Guía Visual

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Cómo usar
este libro
Caraterísticas
En la séptima edición de Principios de Electrónica se han incorporado muchas nuevas características para facilitar el estudio. La estructura que siguen todos los capítulos es ésta:
INTRODUCCIÓN DEL CAPÍTULO
Cada capítulo comienza con una breve introducción
sobre el tema que el estudiante va a trabajar.
Capítulo
4
La mayoría de los dispositivos electrónicos como las televisiones de
alta definición, los reproductores de DVD/CD y las computadoras
necesitan una tensión continua para funcionar correctamente. Como
la red eléctrica proporciona tensión alterna, lo primero que tenemos
OBJETIVOS DEL CAPÍTULO
Los objetivos del capítulo son frases concisas que
resumen los temas específicos que se van tratar.
que hacer es convertir la tensión alterna de la red en tensión continua.
La parte del dispositivo electrónico que genera esta tensión continua
se denomina fuente de alimentación. Dentro de las fuentes de
alimentación hay circuitos que permiten que la corriente fluya sólo en
una dirección. Estos circuitos son los rectificadores. Este capítulo se
ocupa de los circuitos rectificadores, filtros, recortadores, cambiadores
de nivel y multiplicadores de tensión.
Objetivos
Después de estudiar este capítulo, deberá ser
capaz de:
■
■
Contenido del capítulo
■
82
CONTENIDO DEL CAPÍTULO
Los estudiantes pueden utilizar esta sección para obtener una idea rápida del capítulo y localizar los temas
específicos.
4.1
El rectificador de media onda
4.2
El transformador
4.3
El rectificador de onda completa
4.4
El rectficador en puente
4.5
El filtro de choque
4.6
El filtro con condensador a la
entrada
4.7
Tensión inversa de pico y
corriente inicial
4.8
Otras cuestiones sobre las
fuentes de alimentación
4.9
Detección de averías
4.10
Recortadores y limitadores
4.11
Cambiadores de nivel
4.12
Multiplicadores de tensión
■
■
■
■
■
■
Dibujar el esquema de un circuito
rectificador de media onda y explicar
su funcionamiento.
Describir el papel del transformador
de entrada en las fuentes de
alimentación.
Dibujar el esquema de un circuito
rectificador de onda completa y
explicar su funcionamiento.
Dibujar el esquema de un
rectificador en puente y explicar
cómo funciona.
Analizar el filtro con condensador a
la entrada y su corriente inicial.
Enumerar las tres principales características que se pueden encontrar
en la hoja de características de un
diodo rectificador.
Explicar cómo funcionan los recortadores y dibujar sus formas de
onda.
Explicar cómo funcionan los
cambiadores de nivel y dibujar sus
formas de onda.
Describir el modo en el que operan los
multiplicadores de tensión.
Vocabulario
VOCABULARIO
Una lista exhaustiva enumera los términos a los que el
estudiante debe prestar atención. A lo largo del capítulo, estos términos se resaltan en negrita al aparecer
por primera vez.
xii
cambiador de nivel
CI refgulador de tensión
circuito integrado
condensador polarizado
corriente de carga unidireccional
corriente inicial
detector de pico
filtro
filtro con condensador de
entrada
filtro de choque
filtro pasivo
fuente de alimentación
multiplicador de tensión
recortador
rectificador de media onda
rectificador de onda completa
rectificador en puente
rectificadores
resistencia inicial
rizado
tensión inversa de pico
regulador conmutado
valor de continua de una señal
83
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xiii
Cómo usar este libro
EJEMPLOS
Todos los capítulos contienen ejemplos desarrollados
que muestran conceptos importantes o el funcionamiento de un circuito, incluyendo análisis y aplicaciones
de circuitos, técnicas para la detección de averías
y diseños básicos.
11
Introducción
el teorema de Norton y veremos por qué la resistencia interna debe colocarse en paralelo con la fuente de corriente.
