de la carga (RL= TON) y la resi
tencia 0 impedancia de salida del amplificador
(Zo=SkO).Por tano:
Rega = Zo + RU = SO + 1012 = 1512
And por un crc aber Emo me i 8
A E Mar Gamer AAA
ME ARE =0,5 Hz
re. Se: Se nr
2 ra ps
“ | Som] eb
3
EM
Figura 825) Frcuenc de cor ner (1) debio C1. Orar ocn de a fun de sa med atacó por
un conecto ocr sto Roy Z queden e sr ene y am el condenado Cr
a A | a
E ise E se
pa ps e
Kor bin © a |. [mi
‘i 3
ur 425k Dm dcr ere fr (3 2 ban ech e lun de corte que
(re cone deel de cc) me a stc Jr on crane arto Pt ee NY Ee idan che
roe co dede C2
Barr:
fell de electronica bce
=O
rr»
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densadores de acople y desacople (C1, C2, Ct).
Elvalor de f,por su parte, depende de as capa-
cidades internas del transistor y las capacidades
parásita presentes en el circuito, como resulta-
do de los métodos de conexión y construcción
utlizados en su ejecución fica
Para clear la frecuencia de core inferior (fh)
debemos clear as frecuencias de core info.
res debidas a cada uno delos condensadores y
seleccionar la dominante, s decir la mayor de elas.
llamaremos ff recunea de core fron de
bién a Cs, fala debida a Cay la debi a
frecuencia de corte es simplemente a frecienca a
call reactancia (Xc) del condensador parco
lar considerado, sal resistencia equraln-
te (Re) en seri con el mimo con as fuentes de
volaje o de corriente aladas Recuerde que amu.
Fara fuente de volaj es sutura por un con.
tocirculto y anular una fuente de corriente es
Enla figura 8.25] se muestra como ejemplo el
proceso de determinación de f1. En este caso, la
resistencia equivalente en sere (Re) es la suma
de a resistencia dela fuente de señal (Rs=6000 6
0.6K) y la resistencia o impedancia de entrada
del amplificador (221,264). Por tanto:
Rost = Re Zi 0,6K02+ 1,26K02
= 1,860.
1 1
Green) © GE TBH AE)
239 Hz
En la figura 8.25k se muestra como ejemplo
«el proceso de determinación def. En este caso
resistencia equivalente en serie (Re2) es a suma
de la resistencia de la carga (RL= TON) y la resi
tencia 0 impedancia de salida del amplificador
(Zo=SkO).Por tano:
Rega = Zo + RU = SO + 1012 = 1512
And por un crc aber Emo me i 8
A E Mar Gamer AAA
ME ARE =0,5 Hz
re. Se: Se nr
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Figura 825) Frcuenc de cor ner (1) debio C1. Orar ocn de a fun de sa med atacó por
un conecto ocr sto Roy Z queden e sr ene y am el condenado Cr
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"
“Ba €
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MO
ER. dem Li 7 Sem
Le
mas a Le
ra Qu Lil Tasse
fos
ia
>
rae |
a;
ae
Ent figura 8.251 se muestra como ejemplo elpro-
‘eso de determinación def, que es más complejo
Eneste ao aresistendh Ra esla resultante del ara-
leo entre Re (1K 2) yla resistencia equialene a la
“suma dela resistencia dinámica de emisor (£+=19.20)
com resistencia delirio de entrada vit» desde.
«emisor Llamaremos à esta Úlima Re Por tano:
Rex Rey
Rese = Ra
Elemisor ve todas las resistencias deceit de
enr inchyond ls resins de polriacién de
latas (236 y Ra) y retenida free
de seal (Rs=6000), Pe veces más pequeñas que su
valor rea Por tnt, teniendo encuenta que el para
señal o) en nuestro amplícador es del orden
2770 y R2 como una resistencia de 40000130.
30770 Por tanto:
Rey tet
Reg = ro (Rif Rac RelBac)
Rei = 19,230 + (2270130,77014,00)
Re 19,206 3,9300=23,160
Rose = Rel] = 1k123,160
Regt = 226
eon
‘Figure 8.251. Determina de cn de care fr (RE)
blu CE Ober ue db tenerse n cers essence
‘ule cane en fro con RE Todos runden de
‘rood een dere lesa rc més pecto
Bajo estas condiciones, la frecuencia de corte
Inferior (he) debida a Ce es:
aay a at ada
TREO ~ CARA
202 Hz= fe
fe
Esta última (282 Hz) seria la frecuencia de
(orte inferior (1) práctica de nuestro ampli
cador, ya que es la dominante con respecto a
fi (3,9H2) y fa (0.SHz). Si deseamos disminuir
este valor digamos a 28,2Hz o menos, tendria-
‘mos que utilizar un condensador Ce más gran-
4e, por ejemplo, 3304F Con este último obten-
driamos (=21,3 Hz.
a frecuencia de corte superior (1) depende
principalmente de las capacidades parásita delas
uniones base emisor y base colector del transis
tor, las cuales se designan comúnmente, en su
orden como Ch y Ces Para el transistor 2N3904,
por ejemplo, los valores máximos de Ca y Cob
son 8pF y 4pf respectivamente. Estas capacida-
des se manifiestan à muy altas frecuencias, donde
intervienen también ls capacidades parásita del
Circuito y ocurren muchos fenómenos complejos
que ameritan otras técnicas de análisis. Por esta
razón, no vamos a considerarlas aquí
De cualquier manera, sine como información el
saber quel frecuencia de corte superior (+) de nues-
ro amplificador es alta, de varios cientos de KH.
sco» der
Cure fel e een
ho
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‘eso de determinación def, que es más complejo
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“suma dela resistencia dinámica de emisor (£+=19.20)
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«emisor Llamaremos à esta Úlima Re Por tano:
Rex Rey
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Elemisor ve todas las resistencias deceit de
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de seal (Rs=6000), Pe veces más pequeñas que su
valor rea Por tnt, teniendo encuenta que el para
señal o) en nuestro amplícador es del orden
2770 y R2 como una resistencia de 40000130.
30770 Por tanto:
Rey tet
Reg = ro (Rif Rac RelBac)
Rei = 19,230 + (2270130,77014,00)
Re 19,206 3,9300=23,160
Rose = Rel] = 1k123,160
Regt = 226
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‘Figure 8.251. Determina de cn de care fr (RE)
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‘ule cane en fro con RE Todos runden de
‘rood een dere lesa rc més pecto
Bajo estas condiciones, la frecuencia de corte
Inferior (he) debida a Ce es:
aay a at ada
TREO ~ CARA
202 Hz= fe
fe
Esta última (282 Hz) seria la frecuencia de
(orte inferior (1) práctica de nuestro ampli
cador, ya que es la dominante con respecto a
fi (3,9H2) y fa (0.SHz). Si deseamos disminuir
este valor digamos a 28,2Hz o menos, tendria-
‘mos que utilizar un condensador Ce más gran-
4e, por ejemplo, 3304F Con este último obten-
driamos (=21,3 Hz.
a frecuencia de corte superior (1) depende
principalmente de las capacidades parásita delas
uniones base emisor y base colector del transis
tor, las cuales se designan comúnmente, en su
orden como Ch y Ces Para el transistor 2N3904,
por ejemplo, los valores máximos de Ca y Cob
son 8pF y 4pf respectivamente. Estas capacida-
des se manifiestan à muy altas frecuencias, donde
intervienen también ls capacidades parásita del
Circuito y ocurren muchos fenómenos complejos
que ameritan otras técnicas de análisis. Por esta
razón, no vamos a considerarlas aquí
De cualquier manera, sine como información el
saber quel frecuencia de corte superior (+) de nues-
ro amplificador es alta, de varios cientos de KH.
sco» der
Cure fel e een
Resumiendo, los parámetros caractersticos de
nuestro amplificador en emisor común, considerando
una resistencia de carga (RL) de 1042 una impedancia
de fuente de señal (Rs) de 6000 y una tensión de
aiment (VCC) de +20.son los siguentes:
“Ganancia de voltaje (Av): 173 (94548)
¡Ganancia de corriente (Ai): 21.8 (#26848)
¡Ganancia de potencia (Ap): 3.7714 (35848)
Impedancia de entrada (Zi): 126482
Impedancia de salida (Zo): 5482
Frecuencia de corte inferior de -348:282Hz
Máximo niveldeseñalde entrada (V):25nWpp
‘Maxim nivel de señal de salida (Vo)-650mVPp
Punto de trabajo (QIco=1.JmAVco=63V
De este modo hemos completado el análisis,
paso a paso, de nuestro amplificador. Los proce-
¡dimientos explicados son aplicables a cualquier
amplificador de baja señal con transistores bi-
polares para tareas de baja y mediana frecuen-
cia. Por esta razón, no los vamos a repetir en
futuros análisis. No se deje intimidar por las fór-
mulas y manipulaciones matemáticas involucra-
das. Las mismas son muy sencillas, útiles y nece-
sarias, porque nos permiten comprender y pre-
decir cómo funciona y se comporta, cualitativa y
‘uanctativamente, un amplificador bajo determi
nadas condiciones. En el siguiente experimento.
comprobaremos todo lo aprendido hasta el
‘momento, en forma práctica
Experimento 8.1. Análisis de un amplificador de baja señal
en emisor común
Objetivos
+ Famillrizarse con las características yla operación de un amplificador de baja señal en la configu-
ración emisor común (EC)
+ Medir los voltajes y las corrientes de polarización de un amplíicador EC.
+ Aprender a medir la ganancia de voltaje (Av) la impedancia de entrada (Zi) y la impedancia de
salida (Zo) de un amplificador.
+ Confirmar la validez y exactitud de los procedimientos de análisis, explicados en la lección,
mediante la comparación de los resultados esperados teóricamente con los obtenidos en la
prictica
+ Comprobar que en un amplíicador EC la señal de salida está desfsada 180° con respecto a la
señal de entrada
+ Medir la respuesta de frecuencia de un amplíicador EC
+ Evaluar como varía la ganancia de volaje de un amplificador EC con los diferentes valores de la
resistencia de carga
+ Determinar los actores que causan distorsión en un amplifeador EC
+ Uslizar elamplficador EC como un preamplficador de micrófono para una etapa de potencia
Materiales necesarios
+ Transistor NPN de propósito general2N3904 + 2 Condensadores electrolítico de 474F/25V
{6 equivalente (Q1) 1)
2 Resistencias de 10K0, 114W (R1, Ris) a
1 Resistencia de 2,240, 1/4W (R2) .
q 1 Condensador electrolítico de A7uF/25V (Ce)
+ 1 Resistencia de 3,90, 1/4W (Re)
1 Micrófono elecrret (MIC1) (opcional
1 Resistencia de 3,340, 1/4W (Ru) (opcional)
Alambre telefónico #24AWG para co-
nexiones
2 Resistencias de 1, 1/4WW (Re, Ri2)
1 Resistencia de 1004, 114W (Ri)
CET cas pan cernes bancs
0
EEE Ph Deer hrm rrr
1
nuestro amplificador en emisor común, considerando
una resistencia de carga (RL) de 1042 una impedancia
de fuente de señal (Rs) de 6000 y una tensión de
aiment (VCC) de +20.son los siguentes:
“Ganancia de voltaje (Av): 173 (94548)
¡Ganancia de corriente (Ai): 21.8 (#26848)
¡Ganancia de potencia (Ap): 3.7714 (35848)
Impedancia de entrada (Zi): 126482
Impedancia de salida (Zo): 5482
Frecuencia de corte inferior de -348:282Hz
Máximo niveldeseñalde entrada (V):25nWpp
‘Maxim nivel de señal de salida (Vo)-650mVPp
Punto de trabajo (QIco=1.JmAVco=63V
De este modo hemos completado el análisis,
paso a paso, de nuestro amplificador. Los proce-
¡dimientos explicados son aplicables a cualquier
amplificador de baja señal con transistores bi-
polares para tareas de baja y mediana frecuen-
cia. Por esta razón, no los vamos a repetir en
futuros análisis. No se deje intimidar por las fór-
mulas y manipulaciones matemáticas involucra-
das. Las mismas son muy sencillas, útiles y nece-
sarias, porque nos permiten comprender y pre-
decir cómo funciona y se comporta, cualitativa y
‘uanctativamente, un amplificador bajo determi
nadas condiciones. En el siguiente experimento.
comprobaremos todo lo aprendido hasta el
‘momento, en forma práctica
Experimento 8.1. Análisis de un amplificador de baja señal
en emisor común
Objetivos
+ Famillrizarse con las características yla operación de un amplificador de baja señal en la configu-
ración emisor común (EC)
+ Medir los voltajes y las corrientes de polarización de un amplíicador EC.
+ Aprender a medir la ganancia de voltaje (Av) la impedancia de entrada (Zi) y la impedancia de
salida (Zo) de un amplificador.
+ Confirmar la validez y exactitud de los procedimientos de análisis, explicados en la lección,
mediante la comparación de los resultados esperados teóricamente con los obtenidos en la
prictica
+ Comprobar que en un amplíicador EC la señal de salida está desfsada 180° con respecto a la
señal de entrada
+ Medir la respuesta de frecuencia de un amplíicador EC
+ Evaluar como varía la ganancia de volaje de un amplificador EC con los diferentes valores de la
resistencia de carga
+ Determinar los actores que causan distorsión en un amplifeador EC
+ Uslizar elamplficador EC como un preamplficador de micrófono para una etapa de potencia
Materiales necesarios
+ Transistor NPN de propósito general2N3904 + 2 Condensadores electrolítico de 474F/25V
{6 equivalente (Q1) 1)
2 Resistencias de 10K0, 114W (R1, Ris) a
1 Resistencia de 2,240, 1/4W (R2) .
q 1 Condensador electrolítico de A7uF/25V (Ce)
+ 1 Resistencia de 3,90, 1/4W (Re)
1 Micrófono elecrret (MIC1) (opcional
1 Resistencia de 3,340, 1/4W (Ru) (opcional)
Alambre telefónico #24AWG para co-
nexiones
2 Resistencias de 1, 1/4WW (Re, Ri2)
1 Resistencia de 1004, 114W (Ri)
CET cas pan cernes bancs
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1
Teoria «rcrrrrriannnananaracaraninananoso
Equipos necesarios
= Y Prtboard o tablero de conexiones sin soldaduras
+ 1 Fuente de almentación regulada de 12V, 1A (Vcc)
21 Mulimero dal (OMM)
+ 1 Osciloscopio de dos canales
+ 1 Generador de audio con una impedancia de sld de 6000 (Hung Chang 920AC 6 similar) (Vs, Rs)
+1 Amplifcador de potencia de audio (kt CEKIT EF-17 similar) (opiona)
Procedimiento
1. Análisis de corriente continua Arme sobre el protoboor el circuit dela igura 8.26a, corres:
pondiente a un amplícador de baja señal en emisor común desarrollado alrededor de un transistor
bipolar (Q1) Asegúrese de utilizar puente de alambre mente removibles en las ramas indicadas
para facilitar la medición de las corrientes del rc (cet). En la figura 8.26b se muestral
fotografía de nuestro montaje experimental su multmetro posee la función de prueba e transis
tores, antes de insalar Q mida su ganancia de corriente aies ($, Pee © ro) figura 8.26
Nosotros obtuvimos hre=203
Figura 826 Amplfador en mt comin plo in fune de salí rg Newt tome como fte de meta
AA 2 om ape A 7 Used puede ar
ram or ae fet de 24 yo nabs tc I fue EF10 de CERT, costs en un despre et:
eu ame.
