Guía de Prácticas

Guía de prácticas de Tecnología y Componentes Electrónicos y Fotónicos
NORMATIVA
Las prácticas de laboratorio de la asignatura TECNOLOGÍA
Y
COMPONENTES ELECTRÓNICOS
Y
FOTÓNICOS de primero curso de la E.T.S.I. de Telecomunicación de la U.L.P.G.C. tendrán lugar en
el Laboratorio de Componentes, situado en la tercera planta del Aulario. Las prácticas serán
individuales y cada alumno debe adquirir el material y los componentes necesarios para su
realización.
La asistencia a las prácticas es obligatoria. En caso de ausencia justificada documentalmente se
realizará el trabajo correspondiente en el horario libre del Laboratorio, de acuerdo con el profesor, y
presentándole los resultados correspondientes al comienzo de la siguiente práctica.
La puerta del Laboratorio se cerrará una vez transcurridos los primeros diez minutos de clase. Si el
alumno llegase posteriormente, se considerará como falta de asistencia. No se permitirá la entrada y
salida del Laboratorio una vez comenzada la práctica.
Por último, recordar que el Laboratorio es un lugar común donde se deben tener presentes unas
mínimas conductas de respeto. El tono de voz debe ser moderado, y no se permitirá la presencia de
alimentos. Al finalizar las prácticas, el alumno debe dejar su puesto de trabajo en perfecto estado,
ordenado, y con todos los equipos apagados.
DESCRIPCIÓN DEL PUESTO DE TRABAJO
El puesto de trabajo para la realización de las prácticas de TECNOLOGÍA
ELECTRÓNICOS
Y
Y
COMPONENTES
FOTÓNICOS, y que se representa en la Fig. 1, consta de la instrumentación
necesaria para la realización y verificación de circuitos electrónicos de baja frecuencia (≤ 20MHz).
En particular dispone de:
•
Osciloscopio: Permite visualizar señales eléctricas periódicas y medir sus parámetros
característicos.
•
Generador de funciones: Permite obtener señales de forma de onda sinusoidal, triangular y
cuadrada para excitar a los circuitos diseñados.
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•
Fuente de alimentación: Suministra una tensión continua ajustable para alimentar los
circuitos eléctricos. Proporciona además una tensión fija de 5V para su aplicación en
circuitos digitales.
•
Polímetro digital: Permite medir resistencias, tensiones y corrientes tanto continuas como
alternas.
Fig. 1. Puesto de trabajo del Laboratorio.
MATERIAL NECESARIO PARA LA REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS
Cada alumno deberá proveerse de los materiales necesarios para la realización de las prácticas. El
material mínimo imprescindible es el siguiente:
•
Dos pares de cables banana-cocodrilo para la conexión de la fuente de alimentación al
circuito.
•
Placa de inserción para el montaje de circuitos, preferiblemente de tamaño grande.
•
Trozos de cable rígido de pequeño diámetro y varias longitudes, y, a ser posible, de
distintos colores, para la interconexión de componentes en la placa de inserción.
Como material adicional de utilidad en el Laboratorio se propone el siguiente:
•
Destornillador de cabeza plana de pequeño tamaño para ajustes.
•
Alicates pequeños de punta fina, pela y cortacables.
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COMPONENTES NECESARIOS PARA LA REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS
Para la realización de las prácticas se precisarán los siguientes componentes:
•
Resistencias de 1/4W y 5% de tolerancia: 220Ω, 1kΩ, 2.2kΩ, 10kΩ, 12kΩ, 100kΩ (1).
•
Resistencias de 1W y 5% de tolerancia: 200Ω.
•
Condensadores: Electrolíticos de 1µF/25V, 10µF/25V, 47µF/25V, 100µF/25V (1).
•
Diodos rectificadores 1N4007 (4)
•
Transistores 2N2222A (2).
•
Diodo zéner de 13V/400mW (1).
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPONENTES ELECTRÓNICOS
Resistencias
Las resistencias que se utilizan en montajes electrónicos tienen unos parámetros característicos de
entre los cuales los más importantes son:
•
Resistencia nominal: El valor nominal de una resistencia representa el valor en ohmios
(Ω) marcado sobre el cuerpo del componente.
•
Tolerancia: El valor real de una resistencia discrepa de su valor nominal. La tolerancia
es una medida de la desviación máxima posible de este valor y viene expresada como
porcentaje del valor nominal. Así, una resistencia de valor nominal 200Ω y tolerancia
del 20% puede tener un valor real entre 160Ω y 240Ω. Valores típicos de tolerancia de
las resistencias comerciales son 10%, 5% y 2%, aunque existen resistencias de precisión
del 1% e incluso menores.
