practicas e_ d_ pot_ junio 2012(1)

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA

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IINNSSTTIITTUUTTOO PPOOLLIITTÉÉCCNNIICCOO

NNAACCIIOONNAALL

EEssccuueellaa SSuuppeerriioorr ddee IInnggeenniieerrííaa

MMeeccáánniiccaa yy EEllééccttrriiccaa

UNIDAD PROFESIONAL CULHUACAN

M. en C. DONACIANO QUINTERO M.

INGENIERÍA

MECÁNICA

5º SEMESTRE

LABORATORIO

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

APUNTES

(LIBRO DE PRÁCTICAS)

ALUMNO: ___________________________ GRUPO: _________


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ASIGNATURA: Laboratorio de Electrónica de Potencia SEMESTRE: Quinto , Ingeniería Mecánica..

PROGRAMA GENERAL

OBJETIVO GENERAL:

Fomentar el desarrollo de la creatividad e ingenio del alumno en el campo de la electrónica, elaborando en el laboratorio pruebas y experimentos con los diferentes componentes electrónicos para el control de potencia eléctrica.

CONTENIDO SINTÉTICO:

I Introducción al Laboratorio de Electrónica de Potencia y Soldadura de Componentes Electrónicos. II Armado de una Fuente de Alimentación Regulada a 5 volts. III Polarización y Prueba de Diodos Semiconductores. IV Polarización y Prueba de Transistores.

V El Transistor como Interruptor o Multivibrador Ajustable. (Flip Flop)

VI Control de Potencia con DIAC. VII Control de Potencia con SCR. VIII Control de Potencia con TRIAC. IX Relee Electrónico de estado sólido, (La Interfase).

METODOLOGÍA:

En el laboratorio se comprobara lo expuesto en las clases de Teoría, para cada

practica se deberá llevar el material solicitado previamente para su construcción

y pruebas.

Se proporcionara el conocimiento necesario para que el alumno pueda efectuar

futuros circuitos electrónicos de control al realizar estas prácticas y estar en

condiciones de elaborar un proyecto de aplicación.

ACREDITACIÓN Y EVALUACIÓN:

La primera evaluación será de las 4 primeras prácticas.

La segunda evaluación será de las prácticas 5,6 y 7. La tercera evaluación será de las prácticas 8 y 9. Participación activa en clase.

Asistencia y Evaluación Total del libro de Prácticas.


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BIBLIOGRAFÍA Y CONTENIDO DEL LIBRO DE PRÁCTICAS:

*Manual de Laboratorio de Electrónica de Potencia. Ing. Juan Manuel Jiménez *Manual de Transistores, Tiristores y Diodos, R.C.A. edit. ARBÓ. Argentina. *El ABC de la Electrónica STEREM. *Electrónica Aplicada, Frost, John S. Experimentos 15 y 16, pag. 127 – 144. *Boylestad Robert/ Nashelsky Louis, Electrónica Teórica de los Circuitos, Prentice-Hall. *APUNTES DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA, PROF. DONACIANO QUINTERO

.

A. NUEVE (9) PRÁCTICAS:

PRACTICA 1 INTRODUCCIÓN AL LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA Y

SOLDADURA DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS. PRACTICA 2

ARMADO DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN REGULADA A 5 VOLTS CC.

PRACTICA 3 POLARIZACIÓN Y PRUEBA DE DIODOS SEMICONDUCTORES

PRACTICA 4 POLARIZACIÓN Y PRUEBA DE DIODOS TRANSISTORES

PRACTICA 5 EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR O MULTIVIBRADOR AJUSTABLE

(FLIP FLOP)

PRACTICA 6 CONTROL DE POTENCIA CON DIAC

PRACTICA 7 CONTROL DE POTENCIA CON SCR

PRACTICA 8 CONTROL DE POTENCIA CON TRIAC

PRACTICA 9 RELEE ELECTRÓNICO DE ESTADO SÓLIDO (LA INTERFASE)

B. DIAGRAMAS DE CIRCUITOS DE PRÁCTICAS EN PCB (“PCB” PRINTED CIRCUIT BOARD) C. GLOSARIO DE TÉMINOS DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA,

PROF. D. QUINTERO M.


DQM 4 Fig. 1.1

INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA

ELECTRÓNICA

Según Millman y Seely.

La definición de Electrónica admitida más ampliamente es la realizada por Millman y Seely, posteriormente adaptada por el Institute of Radio Engineers (IRE): "La rama de la Ciencia y la Técnica que se ocupa, por un lado, del funcionamiento de los electrones en el vacío, en presencia de campos eléctricos y magnéticos y de las interacciones electrón—materia y electrón—radiación, lo que constituye básicamente el estudio de los dispositivos electrónicos. Por otro lado, se ocupa del diseño de los dispositivos y sus aplicaciones prácticas, basadas en los principios y dispositivos anteriores." Según el “Institute of Radio Engineers” (IRE): "El campo de la Ciencia y la Ingeniería que trata de dispositivos electrónicos y de su utilización, entendiendo por dispositivo electrónico aquel en el que tiene lugar la conducción por electrones a través del vacío, de un gas o de un medio semiconductor." Según el Diccionario de la Real Academia Española: "La ciencia que estudia dispositivos basados en el movimiento de los electrones libres en el vacío, gases o semiconductores, cuando dichos electrones están sometidos a la acción de campos electromagnéticos”.

ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y ELECTRÓNICA DIGITAL

ELECTRÓNICA ANÁLOGA:

Se encarga del estudio de las señales analógicas o señales continuas como todas aquellas que pueden tomar una infinidad de valores en un intervalo finito. También se rige por los denominados, circuitos análogos o lineales, llamados así porque la gran variedad de señales que se presentan, pero sobre todo, por la variación continua de los valores que la configuran (ver señales análogas). Hacen parte de la misma el análisis de los circuitos con diodos, con transistores, los amplificadores, y sus aplicaciones, etc.

La señal de la figura 1.1 así lo muestra, la magnitud de voltaje “E” que varía y depende en forma continua del tiempo, (variable “t”).

En términos estrictos; una magnitud de voltaje que representa a la señal en el tiempo, pudiendo tomar un valor de un conjunto infinito de valores en un instante de tiempo


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Fig. 1.2

se dice, que es una representación Análoga.

Ejemplo: El velocímetro. La velocidad de un auto varia gradualmente sobre un intervalo continuo de valores, la velocidad del auto se puede variar entre valores de 0 y 100 Km./h.

Otros ejemplos de señales análogas pueden ser:

e-at cos wt

1 / a2 (at-1 + e-at)

Una Ecuación diferencial.

ELECTRÓNICA DIGITAL:

Se encarga del estudio de las señales digitales o discretas, las cuales son llamadas también como señales binarias y se refiere únicamente a una señal discreta (moderada) que solo puede tomar dos valores (0,1).

En términos estrictos: La magnitud de Voltaje “E” que representa a la señal en tiempo, puede tomar un valor de un conjunto finito y discreto de valores para un instante determinado de tiempo, esto es una representación digital. En la figura 1.2. E toma los valores 5 ó 0 Volts según la variación de t. Ejemplo: Reloj Digital. La hora varía continuamente pero la lectura del cronometro no cambia de la misma manera. Varía en etapas.

“Digital = Discreto” (reloj numerico) (paso a paso)

“Análogo = Continuo” (reloj de manecillas)

Otros ejemplos de señales digitales pueden ser:

Código Morse. (convierte las letras del alfabeto en grupos de puntos o rayas)

Señales codificadas en forma digital (ver la figura 1. 3). a. Binaria de polaridad única (fig. 1.3)

1 1 1

0 0 0 0 0

Figura No 1. 3. Señal digital binaria con polaridad única


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ELECTRÓNICA DE POTENCIA

Una definición es: El manejo y control óptimo de la Potencia Eléctrica, regulada, operada por componentes o dispositivos que integran Circuitos Electrónicos digitales o analógicos en baja tensión (110 - 220volts.

TABLA DE DATOS Y CONCEPTOS BÁSICOS

CÓDIGO DE COLORES DE RESISTENCIAS

Las bandas decorativas que tienen las resistencias para circuitos electrónicos, indican el valor de su resistencia en ohms. Los colores de estas tres bandas indican un valor específico, por ejemplo, ver la siguiente tabla:

COLOR 1ER BANDA 2DA. BANDA 3ER. BANDA (MULTIPLICADOR)

NEGRO 0 0 1 CAFÉ 1 1 10 ROJO 2 2 100 NARANJA 3 3 1000 AMARILLO 4 4 10 000 VERDE 5 5 100 000 AZUL 6 6 1 000 000 VIOLETA 7 7 GRIS 8 8 BLANCO 9 9 Algunas veces existe una cuarta banda que indica la tolerancia de la resistencia: Oro = + - 5%, Plata=+- 10%, Ninguna= +- 20%


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Pulsador N.A. (Normalmente Abierto)

Superbásico. Es un botón que cierra el contacto eléctrico entre sus patillas al

oprimirse, pueden ser normalmernte cerrado o abierto.

Su representación en el diagrama del Arduino (centro arriba, S1) está un poco complicada y

se utiliza poco, sin embargo el pulsador que normalmente se usa es el que esta abajo de

esta. En el gráfico de arriba a la derecha, el pulsador se conecta junto a la resistencia de 10K

al pin 1 del Atmega8 para configurar la etapa de Reset tal como aquí se muestra. La bolita de

5 V señala la salida del 7805.

PROTOBOARD (Tablilla para Experimentos)

El dispositivo más básico e importante, que permite conectar elementos electronicos e

interactuar con ellos facilmente, es la protoboard. Esta hecha para poder comunicar dos

elementos conductores (alambres, patitas de los dispositivos, fuentes de voltaje, etc.) sin necesidad de soldarlos, sino simplemente al introducirlos en dos o mas agujeros que por debajo estan interconectados. No todos los agujeros de la protoboard estan comunicados entre sí. El siguiente dibujo es un diagrama simple de su funcionamiento, las franjas grises muestran lo que serán lineas de conduccion separadas: tiras metalicas dobladas para sujetar y conectar los alambres.

Asi que en los aguj eros de la protoboard entraran las patitas o pines de las piezas para ser conectadas entre si. Entonces lo primero es familiarizarse con la interconexión vertical y horizantal de la tablilla, entender su funcionamiento basico y como se relaciona con otras areas, ademas de poder identificar sus partes y como es representada en el diagrama de ensamblaje.


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SOLDADURA DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS


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SEGUNDO PROYECTO: CELDA FOTO- ELÉCTRICA


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B.- CONSTRUCCIÓN DE LA PRÁCTICAS

DE LA 2 A LA 9

Para la elaboración de las prácticas se pueden seguir dos

procedimientos, a saber:

B. 1- ARMADO EN MADERA TIPO PERFOCEL

1.- Se pueden elaborar los circuitos electrónicos sobre una placa

de madera de triplay tipo PERFOCEL.

1.1- De acuerdo al tamaño del circuito elija o seleccione la

dimensión de la placa de perfocel, que puede ser de las siguientes

características: 20 x 15, 20 x 10, 15 x 15, 15 x 10 cm, etc...