Equipos necesarios
= Y Prtboard o tablero de conexiones sin soldaduras
+ 1 Fuente de almentación regulada de 12V, 1A (Vcc)
21 Mulimero dal (OMM)
+ 1 Osciloscopio de dos canales
+ 1 Generador de audio con una impedancia de sld de 6000 (Hung Chang 920AC 6 similar) (Vs, Rs)
+1 Amplifcador de potencia de audio (kt CEKIT EF-17 similar) (opiona)
Procedimiento
1. Análisis de corriente continua Arme sobre el protoboor el circuit dela igura 8.26a, corres:
pondiente a un amplícador de baja señal en emisor común desarrollado alrededor de un transistor
bipolar (Q1) Asegúrese de utilizar puente de alambre mente removibles en las ramas indicadas
para facilitar la medición de las corrientes del rc (cet). En la figura 8.26b se muestral
fotografía de nuestro montaje experimental su multmetro posee la función de prueba e transis
tores, antes de insalar Q mida su ganancia de corriente aies ($, Pee © ro) figura 8.26
Nosotros obtuvimos hre=203
Figura 826 Amplfador en mt comin plo in fune de salí rg Newt tome como fte de meta
AA 2 om ape A 7 Used puede ar
ram or ae fet de 24 yo nabs tc I fue EF10 de CERT, costs en un despre et:
eu ame.
©
2. Voltajes de polarización Confgurando su DMM como volimetro de CC, ida todos os votajes
de polarización del ireuito en condiciones de reposo, como se indica en la figura 8.27. Nosotros
‘obtuvimos los siguientes resultados:
rr»
PPP
oj de coco (Ve)
eo sobre RI (Va)
‘ole sobre Re (Mc) ae asomo (Va)
Figure 8.27 Mende ae de polar
he d mension (Vcc)
2. Voltajes de polarización Confgurando su DMM como volimetro de CC, ida todos os votajes
de polarización del ireuito en condiciones de reposo, como se indica en la figura 8.27. Nosotros
‘obtuvimos los siguientes resultados:
rr»
PPP
oj de coco (Ve)
eo sobre RI (Va)
‘ole sobre Re (Mc) ae asomo (Va)
Figure 8.27 Mende ae de polar
he d mension (Vcc)
Teoria ddadadaaaae PPPPPPPPPEEE
3. Calcule los mismos voltajes anteriores en forma teórica, siguiendo el método de análisis en co-
rience continua simpllicado, explicado en I lección Asuma que:el valor de as resistencias corres-
ponde al indicado por su ebdigo de colores Vcc=12VV:=0/7V. le es muy pequeña comparada con
Ins e la: = 203 (medido). Compare sus resultados teóricos con los medidos en la prácica.
[Nosotros obtuvimos los siguientes resultados:
Vee= 12
= Vea =Vee x [2
RES
Va
Vor
ve
fcc Via = 12V -2,16V = 9,84V
¿TV
Va -Voe = 2,16V - 07V = 1,46V
cient cso
ve
Vas
Ve =Vcc-Vac= 12V-549V = 6,31V
Vee =Vc-Ve= 631V- 146V = 4,85V
4. Corrientes de polarización Configurando su DMM como microamperimetro o milamperime-
tro de CC,según corresponda, ida todas ls corrientes de polarización del circuito en condicio:
nes de reposo (Q). como se indica en a figura 8.28. En cada caso, etre solamente el puente
asociado ala corriente que desea medi: Una vez medida esta corriente, rinsale el puente y haga
lo mismo en otra parte del circulo. Nosotros obruvimos los siguientes resultados
Figure 8.28 Mendo ls comentes de plc
3. Calcule los mismos voltajes anteriores en forma teórica, siguiendo el método de análisis en co-
rience continua simpllicado, explicado en I lección Asuma que:el valor de as resistencias corres-
ponde al indicado por su ebdigo de colores Vcc=12VV:=0/7V. le es muy pequeña comparada con
Ins e la: = 203 (medido). Compare sus resultados teóricos con los medidos en la prácica.
[Nosotros obtuvimos los siguientes resultados:
Vee= 12
= Vea =Vee x [2
RES
Va
Vor
ve
fcc Via = 12V -2,16V = 9,84V
¿TV
Va -Voe = 2,16V - 07V = 1,46V
cient cso
ve
Vas
Ve =Vcc-Vac= 12V-549V = 6,31V
Vee =Vc-Ve= 631V- 146V = 4,85V
4. Corrientes de polarización Configurando su DMM como microamperimetro o milamperime-
tro de CC,según corresponda, ida todas ls corrientes de polarización del circuito en condicio:
nes de reposo (Q). como se indica en a figura 8.28. En cada caso, etre solamente el puente
asociado ala corriente que desea medi: Una vez medida esta corriente, rinsale el puente y haga
lo mismo en otra parte del circulo. Nosotros obruvimos los siguientes resultados
Figure 8.28 Mendo ls comentes de plc
Coin ams de RI (hi) & Coen 2 avs eR) ‘Comte de mentación (Lc)
5. Calcule as mismas corrientes anteriores en forma teórica, siguiendo el mismo método anterior y
haciendo las mismas presunciones. Compare sus resultados teóricos con los medidos en la práctica.
[Nosotros obtuvimos los siguientes resultados
Var _ 2
N ma
Ri 10K
m= YE 210 098 ma
CES
6, Análisis de señal Conect al curo dela figura 8.263 I fuene de seal () yl resistencia de
carga (RL), como se indica ena figura 8.29a. Utilice como caga una resistencia de 10482 (RL1) y
como fuente de señal un generador de señale de audio de buena calidad. En la figura 0.299 se
‘muestra un fotograf de nuestro montaje experimental. Como fuerte de señal amor un genera:
or de audio Hung Chang 9204C, distrbuid por CEKIT. En figura 8.29 se muestra el aspecto
‘de pane frontal de ete instrumento, con la indicación de sus partes y controle relances paa este
experiment, ste Upo de equipos se enseñan manejar en a sección de Electrónica Práctica.
ro
ve mle
fon
Gerardo
use
fe
6) cu Comté
peste tee Y ME
Figaro 829. Amplcador en or común psc on uned say corpo PEA
5. Calcule as mismas corrientes anteriores en forma teórica, siguiendo el mismo método anterior y
haciendo las mismas presunciones. Compare sus resultados teóricos con los medidos en la práctica.
[Nosotros obtuvimos los siguientes resultados
Var _ 2
N ma
Ri 10K
m= YE 210 098 ma
CES
6, Análisis de señal Conect al curo dela figura 8.263 I fuene de seal () yl resistencia de
carga (RL), como se indica ena figura 8.29a. Utilice como caga una resistencia de 10482 (RL1) y
como fuente de señal un generador de señale de audio de buena calidad. En la figura 0.299 se
‘muestra un fotograf de nuestro montaje experimental. Como fuerte de señal amor un genera:
or de audio Hung Chang 9204C, distrbuid por CEKIT. En figura 8.29 se muestra el aspecto
‘de pane frontal de ete instrumento, con la indicación de sus partes y controle relances paa este
experiment, ste Upo de equipos se enseñan manejar en a sección de Electrónica Práctica.
ro
ve mle
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Gerardo
use
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6) cu Comté
peste tee Y ME
Figaro 829. Amplcador en or común psc on uned say corpo PEA
Teoria «rrrrarianacanararananarin conos
7. Conecte el canal 10%) del osciloscopio la entrada del amplifcador como se indica enla figura 8.30,
para visualizar y medir la señal de vole de entrada (). tie el modo de acoplamiento «AC» para
desacoplar el oje de polarización presente en ese punto (Ve). De este modo, solamente observará
la señal propiamente dicha. Manpule entonces los controles de frecuencia y de voltaje del generador de
audio hasta observar en el osciloscopio una señal de entrada (v) de 1kHz y SmWp (10mVpp) de
amplitud (Vip o Vipp).
ur 8.30 Mend ae de sel de entra) Sie bs cones
(een vr (Vi) bte erp (ld) dl ec en as
scones «iy 4 Sa pre ber unos ca a completo
Pre
8. Conecte el canal 201) del osciloscopio al salda del amplilcador como se indica en la figura 8.31
para visualizar y medi la señal de voltaje de salida (Vo). Nuevamente, lie el modo de acoplamien-
10 «AC» para desacopla el voltaje de polarización presente en ese punto (VC). De este modo,
solamente observará la señal de slid propiamente dicha. Mida entonces la frecuencia (N) y la ampli.
ud (Vop © Vopp) de la señal obtenda. En nuestro caso obtuvimos una onda seno perfecta de 1kHz
680mVp (1.36Vpp).
ern :
=
Figure 83. Mend vote de sel endo) Ses cn de sessed er (Vi) y Boe de em ol)
ss ns pasos 40.2 «Sl, por bes unos aes cds camps de le sea.
9. Calcule la ganancia de voltaje dela etapa (Av) relacionando la amplitud de la señal de salida (Vop o
Vopp) con la amplitud de la señal de entrada (Vip o Vipp). En nuestro caso obtuvimos:
102
7. Conecte el canal 10%) del osciloscopio la entrada del amplifcador como se indica enla figura 8.30,
para visualizar y medir la señal de vole de entrada (). tie el modo de acoplamiento «AC» para
desacoplar el oje de polarización presente en ese punto (Ve). De este modo, solamente observará
la señal propiamente dicha. Manpule entonces los controles de frecuencia y de voltaje del generador de
audio hasta observar en el osciloscopio una señal de entrada (v) de 1kHz y SmWp (10mVpp) de
amplitud (Vip o Vipp).
ur 8.30 Mend ae de sel de entra) Sie bs cones
(een vr (Vi) bte erp (ld) dl ec en as
scones «iy 4 Sa pre ber unos ca a completo
Pre
8. Conecte el canal 201) del osciloscopio al salda del amplilcador como se indica en la figura 8.31
para visualizar y medi la señal de voltaje de salida (Vo). Nuevamente, lie el modo de acoplamien-
10 «AC» para desacopla el voltaje de polarización presente en ese punto (VC). De este modo,
solamente observará la señal de slid propiamente dicha. Mida entonces la frecuencia (N) y la ampli.
ud (Vop © Vopp) de la señal obtenda. En nuestro caso obtuvimos una onda seno perfecta de 1kHz
680mVp (1.36Vpp).
ern :
=
Figure 83. Mend vote de sel endo) Ses cn de sessed er (Vi) y Boe de em ol)
ss ns pasos 40.2 «Sl, por bes unos aes cds camps de le sea.
9. Calcule la ganancia de voltaje dela etapa (Av) relacionando la amplitud de la señal de salida (Vop o
Vopp) con la amplitud de la señal de entrada (Vip o Vipp). En nuestro caso obtuvimos:
102
10. Siguiendo el método de análisis en condiciones de señal explicado en a leción, calcul teóricamen-
‘te el valor esperado dela ganancia de voltae (Av) para este circuito. Compárelo con el obtenido en
la práctica. Asuma inicialmente que 'e=25mV/t aunque en la práctica puede ser hasta el doble de
este valor. (SOmV/e).En nuestro caso obtuvimos:
25mV _ 25m
CS
¡A
Esta ganancia (163) basada enla presunción de que
en la práctica (136),lo cual implica que el valor real de r'e debe ser:
re
5 „12x 25mV 30mV
ea me e
=20,550
Callado meramente a uan de oa (A bao esa condición bemos:
CANE 1x
wre Re+RL) FIK+IOK
11.Repita los pasos 8,9 y 10 ulizando las resistencias de carga de 162 (RL2) y de 100K62(RL3).Notará
que, enel primer caso laganancia de voltaje (Av) disminuye,mientras que en el segundo aumenta con
respecto asu valor para RL=10KQ. Hecho esto, insale nuevamente esta dima (Ris) y continúe con
el siguiente paso. ints soon
EA 77)
12.Observe al mismo tiempo las dos señales en el
‘osciloscopio,como se indica en la figura 8.32.
Notari que la señal de salida (vo) aparece am-
Plficada pero invertida con respecto a la señal
de entrada (vi).Por tanto, el circuito introduce
un desplazamiento de fase de 180. Ésta es una.
característica muy importante de los amplfica-
ores en emisor común.
Figura 832. Cmpernd o fre eo sold sido)
‘on respec al de ends)
Beier: » co
‘te el valor esperado dela ganancia de voltae (Av) para este circuito. Compárelo con el obtenido en
la práctica. Asuma inicialmente que 'e=25mV/t aunque en la práctica puede ser hasta el doble de
este valor. (SOmV/e).En nuestro caso obtuvimos:
25mV _ 25m
CS
¡A
Esta ganancia (163) basada enla presunción de que
en la práctica (136),lo cual implica que el valor real de r'e debe ser:
re
5 „12x 25mV 30mV
ea me e
=20,550
Callado meramente a uan de oa (A bao esa condición bemos:
CANE 1x
wre Re+RL) FIK+IOK
11.Repita los pasos 8,9 y 10 ulizando las resistencias de carga de 162 (RL2) y de 100K62(RL3).Notará
que, enel primer caso laganancia de voltaje (Av) disminuye,mientras que en el segundo aumenta con
respecto asu valor para RL=10KQ. Hecho esto, insale nuevamente esta dima (Ris) y continúe con
el siguiente paso. ints soon
EA 77)
12.Observe al mismo tiempo las dos señales en el
‘osciloscopio,como se indica en la figura 8.32.
