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PROBLEMAS DE ELECTRONICA ANALOGICA  3º ESO   

2009‐2010

PROBLEMAS ELECTRONICA ANALOGICA  1º) Utilizando el código de colores, determinar el valor teórico de la siguiente resistencia.   

2º) Responde a las siguientes cuestiones: 

a) ¿Qué sucede en el circuito A?  ‐b) ¿Cómo se encendería la bombilla en el circuito B?  ‐c).¿Qué sucede en el circuito C, D y E?  ‐d) ¿Qué diferencia hay entre el circuito B y F? ¿Cómo afecta esa diferencia a su  funcionamiento?  ‐e) Explica el funcionamiento del circuito G. ¿Que aplicación creer q podría tener en tu  casa?  ‐f) ¿Qué sucede en el circuito          IES BACHILLER SABUCO     DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA 

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3º) Realiza el siguiente circuito eléctrico  a) Que lámpara se ilumina si cierro IN1 y mantengo abierto IN2.  b) Que lámpara se ilumina si esta abierto IN1 y cerrado IN2  c) Que lámpara se ilumina si los dos están cerrados  Con la información que proporciona el programa calcula la resistencia de cada bombilla.  Conocida  esa  resistencia  determina  la  resistencia  equivalente  del  circuito  cuando  ambos  interruptores están cerrados.                4º) Calcula la resistencia que se deberá poner en el potenciómetro de la siguiente figura para que  no se funda la bombilla.          5º)  En  el  circuito  de  la  figura  siguiente,  la  resistencia  de  la  LDR  a  plena  luz  es  de  15Ω  y  cuando  anochece su resistencia es de 1500Ω. Calcular:   1. Intensidad  que  atravesará  la  bombilla  en  cada uno de los dos casos.   2. Diferencia de potencial en extremos de la  bombilla en cada uno de los dos casos.   3. ¿En  qué  situación  lucirá  con  mayor  intensidad la bombilla?.    

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6º) Se tiene un circuito formado por una fuente de alimentación de 10V, una LDR y una bombilla  acopladas en serie. Con la LDR tapada circula una corriente de 0,01A y con la LDR iluminada circula  una corriente de 1A. Dibujar el esquema del circuito, calcular el valor de la resistencia máxima y  mínima de la LDR y explicar que sucederá con la bombilla montada en serie.     7º) Se tiene un circuito formado por un generador de 12V y una resistencia NTC acoplada en serie  con un motor. A temperatura ambiente, la intensidad que recorre el circuito es de 25 mA y cuando  se calienta el termistor es de 0,75 A. La resistencia del motor es de 10Ω. Dibujar el esquema del  circuito y calcular la resistencia máxima y mínima del termistor.     8º) Realiza el siguiente montaje: 

a) Prueba a cargar y descargar el condensador (estará cargado cuando el voltímetro marque el  mismo valor que el voltaje de la pila y descargado cuando marque 0 V).  b)  Una  vez  que  sepas  cargarlo  y  descargarlo,  cubre  la  siguiente  tabla  ayudándote  de  un  cronómetro.  Para calcular el tiempo que tarda en cargarse mide el tiempo que tarda en pasar de 0V a 11,5  V.  Calcula T = R∙C. Ten en cuenta que R está en KΩ y C en μF. La K es “kilo” y significa multiplicar  por 1.000 y la μ es “micro” y significa dividir por 1.000.000.  Calcula el valor de 5∙T y compáralo con el valor del tiempo que has medido. ¿Coinciden?  ¿Qué conclusiones sacas? 

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2009‐2010 Resistencia (R) 

Capacidad (C) 

Tiempo que tarda  en cargarse 

T = R∙C 

5∙T

22 KΩ 

10 μF 

100 KΩ 

10 μF 

22 KΩ 

100 μF 

100 KΩ 

100 μF 

9º) Coloca 2 sondas en los extremos del condensador de la siguiente manera: 

En el  siguiente  icono    configura  el  osciloscopio  de  la  siguiente manera:         

consigue las gráficas de carga y descarga del condensador como las siguientes: 

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Obtén las dos gráficas para esos valores de R y C. Cópialas y pégalas en un archivo de Word.  Cambia los valores de R y C (los otros 3 que aparecen  en la tabla anterior), copia las gráficas y  pégalas en el mismo archivo de Word, indicando para qué valores de R y C se han obtenido.  10º) Realiza el siguiente circuito eléctrico.  Explica su funcionamiento.  Elimina ahora el diodo que hemos situado en paralelo con el rele. ¿Qué pasa? ¿Por qué?                    11º) Realiza el siguiente circuito y explica como con los voltímetros y los amperímetros demostramos la ley de ohm.