La Tabla 1.1 le ayudará a comprender la diferencia entre una fuente de tensión y una fuente de corriente.
Ejemplo 1.2
Una fuente de corriente de 2 mA tiene una resistencia interna de 10 M⍀. ¿Cuál es el rango de valores de la resistencia de carga para el que la fuente de corriente es constante?
SOLUCIÓN Puesto que se trata de una fuente de corriente, la resistencia de carga tiene que ser pequeña comparada con la resistencia de fuente. Aplicando la regla 100:1, la resistencia máxima de carga es:
RL(máx) ⫽ 0,01(10 M⍀) ⫽ 100 k⍀
El rango donde la corriente por la carga es constante es una resistencia de carga cuyo valor varía entre 0 y
100 k⍀.
La Figura 1.7 resume la solución. En la Figura 1.7a, una fuente de corriente de 2 mA está en paralelo con 10 M⍀
y una resistencia variable con el valor fijado en 1 ⍀. El amperímetro mide una corriente por la carga de 2 mA.
Cuando la resistencia de carga varía entre 1 ⍀ y 1 M⍀, como se muestra en la Figura 1.7b, la fuente sigue siendo
constante hasta llegar a los 100 k⍀. En este punto, la corriente por la carga disminuye aproximadamente un 1 por
ciento respecto de su valor ideal. Dicho de otra manera, el 99 por ciento de la corriente de la fuente pasa a través de
la resistencia de carga. El 1 por ciento restante pasa a través de la resistencia de fuente. A medida que la resistencia
de carga continúa incrementándose, la corriente por la carga disminuye.
PROBLEMAS PRÁCTICOS
Los estudiantes pueden afianzar los conceptos realizando
los Problemas Prácticos que siguen a los ejemplos. Las
respuestas a estos problemas pueden encontrarse al final
de cada capítulo.
Figura 1.7 Solución.
IL (mA)
2,00
1,95
RL
IS
RS
2 mA
10 MΩ
1 Ω–10 MΩ
2,0 mA
1,90
Región continua
1,85
1,80
1
100
(a)
1k
10k
100k
RL resistencia (Ohmios)
1M
(b)
PROBLEMA PRÁCTICO 1.2 En la Figura 1.7a, ¿cuál es la tensión en la carga cuando la resistencia de carga
es igual a 10 k⍀?
INFORMACIÓN ÚTIL
HOJAS DE CARACTERÍSTICAS
Los recuadros “Información útil” se han colocado en los
márgenes y proporcionan información adicional sobre
los temas que se están tratando.
Se proporcionan hojas de características parciales y completas de muchos dispositivos semiconductores; las especificaciones más importantes se examinan y explican. Podrá encontrar en Internet las hojas de características completas de
estos dispositivos.
178
Capítulo 6
emisor-base, los electrones del emisor entrarán en la bse, como se muestra en
la Figura 6.4. En teoría, estos electrones libres pueden fluir en cualquiera de la
dos direcciones: pueden desplazarse hacia la izquierda y salir de la base, pasando a través de RB en el camino hacia el terminal positivo de la fuente, o pueden fluir hacia el colector.
¿Qué camino seguirán los electrones libres? La mayoría irán hacia el colector. ¿Por qué? Existen dos razones: la base está ligeramente dopada y es
muy estrecha. “Ligeramente dopada” implica que los electrones libres tienen
un tiempo de vida largo en la región de la base, que sea “muy estrecha” implica
que los electrones libres sólo tienen que recorrer una distancia muy corta para
alcanzar al colector.
Sólo unos pocos electrones libres se recombinarán con los huecos en la
base ligeramente dopada de la Figura 6.4. Después, como electrones de valencia, fluirán a través de la resistencia de base hasta el terminal positivo de la
fuente de alimentación VBB.