1.2- Segundo paso, dibujar con un lápiz, el circuito sobre el

perfocel, dejando espacio en el encabezado para rotular los datos

generales.

1.3- Instalar los dispositivos activos y pasivos, usando tornillería

de 5/32 por 1 ½ pulgadas y/o alambre calibre 20 forrado de

hule, (ejemplo alambre para amarrar las bolsas de plástico para

el pan).

1.4- Alambrar y probar, parte por parte, hasta llegar a la

integración total, para su prueba final y calificación.


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NOTAS DE ADVERTENCIA:

*En todos los casos se recomiendo checar la polaridad de los

componentes electrónicos antes de instalarlos (una falla norma

que tienen los alumnos cuando la prueba final no es afirmativa,

es encontrar los dispositivos electrónicos con polaridad inversa).

* Es importante grabar o marcar su nombre, grupo y fecha, sobre

la placa de su perfocel para evitar sustracciones.

B. 2- ARMADO DE PRÁCTICAS SOBRE PLACA

FENÓLICA

Esta placa está constituida de un emparedado de resina fenólica

(62 H5 OH) (polímero) y una lámina de cobre, que al trazar,

marcar o grabar el circuito sobre el cobre y pasarlo por un ácido,

se queda solo el circuito marcado e impreso, listo para perforar y

soldar los dispositivos electrónicos correspondientes.

2.1 – De acuerdo al tamaño del circuito elija o seleccione la

dimensión de la placa FENOLICA, que puede ser de las siguientes

características: 20 x 15, 20 x 10, 15 x 15, 15 x 10 cm. etc.

2.2 - Para grabar el circuito en la lámina de cobre será necesario

buscar un programa de cómputo para su elaboración, [hay otro

procedimiento usando un lápiz especial, donde se traza o dibuja

el circuito y se pasa por acido llamado cloruro-férrico (seguir

instrucciones en la hoja de Steren adjuntas) para eliminar todo

el cobre de la placa fuera del contorno de este trazo, pero como

es manual el procedimiento no tiene buena calidad].


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PRINTED CIRCUIT BOARD “PCB”

Buscando un procedimiento que nos proporcione una alta calidad

en los circuitos impresos, se recomienda el PCB WIZARD 3.5 para

elaborar cualquier circuito electrónico de estas y otras prácticas

y posteriormente después de elaborar este programa se

comprueba su funcionamiento con un simulador para demostrar

su funcionamiento, este programa se llama WIRELIVE.

Entonces empezaremos por buscar una computadora y descargar

el mencionado programa. En este libro de prácticas ya tiene las

ocho correspondientes prácticas en PCB, como se muestra a

continuación, y por lo tanto, para poder abrirlos se requiere

descargar en su computadora este programa, utilizando el

buscador Goole con el título: “DESCARGAR PCB WIZARD 3.5,

GRATIS”.

PRÁCTICAS O DIAGRAMAS DE CIRCUITOS EN PCB

(PRINTED CIRCUIT BOARD “PCB”)

PRACTICA 2.pcb PRACTICA 3 Y 4.pcb

PRACTICA 5.pcb PRACTICA 6.pcb


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PRACTICA 7.pcb PRACTICA 8.pcb

PRACTICA 9.pcb

PROCEDIMIENTO PARA MODIFICAR TEXTO

YA ABIERTAS ESTAS PRÁCTICAS SOLO SE REQUIERE PONER EL NOMBRE DEL

ALUMNO, LA FECHA Y EL GRUPO, A SABER:

1.- Ubicar el nombre del alumno, dar doble clic izquierdo sobre el texto seleccionado, aparece un recuadro “Copper Label”, se selecciona “Caption: ___________________”, teclear su nombre, grupo, fecha y presionar O. K. cómo aceptado, ejecute GUARDAR.

2.- Otra opción, es seleccionar el texto por cambiar, se da clic derecho, aparece un recuadro, seleccionar al final “propiedades”, se da clic y aparece recuadro “Copper Label”, selecciona “Caption:___________________”, y solo resta cambiar el nombre, o cualquier palabra para dar O.K. y guardar.


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PRACTICA No 2

RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA Y ONDA COMPLETA

PARA IMPRIMIR EN PLACA FENÓLICA

DIAGRAMA DE CIRCUITO EN PCB (PRINTED CIRCUIT BOARD “PCB”)

(MODIFICAR NOMBRE DE ALUMNO EN PROGRAMA PCB, ANTES DE IMPRIMIR LA COPIA EN WORD EN PAPEL COUCHE MATE).

EJEMPLO DE PRACTICA No 2, en circuito PCB, buscar programa.


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Una vez realizados los cambios en las prácticas elaboradas en el PROGRAMA EN PCB copiarlo en WORD.

PAPEL COUCHE

Hechos los cambios, panear (copiar) el circuito y pegarla en una hoja en Word, ajustar tamaño de acuerdo a la placa fenólica seleccionada y mandar imprimir en papel térmico (COUCHE MATE), (más adelante se da la dirección para obtener copia), para posteriormente recortar, planchar, lavar y retirar cobre con ácido llamado cloruro-férrico (seguir instrucciones en la hoja de Steren).


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INSTRUCTIVO PARA GRABAR CIRCUITO EN PLACA DE COBRE (FENÓLICA)


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DIRECCIÓN PARA OBTENER COPIA EN PAPEL COUCHE


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PRACTICA No 3

POLARIZACIÓN Y PRUEBA DE DIODOS SEMICONDUCTORES

PRACTICA No 4

POLARIZACIÓN Y PRUEBA DE DIODOS TRANSISTORES PARA IMPRIMIR EN PLACA FENÓLICA



EJEMPLO DE PRACTICA No 3 Y 4, en circuito PCB, buscar programa.