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                    12º) Realiza el siguiente circuito :  Determina la tensión e intensidad en las resistencias R1, R2, R3 y R4              13º) Realiza el siguiente  circuito. Explica su  funcionamiento:  Ten en cuenta la presencia del  condensador       

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14º) Realiza el siguiente circuito. Explica su funcionamiento:                    15º) Realiza el siguiente circuito y comprueba como funciona                16º) Realiza el siguiente circuito  comprueba como funciona 

y

       

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17º) Calcula el circuito siguiente de tal forma que el condensador tarde 50 segundos en cargarse; y  80 segundos en descargarse, una vez colocado el conmutador S n la posición2.            RECUERDA: El tiempo que tarda un condensador en cargarse o descargarse depende de la  constante de carga t=5RC .  18º) Analizar como seria el funcionamiento de la lámpara según sea la dirección de la corriente.              19º) Un diodo led debe funcionar a 15 mA , si lo hace a más, no por ello brillará con más  intensidad y además se deteriorará.  Calcula que resistencia debemos poner  en serie con un diodo led, para que  funcione correctamente en los siguientes  casos:  

   

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20º) Se quiere iluminar una maqueta de un puente colgante con diez diodos LED conectados en  paralelo entre si tal como muestra la siguiente figura, con una caída de tensión de 2 V. Cada diodo  soporta una intensidad de corriente de 0.012 A. El circuito está alimentado con tres pilas de 4 V  cada una.  Calcular:    a) La intensidad de corriente del circuito  b) La caída de tensión que hay entre los extremos de la resistencia.  c) El valor de la resistencia que hay que colocar en serie con  la batería de diodos LED.              21º) Utilizando un potenciómetro y una resistencia en serie queremos ajustar, entre 2 y 20 mA, la  corriente  que  atraviesa  un  diodo  LED.  Calcula  el  valor  de  la  resistencia  necesaria  para  que  la  corriente  máxima  sea  de  20  mA  y  el  valor  del  potenciómetro  para  conseguir  que  la  intensidad  mínima  sea  de  2  mA.  Suponemos  constante  la  caída  de  tensión  en  el  LED  (2  V)  y  la  fuente  de  alimentación es de 12 V.                   

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PROB BLEMAS DE EELECTRONICA A ANALOGIC CA  3º ESO   

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22º) C Cargamos un n condensad dor a través d de una resisttencia de 3K3 3 ohmios y vvemos que taarda en  cargaarse 20 segun ndos. ¿Cuál e es la capacid dad del condeensador?.  23º) Un condensaador de 5 μFF se carga con n una tensión de 20 V. Determinar laa carga almaccenada.    ura) está carrgado0 y tien ne una ddp in nicial de  24º) Un condensaador de 470 μF de capacidad (ver figu on ayuda del ordenador. En un  9 V, ssegún puedee observarse en la graficaa de la figura obtenida co mom mento dado se cierra el circuito y el co ondensador se descarga a través de u una resistenccia R de  4,7 KΩ.  de:  Se pid aa) ¿Cuánto ttiempo tardaa en descarggarse el cond densador?  b ¿Cuánto ttiempo transscurrió, apro b) oximadamen nte, desde qu ue se cerro eel circuito hasta que la  ddp entree las placas d del condensaador era de 2 2 V?            Observa las ffiguras e indica:  25º) O a) El n nombre del TTerminal dell diodo por d donde entra la corriente.  b) El nombre del Terminal por donde salee la corrientee.  omponente rreal.  c) Ideentifica sobree el símbolo y sobre el co                

ACHILLER SA ABUCO     DEP PARTAMENTTO DE TECNO OLOGIA  IES BA

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26º)   Dibuja el siguiente circuito en el Crocodile Technology ( Rectificador puente de diodos)                Completa las siguientes actividades:  9 Enumera y describe los diferentes elementos que aparecen en el circuito.  9 ¿cómo funciona el circuito? ¿para qué sirve?  9 Cambia  los  valores  del  condensador  y  de  las  resistencias.  ¿observas  algún  cambio  en  el  comportamiento del circuito? ¿en qué influye el valor de la capacidad del condensador?  27º)   Dibuja el siguiente circuito usando el Crocodile Technology (Temporizador).                Completa las siguientes actividades:  ¾ Enumera y describe los diferentes elementos que aparecen en el circuito.  ¾ ¿cómo funciona el circuito? ¿para qué sirve?  ¾ Cambia los valores del condensador y de las resistencias. ¿observas algún cambio 

en el  comportamiento  del  circuito?  ¿en  qué  influye  el  valor  de  la  capacidad  del  condensador?     

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28º) Realiza con el Crocodile Technology el siguiente circuito (Luces crepusculares)                  Completa las siguientes actividades:  • • •

Enumera y describe los diferentes elementos que aparecen en el circuito.  ¿cómo funciona el circuito? ¿para qué sirve?  Cambia los valores del potenciómetro y de la resistencia LDR. ¿observas algún cambio en  el circuito? 

29º) Explica el funcionamiento por etapas del siguiente esquema de conexiones que representa el  circuito de control de nivel máximo de líquido en un depósito.                     

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30º) Explica el funcionamiento del siguiente esquema de conexiones que pertenece a un circuito  temporizador de un tostador.                  31º) En el divisor de tensión siguiente, ¿qué valores tendrá Vs en los dos casos de la tabla?

