TP N°3: Sistemas de numeracion

1) Construir una tabla  con numeros decimales, desde el 0 hasta el 20 y sis equivalentes en binario, octal y hexadecimal

2) Construir una tabla que resuma las operaciones necesarias para convertir numeros entre los sistemas binarios, octal, decimal, y hexadecimal

3)Completar la tabla, indicando debajo de la misma las operaciones realizadas

4)Para un sistema de numeracion de base 4 (Simbolos para contar 0, 1, 2, 3) indicar las operaciones necesarias para convertir numeros entre este sistema y los vistos anteriormente y vceversa. Realiza ejemplos numéricos

5)Busca la tabla de codigos ascII

6)Utilizando los codigos ascII, escribir la siguiente frase en Binario, Hexagesimal y decimal:

4 3 Electrónica@hotmail.com

Hexadecimal
34 20 33 20 45 6c 65 63 74 72 c3 b3 6e 69 63 61 40 68 6f 74 6d 61 69 6c 2e 63 6f 6d

Decimal
52 32 51 32 69 108 101 99 116 114 195 179 110 105 99 97 64 104 111 116 109 97 105 108 46 99 111 109

Binario
00110100 00100000 00110011 00100000 01000101 01101100 01100101 01100011 01110100 01110010 11110011 01101110 01101001 01100011 01100001 01000000 01101000 01101111 01110100 01101101 01100001 01101001 01101100 00101110 01100011 01101111 01101101

7)Construir una tabla con los numeros decimales del 0 al 20 y sus equivalentes en BCD

8) Dibujar el displey de un reloj que muestre la hora 23:59 hs en binario y en BSD

 

1) Dibuje la estructura típica de un capacitor. Indica que factores físicos determinan la capacidad. Defina matemáticamente la capacidad en función de estos parámetros y de la constante del dieléctrico usado.

Un capacitor es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es un componente pasivo. Está formado por un par de superficies conductoras en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o láminas, separadas por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por el vacío, que, sometidas a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).
Los capacitores, segun sus paramtros fisicos se podrian definir de la siguiente forma:

 

donde:

ε₀: permitividad del vacío ≈ 8,854187817... × 10⁻¹² F·m⁻¹

ε_r: constante dieléctrica o permitividad relativa del material dieléctrico entre las placas

A: el área efectiva de las placas

d: distancia entre las placas o espesor del dieléctrico

2) ¿Qué es la constante dieléctrica? Unidades. Tabla con valores 
típicos de algunos materiales.


Existe gran diferencia entre los valores de las constantes dieléctricas de diferentes sustancias. Algunos ejemplos importantes se muestran en la siguiente tabla. 

3) Defina la capacidad eléctrica eléctricamente en función de las cargas acumuladas y la tensión. Efectué un análisis dimensional.


La capacidad eléctrica de un conductor cargado y aislado es una magnitud que se mide por el cociente entre su carga y su potencial eléctrico.

   La formula de la capacitancia es:      

        Unidades de la capacidad:                  

4) Dibuje un circuito con un capacitor conectado a una fuente de alimentación continua. Explique que sucede en el instante de la conexión y después que se cargo. Haga un gráfico de tensión y corriente en función del tiempo sobre el capacitor.

Las armaduras de un capacitor, cuando se conectan a los polos de un generador de corriente continua, adquieren cargas iguales y de signo contrario, diciéndose entonces que el condensador está cargado. El proceso de carga de un condensador no es instantáneo, sino que, se va realizando paulatinamente, dependiendo de la capacidad del mismo y de la resistencia del circuito.

Al conectar un condensador en un circuito, la corriente empieza a circular por el mismo. A la vez, el condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se encuentra totalmente cargado, deja de circular corriente por el circuito. Si se quita la fuente y se coloca el condensador y la resistencia en cortocircuito, la carga empieza a fluir de una de las placas del condensador a la otra a través de la resistencia, hasta que la carga es nula en las dos placas. En este caso, la corriente circulará en sentido contrario al que circulaba mientras el condensador se estaba cargando.

5) Dibuje un circuito con un capacitor conectado a una fuente de alimentación alterna senoidal. Explique que sucede sobre el capacitor para cada hemiciclo ¿Circula corriente por el capacitor? ¿Y por el circuito?

 Debido a la tensión alterna U, el capacitor resulta cargado, descargado, vuelto a cargar con polaridad opuesta; una vez más descargado, y así sucesivamente. Con ello circula una corriente cuya variación es senoidal. Pero, la corriente no circula a través del capacitor, es decir a través de su dieléctrico que es aislante como hemos dicho, la corriente sólo circula de los bornes del generador a las armaduras del condensador y viceversa, es decir, aunque el circuito realmente no está cerrado el efecto es como si lo estuviera; y siendo éste el efecto, se suele decir que por el circuito circula una corriente eléctrica.