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PRACTICA No 5

EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR O MULTIVIBRADOR

AJUSTABLE (FLIP FLOP)






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PRACTICA No 6

CONTROL DE POTENCIA CON DIAC






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PRACTICA No 7

CONTROL DE POTENCIA CON SCR






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PRACTICA No 8

CONTROL DE POTENCIA CON TRIAC






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PRACTICA No 9

RELEE ELECTRÓNICO DE ESTADO SÓLIDO (LA INTERFASE)






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GLOSARIO

GENERAL Ánodo. Parte positiva del diodo. Actuador: es un dispositivo capaz de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía

eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida

necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas e interruptores

eléctricos, etc.

Apagado del dispositivo: Un SCR no puede apagarse simplemente al eliminar la señal en la

compuerta. Los dos métodos generales para apagar un SCR se catalogan como la

interrupción de la corriente del ánodo y la técnica de conmutación forzada. Conmutación

forzada: La conmutación forzada se logra cuando se obliga a la corriente pasar a través del

SCR en la dirección opuesta a la conducción directa.

Autoinducción.- Se le llama así a la formación de corrientes inducidas en el circuito cuando

se produce en él variación del propio flujo.

Banda y tiempo muerto: se considera como banda muerta al rango de valores de entrada

durante los cuales no hay salida. El tiempo muerto es el lapso que transcurre desde la

aplicación de una entrada hasta que la salida empieza a responder y a cambiar.

Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.

Base común: La terminología de la base común se deriva del hecho de que la base es común

tanto a la entrada como a la salida de la configuración.

Bulbo. Diodo al vacío, inventado por Thomas Alba Edison

Bit: es un dígito binario, un 0 o un 1, (binary digit).

Byte: son 8 bits.

Cátodo. Parte negativa del diodo.


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Capacitancia: La capacidad o capacitancia es una propiedad de los condensadores. Esta

propiedad rige la relación existente entre la diferencia de potencial existente entre las placas

del capacitor y la carga eléctrica almacenada en este.

Capacitor: Es a un dispositivo que almacena carga eléctrica, está formado por dos

conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar

cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios

Circuito Electrónico.- define un trayecto continuo compuesto por conductores y dispositivos

conductores, que incluye una fuente de fuerza electromotriz que transporta la corriente.

Colector, de extensión mucho mayor.

Colector común: La configuración de colector común se utiliza sobre todo para propósitos de

acoplamiento de impedancia, debido a que tiene una alta impedancia de entrada y una baja

impedancia de salida, contrariamente a alas de las configuraciones de base común y de un

emisor común.

Computadora.- Es un ordenador con un sistema secuencial síncrono programable.

Conmutador.- Es el que interconecta dos o más segmentos de red,, pasando datos de un

segmento a otro en la red.

Corriente de desplazamiento. En los semiconductores la corriente eléctrica es el resultado

del movimiento de ambas cargas, esto está asociado a dos fenómenos físicos, el primero es

la corriente de Desplazamiento (fuga).

Corriente de difusión. Las concentraciones de impurezas (huecos y electrones) se

desplazan u orientan formando regiones de polarización para lograr así obtener un equilibrio.

En principio, de unir estos dos semiconductores comienza un movimiento de portadores, de

una región a otra, se puede observar que los electrones o portadores mayoritarios de la región

N pasan a la región P y viceversa.

Corriente inversa de saturación (Is ).- Es la pequeña corriente que se establece al polarizar

inversamente el diodo por la formación de pares electrón-hueco debido a la temperatura,

admitiéndose que se duplica por cada incremento de 10º en la temperatura.

Demodulador.- Este aparato va integrado en la Terminal digital de Canal Satélite Digital y se

debe conectar a la línea telefónica. De esta forma, se pueden llevar a cabo las opciones

interactivas (como Taquilla) desde el mando a distancia.

Detectores: es el elemento de detección ( o sensor); el objetivo del elemento de detección es

responder a la magnitud o cambio en dicha magnitud de la cantidad que se este midiendo. La

respuesta del sensor toma la forma de una señal de salida cuya magnitud es proporcional a la

magnitud de la cantidad que se este midiendo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencial

http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica


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Detectores inductivos: esta formado por un devanado enrollado en un núcleo. Al aproximar

el extremo del devanado a un objeto metálico, cambia la inductancia del primero. Este cambio

puede monitorearse por el efecto que producen un circuito resonante y sirve para activar un

interruptor. Solo se puede usar para detectar objetos metálicos y funcionan mejor con metales

ferrosos.

Diagrama: Es un tipo de gráfico de información que representa datos numéricos tabulados

Diagrama esquemático: Esta es una lista de los principales componentes de los circuitos

eléctricos, en corriente directa (C.D.).

DIAC: (Diodo para Corriente Alterna) es un dispositivo semiconductor de dos conexiones. Es

un diodo bidireccional disparable que conduce la corriente sólo tras haberse superado su

tensión de disparo, y mientras la corriente circulante no sea inferior al valor característico para

ese dispositivo.

DIAC de tres capas: Es similar a un transistor bipolar sin conexión de base y con las regiones

de colector y emisor iguales y muy dopadas. El dispositivo permanece bloqueado hasta que

se alcanza la tensión de avalancha en la unión del colector. Esto inyecta corriente en la base

que vuelve el transistor conductor, produciéndose un efecto regenerativo. Al ser un dispositivo

simétrico, funciona igual en ambas polaridades, intercambiando el emisor y colector sus

funciones.

