UNITAT: OPERADORS TECNOLÒGICS
ACTIVITAT 22: OPERADORS ELECTRÒNICS:
(Guió: )
Aquest guió té una sèrie d'activitats pràctiques que has de realitzar durant les classes, i algunes preguntes teòriques o més intel·lectuals que podràs contestar, una vegada fetes les pràctiques, a casa. Algunes són voluntàries, i per tant has de contestar-les només si vols o tens temps de sobra, i donaran punts extra (però únicament si abans has fet totes les parts obligatòries).
Recorda que es valorarà el teu grau d'autonomia i que segueixis les Normes de realització d'activitats.
MATERIAL: Capsa de muntatges fischer-technic ut3/1, placa general de muntatges fischer-tecnic, 2 suports plans i 3 suports de 15 mm., font d'alimentació fischer-technic, Polímetre digital (deixar apagat mentre no l'utilitzeu), 9 components electrònics: 2 resistències, 1 potenciòmetre, 1 condensador electrolític, 1 condensador de poliester, 1 diode, 1 LED, 1 transistor BJT NPN i 1 xip. Llista de materials de la caixa de muntatges. Llista descriptiva de components electrònics. Manual d'instruccions del polímetre.
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.
DESENVOLUPAMENT:
1) Comprovau que teniu totes les peces de la capsa de muntatges fischer Technik ut3/1 que teniu assignada.
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 positiu fix 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 evita tenir connectat un component massa temps).
2) En aquesta activitat per reconèixer els components electrònics haureu d'utilitzar les definicions de la seva geometria donades a classe, 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 fer un petit croquis de les tres vistes del component.
Per veure 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:
• 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.
• Potenciòmetre (resistència ajustable):
• 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.
• Condensador fix: En aquesta activitat utilitzarem dos tipus: condensador electrolític i condensador de poliester.
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 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) quan tornau a amollar el polsador. 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).
Diodes: Hi ha tres tipus fonamentals: els normals, els LEDs i els ZENER. Nosaltres estudiarem els dos primers.
• Diodes normals: 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)). En qualsevol d'aquest dos casos avisau al professor.
• Diodes LEDs: 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: 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.
• En aquesta pràctica veure com amb un transistor podeu aprofitar corrents més petites que normalment.
• Connectau una làmpada a les plaques de distribució, però a traves d'un recipient amb un poc d'aigua (sense que els terminals es toquin directament) tal com es mostra en el dibuix de la fotocòpia. Encara que l'aigua és conductora la bombeta no s'encén o s'encén molt poc
• Connectau ara el transistor com us mostra el circuit de la fotocòpia. Ara s`hauria d'encendre més. Que passa quan treis el cable de la base del transistor de dins l'aigua?
Intenta explica l'experiència.
• Xips: Amb el xip que teniu assignat, feis un croquis de les tres vistes, acotau les mesures total i contau el nº de pins que té.
• Fotoresistències: Utilitzant la fotoresistència que teniu en la caixa de muntatges comprovareu com varia la seva resistència quan incideix la llum.
• Amb la fotoresistència (part receptora de la llum) descoberta, mesura la resistència que hi ha entre els seus borns. Mirau com va variant aquest valor a mesura que li acostau un objecte opac (llibre, full, etc.) Apuntau el valor que té completament destapat i completament tapat.
UNITAT: OPERADORS TECNOLÒGICS
LLISTA DESCRIPTIVA D'OPERADORS ELECTRÒNICS:
TIPUS I APLICACIONS BÀSIQUES
• Resistència fixa: operador cilíndric, amb dos terminals i unes ratlles de color dalt la seva superfície, que indiquen el seu valor.
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.
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. Podeu distingir-los d'altres components semblants si quan voleu mesurar la resistència que tenen, el valor va pujant contínuament.
Disposam de dos tipus: condensador electrolític i condensador de poliester.
• Condensador electrolític: és cilíndric amb unes petites contraccions en els extrems 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.
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.)
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.
• 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.
• 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.
• 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).