INFORMACIÓN ÚTIL
En un transistor, la zona de deplexión
emisor-base es más estrecha que la
zona de deplexión colector-base. La
razón de ello puede atribuirse a los
distintos niveles de dopaje de las
regiones de emisor y de colector. Con
un dopaje tan fuerte en la región de
emisor, la penetración en el material n
es mínima debido a la disponibilidad
de muchos más electrones libres. Sin
70
Capítulo 3
Figura 3.16 Hoja de características de los diodos 1N4001–1N4007.
embargo, en el lado del colector, hay
disponibles muy pocos electrones
Electrones del colector
libres y se tiene que penetrar la zona
Casi todos los electrones libres entran en el colector, como se muestra en la Figura 6.5. Una vez que están en el colector, se ven atraídos por la fuente de tensión VCC, por lo que fluyen a través del colector y atraviesan RC hasta alcanzar
el terminal positivo de la tensión de alimentación del colector.
potencial.
En resumen, lo que ocurre es lo siguiente: en la Figura 6.5, VBB polariza en
directa el diodo de emisor, forzando a los electrones libres del emisor a entrar
en la base. La base es estrecha y está poco dopada, proporcionando el tiempo
suficiente para que todos los electrones se difundan hasta el colector. Estos electrones atraviesan el colector, la resistencia RC , y entran en el terminal positivo de la fuente de tensión VCC.
de deplexión más profundamente con
el fin de alcanzar la barrera de
Figura 6.4
El emisor inyecta electrones libres en la base.
+
RC
n
+
RB
+
+
VBB
V BE
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
p
–
VCC
n
–
–
Figura 6.5
VCE
Los electrones libres de la base fluyen y entran en el colector.
+
RB
+
+
VBB
–
V BE
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
RC
n
+
p
VCE
–
VCC
n
–
(a)
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FOTOGRAFÍAS DE COMPONENTES
231
Fundamentos de los transistores
Figura 7.23 (a) Optoacoplador con LED y fototransistor. (b) Optoacoplador integrado.
RS
VS
RC
+
+
–
–
Se incluyen fotografías de los dispositivos
electrónicos reales con el fin de proporcionar al
estudiante una idea más clara del dispositivo que
está estudiando.
VCC
TABLAS RESUMEN
(a)
(b)
© Brian Moeskau/Brian Moeskau Photography
la corriente del LED, lo que hace que la corriente a través del fototransistor también varíe. A su vez, esto produce
una variación en la tensión entre los terminales de colector y emisor. Por tanto, se acopla una tensión de señal desde
el circuito de entrada al circuito de salida.
De nuevo, la ventaja más importante de un optoacoplador es el aislamiento eléctrico entre los circuitos de entrada y de salida. Dicho de otra manera, el terminal común del circuito de entrada es distinto del terminal común
del circuto de salida. Por esta razón, no existe ningún camino de conducción entre ambos circuitos, lo que significa que uno de los circuitos se puede conectar a tierra y el otro dejarse flotante. Por ejemplo, el circuito de entrada
puede estar conectado a la tierra del chasis del equipo, mientras que el terminal común del circuito de salida puede
no estar conectado a tierra. La Figura 7.23b muestra un optoacoplador integrado típico.
Las Tablas-resumen reflejan los puntos importantes
tratados en el capítulo. Los estudiantes pueden utilizarlas para repasar los temas y como un útil recurso
de información.