Difusión.- Fenómeno provocado por los electrones o portadores mayoritarios, que transfieren

de la región P a la región N y viceversa, así es como ocupan el lugar los de la región P en la

región N, sin cambiar su estado.

Digito: es la unidad mínima básica.

Diodo.- Es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una

única dirección con características similares a un interruptor cuando se invierte su polaridad.

Diodos.- Es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una

única dirección con características similares a un interruptor.

Disparador asimétrico (SAS: Silicon Asymmetric Switch) muy similar al SCR , con un tiempo

menor de conmutación que el del SCR y permite gran simplificación en las aplicaciones de

disparo, siendo insensible al fenómeno de la histéresis.

Diodo Tiristor o Diodo shockley: (diodo de cuatro capas, es bipolar PNPN es similar a un

SCR con solo dos terminales.

Diodo Tiristor Bidireccional (SYDAC: Bidirectional Diode Thyristors) tienen una banda de

color la cual indica el rango de voltaje a que pertenece VBO; Rojo de 45 a 60, dorado de 55 a

65, Naranja de 95 a 113, azul de 104 a 118 y verde de 110 a 125 voltios.

http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor

http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tensi%C3%B3n_de_disparo&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tensi%C3%B3n_de_avalancha&action=edit&redlink=1


http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Interruptor





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Diodo Zener.- Un diodo Zener, es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione

en las zonas de rupturas. Mantienen la tensión entre sus terminales prácticamente constante

en un amplio rango de intensidad y temperatura, cuando están polarizados inversamente, por

ello, este tipo de diodos se emplean en circuitos estabilizadores o reguladores de la tensión.

Diseño de circuitos de un conmutador: El concepto básico en este tipo de circuitos es el de

un cambio discreto de estado. Este cambio puede tomar la forma de cambio de voltaje,

cambio de corriente, o ambos.

Dopar. Añadir impurezas al semiconductor.

Electrónica. La rama de la Ciencia y la Técnica que se ocupa, por un lado, del

funcionamiento de los electrones en el vacío, en presencia de campos eléctricos y magnéticos

y de las interacciones electrón—materia y electrón—radiación, lo que constituye básicamente

el estudio de los dispositivos electrónicos. Por otro lado, se ocupa del diseño de los

dispositivos y sus aplicaciones prácticas, basadas en los principios y dispositivos anteriores.

Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose

como un metal.

Emisor común: Se le denomina configuración de emisor común debido a que el emisor es

común o hace referencia a las terminales tanto de entrada como de salida (en este caso, es

común tanto a la terminal de base como a la de colector).

Encendido del dispositivo: No es suficiente con establecer una conducción directa en la que

el ánodo sea positivo con respecto al cátodo; para encender el dispositivo también se tiene

que aplicar un pulso de magnitud suficiente a la compuerta para establecer una corriente de

compuerta de encendido, representada simbólicamente por I GT.

Además del disparo en la compuerta, los SCRs pueden encenderse también al elevar de

manera importante la temperatura del dispositivo, o al elevar el voltaje del ánodo al cátodo

hasta el valor de transición conductiva.

Error: es la diferencia entre el resultado de una medición y el valor verdadero de la cantidad

que se mide.

Error: valor medido- valor real

Error por histéresis: los transductores pueden producir distintas salidas de la misma

magnitud que se mide, si dicha magnitud se obtuvo mediante un incremento o reducción

continuos.

Especificación: Es un documento técnico oficial que establezca de forma clara todas las

características, los materiales y los servicios necesarios para producir componentes

destinados a la obtención de productos

http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo

http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio

http://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://es.wikipedia.org/wiki/Voltaje

http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_%28semiconductores%29


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Estabilidad: es la capacidad para producir la misma salida cuando se emplea para medir una

entrada constante en un período.

Estabilizador.- Es el dispositivo encargado de reducir las vibraciones en la captura de una

imagen cuando en la toma se producen movimientos no deseados.

Estado de corte: El estado de corte es el punto en el que la recta de carga corta a la zona de

corte de las curvas de salida. Como la corriente de colector en corte es muy pequeña, el punto

de corte es casi idéntico al extremo inferior de la recta de carga. En lo sucesivo, supondremos

que el punto de corte es aproximadamente igual al extremo inferior de la recta de carga.

Estado de saturación: Estado de una cámara de ionización en la que prácticamente todos

los iones formados son capturados (sin alcanzar la fase de multiplicación debida al gas). Este

estado se alcanza cuando la diferencia de potencial entre los electrodos es suficientemente

elevada (tensión de saturación).

Exactitud: es el grado el cual un valor producido por un sistema de medición podría estar

equivocado. Es por lo tanto igual a la suma de todos los errores posibles más el error en la

exactitud de la calibración del transductor.

Factor de potencia. Es la potencia activa entre la potencia aparente de entrada (ƒρ = cosƟ =

Watts / Volts Ampers). Es una medida de la calidad de la energía eléctrica.

Fibra óptica: La fibra óptica es un conductor de ondas en forma de filamento, capaz de dirigir

la luz a lo largo de su longitud usando la reflexión total interna.

FOTOCELDA: es un tipo de sensor (fotoresistencia) y actuador capaz de detectar la

presencia de fotones, para mandar un impulso eléctrico que cierra el contacto normalmente

cerrado de una lámpara o foco.

Fotodetector: La definición básica de un fotodetector radica en su funcionamiento como

transductor de luz que proporciona una señal eléctrica como respuesta a la radiación óptica.

Fuentes de alimentación. una fuente de alimentación es un dispositivo o subsistema que

convierte la corriente alterna de la red de distribución de energía eléctrica en otro tipo de

corriente eléctrica adecuado para la aplicación que se le vaya a dar.

