UNITAT: OPERADORS TECNOLÒGICS

ACTIVITAT 22: OPERADORS ELECTRÒNICS:

TIPUS I APLICACIONS BÀSIQUES

(Guió: )

Per a contestar aquest guió, hauràs de buscar entre el material que tens al final del guió, en el llibre de text i en els teus coneixements. Com en totes les activitats, es valorarà el teu grau d'autonomia, es a dir, que la puntuació serà tant més alta com més preguntes hagis pogut resoldre correctament sense l'ajuda del professor. A més, si fas preguntes que tenen una resposta directa entre els fulls del guió, perdràs punts automàticament.

Per tant, es aconsellable que segueixis les Normes de realització d'activitats, i llegeixis les fotocòpies adjuntes o pàgines del llibre indicades abans de contestar les preguntes i exercicis proposats.

OBJECTIUS DE L'ACTIVITAT:

Al finalitzar l'activitat l'alumne/a ha de:

• Conèixer el nom i el símbol gràfic dels components electrònics fonamentals i bàsics.

• Distingir els diferents components per la seva forma i el nombre de terminals (borns).

• Entendre aplicacions senzilles d'acord amb el seu funcionament.

• Saber muntar un circuit senzill seguint un esquema elèctric.

No és necessari que aneu apuntant les explicacions que es van donant. Únicament és imprescindible apuntar allò que es vagi indicant.

DESENVOLUPAMENT:

1) Comprovau que teniu totes les peces de la capsa de muntatges fischer Technik ut3/1 que teniu assignada. A més se us han de deixar 2 suports plans i 3 suports de 15 mm.

Seguint les instruccions del manual de la capsa (fig. 1), muntau, amb cada un dels conductors unifilars, dos cables de connexió, un de 10 cm i l'altre de 30 cm., aquest darrer amb borns (clavilles) només a un costat, ja que l'altre costat ha d'anar connectat a la font d'alimentació.

Llavors, utilitzant la placa general de muntatges, instal·lau les plaques de distribució perquè serveixin de preses de corrent de la placa, de manera que la part positiva quedi connectada al terminal de 5V. de la font a través del polsador, perquè només hi hagi tensió a la placa quan polseu l'operador ( així el muntatge és més segur i evitar tenir connectat un component massa temps).

No utilitzeu la resta dels rodets de cable que hi ha a menys que us ho digui el professor.

Finalment, inseriu les làmpades que no estiguin ja col·locades en els portalàmpades corresponents (i deixau-les així definitivament)

2) En aquesta activitat haureu de reconèixer una sèrie de components electrònics utilitzant les definicions de la seva geometria, els dibuixos i les fotos que teniu en el guió. Al mateix temps, a una fulla apart, heu d'anar fent una llista on, de cada un dels components que es vagin explicant, heu d'escriure el nom, el símbol gràfic i l'aplicació o utilitat bàsica i fer un petit croquis de les tres vistes del component. Per entendre el funcionament, realitzareu la pràctica indicada a cada un d'ells. Podeu utilitzar els borns o clavilles de connexió que hi hagi lliures per manejar i poder connectar millor els components que anireu experimentant.

Resistència fixa: operador cilíndric, amb dos terminals i unes ratlles de color dalt la seva superfície.

• Utilitzant la taula de colors que teniu, identificau el valor de la resistència i comparau-lo amb el valor que mesureu després amb el tester.

La seva utilitat més bàsica és la de limitar els corrents i obtenir valors necessaris de tensions i intensitats en circuits electrònics.

Potenciòmetre (resistència ajustable): N'hi ha de diferents formes, però tots ells tenen un part mòbil, bé en forma d'eix per actuar-lo manualment, bé en forma de ranura allargada per a manejar-lo amb un petit tornavís. Tenen tres terminals i tenen generalment forma de disc o cilindre de poca alçada.

• Posau, utilitzant el tornavís de la capsa fischer, el cursor (part mòbil) en mig dels dos extrems i mesurau, amb el tester, la resistència entre els diferents borns, collits de dos en dos. Comparau els valors obtinguts amb les xifres que estan gravades dalt del component.

• Amb els dos terminals que us han donat el valor de resistència més baix, fixau-vos com varia la lectura del tester quan moveu el cursor cap a un extrem i cap a l'altre. Apuntau els valors de resistència en els dos extrems i en els punts mitjos entre aquests i el punt de partida inicial.

L'aplicació fonamental d'aquest component és obtindre valors de resistència que podem ajustar o modificar durant la utilització del circuit on ficam el component.