387
Amplificadores de potencia
Ejemplo
El optoacoplador 4N24 de la Figura 7.24a proporciona aislamiento de la red eléctrica y detecta los cruces por cero
de la tensión de red. La gráfica de la Figura 7.24b muestra cómo se relaciona la corriente de colector con la corriente del LED. He aquí cómo calcular la tensión de pico de salida del optoacoplador:
El rectificador en puente produce una corriente de onda completa a través del LED. Ignorando las caídas en los
diodos, la corriente de pico a través del LED es:
1,414(115 V)
ILED ⫽ ᎏᎏ ⫽ 10,2 mA
16 k⍀
Clases de amplificador
Tabla-resumen 12.1
Circuito
Características
VCC
A
INFORMACIÓN ÚTIL
El valor de saturación de la corriente del fototransistor es:
RC
El optoacoplador realmente fue
20 V
IC(sat) ⫽ ᎏᎏ ⫽ 2 mA
10 k⍀
R1
diseñado como sustituto de estado
sólido del relé mecánico. Funcional-
La Figura 7.24b muestra las curvas estáticas de la corriente del
fototransistor en función de la corriente del LED para tres optoacopladores diferentes. Con un 4N24 (curva superior), una corriente de
LED de 10,2 mA produce una corriente de colector de aproximadamente 15 mA cuando la resistencia de carga es cero. En la Figura
7.24a, la corriente del fototransistor nunca alcanza los 15 mA porque se satura a 2 mA. En otras palabras, hay más que suficiente corriente de LED para producir la saturación. Puesto que la corrriente
de pico del LED es de 10,2 mA, el transistor está saturado durante
la mayor parte del ciclo. En esta situación, la tensión de salida es
aproximadamente igual a cero, como se muestra en la Figura 7.24c.
Los cruces por cero se producen cuando la tensión de red
cambia de polaridad, de positiva a negativa, o a la inversa. En un
cruce por cero, la corriente del LED cae a cero. En ese instante, el
fototransistor pasa a ser un circuito abierto y la tensión de salida
aumenta hasta aproximadamente 20 V, como se muestra en la
Figura 7.24c. Como podemos ver, la tensión de salida es práctica-
RL
mente, el optoacoplador es similar a
su antigua contrapartida mecánica
ya que ofrece un alto grado de
Se usa en
Ángulo de conducción: 360°
Distorsión: pequeña, debida a la
distorsión no lineal
Rendimiento máximo: 25%
MPP ⬍ VCC
Puede utilizar acoplamiento
mediante transformador para
conseguir un rendimiento de
⬇ 50%
Amplificador de
baja potencia
donde el
rendimiento no es
importante
Ángulo de conducción: ⬇ 180°
Distorsión: pequeña a moderada,
debida a la distorsión de cruce
Rendimiento máximo 78,5%
MPP ⫽ VCC
Utiliza el efecto push-pull y
transistores de salida
complementarios
Amplificador de
potencia de salida.
Puede utilizar
configuraciones
Darlington y
diodos en el
circuito de
polarización
Ángulo de conducción ⬍ 180°
Distorsión: grande
Rendimiento máximo ⬇ 100%
Basado en el circuito tanque
sintonizado
MPP ⫽ 2 (VCC)
Amplificador de
potencia de RF
sintonizado.
Etapa de amplificación final en
circuitos de
comunicaciones
+
Vin
R2
–
aislamiento entre sus terminales de
RE
entrada y de salida. Algunas de las
ventajas de utilizar un optoacoplador
en lugar de un relé mecánico es que
VCC
B/AB
tiene velocidades de operación más
altas, no existen rebotes en los
contactos, su menor tamaño, no
R1
tiene partes móviles y su compatibilidad con los circuitos digitales de
microprocesador.
R2
R3
RL
+
Vin
–
R4
VCC
C
226
C
Cápitulo 7
L
Análisis de arriba-abajo
Tabla 7.1
VE
IE
IB
IC
VC
VCE
VBB aumenta
A
A
A
A
D
D
VCC aumenta
N
N
N
N
A
A
RE aumenta
N
D
D
D
A
A
RC disminuye
N
N
N
N
D
D
RL
+
Vin
–
RB
la base hará que aumente la corriente de emisor, la corriente de colector y la tensión en la resistencia de colector y,
en consecuencia, la tensión de colector disminuirá.