Impedancia: es una magnitud que establece la relación (cociente) entre la tensión y la

intensidad de corriente.

Impedancia de salida: debe de tener un valor que lo haga compatible con las siguientes

etapas eléctricas del sistema. Si existe incompatibilidad de impudencia, se deben agregar

dispositivos modificadores de señal al sistema para superar este problema.

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_aparente

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna

http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_distribuci%C3%B3n_de_la_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica



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Inducción: es la producción de una fuerza electromotriz en un conductor por influencia de un

campo magnético.

Inductancia: En un Inductor o bobina, se denomina inductancia, L, a la relación entre el flujo

magnético, y la intensidad de corriente eléctrica, I:

Inductores.- Es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la

autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético.

Interruptor: Mecanismo destinado a abrir o cerrar un circuito eléctrico.

Interruptor apagado por compuerta GTO (Gate Turn-off Switch): es un elemento PNPN con

tres terminales, su gran ventaja sobre el SCR es que no necesita componentes anexos al

ánodo, solo aplicando la señal sobre el cátodo se obtiene un aumento de la corriente de

compuerta necesaria para su disparo. El tiempo de disparo y apagado es aproximadamente

(1 ms) más rápido el apagado que el SCR, lo que le da ventajas en aplicaciones de alta

velocidad.

Interruptor bilateral de silicio (SBS: Silicon Bilateral Switch) tiene su aplicación en bajos

voltajes, con un comportamiento similar al Diac pero cuenta con una región de resistencia

negativa dando una mayor amplitud en aplicaciones.

Interruptor Controlado de silicio (SCS: Silicon controlled Switch) es similar al SCR de

cuatro capas PNPN, tiene menor tiempo de apagado que el SCR, también mejor control y

sensibilidad de disparo, pero maneja menor potencia que el SCR y sus aplicaciones tienen

mayor alcance en la computación.

Interruptor controlador por compuerta GTO. Un tiristor GTO es un SCR que puede

apagarse por una pulsación suficientemente grande en su compuerta de entrada. Un tiristor

GTO requiere una mayor corriente de compuerta para el encendido que un SCR común. Para

grandes aparatos de alta potencia se necesitan corrientes de compuerta del orden de 10 A o

más. Para apagarlos se necesita una gran pulsación de corriente negativa de entre 20 y 30m

s de duración. La magnitud de la pulsación de corriente negativa debe ser de un cuarto a un

sexto de la corriente que pasa por el aparato. Estos dispositivos se han vuelto más y más

comunes en las unidades de control de motores, puesto que ellos eliminaron la necesidad de

componentes externos para apagar los SCR en circuitos de cc. Conocido como GTO (gate

turn-off switch).

Interruptor óptico: Son dispositivos sensibles a la ausencia o a la presencia de luz.

Interruptor unilateral de silicio SUS (Silicon Unilateral Switch): está constituido por un

transistor con compuerta de ánodo, tiene en paralelo un diodo Zenner entre la compuerta y el

cátodo, está destinado a disparar los SCR.

http://es.wikipedia.org/wiki/Inductor

http://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_magn%C3%A9tico


http://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nico

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Autoinducci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico


DQM 73

IRED: Diodos que trabajan con luz infrarroja.

Laser: del ingles: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.

LDR: resistor dependiente de la luz; se originan de su nombre en inglés light-dependent

resistor.

LED: (Light-Emitting Diode) Diodo emisor de luz.

Ley de Faraday: El voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la

rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera

con el circuito como borde.

Ley de las "mallas" o ley de tensiones de Kirchhoff: En toda malla la suma de todas las

caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión.

Ley de los nudos o ley de corrientes de Kirchhoff: En todo nudo, donde la densidad de la carga

no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de

corrientes salientes.

Ley de ohm.- La cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias

puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e

inversamente proporcional a la resistencia total del circuito.

Luz infrarroja: radiación del espectro luminoso, que tiene mayor longitud de onda y se

encuentra más allá del rojo visible; se caracteriza por sus efectos térmicos, pero no luminosos

ni químicos. que se usan para detectar las imperfecciones de la superficie y las estructuras

ocultas.

Manual técnico: Un manual técnico es aquel que va dirigido a un público con conocimientos

técnicos sobre algún área, mientras que, por ejemplo, un manual de usuario va dirigido a un

público más general, el cual no necesariamente debe tener conocimientos específicos en el

área de interés.

Medio físico: el transductor seleccionado debe poder resistir las condiciones ambientales a

las que estará sujeto mientras se efectué la prueba. Parámetros tales como temperatura,

humedad y sustancias químicas podrían dañar algunos transductores y a otros no.

Microcontrolador. Un microcontrolador es un computador completo, aunque de limitadas

prestaciones, que está contenido en el chip de un circuito integrado y se destina a gobernar

una sola tarea.

Microprocesador (μp).- Es una CPU en un sólo circuito integrado

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo


http://es.wikipedia.org/wiki/Superficie

http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo


DQM 74

Norma: es un documento el cual esta certificado y aprobado, por un grupo de personas, en el

cual se establecen los parámetros que debe de constar un material o producto.

Operación básica del SCR: La operación básica del SCR es distinta de la operación del

diodo semiconductor fundamental de 2 capas, en el hecho de que cuenta con una tercera

terminal, denominada compuerta; la compuerta determina el momento en el que el rectificador

cambia del estado de circuito abierto al de circuito cerrado. No es suficiente con simplemente

polarizar de forma directa la región del ánodo al cátodo del dispositivo. En la región de

conducción, la resistencia dinámica del SCR es por lo general de 0.01 a 0.1 Ω. La resistencia

inversa es típicamente de 100 kΩ

Operación con cargas: Se describirá la operación básica del transistor utilizando el transistor

PNP, operación del transistor NPN es exactamente la misma que si intercambiaran las

funciones que cumplen el electrón y el hueco.