•
Potencia nominal: Representa la potencia máxima que puede disipar una resistencia a
temperatura ambiente normal. Valores típicos de potencias nominales para resistencias
de circuitos de señal son 1/8W, 1/4W y 1/2W. También existen resistencias de 1W de
potencia nominal y mayores, aunque son menos habituales.
A lo largo de la realización de las prácticas también se usarán potenciómetros. Éstos son
componentes de tres terminales cuyo valor óhmico entre el terminal central y cualquiera de los otros
dos terminales puede variar a voluntad del usuario desplazando un contacto sobre el cuerpo de la
resistencia. Una forma típica de estas resistencias es circular, con el terminal central en un lado del
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circuito (b) y los terminales extremos de la resistencia en el lado opuesto (a y c), como se representa
en la Fig. 2.
a
a
b
b
c
c
Fig. 2. Estructura física y símbolo de un potenciómetro.
El valor nominal de una resistencia y su tolerancia se indica mediante un código de cuatro anillos de
colores sobre el cuerpo del componente, como se representa en la Fig. 3. El valor nominal de la
resistencia (R) se obtiene a partir de la expresión:
R = AB·10C
A B
C
D
Fig. 3. Anillos de colores para la codificación del valor de una resistencia.
El código de colores utilizado para codificar el valor de una resistencia es el siguiente, utilizándose
los dos últimos sólo para el anillo C:
Negro: 0
Marrón: 1
Rojo: 2
Naranja: 3
Amarillo: 4
Verde: 5
Azul: 6
Violeta: 7
Gris: 8
Blanco: 9
Oro: -1
Plata: -2
El código de tolerancia de una resistencia está determinado por el anillo D, de acuerdo con la
siguiente codificación:
Sin color: 20%
Plata: 10%
Oro: 5%
4
Rojo: 2%
Marrón: 1%
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Para tolerancias del 1%, hay cinco anillos de colores en lugar de cuatro: los tres primeros dan las
cifras significativas (en lugar de dos), el cuarto proporciona el número de ceros, y el quinto la
tolerancia.
Por último, es importante tener en cuenta que dependiendo de la tolerancia, únicamente se
comercializan la siguiente serie de valores normalizados de resistencias:
•
Tolerancia del 10%: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82.
•
Tolerancia del 5%: 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43,
47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91.
Estos valores se repiten para cada década, desde 1Ω hasta 1MΩ. Los diseños electrónicos deben ser
realizados usando solamente resistencias de valores normalizados.
Condensadores
Al igual que las resistencias, los condensadores que se utilizan en montajes electrónicos tienen unos
parámetros característicos, de entre los cuales los más importantes son:
•
Capacidad nominal: El valor nominal de la capacidad de un condensador se define
como el valor esperado en las condiciones normales de funcionamiento. Este valor
aparece, bien impreso sobre el componente, bien indicado mediante un código de
líneas de colores, de forma análoga al procedimiento empleado en la especificación
del valor nominal de las resistencias. A diferencia de las resistencias, existe una gran
dispersión de valores nominales y cada fabricante ofrece valores distintos.
•
Tolerancia: La tolerancia representa la desviación máxima posible del valor real de
la capacidad del condensador con respecto a su capacidad nominal. Las tolerancias
suelen ser mayores para los condensadores que para las resistencias. Los valores típicos
son del 20% y del 10%. Para los condensadores de precisión existen tolerancias
inferiores al 5%.
•
Tensión máxima: Representa el valor máximo de tensión que puede aplicarse al
condensador de forma continuada. Normalmente, este valor no debe sobrepasarse en
ningún instante de tiempo, salvo que lo indique expresamente el fabricante.
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Existen diferentes tipos de condensadores dependiendo del tipo de material aislante empleado
entre las dos placas metálicas que forman parte de su estructura. Básicamente, los principales
tipos de condensadores que se van a encontrar pueden clasificarse en los siguientes grupos:
•
Cerámicos: Este tipo de condensadores se utiliza en circuitos que
trabajan con señales de elevada frecuencia. Los valores que suelen
tomar van desde unos pocos picofaradios hasta algunos cientos de
nanofaradios. Por lo general, los condensadores cerámicos llevan
impreso el valor de su capacidad nominal sobre el componente. Esta
capacidad se expresa bien en picofaradios, cuando aparece una "p" o no
se especifica letra alguna, bien en nanofaradios cuando aparece una "n".