La Tabla 7.1 muestra los efectos de los pequeños incrementos de las variables independientes del circuito de la
Figura 7.14. Utilizamos A para indicar aumento, D para indicar disminución y N para no variación (variaciones
menores de un 1 por ciento). Estos resultados se han obtenido aplicando la segunda aproximación. Estudiando esta
tabla y preguntándose por qué se producen las variaciones, podemos mejorar nuestra comprensión sobre cómo funciona este circuito.
7.9 Detección de averías
En un transistor pueden presentarse muchos problemas. Puesto que contiene dos diodos, exceder las tensiones de
disrupción, las corrientes máximas o los límites de potencia puede dañar uno o ambos diodos. Entre los posibles
problemas se incluyen cortocircuitos, circuitos abiertos, altas corrientes de fugas y una reducida ␤dc.
Pruebas fuera del circuito
Normalmente, un transistor se prueba empleando un multímetro digital configurado en el rango de pruebas del
diodo. La Figura 7.15 muestra un transistor npn como dos diodos en oposición. Cada unión pn se puede probar para obtener los valores con polarización directa y polarización inversa. También puede medirse la tensión
colector-emisor, la cual debería dar como resultado una indicación fuera de rango con cualquier polaridad del multímetro digital. Dado que un transistor tiene tres terminales, hay seis posibles conexiones del multímetro digital
teniendo en cuenta la polaridad, las cuales se muestran en la Figura 7.16a. Observe que sólo dos de las conexiones
dan como resultado una lectura de aproximadamente 0,7 V. También es importante darse cuenta de que el terminal
de base es la única conexión común en ambas lecturas de 0,7 V y que requiere una conexión de polaridad positiva
(+). Esto también se muestra en la Figura 7.16b.
Figura 7.15 Transistor npn.
Figura 7.16 Lecturas de un multímetro digital para un transistor NPN. (a) Conexiones con polaridad. (b) Medidas en la unión pn.
C
C
N
⫽
E
⫹
B
C
B
C
B
P
⫽
B
E
Lectura
E
0,7
E
B
0L
B
C
0,7
C
N
⫺
B
0L
C
E
0L
E
C
0L
E
–
0,7
+ –
+
0L
B
+
– +
0.7
–
E
(a)
(b)
CÓMO PROBAR LOS COMPONENTES
Los estudiantes encontrarán descripciones sobre
como probar componentes electrónicos concretos
utilizando equipos, como por ejemplo, un multímetro digital.
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RESUMEN DEL CAPÍTULO
Resumen
SEC. 4.1 EL RECTIFICADOR
DE MEDIA ONDA
El rectificador de media onda tiene un
diodo en serie con una resistencia de carga.
La tensión en la carga es una señal de
media onda. La tensión media o continua
de un rectificador de media onda es igual al
31,8 por ciento de la tensión de pico.
SEC. 4.2 EL TRANSFORMADOR
Normalmente, el transformador de entrada es un transformador reductor en el que
la tensión se reduce y la corriente se incrementa. La tensión en el secundario es igual
a la tensión en el primario dividida entre la
relación de espiras.
SEC. 4.3 EL RECTIFICADOR
DE ONDA COMPLETA
El rectificador de onda completa utiliza un
transformador reductor con conexión
intermedia, junto con dos diodos y una
resistencia de carga. La tensión en la carga
es una señal de onda completa con un
valor de pico igual a la mitad de la tensión
del secundario. La tensión media o
continua a la salida del rectificador de
onda completa es igual al 63,6 por ciento
de la tensión de pico, y la frecuencia de
rizado es igual a 120 Hz en lugar de 60 Hz.
SEC. 4.4 EL RECTIFICADOR
EN PUENTE
El rectificador en puente utiliza cuatro
diodos. La tensión en la carga es una señal
de onda completa con un valor de pico
igual a la tensión de pico del secundario. La
tensión media o continua en la carga es
igual al 63,6 por ciento de la tensión de
pico, y la frecuencia de rizado es 120 Hz.