Oscilador.- Es un sistema capaz de crear cambios en un medio, ya sea un medio material

(sonido) o un campo electromagnético.

Optoacoplador. Un optoacoplador combina un dispositivo semiconductor formado por un

fotoemisor y un fotoreceptor y entre ambos hay un camino por donde se transmite la luz.

Todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado, formando el diodo

optoacoplador.

Polarización directa.- Es cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta de la

flecha (la del diodo), o sea del ánodo al cátodo. En este caso la corriente atraviesa el diodo

con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito.

Polarización inversa.- Es cuando la corriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a

la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no

atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto.

Rango y Margen: el rango define los limites entre los cuales puede variar la entrada; el

margen es el valor máximo de la entrada menos el valor mínimo. Por ejemplo una celda de

carga se utiliza para medir fuerzas, podría tener un rango de 0 a 50 kN y un margen de 50 kN.

Rectificador.- Es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente

continua.

Rectificador controlado de silicio SCR: (Silicon Controller Rectifier) como el diodo solo

permite el paso de corriente durante el semiciclo positivo de la señal AC, sufre del fenómeno

de la histéresis como desventaja ante otros elementos rectificadores. Este elemento consta de

tres patas, puede controlar grandes corrientes, muy empleado en interruptores de control de

potencia, barrido horizontal en los TV y unidades de memoria.

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_medios_continuos

http://es.wikipedia.org/wiki/Sonido

http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9tico


http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continua

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continua


DQM 75

Rectificador controlado de silicio (SCR): Pertenece a la familia de los dispositivos pnpn de

4 capas. Es un rectificador construido de silicio que cuenta con una tercera terminal para

efectos de control. Estos dispositivos junto con un dispositivo de control, forman lo que se

conoce como tiristores. Esta diseñado para controlar potencias de hasta 10MW con niveles

individuales tan altos como 2000 A a 1800 V. Su rango de frecuencia de aplicación llega a

cerca de 50 KHz.

El símbolo gráfico para el SCR se muestra en la figura b, y las conexiones correspondientes a

la estructura de semiconductor de cuatro capas en la figura a.

Figura a. Construcción básica del SCR.

Figura b. Símbolo del SCR.

Rectificador de media onda.- Es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o

positiva de una señal de corriente alterna de entrada (Vi) convirtiéndola en corriente directa de

salida (Vo).

Rectificador de onda completa. - Es un circuito empleado para convertir una señal de

corriente alterna de entrada (Vi) en corriente directa de salida (Vo) pulsante.


http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_directa


http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_directa


DQM 76

Región activa: Cuando un transistor no está ni en su región de saturación ni en la región de

corte entonces está en una región intermedia, la región activa.

Región inversa: Al invertir las condiciones de polaridad del funcionamiento en modo activo, el

transistor bipolar entra en funcionamiento en modo inverso.

Regulación de voltaje. La regulación de línea mantiene un voltaje de salida casi constante

cuando varía el voltaje de entrada.

Repetibilidad: describe la capacidad del transductor para producir la misma salida después

de aplicar varias veces el mismo valor de entrada.

Requerimiento de potencia: Los transductores pasivos necesitan de excitación externa. Así,

si deben emplear transductores pasivos, es necesario asegurar que haya disponibles fuentes

de poder eléctricas adecuadas para operarlos.

Respuesta de frecuencia: debe ser capaz de responder a la velocidad máxima de cambio en

el efecto que se esta observando.

Resistencia: Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que

encuentra la corriente eléctrica para circular a través de dicha sustancia. Su valor viene dado

en ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω), y se mide con el Ohmímetro.

Resistividad: grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos. Se

designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohms por metro (Ω·m, a veces

también en Ω·mm²/m).

SCR: Un rectificador controlado de silicio (SCR, rectificador controlado de silicio) es un

dispositivo de tres terminales usado para controlar corrientes más bien altas para una carga.

SCR fotosensible LASCR: es un SCR activado por la reacción de la luz

Semiconductor.- Es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica

en una única dirección con características similares a un interruptor.

Semiconductor tipo n. El silicio que ha sido dopado con impurezas pentavalentes se llama

semiconductor tipo n, donde n hace referencia a negativo.

Semiconductor tipo p. El silicio que ha sido dopado con impurezas trivalentes se llama

semiconductor tipo p, donde p hace referencia a positivo.

Sensibilidad: es la relación que nos indica que tanta salida se obtiene por unidad de entrada.

Señal Análoga. Una cantidad se denota por medio de otra, que se relaciona con la primera de forma continua. La señal de la figura No 1 así lo muestra, la magnitud de voltaje “E” varía y depende en forma continua de la variable tiempo “t”.


http://es.wikipedia.org/wiki/Ohmio

http://es.wikipedia.org/wiki/Omega

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93hmetro

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Alfabeto_griego

http://es.wikipedia.org/wiki/Rho

http://es.wikipedia.org/wiki/Ohm

http://es.wikipedia.org/wiki/Metro





DQM 77

Señal Digital: La cantidad no se denota por cantidades continuas sino por símbolos

denominados dígitos.

Símbolo: Es un signo sin semejanza ni contigüidad, que solamente posee un vínculo

convencional entre su significante y su denotación.

Sistemas numéricos. Es un conjunto ordenado de símbolos o dígitos, reglas con las que se

combinan.