Notari que la señal de salida (vo) aparece am-
Plficada pero invertida con respecto a la señal
de entrada (vi).Por tanto, el circuito introduce
un desplazamiento de fase de 180. Ésta es una.
característica muy importante de los amplfica-
ores en emisor común.
Figura 832. Cmpernd o fre eo sold sido)
‘on respec al de ends)
Beier: » co
LE CRPPRPPEOPEPEPEPEPEPEPEREEEEES]
113. Impedancia de salida Retr la resistencia de carga (R).Mida entonces la amplitud del voltaje
de señal de salida bajo esta condiciön,como se indica en la figura 8.33. Lame a est volaje Vo'p
para disnguiro del voltaje de salida con carga (Vop) En nuestro caso obtuvimos Vo'p= 950mVp
(1,9¥pp). Hecho esto, reinsale RL. Calcule entonces la impedancia de salida del amplificador
(Zo) a parir dela siguiente fórmula, basada en el hecho de que Zo y la resistencia de carga (RL)
forman un divisor de voltaje excitado por Vo:
lt) seats (= -)
En nuestro caso.Vo'p= 950mV }Vop=680mV Por tanto:
ace [my paren
80m
Esta es la impedancia de salida (Zo), medida, de nuestro ampliicador
‘gure 8.28. Mendo vote e sab de sel sn corp 1) come papa pr clade mpd de
saldo Zo) dl ame
14. Siguiendo el método de análisis en condiciones de señal explicado en la lección, calcule
teóricamente el valor esperado de la mpedancia de salida (Zo) para este circuito. Compárelo
con el obtenido en la práctica. Asuma que roe es muy grande comparada con RC. En nuestro
caso obtuvimos:
Zo=RC= 3,0
113. Impedancia de salida Retr la resistencia de carga (R).Mida entonces la amplitud del voltaje
de señal de salida bajo esta condiciön,como se indica en la figura 8.33. Lame a est volaje Vo'p
para disnguiro del voltaje de salida con carga (Vop) En nuestro caso obtuvimos Vo'p= 950mVp
(1,9¥pp). Hecho esto, reinsale RL. Calcule entonces la impedancia de salida del amplificador
(Zo) a parir dela siguiente fórmula, basada en el hecho de que Zo y la resistencia de carga (RL)
forman un divisor de voltaje excitado por Vo:
lt) seats (= -)
En nuestro caso.Vo'p= 950mV }Vop=680mV Por tanto:
ace [my paren
80m
Esta es la impedancia de salida (Zo), medida, de nuestro ampliicador
‘gure 8.28. Mendo vote e sab de sel sn corp 1) come papa pr clade mpd de
saldo Zo) dl ame
14. Siguiendo el método de análisis en condiciones de señal explicado en la lección, calcule
teóricamente el valor esperado de la mpedancia de salida (Zo) para este circuito. Compárelo
con el obtenido en la práctica. Asuma que roe es muy grande comparada con RC. En nuestro
caso obtuvimos:
Zo=RC= 3,0
15. Impedancia de entrada (Zi). Retire de la entrada del amplifcador la fuente de señal (V). Mida
entonces la amplitud del voltaje de señal que entrega esta úlima en condiciones de circuito abierto,
como se indica en la figura 8.34. Llamo a este voltaje Vi'p=Vs para distinguirlo del voltaje de
entrada con carga (Vip). En nuestro caso obtuvimos Vi'p = Vs = 7mVp (14mVpp). Hecho esto,
vuelva a conectar la fuente de señal. Calcule entonces la impedancia de entrada del ampliicador (Zi)
partir de a siguiente formula, basada enel hecho de que Zi a resistencia dela fuente de señal (Rs)
forman un divisor de voltaje excitado porVs o Vip:
>
a
ee
fee iE.
ec Her
Figura 8.4, Miedo eva de a fet de sel de codo scr) como puso rea por ecke a
enc de edo (2) de omic
En nuestro caso,Vip= 7mVVip= 5 mV y Rs=6000 (nomina del generador), Por tanto:
Smv
22 6000 x | =" _) = 1.5000= 1,540
TmV-5mV,
Esta úlima (1.5kD) es la impedancia de entrada (Zi), medida, de nuestro amplificador.
1. Siguiendo el método de ani en condiciones de señal explicado en a lección, alu teóricamente el
valor esperado de la impedancia de enrada (2) para ete cculto. Compárelo con el obtenido en la
práctica. Asuma que r'=30mV/le=20,550,como se expleó anteriormente En nuestro caso obtuvimos:
Zi Pyke
193 x 20550 = 3.966 Q = 4402
22K 10K) Len
22K + 10
RS = RIA
AR + 18k)
IIT: y oso toc se econ docs
entonces la amplitud del voltaje de señal que entrega esta úlima en condiciones de circuito abierto,
como se indica en la figura 8.34. Llamo a este voltaje Vi'p=Vs para distinguirlo del voltaje de
entrada con carga (Vip). En nuestro caso obtuvimos Vi'p = Vs = 7mVp (14mVpp). Hecho esto,
vuelva a conectar la fuente de señal. Calcule entonces la impedancia de entrada del ampliicador (Zi)
partir de a siguiente formula, basada enel hecho de que Zi a resistencia dela fuente de señal (Rs)
forman un divisor de voltaje excitado porVs o Vip:
>
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Figura 8.4, Miedo eva de a fet de sel de codo scr) como puso rea por ecke a
enc de edo (2) de omic
En nuestro caso,Vip= 7mVVip= 5 mV y Rs=6000 (nomina del generador), Por tanto:
Smv
22 6000 x | =" _) = 1.5000= 1,540
TmV-5mV,
Esta úlima (1.5kD) es la impedancia de entrada (Zi), medida, de nuestro amplificador.
1. Siguiendo el método de ani en condiciones de señal explicado en a lección, alu teóricamente el
valor esperado de la impedancia de enrada (2) para ete cculto. Compárelo con el obtenido en la
práctica. Asuma que r'=30mV/le=20,550,como se expleó anteriormente En nuestro caso obtuvimos:
Zi Pyke
193 x 20550 = 3.966 Q = 4402
22K 10K) Len
22K + 10
RS = RIA
AR + 18k)
IIT: y oso toc se econ docs
>
fac
2. Distorsión Aumente lentamente la amplitud
de a seal de entrada (hasta que la señal de
salida (vo) comience a mostrar signos visibles
de distorsión, En nuestro caso, ese fenómeno
«comienza aproximadamente cuando la ampli:
tud de la señal de entrada es superior a
10mVp. Continúe aumentando vi El primer
sintoma que observará es la distorsión ar-
mónica, caracterizada porque los semiciclos
negativos de vo aparecen alargados con res-
pecto a los positivos, figura 8.35a. Esto se
debe a la naturaleza no lineal e la unión BE,
lo cual causa que los semicilos posiivos de vi
produzcan un mayor Alt (incremento de la
«corriente de emisor) que los negativos.
‘Figure 8.35 brand dain deb un señal de
3. Respuesta de frecuencia Una vez compro-
bado el fenómeno de la distorsión, manipule
nuevamente los controles de frecuencia y vol-
taie de la fuente de señal de entrada (4), hasta
‘obtener como señal de salida una onda seno
pura de 1kHz y 400mVp sobre la resistencia
e carga (RU). figura 8.36a Esta señal repre-
senta la ganancia nominal del amplificador
(Avnom) enla parte plana de la curva de res-
puesta de frecuencia. En nuestro caso,
Avnom=136 (42,7 di
‘A medida que aumenta la amplitud dela señal
de entrada, lega un punto a partir del cual se pre-
senta la distorsión por recorte, caracterizada
porque uno © ambos picos de la forma de onda
del voltaje de salia aparecen aplanados o recorta-
dos, figura 8.35b.Esto se debe que el voltaje de
éntrada (v) provoca el desplazamiento del punto
de trabajo instantáneo de la salida (lc. Vce) hasta
más ll delos puntos de corte y saturación. Como
resultado, el voltaje neto de salida (Vo) no puede
aumentar ni disminuir más allá deVec (12V) o GND
(OV). que son los limites impuestos por la fuente
de alimentación.
fac
2. Distorsión Aumente lentamente la amplitud
de a seal de entrada (hasta que la señal de
salida (vo) comience a mostrar signos visibles
de distorsión, En nuestro caso, ese fenómeno
«comienza aproximadamente cuando la ampli:
tud de la señal de entrada es superior a
10mVp. Continúe aumentando vi El primer
sintoma que observará es la distorsión ar-
mónica, caracterizada porque los semiciclos
negativos de vo aparecen alargados con res-
pecto a los positivos, figura 8.35a. Esto se
debe a la naturaleza no lineal e la unión BE,
lo cual causa que los semicilos posiivos de vi
produzcan un mayor Alt (incremento de la
«corriente de emisor) que los negativos.
‘Figure 8.35 brand dain deb un señal de
3. Respuesta de frecuencia Una vez compro-
bado el fenómeno de la distorsión, manipule
nuevamente los controles de frecuencia y vol-
taie de la fuente de señal de entrada (4), hasta
‘obtener como señal de salida una onda seno
pura de 1kHz y 400mVp sobre la resistencia
e carga (RU). figura 8.36a Esta señal repre-
senta la ganancia nominal del amplificador
(Avnom) enla parte plana de la curva de res-
puesta de frecuencia. En nuestro caso,
Avnom=136 (42,7 di
‘A medida que aumenta la amplitud dela señal
de entrada, lega un punto a partir del cual se pre-
senta la distorsión por recorte, caracterizada
porque uno © ambos picos de la forma de onda
del voltaje de salia aparecen aplanados o recorta-
dos, figura 8.35b.Esto se debe que el voltaje de
éntrada (v) provoca el desplazamiento del punto
de trabajo instantáneo de la salida (lc. Vce) hasta
más ll delos puntos de corte y saturación. Como
resultado, el voltaje neto de salida (Vo) no puede
aumentar ni disminuir más allá deVec (12V) o GND
(OV). que son los limites impuestos por la fuente
de alimentación.
‘A continuación, disminuya lentamente la frecuen-
a dela fuente de señal hasta que la amplitud del
voltae de salda (o)en bajas frecuencia, descienda
hasta el 70,7% de ADOmVpp, es decir 283riVp gue
ra 8.36b. Este punto representa la frecuencia de
corte inferior (4) del amplicador En nuestro caso,
1862 A esa frecuencala ganancia
de votjese reduce a 39.748, es decir 348 por de-
bajo de su valor nominal (42748 0 96 veces),
I Ganancia de vote e l pat neo de 348
OA
Por último, aumente lentamente la frecuencia de
la fuente de seal hasta que a ampltud del voltaje de
sald (19) en alas frecuencias, descienda nuevamen-
teal 707% de 400mVpp es decir 283mV Ese punto
| representa a frecuencia de corte superior (hi) del
ampliiador A esa frecuencia ganancia de volaje
se reduce a39,74B, es decir 348 por debajo de su
valor nominal (42,748) En nuestro cas. fue pos.
E me ble med esta frecuencia debido que la misma es
ne superior ak maxima proporcionada por el genera-
or utlizado (270 KHz) A esta frecuencia. ganancia
Figure 8.36. Mateo porc e ferences meds jos obrenida fue de 102 veces (401748), Por tato,
yoo debe estar alrededor delos 300k © 350KHz.
4. Aplicación práctica Para fnalizar desconecte el generador de audio (Vs) yla resistencia de carga
(Ry susiigaos respectivamente, por un micrófono elect (MIC!) y un amplifcador de potencia
de 2W (kit CEKIT EF-17), como se muestra enla figura 8.37. En este caso, el micrófono actúa
como fuente de seal el amplíicador de potencia como carga. La etapa EC (emisor común) actúa
como preamplifcader. Para evitar que se produzcan fenómenos de realimentación (feedback) de
sonido, mantenga alejado el parlante dl micrófono.
HA
a
wie Sie
ae LY”
mes =
aie
so = Éd ttt cap es
pepito de in anes bee coe) es
‘rota aid en pe oa ar
Fan de E Simos cot a sd ap ere
ma Pre
ICI: » Cu fc e were bon
Poor»
a dela fuente de señal hasta que la amplitud del
voltae de salda (o)en bajas frecuencia, descienda
hasta el 70,7% de ADOmVpp, es decir 283riVp gue
ra 8.36b. Este punto representa la frecuencia de
corte inferior (4) del amplicador En nuestro caso,
1862 A esa frecuencala ganancia
de votjese reduce a 39.748, es decir 348 por de-
bajo de su valor nominal (42748 0 96 veces),
I Ganancia de vote e l pat neo de 348
OA
Por último, aumente lentamente la frecuencia de
la fuente de seal hasta que a ampltud del voltaje de
sald (19) en alas frecuencias, descienda nuevamen-
teal 707% de 400mVpp es decir 283mV Ese punto
| representa a frecuencia de corte superior (hi) del
ampliiador A esa frecuencia ganancia de volaje
se reduce a39,74B, es decir 348 por debajo de su
valor nominal (42,748) En nuestro cas. fue pos.
E me ble med esta frecuencia debido que la misma es
ne superior ak maxima proporcionada por el genera-
or utlizado (270 KHz) A esta frecuencia. ganancia
Figure 8.36. Mateo porc e ferences meds jos obrenida fue de 102 veces (401748), Por tato,
yoo debe estar alrededor delos 300k © 350KHz.
4. Aplicación práctica Para fnalizar desconecte el generador de audio (Vs) yla resistencia de carga
(Ry susiigaos respectivamente, por un micrófono elect (MIC!) y un amplifcador de potencia
de 2W (kit CEKIT EF-17), como se muestra enla figura 8.37. En este caso, el micrófono actúa
como fuente de seal el amplíicador de potencia como carga. La etapa EC (emisor común) actúa
como preamplifcader. Para evitar que se produzcan fenómenos de realimentación (feedback) de
sonido, mantenga alejado el parlante dl micrófono.
HA
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wie Sie
ae LY”
mes =
aie
so = Éd ttt cap es
pepito de in anes bee coe) es
‘rota aid en pe oa ar
Fan de E Simos cot a sd ap ere
ma Pre
ICI: » Cu fc e were bon
Poor»
andadas
Teoría 444
Amplificadores de baja señalen VY ew Oye) KV
base común y 1
2 cy E 1
A MA GTA
ca de un amplicador en base común. Observe la “* x L 2 Zi
¿tación de ds fuentes de almentción ec | E
nel rele de salida parapolrizarinversamente = AN Al So
la unión base-colector y Vez en el rculo de en- CASO
‘ada para polarzar directamente la unión base-
emisor. La señal de entrada (V) se aplica al emi-
son procedente de la fuente de señal (Vs),mien-
tras que la señal de salida (Vo) se recibe sobre la
carga (Ru) procedente del colector (Ve). La base
actúa como tierra, masa 0 terminal comin de
referencia para ambos circuitos. Re y Rc fan el
punto de trabajo (Q), mientras que C1 y C2 ac-
‘ian como condensadores de acople de entrada
y salda, respectivamente.No se utilizan ressten-
cias de polarización de base.