SEC. 4.5 EL FILTRO DE CHOQUE
EL filtro de choque es un divisor de tensión
LC en el que la reactancia inductiva es
mucho mayor que la reactancia capacitiva.
Este tipo de filtro permite que el valor
medio de la señal rectificada pase a la
resistencia de carga.
SEC. 4.6 FILTRO CON
CONDENSADOR
A LA ENTRADA
Este tipo de filtro permite que el valor de
pico de la señal rectificada pase a la resistencia de carga. Con un condensador
grande, el rizado es pequeño, típicamente
menor que el 10 por ciento de la tensión
continua. El filtro con condensador a la
entrada es el más ampliamente utilizado
en las fuentes de alimentación.
SEC. 4.7 TENSIÓN INVERSA
DE PICO Y CORRIENTE
INICIAL
La tensión inversa de pico es la tensión
máxima que aparece en el diodo que no
conduce de un circuito rectificador. Esta
tensión debe ser menor que la tensión de
disrupción del diodo. La corriente inicial es
la corriente breve pero elevada que existe
cuando el circuito se conecta por primera
vez a la alimentación. Esta corriente es así
porque el condensador del filtro tiene que
cargarse a la tensión de pico durante el
primer ciclo o, a lo sumo, durante los primeros ciclos.
SEC. 4.8
El estudiante puede emplear los resúmenes cuando
repase para los exámenes, o simplemente para asegurarse de que no se ha saltado conceptos fundamentales. También se incluyen las definiciones y derivaciones para asentar mejor lo aprendido.
TABLAS PARA DETECCIÓN DE AVERÍAS
Las tablas para la detección de averías permiten
al estudiante ver fácilmente los valores que
debe medir para detectar cada posible avería.
Si se emplean junto con un programa de simulación de circuitos, el estudiante podrá desarrollar sus propias habilidades en el proceso de
detección de averías.
OTRAS CUESTIONES
SOBRE LAS FUENTES
DE ALIMENTACIÓN
Normalmente, los transformadores reales
especifican la tensión del secundario para
266
Capítulo 8
Figura 8.30
MEDIDAS
+VCC
(10 V)
R1
10 k⍀
Avería
VB (V)
VE (V)
OK
1,8
1,1
6
OK
T1
10
9,3
9,4
OK
T2
0.7
0
0,1
OK
T3
1,8
1,1
10
OK
E
T4
2,1
2,1
2,1
OK
RE
1 k⍀
T5
0
0
10
OK
2,8
RC
3,6 k⍀
C
B
R2
2,2 k⍀
T6
3,4
2,7
T7
1,83
1,212
10
0
0
10
0
T9
1,1
0,4
0,5
OK
T10
1,1
0,4
10
OK
T11
0
0
0
OK
T12
1.83
0
10
OK
8.40 Localice las averías 9 y 10.
8.39 Localice las averías 7 y 8.
8.41 Localice las averías 11 y 12.
Al final de cada capítulo se incluye una
amplia variedad de cuestiones y problemas;
aproximadamente el 30% de ellos son
nuevos o se han revisado para esta edición.
Se incluyen problemas de análisis de
circuitos, detección de averías y cuestiones
de entrevista de trabajo.
OK
T8
8.38 Localice las averías 5 y 6.
130
PROBLEMAS AL FINAL DEL CAPÍTULO
VC (V) R2 (⍀)
Capítulo 4
1. Aquí tiene lápiz y papel. Dígame cómo funciona un rectificador en puente con filtro con condensador a la entrada. En
su explicación, incluya un esquemático y las formas de onda
en distintos puntos del circuito.
2. Suponga que en el laboratorio hay un rectificador en puente
filtro con condensador a la entrada y no funciona. Dígame
cómo detectaría los fallos. Indique qué tipo de instrumentos utilizaría y cómo aislaría los fallos más comunes.