            32º) En el divisor de tensión siguiente, ¿qué valor tendrá Vs, cuando la NTC se encuentre a 40 ºC?.

           

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33º) Explica como funciona el siguiente circuito hidráulico y  relaciónalo con el funcionamiento del  transistor.                                                 

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SOLUCIONES 1º) Realiza el siguiente circuito eléctrico  a) Que lámpara se ilumina si cierro IN1 y mantengo abierto IN2.  b) Que lámpara se ilumina si esta abierto IN1 y cerrado IN2  c) Que lámpara se ilumina si los dos están cerrados  Con la información que proporciona el programa calcula la resistencia de cada bombilla.  Conocida  esa  resistencia  determina  la  resistencia  equivalente  del  circuito  cuando  ambos  interruptores están cerrados. 

SOLUCION  A) La lámpara denotada como L1            B) Ninguna   

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  C) Todas las lámparas.              D) De los datos que nos  proporciona   Todas las lámparas están en paralelo y  a 9 V (la tensión de la pila) .     Por otro lado los amperímetros  colocados en serie con las lámparas nos  indican que le están pasando 714 mA a  cada una de  ellas. Por tanto:  9   714

0.714 9 0.714

12.61 Ω

También  se podría calcular la potencia a través de la expresión:  0.714

12.61

6.43

Lo que nos indica que la potencia nominal de las lámparas es de 10 W pero no las tenemos al  máximo rendimiento.  ¿Cuál seria la tensión máxima que podríamos conectar para que nos dieran los 10 watios?. 

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2009‐2010 √

√10 12.61

11.23

    Filament Lamp  The yellow filament lamp has a non‐linear current‐voltage characteristic. The current is  proportional to the square root of the applied voltage.    The power dissipation (at the nominal voltage) is set using the filament lamp control bar.   Nominal voltage 

12V

Max. brightness occurs at 

12V

Max. voltage  15V            E) La resistencia equivalente será:  12.61 12.61 12.61 12.61

6.31

y la resistencia total será:  

12.61

6.31

18.92 Ω

       

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  2º) Realiza el siguiente circuito eléctrico.  Explica su funcionamiento.  Elimina ahora el diodo que hemos situado en paralelo con el rele. ¿Qué pasa? ¿Por qué?                    SOLUCION  Este es un circuito con transistor.   En primer lugar veamos que  configuración tenemos:  Configuración en emisor común.  Si  repasamos el funcionamiento  del  transistor  observamos que  necesitamos una pequeña corriente  por la base  para que pueda  conducir la unión colector emisor,    Por tanto hemos de poder controlar la corriente que le llega a la base. Esto se hace en este circuito  a través de una resistencia fija de 10 K (ya que es el minimo de resistencia que tendrá la base ) y  una LDR la cual tendrá una resistencia muy alta cuando no le de la luz, y una resistencia muy baja  cuando incida sobre ella la luz. 

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      Si observamos los  valores de los  voltímetros,  tendremos que para  una resistencia muy  alta en la LDR  tenemos que:  VLED=8.30 V  VR=83 mV=0.083 V  VBE=619 mV=0.619 V  VCE=8.92 V  VRELE= 9 ‐8.92=0.08 V    De estos datos se infieren que la corriente que le llegará a la base será tal como nos la mide el  programa  IB=8,30 μA=8,3∙10‐6 A, lo que es prácticamente despreciable. Por tanto el transistor se  está comportando como un interruptor abierto.                 

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De la tensión base‐emisor que es de un valor de 0.619 V, se deduce que “el diodo base‐emisor”  comenzará a conducir próximo a los 0,7 V, con lo cual en el momento que le dé la luz a la LDR el  transistor dejará pasar la corriente desde colector a emisor y por tanto activará la bobina del rele y  sus contactos conmutaran de tal modo que el circuito de fuerza se cierra y el motor comienza a  girar.  Si la luz que le da a la LDR es la máxima, tal que su resistencia sea minima tendremos los siguientes  valores:                         

Uno de los problemas al conmutar inductancias, es la aparición de sobretensiones en el circuito de alimentación y el interuptor de control en el momento en que se interrumpe el paso de la corriente. Esta sobretensión puede llegar a destruir el elemento de control y otros componentes que estén conectados a la alimentación. Para resolver este problema existen diferentes circuitos de protección. La solución mas sencilla es conectar un diodo en paralelo con la bobina del relé, de tal manera que en el momento que se abre el interruptor S1 la corriente no se interrumpe en la bobina de forma brusca y circula a través de D1 (figura 3). Sin embargo, esta solución tiene el inconveniente de que el tiempo de respuesta del relé se Figura 2. Circuito de medida para la caracterización del relé. Irele RELE S1 FA 0-12V Rtest 1 Ohm R1 470

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alarga. La corriente que estaba circulando por la bobina del relé sigue circulando después de abrir S1 y decae exponencialmente con una constante de tiempo τ=L/R. Por tanto, el relé no se desactiva inmediatamente después de abrir S1.

   

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EJERCICIOS DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA  

Ejercicios de electronica analogica para 3º eso

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