Enla figura 8.38b se muestra el circuit equ-
valente para CC, obtenido después de anular la
fuente de señal (Vs) y susttuir los condensadores
{C1,C2) por circuitos abiertos. El análisis de este
«rcuito permite deducir las siguientes relaciones,
(les para calcular las corrientes y voltajes del
mismo en condiciones de reposo (Q):
Verve
Re
Veo =Vec -leoRe
Vera =Veo -Veo
Veo =0
[Note que el punto de trabajo de la señal de
salda (coVco) no depende de la ganancia de co-
rience (8 0 bre) del transistor lo cual hace que
este circuito sea muy estable. En nuestro caso.asu-
fl
Figur 8.30. Amplificador en bese comin rate
era Ex cope o pre erased fete
tn muy oe porcs de at fc una nr respeto
(fee que un amps en emos aman Sn
embar presento un my bo pedo de od 1
ce poor de corte Sta pincer en
peared ae fois
ST
Figure 638. Gran auront por CC e ompifcador en
miendo que hre=100 yVae=0,7V. obtendriamos los
‘siguientes valores en condiciones de reposo:
son
1,06 mA
En figura 8.38 se muestra el circuito equi-
valent para sefal,obrenido después de anular las
fuentes de alimentación (Vcc, Ve) y de sustituir
Cane ac de een bis D
Teoría 444
Amplificadores de baja señalen VY ew Oye) KV
base común y 1
2 cy E 1
A MA GTA
ca de un amplicador en base común. Observe la “* x L 2 Zi
¿tación de ds fuentes de almentción ec | E
nel rele de salida parapolrizarinversamente = AN Al So
la unión base-colector y Vez en el rculo de en- CASO
‘ada para polarzar directamente la unión base-
emisor. La señal de entrada (V) se aplica al emi-
son procedente de la fuente de señal (Vs),mien-
tras que la señal de salida (Vo) se recibe sobre la
carga (Ru) procedente del colector (Ve). La base
actúa como tierra, masa 0 terminal comin de
referencia para ambos circuitos. Re y Rc fan el
punto de trabajo (Q), mientras que C1 y C2 ac-
‘ian como condensadores de acople de entrada
y salda, respectivamente.No se utilizan ressten-
cias de polarización de base.
Enla figura 8.38b se muestra el circuit equ-
valente para CC, obtenido después de anular la
fuente de señal (Vs) y susttuir los condensadores
{C1,C2) por circuitos abiertos. El análisis de este
«rcuito permite deducir las siguientes relaciones,
(les para calcular las corrientes y voltajes del
mismo en condiciones de reposo (Q):
Verve
Re
Veo =Vec -leoRe
Vera =Veo -Veo
Veo =0
[Note que el punto de trabajo de la señal de
salda (coVco) no depende de la ganancia de co-
rience (8 0 bre) del transistor lo cual hace que
este circuito sea muy estable. En nuestro caso.asu-
fl
Figur 8.30. Amplificador en bese comin rate
era Ex cope o pre erased fete
tn muy oe porcs de at fc una nr respeto
(fee que un amps en emos aman Sn
embar presento un my bo pedo de od 1
ce poor de corte Sta pincer en
peared ae fois
ST
Figure 638. Gran auront por CC e ompifcador en
miendo que hre=100 yVae=0,7V. obtendriamos los
‘siguientes valores en condiciones de reposo:
son
1,06 mA
En figura 8.38 se muestra el circuito equi-
valent para sefal,obrenido después de anular las
fuentes de alimentación (Vcc, Ve) y de sustituir
Cane ac de een bis D
los condensadores (C1, C2) por cortorcuitos. El
análisis de este modelo revela las siguientes arac-
terisias dinámicas importantes de un ampliica-
dor en base común:
Impedancia de entrada baja. Esa impedancia
(Zi) es iguala la resistencia equivalente en paralelo
de Re (resistencia de emisor) y r' (resistencia di-
nâmiea de emisor). Esto es
Rex
Zi= Rates FX
En nuestro caso,asumiendo,
30m _ 30mV
ren Ne 2830
obrendriamos:
SiO 28.30 _
a an
Por tant impedancia de entrada es muy bi
prácticamente igual ar Ésta esla principal des.
ventaja del amplificador en base común debido a
que reduce sustancialmente la cantidad de señal
“disponible la entrada y puede provocar la sobre-
carga dela fuente de señal. Por eta razón. los
mplicadores en base común deben ser impulsa.
dos desde transformadores y otras fuentes de baja
Impedancia. Su so es muy común en circuitos de
ala frecuencia por encima de 10 MH, donde son
frecuentes las fuentes de señal de baja impedancia,
por ejemplo 506. De este modo, la mayor parte
de la señal se transfiere al amplificador y no se
pierde enla resistencia interna dela fuente.
RIAL: » rro fo e uen vais
Impedancia de salida moderada. Esta impe-
dancia (Zo) es prácticamente igual al valor de la
resistencia de colector (Rc). Esto es:
Zo=Re
En nuestro caso,
2
20
Esta impedancia puede se fácilmente reducida
3 cualquier valor deseado seleccionando adecua-
damente la resistencia de colector (Rc). Sin em-
bargo.esta reducción puede desplazar el punto de
trabajo (Q) hasta los limites dela saturación, afec»
rando la ganancia de voltaje (Av), causando una
demanda de corriente excesiva por parte de la
fuente de alimentación (VCC) y provocando fené-
menos de distorsión.
Produce amplificación de voltaje. La ganan-
cia de voltaje (Av) es alta y está dada por la
relación entre la resistencia equivalente de co-
lector re = RCIIRU) y la impedancia de entrada
Zi = Relies). Esto es:
mon Rat
ASS Zi > Rare
En nestro caso = 42401042. = 29662 y
28,140. Por tanto:
2560 _
avs EEE = 405 40.48)
Observe que la ganancia de vole varia de-
pendiendo de la resistencia dela carga (R).siendo
máxima en condicione de circuito abierto (RL=)
y minima (0) en condiciones de cortocircuito
(Rı=0). En nuestro caso, la máxima ganancia de
volaje posible (Avmax) sería:
Re _ 4240
Be = AMD = 149 135)
Armar
Esta ganancia puede ser incrementada aumen-
tando el valor de Rc, pero eso implicaría el aumen
119
análisis de este modelo revela las siguientes arac-
terisias dinámicas importantes de un ampliica-
dor en base común:
Impedancia de entrada baja. Esa impedancia
(Zi) es iguala la resistencia equivalente en paralelo
de Re (resistencia de emisor) y r' (resistencia di-
nâmiea de emisor). Esto es
Rex
Zi= Rates FX
En nuestro caso,asumiendo,
30m _ 30mV
ren Ne 2830
obrendriamos:
SiO 28.30 _
a an
Por tant impedancia de entrada es muy bi
prácticamente igual ar Ésta esla principal des.
ventaja del amplificador en base común debido a
que reduce sustancialmente la cantidad de señal
“disponible la entrada y puede provocar la sobre-
carga dela fuente de señal. Por eta razón. los
mplicadores en base común deben ser impulsa.
dos desde transformadores y otras fuentes de baja
Impedancia. Su so es muy común en circuitos de
ala frecuencia por encima de 10 MH, donde son
frecuentes las fuentes de señal de baja impedancia,
por ejemplo 506. De este modo, la mayor parte
de la señal se transfiere al amplificador y no se
pierde enla resistencia interna dela fuente.
RIAL: » rro fo e uen vais
Impedancia de salida moderada. Esta impe-
dancia (Zo) es prácticamente igual al valor de la
resistencia de colector (Rc). Esto es:
Zo=Re
En nuestro caso,
2
20
Esta impedancia puede se fácilmente reducida
3 cualquier valor deseado seleccionando adecua-
damente la resistencia de colector (Rc). Sin em-
bargo.esta reducción puede desplazar el punto de
trabajo (Q) hasta los limites dela saturación, afec»
rando la ganancia de voltaje (Av), causando una
demanda de corriente excesiva por parte de la
fuente de alimentación (VCC) y provocando fené-
menos de distorsión.
Produce amplificación de voltaje. La ganan-
cia de voltaje (Av) es alta y está dada por la
relación entre la resistencia equivalente de co-
lector re = RCIIRU) y la impedancia de entrada
Zi = Relies). Esto es:
mon Rat
ASS Zi > Rare
En nestro caso = 42401042. = 29662 y
28,140. Por tanto:
2560 _
avs EEE = 405 40.48)
Observe que la ganancia de vole varia de-
pendiendo de la resistencia dela carga (R).siendo
máxima en condicione de circuito abierto (RL=)
y minima (0) en condiciones de cortocircuito
(Rı=0). En nuestro caso, la máxima ganancia de
volaje posible (Avmax) sería:
Re _ 4240
Be = AMD = 149 135)
Armar
Esta ganancia puede ser incrementada aumen-
tando el valor de Rc, pero eso implicaría el aumen
119
LES CRPEPRPPEPPPEPPEE
190
o dela impedancia de salda (Zo) dl ampiícador y
«el desplazamiento del punto de trabajo (Q) hacia
los límites del corte. Note también que, debido ala
presencia del resistencia Rs ganancia de voltaje
real, desde el punto de vist de la fuente de señal
(Vs) que lamaremos A está dada por:
ww
BE
siendo Rs a resistencia de la fuente de señal. Zi
la impedancia de entrada del amplficador y Av la
ganancia de voltaje proplamente dicha del etapa.
En nuestro caso:
105
(+ 20002
2140
3 (222 de)
Por tanto, una señal de 1 mVpp entregada por
la fuente (Vs) produce una señal de entrada (v) de
1233 upp y tuna señal de said (vo) de 13 mVpp.
Asi, desde el punto de vista de vila ganancia de
voltajes 13mV/123.34V=105,mienras que des.
de ol punto de vista de vs I ganancia de voltaje es
13mV/1mV=13.
No produce amplificación de corriente. La
ganancia de corriente (A) e inferior ala unidad y
se puede evaluar a partir de la siguiente relación
ul)
En nuestro caso, Av=105, Zi=28,140 y
RL=10KO2 Por tano:
fa).
neve (38)
129 (10.646)
Este resultado implica que la fuente de señal
debe ser capaz de suministrar una corriente de
señal superior a la demandada por la resistencia
de carga (Ru). Esta es otra desventaja importante
del amplificador en base común. La ganancia de
«corriente de la etapa (Ai) no debe ser confundida
con la ganancia de corriente del transistor en
la configuración base común, la cual se representa
como & (alla) 6 ht y se define como la relación
entre la corriente de colector () yl corriente de
emisor (1) en condiciones de señal Esto es:
configuración emisor común. En generals siem.
pre inferior a a unidad, lo cual implica que la co-
Friente de colector (i) es siempre menor que la
corriente de emisor (i) Sin embargo, para efectos
prácticos, generalmente se considera c=1. Ésta se-
ría la máxima ganancia de corriente teóricamente
posible para una etapa en base común, asumiendo
una resistencia de colector infinita
"Ancho de banda extenso La respues de recuen-
<a se exionde desde 0 Hz hasta varios Me, y está
Had principalmente por las capacidades parásita
del circitoasicomo por as característica inrnsecas
del transistor La máxima frecuencia que puede amp
far un transistor enla configuración base común se
especia en términos de la frecuencia de corte
alfa (o) dida como la frecuencia a cual ganan:
a de corriene a disminuye al 707% de su valor no-
inal. En algunos casos, en lugar de fa e especia la
frecuencia de corte beta (8) que proporciona la
misma información pero para la confguracin emisor
‘comin Estos dos parámetros están relacionados as
CE
Por ejemplo.siB = 1MHz y B= 100 entonces
fa = 100MHx Tenga en cuenta que ésta es la fre-
¡cuencia máxima úl de operación del transistor y
no a frecuencia máxima de operación del cireuito,
la cuales, en la práctica, muy inferior a este valor,
“digamos 15 MHz, De todas formas. la respuesta de
frecuencia de un amplíicador en base común es
muy superior a la de un amplificador en emisor
‘comin. Por eta razón, s una configuración favo-
rita para amplificadores de alta frecuencia
<> ager:
ltd ec
190
o dela impedancia de salda (Zo) dl ampiícador y
«el desplazamiento del punto de trabajo (Q) hacia
los límites del corte. Note también que, debido ala
presencia del resistencia Rs ganancia de voltaje
real, desde el punto de vist de la fuente de señal
(Vs) que lamaremos A está dada por:
ww
BE
siendo Rs a resistencia de la fuente de señal. Zi
la impedancia de entrada del amplficador y Av la
ganancia de voltaje proplamente dicha del etapa.
En nuestro caso:
105
(+ 20002
2140
3 (222 de)
Por tanto, una señal de 1 mVpp entregada por
la fuente (Vs) produce una señal de entrada (v) de
1233 upp y tuna señal de said (vo) de 13 mVpp.
Asi, desde el punto de vista de vila ganancia de
voltajes 13mV/123.34V=105,mienras que des.
de ol punto de vista de vs I ganancia de voltaje es
13mV/1mV=13.