3. Una corriente o una tensión excesiva puede destruir los
diodos de una fuente de alimentación. Dibuje un rectificador
en puente con filtro con condensador a la entrada y dígame
cómo la corriente o la tensión pueden destruir un diodo.
Explíqueme lo mismo pero para una tensión inversa excesiva.
4. Dígame todo lo que sepa sobre recortadores, cambiadores de
nivel y circuitos fijadores. Muéstreme las formas de onda
típicas, los niveles de recorte, los niveles de los cambiadores de
nivel y los niveles de protección.
5. Deseo que me explique cómo funciona un detector de pico a
pico. Después, dígame en qué se parecen y en qué se diferencian un duplicador de tensión y un detector de pico a pico.
6. ¿Cuál es la ventaja de utilizar un rectificador en puente en una
fuente de alimentación en oposición a emplear un rectificador
de media onda o de onda completa? ¿Por qué el rectificador
en puente es más eficiente que los otros?
7. ¿En qué aplicación de las fuentes de alimentación es preferible
utilizar un filtro LC en lugar de un filtro RC? ¿Por qué?
8. ¿Cuál es la relación entre un rectificador de media onda y un
rectificador de onda completa?
9. ¿Bajo qué circunstancias es apropiado utilizar un multiplicador de tensión como parte de una fuente de alimentación?
10. Se supone que una fuente de alimentación continua tiene
una salida de 5 V. Con un voltímetro de continua se miden
exactamente 5 V en la salida de la fuente. ¿Es posible que esta
fuente de alimentación tenga algún problema? En caso
afirmativo, ¿cómo detectaría la avería?
SEC. 4.1 EL RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
4.1 En la Figura 4.36a, ¿cuál es la tensión de pico de salida si el
diodo es ideal? ¿Y el valor medio? ¿Y el valor de continua?
Dibuje la forma de onda de salida.
13. Mientras está buscando las averías de una fuente de alimentación, encuentra una resistencia quemada. Realiza una
medida que demuestra que la resistencia es un circuito
abierto. ¿Debería reeemplazar la resistencia y conectar a
continuación la fuente de alimentación? Si su respuesta es no,
¿qué haría a continuación?
14. En un rectificador en puente, enumere tres posibles fallos y los
correspondientes síntomas de cada uno de ellos.
10. d
19. c
2. a
11. b
20. c
3. b
12. b
21. a
4.8
(a)
15 V
60 Hz
Calcule la tensión de pico de salida y la tensión continua de
salida en el circuito de la Figura 4.37 utilizando la segunda
aproximación.
SEC. 4.3 EL RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA
4.9 Un transformador con conexión central y una tensión de
entrada de 120 V tiene una relación de espiras de 4⬊1. ¿Cuál
es la tensión rms en la mitad superior del devanado del
secundario? ¿Y la tensión de pico? ¿Cuál es la tensión rms en
la mitad inferior del devanado del secundario?
1 k⍀
4.10 ¿Cuál es la tensión de pico de salida en la Figura 4.38 si los
diodos son ideales? ¿Y el valor medio? Dibuje la forma de
onda de salida.
(b)
4.2
Repita el problema anterior para el circuito de la Figura
4.36b.
4.3
¿Cuál es la tensión de pico de salida en el circuito de la
Figura 4.36a utilizando la segunda aproximación del diodo?
¿Y el valor medio? ¿Y el valor de continua? Dibuje la forma
de onda de salida.
Figura 4.38
4.4
Repita el problema anterior para el circuito de la Figura
4.36b.
120 V
60 Hz
13. c
22. b
5. c
14. a
23. a
6. b
15. b
24. c
4.6
7. b
16. a
25. c
Si un transformador tiene una relación de espiras de 1⬊12,
¿cuál es la tensión eficaz en el secundario? ¿Y la tensión de
pico en el secundario? Suponga que la tensión del primario
es 120 V rms.