6)¿ Para qué se utilizan los capacitores en electrónica?. De ejemplos de circuitos

Los capacitores suelen usarse para:

• Baterías, por su cualidad de almacenar energía.
• Memorias, por la misma cualidad.
• Filtros.
• Adaptación de impedancias, haciéndolas resonar a una frecuencia dada con otros componentes.
• Demodular AM, junto con un diodo.
• El flash de las cámaras fotográficas.
• Tubos fluorescentes.
• Mantener corriente en el circuito y evitar caídas de tensión.

Este puede ser aprovechado para la fabricación de memorias, en las que se aprovecha la capacidad que aparece entre la puerta y el canal de los transistores MOS para ahorrar componentes.

7) Explique que limita el uso de los capacitores de alta frecuencia. ¿Cuáles son los capacitores mas adecuados para ellas?


Estos componentes deben operar a frecuencias altas, por lo que deben presentar bajas inductancias y pérdidas. En términos generales, se pueden utilizar capacitores con diélectrico plástico o cerámico, dependiendo de la aplicación. Sin embargo, en muchos casos se prefiere el uso de capacitores hechos especialmente para aplicaciones de conmutación.


El dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores es la mica o silicato de aluminio y potasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango de frecuencias y alta estabilidad con la temperatura y el tiempo. Son más costosos que los capacitores cerámicos y se utilizan en lugar de estos en aquellos casos donde se requiere mayor estabilidad y en aplicaciones de alta frecuencia.

8) ¿Qué son los capacitores electrolíticos? ¿Para qué se usan? Descríbalos, ilustre su estructura interior y exterior. 

Un capacitor electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de sus placas. Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente alterna pero no corriente continua.

Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia, permitiendo la construcción de filtros de muy baja frecuencia.

9) Capacitores de tantalio. Descríbalos. Usos. Compárelo con los electrolíticos. Ilustre su estructura interior y exterior.


Los capacitores de tantalio son más flexibles y confiables, y presentan mejores características que los electrolíticos de aluminio, pero también su costo es mucho más elevado.

10) Capacitores sólidos. Usos. Ilustre su estructura interior y exterior.

Este tipo de condensador es justamente el que se ha comenzado a utilizar en las placas madres, a diferencia del condensador de electrolito, el condensador sólido utiliza una combinación de Polímero orgánico sólido (Solid Organic Polymer), están recubiertos por una carcasa de aluminio laminado y sellados herméticamente, también son del tipo radial con 2 conectores polarizados.

Esta imagen podemos ver la composición de un capacitor sólido, la diferencia con el capacitor electrolítico a nivel estructural es el material dieléctrico usado y el revestimiento, que a la larga son los que hacen la diferencia entre ambos.

11) Capacitores de poliéster. Usos. Ilustre su estructura interior y exterior.

12) Capacitores cerámicos. Usos. Ilustre su estructura interior y exterior. Explique como se lee el valor de éstos capacitores.  


Utiliza cerámicas de varios tipos para formar el dieléctrico. Existen diferentes tipos formados por una sola lámina de dieléctrico, pero también los hay formados por láminas apiladas. Dependiendo del tipo, funcionan a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas.

13) Capacitores variables. Usos, ilustre su estructura interior y exterior de los llamados Tandem y Trimmers. 


Un condensador variable es aquel en el cual se pueda cambiar el valor de su capacidad. En el caso de un condensador plano, la capacidad puede expresarse por la siguiente ecuación:

 Este tipo de condensador tiene una armadura móvil que gira en torno a un eje, permitiendo que se introduzca más o menos dentro de la otra. El perfil de la armadura suele ser tal que la variación de capacidad es proporcional al logaritmo del ángulo que gira el eje.

 Trimmer

 Tandem

14) Diodos Varicap. Explique su funcionamiento, usos. Ilustre su estructura interior y exterior. Dibuje un circuito electrónico que ejemplifique su utilización

El diodo de capacidad variable o Varactor (Varicap) es un tipo de diodo que basa su funcionamiento en el fenómeno que hace que la anchura de la barrera de potencial en una unión PN varíe en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del diodo. De este modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión. Los valores de capacidad obtenidos van desde 1 a 500 pF. La tensión inversa mínima tiene que ser de 1 V.