No produce amplificación de corriente. La
ganancia de corriente (A) e inferior ala unidad y
se puede evaluar a partir de la siguiente relación
ul)
En nuestro caso, Av=105, Zi=28,140 y
RL=10KO2 Por tano:
fa).
neve (38)
129 (10.646)
Este resultado implica que la fuente de señal
debe ser capaz de suministrar una corriente de
señal superior a la demandada por la resistencia
de carga (Ru). Esta es otra desventaja importante
del amplificador en base común. La ganancia de
«corriente de la etapa (Ai) no debe ser confundida
con la ganancia de corriente del transistor en
la configuración base común, la cual se representa
como & (alla) 6 ht y se define como la relación
entre la corriente de colector () yl corriente de
emisor (1) en condiciones de señal Esto es:
configuración emisor común. En generals siem.
pre inferior a a unidad, lo cual implica que la co-
Friente de colector (i) es siempre menor que la
corriente de emisor (i) Sin embargo, para efectos
prácticos, generalmente se considera c=1. Ésta se-
ría la máxima ganancia de corriente teóricamente
posible para una etapa en base común, asumiendo
una resistencia de colector infinita
"Ancho de banda extenso La respues de recuen-
<a se exionde desde 0 Hz hasta varios Me, y está
Had principalmente por las capacidades parásita
del circitoasicomo por as característica inrnsecas
del transistor La máxima frecuencia que puede amp
far un transistor enla configuración base común se
especia en términos de la frecuencia de corte
alfa (o) dida como la frecuencia a cual ganan:
a de corriene a disminuye al 707% de su valor no-
inal. En algunos casos, en lugar de fa e especia la
frecuencia de corte beta (8) que proporciona la
misma información pero para la confguracin emisor
‘comin Estos dos parámetros están relacionados as
CE
Por ejemplo.siB = 1MHz y B= 100 entonces
fa = 100MHx Tenga en cuenta que ésta es la fre-
¡cuencia máxima úl de operación del transistor y
no a frecuencia máxima de operación del cireuito,
la cuales, en la práctica, muy inferior a este valor,
“digamos 15 MHz, De todas formas. la respuesta de
frecuencia de un amplíicador en base común es
muy superior a la de un amplificador en emisor
‘comin. Por eta razón, s una configuración favo-
rita para amplificadores de alta frecuencia
<> ager:
ltd ec
coe sammy mi
FIRE
‘Creo equal pars señal (CA)
Figure 8.39. Arcor en bse común con parc por
‘Grr de tenn.
Aunque normalmente se utilizan dos fuen-
tos de alimentación (Vcc y Ve) para polarizar
un amplificador en base común, es posible con-
seguir el mismo efecto con una sola fuente ut-
lizando un esquema de polarización por divi-
sor de tensión, como se ilustra en la figura.
8.39a.Los circuitos equivalentes para CC y para
señal correspondientes se muestran en las fi
auras 8.395 y 8.39, respectivamente. Obser-
ve que la estructura de este úlimo es idéntica
a la del.cireuito de la figura 8.39b, mientras
que la del primero corresponde ala de un es-
quema de polarización universal o por divisor
de tensión tipico.
ICI: y oro fac e armes tónica
a vista de la polarización se comporta como un
¡OK circulo abierto, Su valor se escoge de modo que,
El condensador Ce actúa como un cortocir-
uito para la señal, conectando dinámicamente
la base a tierra. Sin embargo, desde el punto de
para la frecuencia más baja de la señal de entra.
da (Vs) ofeezea una reactancia (K€). como más
mo, igual a R2/10, es decir, la décima parte del
valor de R2. Se deja como ejercicio para el lec
tor demostrar, a partir del análisis de estos e
cultos, los siguientes resultados generales (asu-
ma hre = be =100,Vae = 0,7V y re = 25mV/l):
+ Condiciones de polarización
Veo =2.29V
Imptdanca de entrada (21: 7,740.
Impedancia de salida (Zo): 1.542
Ganancia de voae con carga (Av): 1685 (445 da)
“Ganancia de voltae sin carga (Avmax): 1938
(45.75 de)
+ Ganancia de corriente (A):0,13 (17,748)
Amplificadores de baja señal en
colector común. Seguidores de emisor
Una de as principales desventajas del amplificador
en base común es su baja impedancia de entrada.
Esta baja impedancia causa que la mayor parte del
volaje entregado por la fuente de señal se plerda
en a resistencia interna de esta última y solamente
una pequeña fracción quedo aplicada a la entrada
del amplicador Además, puede causar la sobrecar-
ga de la fuente de señal, oblgéndol a entregar más
Corriente de la que fisicamente puede dar. Estos
problemas suceden siempre que se copla una fuente
de alta impedancia a una carga de baja impedancia.
{Una forma de solucionarlos es acoplando la fuente
de señala la carga medante un amplificador en
colector común (CC), mejor conocido como un
seguidor de emisor,
e
oe
PPP DD PPD DPD DD DDD DDD D PhD PD DDD hh Dae
ee
FIRE
‘Creo equal pars señal (CA)
Figure 8.39. Arcor en bse común con parc por
‘Grr de tenn.
Aunque normalmente se utilizan dos fuen-
tos de alimentación (Vcc y Ve) para polarizar
un amplificador en base común, es posible con-
seguir el mismo efecto con una sola fuente ut-
lizando un esquema de polarización por divi-
sor de tensión, como se ilustra en la figura.
8.39a.Los circuitos equivalentes para CC y para
señal correspondientes se muestran en las fi
auras 8.395 y 8.39, respectivamente. Obser-
ve que la estructura de este úlimo es idéntica
a la del.cireuito de la figura 8.39b, mientras
que la del primero corresponde ala de un es-
quema de polarización universal o por divisor
de tensión tipico.
ICI: y oro fac e armes tónica
a vista de la polarización se comporta como un
¡OK circulo abierto, Su valor se escoge de modo que,
El condensador Ce actúa como un cortocir-
uito para la señal, conectando dinámicamente
la base a tierra. Sin embargo, desde el punto de
para la frecuencia más baja de la señal de entra.
da (Vs) ofeezea una reactancia (K€). como más
mo, igual a R2/10, es decir, la décima parte del
valor de R2. Se deja como ejercicio para el lec
tor demostrar, a partir del análisis de estos e
cultos, los siguientes resultados generales (asu-
ma hre = be =100,Vae = 0,7V y re = 25mV/l):
+ Condiciones de polarización
Veo =2.29V
Imptdanca de entrada (21: 7,740.
Impedancia de salida (Zo): 1.542
Ganancia de voae con carga (Av): 1685 (445 da)
“Ganancia de voltae sin carga (Avmax): 1938
(45.75 de)
+ Ganancia de corriente (A):0,13 (17,748)
Amplificadores de baja señal en
colector común. Seguidores de emisor
Una de as principales desventajas del amplificador
en base común es su baja impedancia de entrada.
Esta baja impedancia causa que la mayor parte del
volaje entregado por la fuente de señal se plerda
en a resistencia interna de esta última y solamente
una pequeña fracción quedo aplicada a la entrada
del amplicador Además, puede causar la sobrecar-
ga de la fuente de señal, oblgéndol a entregar más
Corriente de la que fisicamente puede dar. Estos
problemas suceden siempre que se copla una fuente
de alta impedancia a una carga de baja impedancia.
{Una forma de solucionarlos es acoplando la fuente
de señala la carga medante un amplificador en
colector común (CC), mejor conocido como un
seguidor de emisor,
e
oe
PPP DD PPD DPD DD DDD DDD D PhD PD DDD hh Dae
ee
Teoria «444444444444 444
Na Va
Comportamiento cn seal peque
Figure 80. Operon bis eun omic en cat
min seguia de emos
En la figura 8.408 se ilustra la idea básica de
un seguidor de emisor. En este caso, la señal de
entrada (M) se aplica en la base, mientras que la
señal de said (Yo) se obtiene del emisor Debido a
esta disposición el volaje de salida es prácuica-
mente iual al de entrada, excepto por la pequeña
caida de tensión enla unión base-emisor. Esto es:
Nee
Siendo Vo=Vb el voltae aplicado a la base y
Vo=Ve el voltaje resultante en el emisor Por ejem-
plo, siVi=5V en condiciones de reposo, entonces,
bajo la misma condición, Vo=4,3V (asumiendo
Ves=0.7V).Si ahora, por efecto dela señal de en-
rada Vi experimenta un cambio de 250mV.os de-
cir sube hasta 5,25V baja hasta 4.75, ntonces
Vo experimenta también un cambio de 250mV en
la misma dirección, sea, sube hasta 4,55V 0 baja
hasta 405V.En otras palabras, el voltaje de emisor.
(Ve=V0) imita o sigue las variaciones del voltaje.
en
de base (Vb=Vi) de donde se deriva el nombre
dado a este circuito Así mientras el transistor se
mantenga en la región actva.el emisor seguirá ala
base sobre el rango completo del voltaje de ali
mentación (entre O y +Vec,en este caso).
Lo anterior implica que un seguidor de emisor
no proporciona amplíicación de voltaje. Sin em-
bargo, esto no constituye una desventaja. De he-
cho, esta estructura exhibe muchos atributos es-
peciales que la hacen extremadamente iy radi
«almente diferente de los otros pos de amplica-
dores. Par ejemplo:
+ Proporciona una aa ganancia de comiem Eta
caracteristica es vidente a parr del circuito de
la figura 8.40a ise dene en cuenta que, mien
teas transistor permanezca en region cia,
figura 8.40b la corriente de emisor (le) es +1
veces mayor que la corriente de bae ().Por
anto fuente de señal necesa entregar muy
poca coriente de entrada para que el rulo
proporcione una aka corriente aa caga
+ Posee una muy ata impedancia de entrada. Esto
implica que a fuente de señal no se sobrecarga y
puede excitar la carga sin que se produzcan pér-
das de vole en su resistencia interna, De he-
cho, la impedancia de entrada vita por la fuente
es prácticamente b veces mayor que el valor de la
resistencia de emisor De este modosiporejem-
plo, B=100 y Re=10K£2 entonces la impedancia
de entrada es del orden de 100 1014 = M02
+ No produce inversión de fase, como sí sucede
en un amplífcador en emisor común. Esto sg-
if que los cambios en el voltaje de entrada
{49 se reflejan exactamente en el voltaje de sa-
lid (vo) ivi aumenta, vo también aumenta en
la misma cantidad, de la misma forma y en el
mismo tiempo.
+ Tiene una respuesta de frecuencia ampla,sim-
lara la de un amplicador en emisor común,
pero inferior ala de un amplifcador en base
Na Va
Comportamiento cn seal peque
Figure 80. Operon bis eun omic en cat
min seguia de emos
En la figura 8.408 se ilustra la idea básica de
un seguidor de emisor. En este caso, la señal de
entrada (M) se aplica en la base, mientras que la
señal de said (Yo) se obtiene del emisor Debido a
esta disposición el volaje de salida es prácuica-
mente iual al de entrada, excepto por la pequeña
caida de tensión enla unión base-emisor. Esto es:
Nee
Siendo Vo=Vb el voltae aplicado a la base y
Vo=Ve el voltaje resultante en el emisor Por ejem-
plo, siVi=5V en condiciones de reposo, entonces,
bajo la misma condición, Vo=4,3V (asumiendo
Ves=0.7V).Si ahora, por efecto dela señal de en-
rada Vi experimenta un cambio de 250mV.os de-
cir sube hasta 5,25V baja hasta 4.75, ntonces
Vo experimenta también un cambio de 250mV en
la misma dirección, sea, sube hasta 4,55V 0 baja
hasta 405V.En otras palabras, el voltaje de emisor.
(Ve=V0) imita o sigue las variaciones del voltaje.
en
de base (Vb=Vi) de donde se deriva el nombre
dado a este circuito Así mientras el transistor se
mantenga en la región actva.el emisor seguirá ala
base sobre el rango completo del voltaje de ali
mentación (entre O y +Vec,en este caso).
Lo anterior implica que un seguidor de emisor
no proporciona amplíicación de voltaje. Sin em-
bargo, esto no constituye una desventaja. De he-
cho, esta estructura exhibe muchos atributos es-
peciales que la hacen extremadamente iy radi
«almente diferente de los otros pos de amplica-
dores. Par ejemplo:
+ Proporciona una aa ganancia de comiem Eta
caracteristica es vidente a parr del circuito de
la figura 8.40a ise dene en cuenta que, mien
teas transistor permanezca en region cia,
figura 8.40b la corriente de emisor (le) es +1
veces mayor que la corriente de bae ().Por
anto fuente de señal necesa entregar muy
poca coriente de entrada para que el rulo
proporcione una aka corriente aa caga
+ Posee una muy ata impedancia de entrada. Esto
implica que a fuente de señal no se sobrecarga y
puede excitar la carga sin que se produzcan pér-
das de vole en su resistencia interna, De he-
cho, la impedancia de entrada vita por la fuente
es prácticamente b veces mayor que el valor de la
resistencia de emisor De este modosiporejem-
plo, B=100 y Re=10K£2 entonces la impedancia
de entrada es del orden de 100 1014 = M02
+ No produce inversión de fase, como sí sucede
en un amplífcador en emisor común. Esto sg-
if que los cambios en el voltaje de entrada
{49 se reflejan exactamente en el voltaje de sa-
lid (vo) ivi aumenta, vo también aumenta en
la misma cantidad, de la misma forma y en el
mismo tiempo.
+ Tiene una respuesta de frecuencia ampla,sim-
lara la de un amplicador en emisor común,
pero inferior ala de un amplifcador en base
En a figura Bla,
un amplifcador prácti
rizado mediante un d
a de colector y que
directamente a la fuente
En figura 8.411 se muestra el circuit equ-
valente para CC, obtenido después de anular la
fuente de señal (Vs) y sustituir los condensadores,
(€1,C2) por circuitos abiertos. El análisis de este
Circuito permite deducir las siguientes relaciones.
útiles para calcular la corrientes y voltajes de po-
larzacin del mismo en condiciones de reposo (Q).
es decir sin señal de entrada:
R2
Woo Vee x RE
MR
CIT » costo de secre en
Nuevamente,note que el punto de trabajo de la
señal de salda (koVeo) no depende dela ganancia
de corriente (B 0 he) del transistor, lo cual hace
que este circulo sea muy estable. En nuestro caso,
asumiendo que hrc=100 y Ves=0.74 obtendriamos.
los siguientes valores en condiciones de reposo:
10k.
Veo = 10V x 0 =
TT
sv
2 VeozsV-07V =43V
ie
Were N
leo = 1mA
Veo=10¥
Ver=10V-43V=57V
OS
un amplifcador prácti
rizado mediante un d
a de colector y que
directamente a la fuente
En figura 8.411 se muestra el circuit equ-
valente para CC, obtenido después de anular la
fuente de señal (Vs) y sustituir los condensadores,
(€1,C2) por circuitos abiertos. El análisis de este
Circuito permite deducir las siguientes relaciones.
útiles para calcular la corrientes y voltajes de po-
larzacin del mismo en condiciones de reposo (Q).
es decir sin señal de entrada:
R2
Woo Vee x RE
MR
CIT » costo de secre en
Nuevamente,note que el punto de trabajo de la
señal de salda (koVeo) no depende dela ganancia
de corriente (B 0 he) del transistor, lo cual hace
que este circulo sea muy estable. En nuestro caso,
asumiendo que hrc=100 y Ves=0.74 obtendriamos.
los siguientes valores en condiciones de reposo:
10k.