8. c
17. d
4.7
9. c
18. c
Calcule la tensión de pico de salida y la tensión continua de
salida en el circuito de la Figura 4.37 utilizando un diodo
ideal.
4.11 Repita el problema anterior utilizando la segunda aproximación.
7:1
D2
SEC. 4.4 EL RECTIFICADOR EN PUENTE
4.12 En la Figura 4.39, ¿cuál es la tensión de pico de salida si los
diodos son ideales? ¿Y el valor medio? Dibuje la forma de
onda de salida.
4.13 Repita el problema anterior utilizando la segunda aproximación.
Figura 4.39
Vdc = 6,53 V
4.2
Vdc = 27 V
4.3
Vp(in) = 12 V;
Vp(out) = 11,3 V
4.5
Vp(out) ideal = 34 V.
Segunda aproximación = 32,6 V
8:1
120 V
60 Hz
V1
D1
RL
3,3 k⍀
Respuestas a los problemas prácticos
4.1
RL
680 ⍀
V2
4,7 k⍀
SEC. 4.2 EL TRANSFORMADOR
4.5 Si un transformador tiene una relación de espiras de 6⬊1,
¿cuál es la tensión eficaz en el secundario? ¿Y la tensión de
pico en el secundario? Suponga que la tensión del primario
es 120 V rms.
4. c
8:1
120 V
60 Hz
V1
50 V
60 Hz
11. ¿Por qué utilizaría un multiplicador de tensión en lugar de un
transformador con una relación de espiras muy alta y un
rectificador normal?
12. Enumere las ventajas y desventajas del filtro RC y del filtro
LC.
Figura 4.37
Figura 4.36
Respuestas al autotest
1. b
125
Circuitos de diodos
Problemas
Cuestiones de entrevista de trabajo
V2
470 ⍀
ROMANOS_MALVINO.qxd
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PÆgina xvi
Recursos
Recursos para el estudiante
Además de este libro de texto completamente actualizado, se han desarrollado una serie de recursos para el estudiante con el fin de ayudarle en el aprendizaje y la comprensión de los principios y aplicaciones de la electrónica.
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El sitio del estudiante dentro del Online Learning Center (OLC) contiene muchas funcionalidades útiles para
el estudiante, vínculos a sitios de la industria, y listas de componentes y circuitos.
Recursos para el profesor
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xvi
El manual del profesor Instructor’s Manual (en inglés) proporciona las soluciones y propone sugerencias para
desarrollar durante las clases.
Instructor Productivity Center CD ROM, que acompaña al Instructor’s Manual, proporciona presentaciones
PowerPoint para todos los capítulos del texto; Electronic Testbanks con cuestiones de repaso adicionales
para cada capítulo que pueden ordenarse, editarse y modificarse para ajustarse a las necesidades de los cursos
y el e-Instruction’s Classroom Performance System (CPS), un sistema de aprendizaje para la clase que utiliza consolas portátiles. Todos estos materiales están en inglés.
El sitio del profesor dentro del Online Learning Center (protegido mediante contraseña) incluye el Instructor’s Manual y presentaciones PowerPoint en línea, enlaces con sitios web de la industria y educativos.
Experiments Manual (en inglés) es un complemento de Principios de Electrónica, con información de
seguimiento de las prácticas de laboratorio incluidas en el Instructor’s Manual, el Instructor Productiviy Center y el sitio web del profesor dentro del Online Learning Center.
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puede sustituir los valores estándar de las resistencias para ver los efectos sobre el funcionamiento del circuito,
visualizar las rectas de carga y otras gráficas, además de ver las hojas de características de muchos componentes. Los profesores pueden emplear este software para explicar y mostrar el funcionamiento de los circuitos.
Los estudiantes pueden utilizar el software para repasar los exámenes parciales y finales, comprobar las respuestas cuando resuelvan problemas en casa, obteniendo con este software las respuestas mucho más rápido
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