La aplicación de estos diodos se encuentra, sobre todo, en la sintonía de TV, modulación de frecuencia en transmisiones de FM y radio y en los osciladores controlados por voltaje (oscilador controlado por tensión).

15) Al  comprar un capacitor que parámetros se indican comúnmente al vendedor.

Cuando se compra un capacitor, al vendedor se le debe indicar:

1. El valor nominal de su capacidad.
2. La máxima tensión que resiste el mismo.
3. Temperatura.
4. Máxima frecuencia de trabajo.

16) Indique como se muestra el valor de la capacidad y la tensión maxima de trabajo en los distintos capacitores: Electrolíticos, Poliester, Cerámico, Tantalio. 

1)Para que se utilizan los resistores en electronica?
 Los resistores se utilizan para distribuir correctamente corrientes y tensiones


2) Definición de resistibidad 


La resistividad eléctrica de una sustancia mide su capacidad para oponerse
al flujo de cargaeléctrica a través de ella. Un material con una resistividad eléctrica alta (conductividad eléctrica baja), es un aislante eléctrico y un material con una resistividad baja (conductividad alta) es un buen conductor eléctrico. Las medidas de RE son habituales en las prospecciones geofísicas. Su finalidad es detectar cuerpos y estructuras geológicas basándose en su contraste resistivo.


3)Establecer una tabla de resistibidad de los elementos más comunes.

4) Dado que el principal parametro de un resistor es la resistencia, definir la misma en función de sus características fisicas(resistibilidad, largo y seccion). Efectuar el análisis dimensional.

 La resistencia de un componente depende de sus características físicas: La resistencia (R) es directamente proporcional a su longitud (L), e inversamente proporcional a la sección(S) ; también depende de la resistividad  (ρ) del material con que está hecho el alambre.



La resistencia  se calcula:

               

R = ρ * L / S

ρ = resistividad del material [Ω.m]

L = largo del resistor [m]

S = seccion del resistor [m²]

5) Al comprar un resistor, ¿Que parametros mínimos debe indicarse al vendedor?

A) Valor nominal: Es el valor resistivo del resistor. Ejemplo : 2k Ω

B) Tolerancia:Es el margen de error que tiene el valor nominal. Ejemplo:  ±10%, siguiendo el ejemplo anterior: 1800Ω-2200Ω

C) Potencia: Es la potencia que soporta el resistor. Ejemplo: 1/4 watt

6) Buscar y pegar el código de colores para la identificación de un resistor de 6 bandas.

7) Indique como se identifican los Recistores S.M.D. (Surface Mounting Device).

Identificar el valor de una resistencia SMD es más sencillo que para una resistencia convencional, ya que las bandas de colores son reemplazadas por sus equivalentes numéricos y así se imprimen en la superficie de la resistencia, la banda que indica la tolerancia desaparece y se la "reemplaza" en base al número de dígitos que se indica, es decir; un número de tres dígitos nos indica en esos tres dígitos el valor del resistencia, y la ausencia de otra indicación nos dice que se trata de una resistencia con una tolerancia del 5%. Un número de cuatro dígitos indica en los cuatro dígitos su valor y nos dice que se trata de una resistencia con una tolerancia del 1%.

8) Dibujos descriptivos. Características y usos de los resistores de alambre.

Las resistencias calentadores se utilizan para infinidad de aplicaciones. La gran mayoría de ellas son fabricadas con un alambre de una aleación de níquel (80%) y cromo (20%). Esta aleación soporta temperaturas muy altas (1000º C), es resistivo (condición necesaria para generar calor), es muy resistente a los impactos y es inoxidable.

9) Resistores de composición de carbón. Dibujos descriptivos, características y usos.

Los resistores de composición , tienen la tolerancia más amplia de todos los resistores existentes y son los más baratos. Están constituidas en su mayor parte por grafito en polvo, el cual se prensa hasta formar un tubo como el de la figura.
Las patas de conexión inicialmente se implementaban con hilo enrollado en los extremos del tubo de grafito, y posteriormente se mejoró el sistema mediante un tubo hueco cerámico (figura inferior) en el que se prensaba el grafito en el interior y finalmente se disponian unas bornas a presión con patillas de conexión

10) Resistores de pelicula de cabón. Dibujos descriptivos, características y usos.

Este tipo es muy habitual hoy día, y es utilizado para valores de hasta 2 watios. Se utiliza un tubo cerámico como sustrato sobre el que se deposita una película de carbón tal como se aprecia en la figura.