Condensador fix: N'hi ha de diferents tipus i aplicacions, encara que les seves característiques bàsiques són iguals per a tots. La diferència fonamental és el material dielèctric (aïllant) que utilitzen, tenint un forma externa lleugerament diferent per poder-los distingir a simple vista. La característica general més evident és que tenen dos terminals. També tots ells mantenen una càrrega elèctrica durant un cert temps. Solen tenir forma cilíndrica, prismàtica (capseta) o de disc.

En aquesta activitat utilitzarem dos tipus: condensador electrolític i condensador de poliester.

• Condensador electrolític: és cilíndric i té marcada la polaritat a un dels seus borns ( born negatiu indicat per una ratlla negre al costat del terminal)

• Condensador de poliester: Té forma prismàtica de base rectangular (de capsa quadrangular). No té una polaritat definida.

Utilitzant cada un dels condensadors que teniu, tal com la font d'alimentació i el tester (col·locat per mesurar tensions), heu de fer les següents experiències:

• Utilitzant els borns de tensió fixa de 5 V. de la font d'alimentació connectats com ja s'ha explicat a les plaques de distribució, mesurau la tensió existent entre les plaques de distribució amb el tester, sense tenir connectat res, i apuntau el valor que marca, primer sense pitjar el polsador (ha de marcar 0 V. aproximadament) i llavors quan pitjau el polsador (ha de marcar aproximadament 5 V.). Després, amb el vostre rellotge, mesurau el temps que tarda el polímetre en marcar 0 V (o un valor inferior a 0.2 V). Llavors, amb cada un dels condensadors que teniu (i anant molt alerta de connectar el condensador electrolític amb la polaritat correcta (si teniu dubtes, consultau al professor)), els connectau a les plaques i, sense pitjar el polsador, mesurau la tensió amb el polímetre. Després polsau i mesurau. Quan la lectura sigui estable, l'apuntau i llavors amollau el polsador (sense desconnectar el condensador, naturalment) i fixau-vos quants segons tarda ara el multímetre en baixar per davall de 0.2 V. Apuntau el valor obtingut amb cada un dels condensador.

Si tot ha anat bé, haureu obtingut un valor més alt amb el condensador electrolític que amb el de poliester. Això es degut a que el condensador electrolític té més capacitat (22 uF) que l'altre (1 uF) encara que és més petit ( els electrolítics s'utilitzen quan es vol molta capacitat).

L'aplicació principal dels condensadors és la de fer de magatzem temporal d'electricitat.

Diodes: Hi ha tres tipus fonamentals: els normals, els LEDs i els ZENER. Nosaltres estudiarem els dos primers.

Diodes normals: Tenen forma cilíndrica, amb dos terminals i una ratlla circular en un dels extrems. La seva funció és deixar passar el corrent en un únic sentit, com una vàlvula unidireccional. El sentit de pas és cap a la zona de la ratlla (que coincideix amb la forma de fletxa del seu símbol gràfic.)

• Utilitzant el diode i una de les làmpades normals que teniu (no utilitzeu la làmpada amb lent), connectau-los en sèrie a les plaques de distribució, de manera que l'extrem del diode que no té la ratlla estigui connectat a la placa positiva, i l'altre a la làmpada, tancant el circuit amb l'altre born del portalàmpades. Comprovau que la bombeta s'encén quan pitjau el polsador.

• Girau ara el diode (deixant de polsar, naturalment), posant el costat ratllat connectat amb el placa positiva i, tancat el circuit, tornau a polsar. S'encén ara la bombeta? Si s'encén, és que el diode està romput (curtcircuitat). Si no s'encén de cap de les dues maneres, és que està cremat (circuit obert))

Una de les principals aplicacions dels diodes és la rectificació del corrent altern, es a dir, convertir el corrent altern (el que tenim en els endolls de casa) en corrent continu.

Diodes LEDs: Poden tenir formes molt diferents però les més comercials són com petites bombetes de colors verd, groc o vermell. Tenen una funció semblant als diodes normals però a més fan llum quan passa corrent per ells. En aquests, la manera de marcar el sentit correcte del corrent és amb la forma de la càpsula (cos del LED) i, a voltes, la dels terminals. Hi ha un dels costats de la càpsula que està un poc aplanada. En alguns casos, a més, el terminal que hi ha en aquest costat té un petit eixamplament. Aquest és el costat equivalent al costat ratllat dels diodes normals, es a dir, cap a on pot passar el corrent, provenint de l'altre terminal.