Veo = 10V x 0 =
TT
sv
2 VeozsV-07V =43V
ie
Were N
leo = 1mA
Veo=10¥
Ver=10V-43V=57V
OS
Teoria
Enla figura 8.41 se muestra el circulo equi
valent para señal, obtenido después de anular
fuentes de almentación(Vec,vu) y de sustituir los
condensadores (C1,C2) por cortocircuitos. À par
tir de este modelo podemos evaluar fácilmente las
impedancias de entrada y de salida del ire
como ls ganancias de voltaje, corriente
cia. La respuesta de frecuencia es h m
amplifcador en emisor común, Por e
la consideraremos en nuestro análisis.
La impedancia de entrada (2) vista por la
fuente de señal (Vs, Rs).se puede evaluar a partir
de siguiente fórmula:
Zi= RA | RDI (otro)
siendo RI y R2 las resistencias d
ción de la base, r' la resistencia di
nión base-emisor vista desde la base y rl
sistenca equivalente de emisor vita desde la base.
Recuerde que cualquier resistencia o impedancia
¡conectada al emisor se observa en a base ree
dda B veces más grande, En nuestro caso,
gala [ veces rey es Iguala veces ele
lente en paralelo de Re (resisten
RL (resistencia de carga) Por tantos p
nuestro transistor B = = 100, re = 25mV
Vers 0,7V tenemos:
re = RAR = 4.3K | 10K = 3K
c= Bre = 100% 3K = 300K
mV, 250
ma
F2 Br = 100 x 250 = 2540
on
AAA AA AAA
ande
Per rez 2540 + 300402
102.502
Por
YOKE OMA | 302.5
24910
ano impedancia de nada de un seguidor
«es relamente la y depende principal:
os valores de as resistencias de portación
base a que es generalmente muy grande com-
con rby RIIIRZ Para efectos prácticos, puede
considerarse ZIERIIIRZ. Los valores especticos de
RT y R2 por tanto de Zi dependen delos reqistos
de carga de a fuente de señal esta lima tene, por
jemplo una impedancia de 6000,R1 y R2 pueden ser
as de 1.22 para confgurar una Zi de 6000 y
La alta impedancia de entrada es una de ls prin-
“pales ventajas de esta configuración. que la hace
muy dl para transferir señales débiles, con muy baja
capacidad de corriente, de una etpa a otra de un
Greta. Esta característica es muy empleada, por.
ejemplo, en preamplifcadores que operan desde
fuentes de alta impedanea, ales como ciertos tipos
micrófonos y sensores. En la figura 8.42 se
ejemplo de aplicación pico
50K
rase
10K
250K ala
Gun fé de cuis rico» GREAT:
Enla figura 8.41 se muestra el circulo equi
valent para señal, obtenido después de anular
fuentes de almentación(Vec,vu) y de sustituir los
condensadores (C1,C2) por cortocircuitos. À par
tir de este modelo podemos evaluar fácilmente las
impedancias de entrada y de salida del ire
como ls ganancias de voltaje, corriente
cia. La respuesta de frecuencia es h m
amplifcador en emisor común, Por e
la consideraremos en nuestro análisis.
La impedancia de entrada (2) vista por la
fuente de señal (Vs, Rs).se puede evaluar a partir
de siguiente fórmula:
Zi= RA | RDI (otro)
siendo RI y R2 las resistencias d
ción de la base, r' la resistencia di
nión base-emisor vista desde la base y rl
sistenca equivalente de emisor vita desde la base.
Recuerde que cualquier resistencia o impedancia
¡conectada al emisor se observa en a base ree
dda B veces más grande, En nuestro caso,
gala [ veces rey es Iguala veces ele
lente en paralelo de Re (resisten
RL (resistencia de carga) Por tantos p
nuestro transistor B = = 100, re = 25mV
Vers 0,7V tenemos:
re = RAR = 4.3K | 10K = 3K
c= Bre = 100% 3K = 300K
mV, 250
ma
F2 Br = 100 x 250 = 2540
on
AAA AA AAA
ande
Per rez 2540 + 300402
102.502
Por
YOKE OMA | 302.5
24910
ano impedancia de nada de un seguidor
«es relamente la y depende principal:
os valores de as resistencias de portación
base a que es generalmente muy grande com-
con rby RIIIRZ Para efectos prácticos, puede
considerarse ZIERIIIRZ. Los valores especticos de
RT y R2 por tanto de Zi dependen delos reqistos
de carga de a fuente de señal esta lima tene, por
jemplo una impedancia de 6000,R1 y R2 pueden ser
as de 1.22 para confgurar una Zi de 6000 y
La alta impedancia de entrada es una de ls prin-
“pales ventajas de esta configuración. que la hace
muy dl para transferir señales débiles, con muy baja
capacidad de corriente, de una etpa a otra de un
Greta. Esta característica es muy empleada, por.
ejemplo, en preamplifcadores que operan desde
fuentes de alta impedanea, ales como ciertos tipos
micrófonos y sensores. En la figura 8.42 se
ejemplo de aplicación pico
50K
rase
10K
250K ala
Gun fé de cuis rico» GREAT:
En este caso, el seguidor de entrada (Q1) rec
be la señal de la fuente, ofreciéndole una muy ata
impedancia de entrada. Por tancocasino se pierde
señalen a resistencia interna de a fuente y práct-
«camente toda la señal disponible aparece en a base.
Hecho esto,la señal se transfiere al emisor de Q1
y desde este último a un segundo seguidor (2.
Al cual la entrega reforzada ala carga o circuito de
vtlización con una muy baja impedancia de salia.
No hay ganancia de volaje, pero la amplificación
de corriente es considerable.
Retornando al circulo equivalent de la figue
1, la impedancia de salida (Zo). visa por
la carga (Ry), se puede evaluar a partir de la st
uiente fórmula:
z
siendo Re la resistencia de emisor re la resis
tencia dinámica de la unión base-emisor Rs la re-
sistencia interna de la fuente de señal, R y R2 las
resistencias de polarización de la base y $ la ge
nancia dinámica de corriente, En nuestro caso. R=
43K, r=250, Rs=6000, RT=10K02, R2=10K82 y
B=100, De este modo:
RIRIIR2. „ 600 OOOO:
B 7100
5360
SIRIIRZ _ 56
ee SE 250 + 5,360 = 30360
Zo = 4340120360 = 30150
Por tanto, la impedancia de salia de un segu-
dor de emisor es muy baa lo cual constituye otra
de sus grandes ventajas Esta característica lo hace
muy útil como adaptador de impedancias, es
decir para transferir una señal un nivel de voltaje
desde una fuente de ata impedancia hasta una car.
a de baja impedancia. En este sentido se compor«
ta en forma parecida a un transformador excepto,
que este último no produce ganancia de potencia,
como slo hace un seguidor Un ejemplo típico de
ITE » coo pc de crono sono
aplicación de este concepto es un regulador de
tensión, como el mostrado en a figura 8.43, el
cual combina un regulador Zener con un seguidor.
de emisor
En este caso. el voltaje de entrada, aplicado ala
base, esla tension nominal del diodo Zener (V).
Portanto,la tensión de salda (Vs) es iguala me-
‘nos la caída en a unión base-emisor (Vx). Esto es:
vo
Nec
Independientemente de los cambios en la ten-
sión dela fuente (Ved) a tensión Zener (Vi) del
diodo mantiene constante el voltaje de base, Pues»
o que Vases también constante la cesión de sal
da (Vo) no cambia. Por tanto la regulación de vol
taie es automática. Con respecto a un regulador.
Zener convencionalesta configuración ofrece dos.
ventajas importantes. En primer lugar. debido a que
la corriente de base () es muy pequeña el diodo.
Zener no está obligado a entregar una corriente
(1) muy ata para alimentar la caga, ya que la co-
riente de est última (=k) es proporcionada por
el emisor. Por tanto, se puede utilizar un diodo
“Zener de baja potencia para controlar corrientes
grandes.
‘Come ejemplo, suponga que en el circuito an-
terior se utiliza un diodo Zener con un voltaje
‘nominal (Vi) de 10V.Esto implica que el votaje de
Vee
nero la capado de mann d coment e Zee or un
factor de By me u rer termo cs por mme
factor Coma restate ae de soda permanece
; cantare poro na foo muy on vores
rares decoro (A)
per»
rr rrrrrrr»
be la señal de la fuente, ofreciéndole una muy ata
impedancia de entrada. Por tancocasino se pierde
señalen a resistencia interna de a fuente y práct-
«camente toda la señal disponible aparece en a base.
Hecho esto,la señal se transfiere al emisor de Q1
y desde este último a un segundo seguidor (2.
Al cual la entrega reforzada ala carga o circuito de
vtlización con una muy baja impedancia de salia.
No hay ganancia de volaje, pero la amplificación
de corriente es considerable.
Retornando al circulo equivalent de la figue
1, la impedancia de salida (Zo). visa por
la carga (Ry), se puede evaluar a partir de la st
uiente fórmula:
z
siendo Re la resistencia de emisor re la resis
tencia dinámica de la unión base-emisor Rs la re-
sistencia interna de la fuente de señal, R y R2 las
resistencias de polarización de la base y $ la ge
nancia dinámica de corriente, En nuestro caso. R=
43K, r=250, Rs=6000, RT=10K02, R2=10K82 y
B=100, De este modo:
RIRIIR2. „ 600 OOOO:
B 7100
5360
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Zo = 4340120360 = 30150
Por tanto, la impedancia de salia de un segu-
dor de emisor es muy baa lo cual constituye otra
de sus grandes ventajas Esta característica lo hace
muy útil como adaptador de impedancias, es
decir para transferir una señal un nivel de voltaje
desde una fuente de ata impedancia hasta una car.
a de baja impedancia. En este sentido se compor«
ta en forma parecida a un transformador excepto,
que este último no produce ganancia de potencia,
como slo hace un seguidor Un ejemplo típico de
ITE » coo pc de crono sono
aplicación de este concepto es un regulador de
tensión, como el mostrado en a figura 8.43, el
cual combina un regulador Zener con un seguidor.
de emisor
En este caso. el voltaje de entrada, aplicado ala
base, esla tension nominal del diodo Zener (V).
Portanto,la tensión de salda (Vs) es iguala me-
‘nos la caída en a unión base-emisor (Vx). Esto es:
vo
Nec
Independientemente de los cambios en la ten-
sión dela fuente (Ved) a tensión Zener (Vi) del
diodo mantiene constante el voltaje de base, Pues»
o que Vases también constante la cesión de sal
da (Vo) no cambia. Por tanto la regulación de vol
taie es automática. Con respecto a un regulador.
Zener convencionalesta configuración ofrece dos.
ventajas importantes. En primer lugar. debido a que
la corriente de base () es muy pequeña el diodo.
Zener no está obligado a entregar una corriente
(1) muy ata para alimentar la caga, ya que la co-
riente de est última (=k) es proporcionada por
el emisor. Por tanto, se puede utilizar un diodo
“Zener de baja potencia para controlar corrientes
grandes.
‘Come ejemplo, suponga que en el circuito an-
terior se utiliza un diodo Zener con un voltaje
‘nominal (Vi) de 10V.Esto implica que el votaje de
Vee
nero la capado de mann d coment e Zee or un
factor de By me u rer termo cs por mme
factor Coma restate ae de soda permanece
; cantare poro na foo muy on vores
rares decoro (A)
per»
rr rrrrrrr»
TOOP CRPRPPEPPPPPPEPPPPPPPPPPEPEEPEEEE
salida (Vo) es de 9.3V (=10V0.7V).lo cual equivale. Finalmenteas ganancias de voltaje (A),corrien-
a una corriente de carga (1) del orden de 620mA. ce (A) y potencia (A) del circulo de la figura.
Si se utilizara solamente el diodo Zener,el mismo 8.41, se pueden evalvar a partir de ls siguientes
debería tener una potencia nominal superior a 6WW fórmulas, cuya demostración se deja como ejerc-
para poder manejar esta corriente. Sin embargo, io para el lector:
con la adición del seguidor la situación cambiara
dicalmente. Ahora, la corriente Zener (1) es ape. |
as una fracción de la corriente de base (lo). Bajo
‘esta condición, asumiendo fi=100, tendríamos:
Ral
FRE
I... 20mA
eq RE = cama
pe eM O yay
EUR aOR ZA y RelfR=IKA. De este modo:
ale 147mA - 62mA = 85mA sa
= a 097 0728)
fo cen es do cos oi
desconectada,el diodo Zener tendra que manejar 49k
como máximo, una coriente de 14,7mA much), A= 099% pig = 049 (62508)
lo cual equivale a una potencia nominal (P) de
0.147W.Por tano puede usizarse,con toda con. +. Ap = 099 x 049 = 048 (3.148)
fan dodo Zur de 104 118 pe
uno de 6W 0 mis, que es más costoso, vol En general a ganancia de voltaje de un segur
Ee A e armen alent eres]
voltaje de said, puede uiiarse un potencióme- _(OdB). mientras que las ganancias de corriente y de
{ro en paralelo con el Zener para controlar el ni potencia pueden ser iguales inferiores o superio-
vel de tensión aplicado ala base, À res a este valor: dependiendo principalmente de
> losvalores de as resistencias de polarización (Rt
Además de la sustantiva reducción en a ca- — R2,R) y de la resistencia de carga (R).En nuestro
pacidad de potencia requerida para el diodo caso por ejemplo con una Rı de Ik. brandt
Zener.a otra ventaja del crculco esla baja me mos una ganancia de voltaje de 0.97, una ganancia
pedanca de salida (Zo), la cuales prácicamen- de corriente de 4 y una grand de potencia de
te B veces inferior a la resistencia interna no- 4,6.Adicionalmente, un seguidor de emisor ampli-
mina del Zener (Rs). Esta lima puede ser de ca con muy Da dstorson lo ca lo hace deal
varios ohmios y afetar fs caracteristieas de para manejar sele pequeñas
regulación del iodo Zener cuando se alimen
tan cargas de bajo Impedancia. Con un segui: Circuitos prácticos con transistores (1)
dor se via que esto suceda, ya que, por ejem: Una ve examinadsciltata ycuntatvamente
plo,una Rede SOS sera visa por la carga como + ls caraceriscas esta y dinámicas dels wer
una resistencia interna de fuente de 0.52, que configuracions básicas de crcutos amplicadores
es muy baja y adecuada para un regulador de con transistors emisor comin base comin y co.
voltaje. Como resultado las variaciones en la eco comin o seguido de emisor), es el momen.
corriente de carga (1) afectan muy poco elva- to de examina algnos culos, prácticos y sen
lor de la tension de salida. es donde se pla as mismas A continación se
salida (Vo) es de 9.3V (=10V0.7V).lo cual equivale. Finalmenteas ganancias de voltaje (A),corrien-
a una corriente de carga (1) del orden de 620mA. ce (A) y potencia (A) del circulo de la figura.