Para obtener una resistencia más elevada se practica una hendidura hasta el sustrato en forma de espiral, tal como muestra (b) con lo que se logra aumentar la longitud del camino eléctrico, lo que equivale a aumentar la longitud del elemento resistivo.

Las conexiones externas se hacen mediante crispado de cazoletas metálicas a las que se une hilos de cobre bañados en estaño para facilitar la soldadura. Al conjunto completo se le baña de laca ignífuga y aislante o incluso vitrificada para mejorar el aislamiento eléctrico. Se consiguen así resistencias con una tolerancia del 5% o mejores, además tienen un ruido térmico inferior a las de carbón prensado, ofreciendo también mayor estabilidad térmica y temporal que éstas.



11) Indique cuáles son los colores que deben tener pintados los siguientes resistores:   a) 1Ω; 10Ω; 100Ω; 1KΩ; 10KΩ; 100KΩ; 1MΩ; 10MΩ; 100MΩ    (5%).

                       b) 4,7Ω; 47Ω; 470Ω; 4,7KΩ; 47KΩ; 470KΩ; 4,7MΩ; 47MΩ; 470MΩ   (5%).

1Ω= negro-marrón-oro

10Ω= negro-marrón-negro-oro

100Ω= negro-marrón-marrón-oro

1KΩ= negro-marrón-rojo-oro

10KΩ= negro-marrón-naranja-oro

100KΩ= negro-marrón-amarillo-oro

1MΩ= negro-marrón-verde-oro

10MΩ= negro-marrón-azul-oro

100MΩ= negro-marrón-violeta-oro

5% Tolerancia

4.7Ω= amarillo-violeta-oro-plata

47Ω= amarillo-violeta-negro-plata

470Ω= amarillo-violeta-marrón-plata

4.7KΩ= amarillo-violeta-rojo-plata

47KΩ= amarillo-violeta-naranja-plata

470KΩ= amarillo-violeta-amarillo-plata

4.7MΩ= amarillo-violeta-verde-plata

47MΩ= amarillo-violeta-azul-plata

470MΩ= amarillo-violeta-violeta-plata

10% Tolerancia

12) Inscripción que deberá llevar 1 resistor de montaje superficial de 333KΩ al 1%. Indique cómo están construidos estos resistores, dibujos descriptivos y características de uso.

La inscripción que se aplica a una resistencia de 333kΩ al 1% es: 3333

Las resistencias de montaje superficial, son construidas también depositando una película de carbón, pero en este caso es sobre una base de cerámica rectangular. El valor de la resistencia en ohms es determinado ahora por un corte realizado sobre la capa, lo cual aumenta la resistencia eléctrica al reducir la sección por la que la corriente puede circular. 

13) Buscar las series de valores normalizados y tolerancias para resistores (series E192 - E96 - E48 - E24 - E12 - E6). Determinar a qué se refieren estas series y los valores típicos de cada una de ellas.

14) Explique el funcionamiento de los potenciómetros. ¿Para qué se utilizan? Haga dibujos descriptivos y explique la diferencia entre los lineales y logaritmos.

Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.

Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reóstatos, que pueden disipar más potencia.

  Potenciómetros lineales. La resistencia es proporcional al ángulo de giro.

  Logarítmicos. La resistencia depende logarítmicamente del ángulo de giro.

La diferencia entre el logaritmico y el lineal, es que en el lineal, el cambio de resistencia es constante, o sea, su graLa diferencia entre el logarítmico y el lineal, es que en el lineal, el cambio de resistencia es constante, o sea, su gráfica da una recta, y en el caso de la logarítmica, la grafica quedaría como el de una función logarítmica o sea, que no varia constantemente.

Como las usadas en cocinas eléctricas, calentadores de agua, hornos eléctricos o cafeteras. Aquí el alambre de níquel-cromo se cubre con cerámica y después se enchaqueta con cobre cromado o con Incoloy (níquel 45%, cromo 30%, hierro 22%, cobre 3%). La selección de la chaqueta depende del uso, el Incoloy es más resistente al óxido a temperaturas de 800º C, mientras que las enchaquetadas en cobre son generalmente para calentamiento de líquidos por inmersión.

15) ¿Para qué se utilizan los potenciómetros de pre ajuste (Pre set).