Temperatura en los diodos (efecto).- A medida que la temperatura se incrementa las

características en polarización directa se vuelven más ideales.

Tiempo de recuperación inverso: Es la suma de los tiempos de almacenamiento y de

decaimiento, y tal periodo de tiempo nos indica el tiempo total durante el cual, después de un

cambio de polarización directa a inversa en un diodo, no obtenemos la respuesta ideal en el

dispositivo, es decir, una señal rectificada.

Tiristor: El tiristor (gr.: puerta) es un componente electrónico constituido por elementos

semiconductores que utiliza realimentación interna para producir una conmutación. Se emplea

generalmente para el control de potencia eléctrica.

Tiristores: tienen una función similar a los transistores de potencia. El terminal A

corresponde al Ánodo, el terminal C al Cátodo y el terminal G al Gatillador (o electrodo de

desbloqueo), en el caso de un Tiristor bidireccional hace referencia a los Triac.

Transductores: o sensores se refiere a un elemento que produce una señal relacionada con

la cantidad que se esta midiendo. Con frecuencia se utiliza el término de transductor en vez

de sensor. El transductor es el elemento que al someterlo a un cambio químico o físico

experimenta un cambio eléctrico.

Transductores de humedad (Termopares): cuando dos metales se unen, en el sitio de

unión se produce una diferencia de potencial. Esta depende de los metales utilizados y la

temperatura de la unión. Los termopares constituyen circuitos completos en los que hay este

tipo de uniones. Si ambas uniones están a la misma temperatura no existe fuerza

electromotriz neta. En cambio si la temperatura es diferente, si se produce una fuerza

electromotriz ( f.e.m.)

Transductores de Presión: Un transductor para medir fuerza se basa en el empleo de

deformímetros de resistencia eléctrica para monitorear la deformación de cierto elemento

cuando este se estira, se comprime o se llega a doblar por la aplicación de una fuerza.

Transición.- Fenómeno provocado por los electrones que se pasan de un estado

determinado a otro totalmente diferente.

http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_griego

http://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nico


http://es.wikipedia.org/wiki/Realimentaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica


DQM 78

Transistor: El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de

amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en

inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia").

Transistor.- Es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador,

oscilador, conmutador o rectificador.

Transistor bipolar: es un amplificador de corriente, esto quiere decir que si le introducimos

una cantidad de corriente por una de sus patillas (base), el entregará por otra (emisor), una

cantidad mayor a ésta, en un factor que se llama amplificación.

Transistor bipolar de heterounión (TBH) es una mejora del TBJ que puede manejar señales

de muy altas frecuencias, de hasta varios cientos de GHz. Es un dispositivo muy común hoy

en día en circuitos ultrarrápidos, generalmente en sistemas de radiofrecuencia.

Transistores de Potencia: realizan similares funciones a las de un transistor normal pero

administran una mayor capacidad en el paso de la corriente, su encapsulado es mayor y

soportan más la disipación de calor.

Transistores NPN consisten en una capa de material semiconductor dopado P (la "base")

entre dos capas de material dopado N. Una pequeña corriente ingresando a la base en

configuración emisor-común es amplificada en la salida del colector.

Transistores PNP consisten en una capa de material semiconductor dopado N entre dos

capas de material dopado P.

TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los

transistores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el

TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor

capaz de conmutar la corriente alterna.

TRIAC: Interruptor triodo de doble sentido, es un interruptor controlado de silicio entre

terminales, similar al SCR, cuando el Triac esta conduciendo puede manejar corrientes en

ambas direcciones, por eso es ideal para corriente alterna, pero es mecánicamente más

pequeño y funciona con corrientes y voltajes menores que el SCR, aunque con las mismas

ventajas. Al igual que los SCR no tienen rebote de contacto, no se producen arcos en

contactos parcialmente abiertos y operan mucho más rápido que los contactores mecánicos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica


http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador

http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador

http://es.wikipedia.org/wiki/Conmutador

http://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador

http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9s

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_(componente)

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica


http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador

http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador

http://es.wikipedia.org/wiki/Conmutador

http://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador

http://www.unicrom.com/Tut_amplificadores_.asp

http://es.wikipedia.org/wiki/GHz

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuencia






http://es.wikipedia.org/wiki/Tiristor




DQM 79

La mayor parte de Triacs de mediana potencia manejan un voltaje de gatillado entre 0.6 a 2 v y una corriente de gatillado entre 0.1 y 20 mA las cuales varían considerablemente con la temperatura.

Triac: El Triac es fundamentalmente una combinación paralela inversa de dos terminales de

capas de semiconductor que permiten el disparo en cualquier dirección con una terminal de

compuerta para controlar las condiciones de encendido bilateral del dispositivo en cualquier

dirección. En otras palabras, para cualquier dirección, la corriente de compuerta puede

controlar la acción del dispositivo en una forma muy similar a la mostrada para un SCR.

En la figura se muestra el símbolo grafico del dispositivo así como la distribución de las capas

de semiconductor. Para cada dirección de conducción posible, existe una combinación de

capas de semiconductor cuyo estado será controlado por la señal aplicada a la terminal de

compuerta.


DQM 80

Unidad Central de Proceso (CPU).- Es el "cerebro" de una computadora, de manera más

precisa, es la parte de una computadora que se encarga de ordenar y controlar el proceso y la

transferencia de información

Word: Palabra de 16 bits.

Nota:

Agradecemos cualquier comentario o sugerencia para la mejora continúa de estos apuntes al Profesor Quintero, en el siguiente correo electrónico:

[email protected].

México DF a 22 de junio de 2012.

practicas e_ d_ pot_ junio 2012(1)

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