En la Fig. 4 se representan algunos ejemplos de condensadores cerámicos y el valor de la
capacidad nominal asociado a cada uno de ellos.
203
4p7
4k7
n22
220
22k
22n
20⋅10 3pF
(20nF)
4.7pF
4.7nF
0.22nF
220pF
22nF
22nF
Fig. 4. Ejemplos de condensadores cerámicos con su capacidad nominal.
•
Plásticos: Los condensadores plásticos más utilizados suelen ser de
polyester, pudiendo tomar valores que van desde algunos nanofaradios
hasta un máximo de 10 microfaradios. Su capacidad nominal se
especifica sobre el componente en microfaradios.
•
Electrolíticos: Este tipo de condensadores suele tomar valores del orden
de decenas de microfaradios. En general, los condensadores electrolíticos
requieren que la tensión aplicada entre sus extremos tenga una polaridad
adecuada. Con esta finalidad, uno de los terminales del condensador es
más corto y está identificado con un signo "-", indicando que la tensión
en este terminal debe ser siempre inferior a la tensión aplicada en el otro,
como se representa en la Fig. 5.
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R
V
+
R
___
V
_
+
_
___
Fig. 5. Polaridad adecuada de un condensador electrolítico.
Si no se respeta la polaridad especificada en el componente, el condensador puede
destruirse e incluso explotar, pudiendo ser peligroso para el alumno, debido al
desprendimiento de líquido o gases que se produce en esta situación.
CARACTERÍSTICAS DE LA PLACA DE INSERCIÓN
La placa de inserción, sobre la que se realizarán los montajes de las diferentes prácticas, está
formada por 2 o 4 matrices de conexión. Cada una de estas matrices de conexión tiene cinco filas y
un gran número de columnas. Los cinco puntos de conexión de cada columna están conectados
entre sí internamente, pero aislados de los puntos de la columna adyacente, como se representa en la
Fig. 6 y la Fig. 7 para los dos tamaños más habituales de placas de inserción. Por tanto, dos
terminales de componentes que se hayan insertado dentro de dos orificios de conexión de una
misma columna están conectados entre sí.
Puntos conectados internamente entre sí
Fig. 6. Conexionado interno de una placa de inserción (tamaño pequeño).
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Puntos conectados internamente entre sí
Fig. 7. Conexionado interno de una placa de inserción (tamaño grande).
En el extremo superior de la placa de inserción, y también en su extremo inferior, suele haber
una o dos filas de puntos de conexión. Todos los puntos de una misma fila suelen estar
conectados entre sí internamente, aunque, como se representa en la Fig. 7, existen placas de
inserción en las que las filas de puntos de conexión están divididas en dos tramos
independientes. Estas filas suelen utilizarse para conectar la tensión continua de alimentación o
el terminal de masa.
Sobre el cuerpo de la placa de inserción suele haber instaladas varias bases de conectores. Estas
bases suelen recibir los terminales de los cables de conexión que llevan la señal o la alimentación
del circuito. Para su correcta utilización, el alumno debe instalar un hilo de conexión
suficientemente largo entre la base de conexión y algún punto de conexión de la placa.
Debe tenerse en cuenta que la placa de conexiones es un útil muy cómodo para la fase de
montaje, verificación y medida de un circuito, debido a la facilidad para conectar y desconectar
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componentes entre sí. Sin embargo, con cierta frecuencia los contactos fallan debido a
movimientos involuntarios e inadvertidos realizados sobre los componentes.
HORARIOS DE PRÁCTICAS
GRUPO 1 . . . Lunes
de 12:00 a 14:00
GRUPO 2 . . . Martes
de 12:00 a 14:00
GRUPO 3 . . . Miércoles
de 12:00 a 14:00
PROFESORADO
Antonio Hernández Ballester
Despacho:
Pabellón A, 107
Teléfono:
928 45 12 55
e-mail:
toni@iuma.ulpgc.es
Félix B. Tobajas Guerrero
Despacho:
Pabellón A, 305
(coordinador prácticas)
Teléfono:
928 45 73 25
e-mail:
tobajas@iuma.ulpgc.es
Despacho:
Pabellón A, 105
Teléfono:
928 45 28 75
e-mail:
benito@iuma.ulpgc.es
Benito González Pérez
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