• Feu un dibuix d'alçat i planta on se vegi aquesta forma que té el LED, i a l'alçat, dibuixau la forma dels terminals dins de la càpsula. Indicau també el seu símbol gràfic (igual que el normal, amb un petit raig que surt).

• Feu la mateixa experiència que heu fet amb el diode normal, substituint aquell pel led.

Transistors: N'hi ha de diferents tipus i diferents formes, però tots ells tenen una funció semblant: deixar passar més o menys corrent entre dos dels seus tres terminals, donant més o menys tensió al tercer dels terminals. Nosaltres estudiarem un tipus de transistor: el transistor bipolar NPN. El transistor que teniu té forma de cilindre amb un costat aplanat, a on estan gravades unes lletres d'identificació del transistor. Els tres terminals o borns d'aquest tipus de transistor es diuen Col·lector, Base i Emissor. El col·lector és el terminal per on entre el corrent, l'emissor és per on surt i la base serveix per controlar la quantitat d'intensitat que volem que passi. Mirant el transistor des de la cara on hi ha els terminals, i posant el costat pla cap amunt (mirant el sostre), el col·lector és el terminal que queda a l'esquerra, la base és el d'enmig i l'emissor és el terminal de la dreta.

• Connectau el transistor en lloc del diode LED de l'apartat anterior, de manera que el col·lector quedi en la placa positiva i l'emissor connectat a un dels borns del portalàmpades, deixant, de moment, la base desconnectada.

• Connectau ara la base amb un dels borns de la resistència fixa que teniu, deixant l'altre born de la resistència connectat a un conductor (cable) que pugueu connectar i desconnectar fàcilment.

• Després per a cada una de les situacions indicades al paràgraf següent, heu apuntar si la làmpada s'encén molt, poc o gens quan connectau la font.

a) Conductor connectat a la placa positiva (5V).

b) Conductor connectat a la placa negativa.

Intenta explica l'experiència.

Malgrat hi ha molts més tipus de components electrònics, els que heu vist fins ara són els bàsics, a partir dels quals es poden construir altres molt més complicats.

3) En aquest apartat muntareu diferents circuits que us indiqui el professor, utilitzant alguns dels components estudiats abans, i veureu la forma d'utilitzar-los en situacions diverses:

 

4) Altres components més específics però també molt utilitzats en els circuits reals són els relés i les cèl·lules fotoelèctriques o fotoresistències. Llegiu les pàgines 44 i 45 del llibre de 4rt (que teniu al final del guió) i completau la llista de components que estau fent.

5) Utilitzant el relé electromagnètic i la fotoresistència (amb molta cura ja que són components bastant cars) que teniu a la capsa de muntatges, muntau el circuit dibuixat al manual i comprovau el seu funcionament.

6) Intentau muntar un circuit, amb el major nombre possible de components, que realitzi una funció interessant i representau-lo gràficament (abans de connectar-lo a la font, demanau el Vist i plau del professor). Si no se us n'acut cap, avisau al professor.

 

Relé: N'hi ha de diferent nombre contactes, amb la qual cosa tenen diferent nombre de terminals. Aquest component es com un interruptor o commutador, però que en lloc d'encendre's o apagar-se amb la ma, ho fa amb un senyal elèctric. Aprofiten per això un electro-imant que tenen dins per moure els contactes quan s'endolla (es connecta a tensió) la bobina de control (o bobina excitadora). Tots ells tenen, per això mateix, dos terminals on es connecta el senyal elèctric de control (bobina excitadora), i a més, tres terminals per cada contacte de l'operador (tots solen funcionar com commutadors, es a dir, donant pas cap a un costat o cap a l'altre). Els més senzills, com el que teniu, tenen 1 contacte (3 terminals, a part dels de la bobina excitadora).

La seva forma sol ésser de prisma de base rectangular (com un condensador de poliester gros) i poden ser opacs o transparents, de manera que en aquests darrers es pot veure el seu mecanisme i com funciona.

• Muntatges amb relés.

 

Cèl·lules foto-elèctriques: Funcionen d'una manera semblant als relés, però obeint un senyal de llum, es a dir que deixen o no passar el corrent segons reben o no llum (del sol o d'una bombeta normal o especial, segons els tipus.

• Muntatges cèl·lula

 

 

 

 

• Circuit de control d'il·luminació: amb transistor i sense.

• Circuit amb encesa mantinguda: amb transistor i sense ?

• Circuit d'actuació combinada: brunzidor, motor, ...