Controlan parámetros preajustados, normalmente en fábrica, que el usuario no suele tener que retocar, por lo que no suelen ser accesibles desde el exterior. Existen tanto encapsulados en plástico como sin cápsula, y se suelen distinguir potenciómetros de ajuste vertical, cuyo eje de giro es vertical, y potenciómetros de ajuste horizontal, con el eje de giro paralelo al circuito impreso


16)  Resistores de pelicula metálica; Caracteristicas, usos, dibujos descriptivos

Este tipo de resistencia es el que mayoritariamente se fabrica hoy día, con unas características de ruido y estabilidad mejoradas con respecto a todas las anteriores. Tienen un coeficiente de temperatura muy pequeño, del orden de 50 ppm/°C (partes por millón y grado Centígrado). También soportan mejor el paso del tiempo, permaneciendo su valor en ohmios durante un mayor período de tiempo. Se fabrican este tipo de resistencias de hasta 2 watios de potencia, y con tolerancias del 1% como tipo estándar.

17) Resistres No lineales, usos

Los Termistores son resistores térmicamente sensibles, existen dos tipos  de termistores según la variación de la resistencia/coeficiente de temperatura, pueden ser negativos (NTC) o positivos (PTC)

Estas resistores se caracterizan porque su valor varía de forma no lineal, en función de muchas magnitudes físicas como la temperatura, tensión, luz, campos magnéticos, etc.. Así estos resistores están consideradas como sensores.

Resistores cuya resistencia no varia de forma lineal con:

USOS: Las PTC se usan en motores para evitar que se quemen sus bobinas, en alarmas, en TV y en automóviles (temperatura del agua),las NTC en medidas, regulación y alarmas de temperatura. las LDR se encuentran en apertura y cierre de puertas, movimiento y paro de cintas trasportadoras, ascensores, contadores, alarmas, control de iluminación, las VDR para proteger contactos móviles de contactares, rieles, interruptores, etc.

18) Termistores: NTC (Negative Temperature Coeficent) y PTC (Positive Temperature Coeficent) usos, caracteristicas, y dibujos despriptivos

• la temperatura, R = f(t)  .la tensión, R = f(V)

• la iluminación, R = f(L) • campos magnéticos, tensiones mecánicas, etc.

PTC

En este componente un aumento de temperatura se corresponde con un aumento de resistencia. Se fabrican con titanato de bario. Sus aplicaciones más importantes son: en motores para evitar que se quemen sus bobinas, en alarmas, en TV y en automóviles (temperatura del agua).
El concepto de los encapsulados de las PTC se rige por los mismos criterios que una NTC, siendo sus aspectos muy parecidos a los mismos.
Su curva característica se realiza entre dos parámetros, la resistencia y la temperatura.
La identificación de los valores de estos dispositivos se realiza mediante franjas de colores en el cuerpo de los mismos que hacen referencia a un determinado tipo. Para deducir sus características se recurre a los catálogos de los fabricantes.
Los márgenes de utilización de las NTC y PTC están limitados a valores de temperatura que no sobrepasan los 400ºC.

NTCEs un componente, al igual que la PTC, que varia su resistencia en función de la temperatura. Así, cuando reciben una temperatura mayor que la de ambiente disminuye su valor óhmico y cuando es baja o de ambiente aumenta.

NTC 

PTC

19) LDR (Ligh Dependant Resistor) Caracteristicas, usos , y dibujos descriptivos

LDR

La resistencia de este tipos de componentes varia en función de la luz que recibe en su superficie. Así, cuando están en oscuridad su resistencia es alta y cuando reciben luz su resistencia disminuye considerablemente.
Los materiales que intervienen en su construcción son Sulfuro de Cadmio, utilizado como elemento sensible a las radiaciones visibles y sulfuro de plomo se emplean en las LDR que trabajan en el margen de las radiaciones infrarrojas. Estos materiales se colocan en encapsulados de vidrio o resina.
Su uso más común se encuentra en apertura y cierre de puertas, movimiento y paro de cintas trasportadoras, ascensores, contadores, alarmas, control de iluminación...

20) VDR (Voltage Dependant Resistor) Caracteristicas, usos y dibujos descriptivos

Se trata pues de un componente que, al aplicarle diferentes tensiones entre sus extremos, varía su resistencia de acuerdo con dichas tensiones. El material semiconductor utilizado en la fabricación de las resistencias VDR es, principalmente, el carburo de silicio. La dependencia de la tensión es debida a la resistencia de contacto entre los cristales de carbur

Características:

La resistencia óhmica de un VDR no es constante, sino que varía con la tensión

aplicada a sus extremos.  De ello se deduce que la corriente que circula por una VDR no es,

en modo alguno, proporcional a la tensión aplicada.  La curva característica de tensión en

función de la corriente será pues la más importante de una VDR, sin embargo también han

de tenerse en cuenta otras características que influyen sobre su funcionamiento, tales como

la potencia disipada, el coeficiente de temperatura, tolerancia, etc.