Si se utilizara solamente el diodo Zener,el mismo 8.41, se pueden evalvar a partir de ls siguientes
debería tener una potencia nominal superior a 6WW fórmulas, cuya demostración se deja como ejerc-
para poder manejar esta corriente. Sin embargo, io para el lector:
con la adición del seguidor la situación cambiara
dicalmente. Ahora, la corriente Zener (1) es ape. |
as una fracción de la corriente de base (lo). Bajo
‘esta condición, asumiendo fi=100, tendríamos:
Ral
FRE
I... 20mA
eq RE = cama
pe eM O yay
EUR aOR ZA y RelfR=IKA. De este modo:
ale 147mA - 62mA = 85mA sa
= a 097 0728)
fo cen es do cos oi
desconectada,el diodo Zener tendra que manejar 49k
como máximo, una coriente de 14,7mA much), A= 099% pig = 049 (62508)
lo cual equivale a una potencia nominal (P) de
0.147W.Por tano puede usizarse,con toda con. +. Ap = 099 x 049 = 048 (3.148)
fan dodo Zur de 104 118 pe
uno de 6W 0 mis, que es más costoso, vol En general a ganancia de voltaje de un segur
Ee A e armen alent eres]
voltaje de said, puede uiiarse un potencióme- _(OdB). mientras que las ganancias de corriente y de
{ro en paralelo con el Zener para controlar el ni potencia pueden ser iguales inferiores o superio-
vel de tensión aplicado ala base, À res a este valor: dependiendo principalmente de
> losvalores de as resistencias de polarización (Rt
Además de la sustantiva reducción en a ca- — R2,R) y de la resistencia de carga (R).En nuestro
pacidad de potencia requerida para el diodo caso por ejemplo con una Rı de Ik. brandt
Zener.a otra ventaja del crculco esla baja me mos una ganancia de voltaje de 0.97, una ganancia
pedanca de salida (Zo), la cuales prácicamen- de corriente de 4 y una grand de potencia de
te B veces inferior a la resistencia interna no- 4,6.Adicionalmente, un seguidor de emisor ampli-
mina del Zener (Rs). Esta lima puede ser de ca con muy Da dstorson lo ca lo hace deal
varios ohmios y afetar fs caracteristieas de para manejar sele pequeñas
regulación del iodo Zener cuando se alimen
tan cargas de bajo Impedancia. Con un segui: Circuitos prácticos con transistores (1)
dor se via que esto suceda, ya que, por ejem: Una ve examinadsciltata ycuntatvamente
plo,una Rede SOS sera visa por la carga como + ls caraceriscas esta y dinámicas dels wer
una resistencia interna de fuente de 0.52, que configuracions básicas de crcutos amplicadores
es muy baja y adecuada para un regulador de con transistors emisor comin base comin y co.
voltaje. Como resultado las variaciones en la eco comin o seguido de emisor), es el momen.
corriente de carga (1) afectan muy poco elva- to de examina algnos culos, prácticos y sen
lor de la tension de salida. es donde se pla as mismas A continación se
as
x
aur 8.44 Prop pa mr ee
nee
mons eon mann e 136 En ma pre
Goda wc dB ca
presenan, sin ningin orden special,
Ps de cris les gu hacen so
der más acerca del fascinate
tores y us posibilidades imi
Preamplifiador
la figura 8.44 se muestra u
micrófono elecret desarrollado alrededor de una
«tapa en emisor común que exc un apifeador
de potencia Debido a que un micrófono eee e
esencialmente un condensador variable de baja a+
packda (nos pocos pls impedancia en el rango
de frecuencias de udo (RE à 2) es exe.
lado a una espa ampliicadora de muy ala i
homólogo del seguidor de emisor incorporado en
la propia cápsula, el cul actúa como buffer © adap
tador de impedancias, proporcionando una impe-
(dan de salda de unos pocos cientos de ohmios
Para operar correctamente, el amplficador in-
terno debe ser alimentado o polarizado media
‘una tensión de CC externa, En nuestro cas, est
volajese abiene dela fuente (12V) através de una
resistencia (R1). La señal de saida del micrófono,
que es del orden de unos pocos milvltios, e aco-
eador (Qt), el cual a amplia sin distor-
sión hasta un nivel ufciente para exckar el
amplífcador de potencia. Este úlimo se
encarga de reproducirla en el parlance. Las
resistencias R2 hasta RS fan el punto de
trabajo del preamplifcador y determinan,
Et
de
vole y la impedancia de entrada
Resistencia de potencia variable Una de
las principales dfcutades que se presentan
cuando se prueban fuentes de alimentación,
ret soma
ends del ore de 1,5802. 65a dsponiblidad de una Carga apropiada.
‘Aunque este problema se resuelve común-
‘mente utlizando un conjunto de resisten-
de potencia. muchas veces costosas y files de
consegui Un alternativa más simple, elegance y eco
"nómica es uslzando un crcuito como el de la figura
8.45, En este cas, el transistor 2N3055, conectado,
como seguidor consu ganancia de coriente conro-
lada por una fuente independiente (Ut), atin como
una resistencia variable. Con los valores de compo-
nenes indicados, capacidad de disipación de poten-
a es superior a SOW asumiendo que el transistor
‘esti dotado de un dsipador de calor adecuado.
El vole de control de la base, que determina el
valor de la resistencia entre colector y emisor puede.
ser obtenido medant un divisor de voaje conecta:
doa través dela fuente externa, como se muestra en
la figura 8.45c.En ete casa fuente extern es una
ati de IU Note la uización de un rer wai:
previo (Q2) para controlar el transistor principal
(Q1) Este transistor conectado también como segui
e aumenta consideablemente a impedancia de en.
da del Orc miniizando a demanda de corriente
parte de la batería y prolongando su vida úl. La
raformad por Q1 y Q2 se denominaun dar.
ton y acta esencialmente como un transistor de
ata ganancia de coriene El ircuto puede ser
ilzado como cargador de baterías.
útrónicos.es encontrarlos valore correctos de cer.
pla mediante C1 (474F) ala entrada del preampli- tos componentes. Aunque esta selección puede
RIAL: » cons poe e css bancs
197
x
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Ps de cris les gu hacen so
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tores y us posibilidades imi
Preamplifiador
la figura 8.44 se muestra u
micrófono elecret desarrollado alrededor de una
«tapa en emisor común que exc un apifeador
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esencialmente un condensador variable de baja a+
packda (nos pocos pls impedancia en el rango
de frecuencias de udo (RE à 2) es exe.
lado a una espa ampliicadora de muy ala i
homólogo del seguidor de emisor incorporado en
la propia cápsula, el cul actúa como buffer © adap
tador de impedancias, proporcionando una impe-
(dan de salda de unos pocos cientos de ohmios
Para operar correctamente, el amplficador in-
terno debe ser alimentado o polarizado media
‘una tensión de CC externa, En nuestro cas, est
volajese abiene dela fuente (12V) através de una
resistencia (R1). La señal de saida del micrófono,
que es del orden de unos pocos milvltios, e aco-
eador (Qt), el cual a amplia sin distor-
sión hasta un nivel ufciente para exckar el
amplífcador de potencia. Este úlimo se
encarga de reproducirla en el parlance. Las
resistencias R2 hasta RS fan el punto de
trabajo del preamplifcador y determinan,
Et
de
vole y la impedancia de entrada
Resistencia de potencia variable Una de
las principales dfcutades que se presentan
cuando se prueban fuentes de alimentación,
ret soma
ends del ore de 1,5802. 65a dsponiblidad de una Carga apropiada.
‘Aunque este problema se resuelve común-
‘mente utlizando un conjunto de resisten-
de potencia. muchas veces costosas y files de
consegui Un alternativa más simple, elegance y eco
"nómica es uslzando un crcuito como el de la figura
8.45, En este cas, el transistor 2N3055, conectado,
como seguidor consu ganancia de coriente conro-
lada por una fuente independiente (Ut), atin como
una resistencia variable. Con los valores de compo-
nenes indicados, capacidad de disipación de poten-
a es superior a SOW asumiendo que el transistor
‘esti dotado de un dsipador de calor adecuado.
El vole de control de la base, que determina el
valor de la resistencia entre colector y emisor puede.
ser obtenido medant un divisor de voaje conecta:
doa través dela fuente externa, como se muestra en
la figura 8.45c.En ete casa fuente extern es una
ati de IU Note la uización de un rer wai:
previo (Q2) para controlar el transistor principal
(Q1) Este transistor conectado también como segui
e aumenta consideablemente a impedancia de en.
da del Orc miniizando a demanda de corriente
parte de la batería y prolongando su vida úl. La
raformad por Q1 y Q2 se denominaun dar.
ton y acta esencialmente como un transistor de
ata ganancia de coriene El ircuto puede ser
ilzado como cargador de baterías.
útrónicos.es encontrarlos valore correctos de cer.
pla mediante C1 (474F) ala entrada del preampli- tos componentes. Aunque esta selección puede
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197
LE Te CRPEPPPPPPEPEEEI
“0004
dada acces
Figure 145, Rested de tro vr o ans Co napa de oe acudo es rao puede manger pots
‘pron SOW y perno un pomo fdo deves eran ora e fio ondo eos ape abr
te ron ua pare cor be resort un ort re Loto e et en ee cn l pare
hacerse mediante pruebas de ensayo y error no
siempre se dispone de una candad suficiente de
components par cubrir tods las posiidades.
Un ejemplo son los diodos Zener los cuales vie.
en en una gama muy ampla de valores. En ste
‘aso lo deseable sera disponer de un dido Ze-
ner devota variable. El circulo de la figura 8.46
hace exactamente esto,se comporta como un io.
do Zener con voaje variable desde 3V hasta 28V.
na capacidad de potencia de SOOmW y una res
tencia interna del orden de 20023 500.
El funcionamiento del ct es relat
Simple Tan pronto avale enla base del supera
Figur 8.46. Dado ere vr. E craie sevi cmo
‘dodo Zne mal propordona cui ve de mee
‘awe 3V y 25 taie mear ly eee wo copado de a pr Es
Pate prin de 00m La conso vats de mamo o 1e Por ejemplo, si RE=
(eb excade de 1004
mel.
Los 0.6Veste transistor conduce permitiendo queT2
conduzca y se mantenga constante el vole entre
los puntos «by «ntl como sucede con un diodo.
Zener Para jar el vohaje Zener el circulo debe ser
«conectado a la fuente a través de una resistencia de
10K.A continuacén, se ajusta el immer PY hasta
je se obtenga el vole deseado. Si el circuito se
ua para reemplazar un diodo Zener en un monta-
je ya exstete, esta resistencia no es necesaria Con
losvalores de componentes indicados, corriente.
través del ui no debe exceder de TOMA.
Mezclado de audio en base común. La meza
deals delo se ci normale an.
im amplificador operacional un op de cr
cio elcrnic muy veri a ua nos rere:
E esas Un co srr pue cor
sa ando unaplcador en ue com como
se muestra enla figura 8.47. En este casos volt
[aa ce erratas dene der
Bremen por cts dla fa dana do
dd co en corea de eal
of ak cmo ir STE
| fa componente de señal (CA) de la corriente de
¡emisor que esla misma corriente de colector La se-
fal de slda se obiene del colector deT
> La garancia cantidad de amplcación (Av) pro-
porcionada por este circuito para cada señal de
entradas iguala SIR siendo Ri= AS, R6,ec, la
"resistencia de entrada enla rama correspondien-
3K y se desea una ganan-
cia de 4 (1248) para I señal alcad aa segunda
Caro po e ence esco» GPCR:
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‘pron SOW y perno un pomo fdo deves eran ora e fio ondo eos ape abr
te ron ua pare cor be resort un ort re Loto e et en ee cn l pare
hacerse mediante pruebas de ensayo y error no
siempre se dispone de una candad suficiente de
components par cubrir tods las posiidades.
Un ejemplo son los diodos Zener los cuales vie.
en en una gama muy ampla de valores. En ste
‘aso lo deseable sera disponer de un dido Ze-
ner devota variable. El circulo de la figura 8.46
hace exactamente esto,se comporta como un io.
do Zener con voaje variable desde 3V hasta 28V.
na capacidad de potencia de SOOmW y una res
tencia interna del orden de 20023 500.
El funcionamiento del ct es relat
Simple Tan pronto avale enla base del supera
Figur 8.46. Dado ere vr. E craie sevi cmo
‘dodo Zne mal propordona cui ve de mee
‘awe 3V y 25 taie mear ly eee wo copado de a pr Es
Pate prin de 00m La conso vats de mamo o 1e Por ejemplo, si RE=
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mel.
Los 0.6Veste transistor conduce permitiendo queT2
conduzca y se mantenga constante el vole entre
los puntos «by «ntl como sucede con un diodo.
Zener Para jar el vohaje Zener el circulo debe ser
«conectado a la fuente a través de una resistencia de
10K.A continuacén, se ajusta el immer PY hasta
je se obtenga el vole deseado. Si el circuito se
ua para reemplazar un diodo Zener en un monta-
je ya exstete, esta resistencia no es necesaria Con
losvalores de componentes indicados, corriente.
través del ui no debe exceder de TOMA.
Mezclado de audio en base común. La meza
deals delo se ci normale an.
im amplificador operacional un op de cr
cio elcrnic muy veri a ua nos rere:
E esas Un co srr pue cor
sa ando unaplcador en ue com como
se muestra enla figura 8.47. En este casos volt
[aa ce erratas dene der
Bremen por cts dla fa dana do
dd co en corea de eal
of ak cmo ir STE
| fa componente de señal (CA) de la corriente de
¡emisor que esla misma corriente de colector La se-
fal de slda se obiene del colector deT
> La garancia cantidad de amplcación (Av) pro-
porcionada por este circuito para cada señal de
entradas iguala SIR siendo Ri= AS, R6,ec, la
"resistencia de entrada enla rama correspondien-
3K y se desea una ganan-
cia de 4 (1248) para I señal alcad aa segunda
Caro po e ence esco» GPCR:
12.189
8
Ve=1asv (- sao
aT
En el segundo caso (cort),el transistor 1 acia
on | como un interruptor abierto, desconectando auto-
| mätcamente la resistencia R3.Bajo esa condición. el
voltaje de slid (Vo) es simplemente:
25 (- 3)
E punto de trabajo del vansistor se control
mediante un vola aplicado en el circuito de base
Comi (VA). Sieste último es del orden de Del transistor
+ y o conduce y permanece en el punto de corte. Sin
Figo 8.47. Mex de an as común ici ame embargo si ete volaje es, por ejemplo SV el tran-
ee teeta sistor conduce plenamente, más all dela zona aci
aria e RER, va.ypssaalpurto destacó Este modo de fun-
RARE SETE Y fren fr de ore. Goramiemo delos ransistores e sen elos
sistemas digitales, como veremos mis adelante.
a
or:
Av
entra enonces R2 debe fr del orden de 1340.
À crc formado poRTBYT3 opera como una Convértider de voltaje frecuencia. ret
fuente de corriente, proporcionando una ala to motrad en la figura 849 produce un vaje
impacancia paa ls sales de entra. vole de CC de sala (Y) proporciona a la rcuencia
de polarización de la base de T1 lo fan las resis- de una señal de entrada (V). Esta última debe ser
tencia R7 y RS, El condensador Cl garantiza el una onda cuadrada, tener una amplitud constante
descoplamiemo efecto del base en condicio: sr proporcionada por una fuente de bj impo:
nes de seal Eimer otras ¡Udo ex. dani. E cr del rut os al anal,
tender recorder necectder I conectado enla conguración tae común. Cum
uf do la señal de entrada está en su nivel inferior, di-
pe cere Brut de>
Haga 848 bande onal de un regar de Dr —M JET, PT à
censé ausable LM317 (C1) y unirte (FI.
none comes eno OU al
salida de SV a 21V,0 viceversa. Esta característica es ©
|
nerd oros gol pr gy
poles e ms
emisor común, está polarizado de tal modo que sul,
Sp come mero dcr np, SO
en ernennt
er
ración)acra como un interruptor cerrado. fe dec m Di pi
tando automáticamente R3 en paralelo con R2 Bajo a
esta condición. el vote de salda (Vo) | vo ee 9
8
Ve=1asv (- sao
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En el segundo caso (cort),el transistor 1 acia
on | como un interruptor abierto, desconectando auto-
| mätcamente la resistencia R3.Bajo esa condición. el
voltaje de slid (Vo) es simplemente:
25 (- 3)
E punto de trabajo del vansistor se control
mediante un vola aplicado en el circuito de base
Comi (VA). Sieste último es del orden de Del transistor
+ y o conduce y permanece en el punto de corte. Sin
Figo 8.47. Mex de an as común ici ame embargo si ete volaje es, por ejemplo SV el tran-
ee teeta sistor conduce plenamente, más all dela zona aci
aria e RER, va.ypssaalpurto destacó Este modo de fun-
RARE SETE Y fren fr de ore. Goramiemo delos ransistores e sen elos
sistemas digitales, como veremos mis adelante.
a
or:
Av
entra enonces R2 debe fr del orden de 1340.
À crc formado poRTBYT3 opera como una Convértider de voltaje frecuencia. ret
fuente de corriente, proporcionando una ala to motrad en la figura 849 produce un vaje
impacancia paa ls sales de entra. vole de CC de sala (Y) proporciona a la rcuencia
de polarización de la base de T1 lo fan las resis- de una señal de entrada (V). Esta última debe ser
tencia R7 y RS, El condensador Cl garantiza el una onda cuadrada, tener una amplitud constante
descoplamiemo efecto del base en condicio: sr proporcionada por una fuente de bj impo:
nes de seal Eimer otras ¡Udo ex. dani. E cr del rut os al anal,
tender recorder necectder I conectado enla conguración tae común. Cum
uf do la señal de entrada está en su nivel inferior, di-
pe cere Brut de>
Haga 848 bande onal de un regar de Dr —M JET, PT à
censé ausable LM317 (C1) y unirte (FI.
none comes eno OU al
salida de SV a 21V,0 viceversa. Esta característica es ©
|
nerd oros gol pr gy
poles e ms
emisor común, está polarizado de tal modo que sul,
Sp come mero dcr np, SO
en ernennt
er
ración)acra como un interruptor cerrado. fe dec m Di pi
tando automáticamente R3 en paralelo con R2 Bajo a
esta condición. el vote de salda (Vo) | vo ee 9
Teoria 444444444
ERRE ERRE ERRE EE)
194 Interruptor electrónico de toque. Enka figura
| 850 se muestra un circo que iumina un LED
| evando se toca con los dedos un par de contactos
meciicos muy próximos entre si. El circuit es
construido alrededor de un par de transistores: un
"NPN (Qt) con una muy alta ganancia de corriente
| (perio 40) lac como dopo en
14) _ sony un PNP (Q2) de ganancia moderada (100).el
| el actia como interuptor En condiciones nor-
| males co ls contactos de toque libres, Qt no re
“abe corriente de base y por tanto no conduce.
sukado la base de Q2 queda conectada a
ción positiva (+9V) a través de RI+RA.
Pin co fc se aan mn gets
amos OV.l condensador C1 se carga rápic | Puesto que no hay corriente de colector, el LED
te hasta alcanzar un voaje gua aVC2Vessiendo permanece apagado y en la salida se obtienen OV.
VC2 el voltaje sobre C2 (igual al vol
y es la cad de voltaje directa sob
De otro lado, cuando se tocan los contactos, la
resistencia. propia de la pel ciera el circuito de
ción de base de Ql, permitiendo la cirula-
corriente de base relativamente peque-
5 de Ql suficiente para que ste transis-
Jduzca y conecte el creuto de base de Q2a
rra Bajo esta condición, Q2 queda correctamen-
‘Cuando pasa a su nivel superior digamos 5\
carga almacenada en C1 se transfer al condensa-
or C2,el cul. a su vez. se descarga a través de RI.
‘Cuando C1 pasa nuevamente a su ive inferior C2.» |
vuelve a cargarse, y asi sucesivamente. El
denominado por lo mismo bombeo de carga, se o polarizado y conduce, permitiendo la circulación
repite indefnidamento. Como resul re RI de una corriente de colector importante a través
se produce un volaje de CC de cuyo del LED. Como resultado, este último se ilumina y
valor promedio esta dado por la siguiente en la salés se obtienen aproximadamente 9W Este
aie. convenientemente amplíicado en potencia,
ser utilzado posteriormente para otros f-
jemplo conectar o desconectar un motor.
Vo = (Ve- 0.7) RICHE
siendo fla frecuencia Vip el valor pio de la
señal de entra. Con los valores de compo
entre OV y SY Esto sigla que sor
Frecuencia de señal de entrada sde Vial
tae de Le del orden de AV La ampli del
zado o pple presen enel vole de sans
‘orden de OV. voltaje de almentación (Ve)
ab ae por lo menos, 2V mayor que el máxi
votaje de salón esperado Para no alerar
Tamieno del reo No debo ser siempre ran
ido a una carpa de al impedmci al como u
seguidor de emisor o un mukimetro a.
200
ERRE ERRE ERRE EE)
194 Interruptor electrónico de toque. Enka figura
| 850 se muestra un circo que iumina un LED
| evando se toca con los dedos un par de contactos
meciicos muy próximos entre si. El circuit es
construido alrededor de un par de transistores: un
"NPN (Qt) con una muy alta ganancia de corriente
| (perio 40) lac como dopo en
14) _ sony un PNP (Q2) de ganancia moderada (100).el
| el actia como interuptor En condiciones nor-
| males co ls contactos de toque libres, Qt no re
“abe corriente de base y por tanto no conduce.
sukado la base de Q2 queda conectada a
ción positiva (+9V) a través de RI+RA.
Pin co fc se aan mn gets
amos OV.l condensador C1 se carga rápic | Puesto que no hay corriente de colector, el LED
te hasta alcanzar un voaje gua aVC2Vessiendo permanece apagado y en la salida se obtienen OV.
VC2 el voltaje sobre C2 (igual al vol
y es la cad de voltaje directa sob
De otro lado, cuando se tocan los contactos, la
resistencia. propia de la pel ciera el circuito de
ción de base de Ql, permitiendo la cirula-
corriente de base relativamente peque-
5 de Ql suficiente para que ste transis-
Jduzca y conecte el creuto de base de Q2a
rra Bajo esta condición, Q2 queda correctamen-
‘Cuando pasa a su nivel superior digamos 5\
carga almacenada en C1 se transfer al condensa-
or C2,el cul. a su vez. se descarga a través de RI.
‘Cuando C1 pasa nuevamente a su ive inferior C2.» |
vuelve a cargarse, y asi sucesivamente. El
denominado por lo mismo bombeo de carga, se o polarizado y conduce, permitiendo la circulación
repite indefnidamento. Como resul re RI de una corriente de colector importante a través
se produce un volaje de CC de cuyo del LED. Como resultado, este último se ilumina y
valor promedio esta dado por la siguiente en la salés se obtienen aproximadamente 9W Este
aie. convenientemente amplíicado en potencia,
ser utilzado posteriormente para otros f-
jemplo conectar o desconectar un motor.
Vo = (Ve- 0.7) RICHE
siendo fla frecuencia Vip el valor pio de la
señal de entra. Con los valores de compo
entre OV y SY Esto sigla que sor
Frecuencia de señal de entrada sde Vial
tae de Le del orden de AV La ampli del
zado o pple presen enel vole de sans
‘orden de OV. voltaje de almentación (Ve)
ab ae por lo menos, 2V mayor que el máxi
votaje de salón esperado Para no alerar
Tamieno del reo No debo ser siempre ran
ido a una carpa de al impedmci al como u
seguidor de emisor o un mukimetro a.
200
Figure 8.1. Anpfcor poro mero de bj por vtr de e
ge de our mpedonc proa de mins psp SOD yl
(RZ sg gon request atea ura aha de eo de Nm
paa aa el mp d do.
El circuito de la figura 8.51 ampli la señal
de salida de un micrófono dinámico o de baja im.
ppedancia hasta un ive suficiente para impulsar la
entrada de un amplífcador de potencia de audio
estándar. El transistor Ql, conectado en la conf
Buraciôn base común, actúa como adaptador de
impedancias. RI se escoge igual ala impedancia
‘nominal del micrófono, La resistencia R2 determi-
na la ganancia de volaje dela etapa. Observe que
la corriente de base de Q se deriva de un divisor
de voltaje (R6, R7) conectado al emisor de Q2.
Esto se hace con el in de garaniza una ala esta-
bilidad del punto de trabajo frente a las variacio-
nes de temperatura y ls tolerancias en los valores
de los componentes.
Amplificadores de baja señal con
transistores de efecto de campo
“Todos los amplficadores examinados hasta el mo
mento están basados en el uso de transistores.
bipolares o BIT (Spoarjunciontrnsstos), que
son dispositivos de tes terminales controlados por.
corriente. En elos, una pequeña variación enla co-
rien aplicada ala base (electrodo de control) pro-
‘duce una gran variación en la corriente que circula
ICE » cu Joe a crónica
entre el colector y el emisor (electro-
dos de salida), Esta acción básica se
aprovecha para producir amplificación
de coriente volaje o potencia Los.
transistores bipolares son la espina
dorsal dela electrónica moderna. Sin
‘embargo, no son siempre la mejor
elección en algunas siuaciones espe-
«eas, por ejemplo,cuando se reque-
re de una impedancia de entrada ex.
rremadamente ata © un bajo consu
mo de potencia Por fortura.existeuna
alternativa: los transistores de efecto
de campo o FET (feld effet transis.
Lors) figura 852.
Los FET.cuya teoría de funciona-
miento se examina en la sección de
componentes de este curso, son dis-
positivos de tres terminales contro-
lados por voltaje. Eto significa que, en ellos una
Pequeña variación en el voltaje aplicado al elec.
trodo de control, lamado compuerta o gate
(G).produce una gran variación en a oriente a
través dels electrodos de salida, lamados fuente
source (S) y drenador o dran (D) Existen FET.
» >
© -&
! !
a enc
| m
> 17
f
A
O
Figure 8.2. Smiles de entre de fc de compo FE.
Lo compuerta Gel endo () sr fet sun
cortes, ns re ao or eine (ye
fer E de un IL bare veis represent cor
201
ge de our mpedonc proa de mins psp SOD yl
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El circuito de la figura 8.51 ampli la señal
de salida de un micrófono dinámico o de baja im.
ppedancia hasta un ive suficiente para impulsar la
entrada de un amplífcador de potencia de audio
estándar. El transistor Ql, conectado en la conf
Buraciôn base común, actúa como adaptador de
impedancias. RI se escoge igual ala impedancia
‘nominal del micrófono, La resistencia R2 determi-
na la ganancia de volaje dela etapa. Observe que
la corriente de base de Q se deriva de un divisor
de voltaje (R6, R7) conectado al emisor de Q2.
Esto se hace con el in de garaniza una ala esta-
bilidad del punto de trabajo frente a las variacio-
nes de temperatura y ls tolerancias en los valores
de los componentes.
Amplificadores de baja señal con
transistores de efecto de campo
“Todos los amplficadores examinados hasta el mo
mento están basados en el uso de transistores.
bipolares o BIT (Spoarjunciontrnsstos), que
son dispositivos de tes terminales controlados por.
corriente. En elos, una pequeña variación enla co-
rien aplicada ala base (electrodo de control) pro-
‘duce una gran variación en la corriente que circula
ICE » cu Joe a crónica
entre el colector y el emisor (electro-
dos de salida), Esta acción básica se
aprovecha para producir amplificación
de coriente volaje o potencia Los.
transistores bipolares son la espina
dorsal dela electrónica moderna. Sin
‘embargo, no son siempre la mejor
elección en algunas siuaciones espe-
«eas, por ejemplo,cuando se reque-
re de una impedancia de entrada ex.
rremadamente ata © un bajo consu
mo de potencia Por fortura.existeuna
alternativa: los transistores de efecto
de campo o FET (feld effet transis.
Lors) figura 852.
Los FET.cuya teoría de funciona-
miento se examina en la sección de
componentes de este curso, son dis-
positivos de tres terminales contro-
lados por voltaje. Eto significa que, en ellos una
Pequeña variación en el voltaje aplicado al elec.
trodo de control, lamado compuerta o gate
(G).produce una gran variación en a oriente a
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Figure 8.2. Smiles de entre de fc de compo FE.
Lo compuerta Gel endo () sr fet sun
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