Práctica 5

Esta semana hemos estado aprendiendo sobre las resistencias y sus características. En esta práctica nos centraremos en las resistencias variables, en concreto en el potencíometro.

Potencíometro: su valor de resistencia se puede cambiar manualmente entre cero y un valor máximo. Que depende del potencíometro que elija. Puede ser lineal o rotativo. Se usa como regulador. No se puede usar como elemento de protección (porque se puede poner a 0). Aquí tenéis una imagen  de los dos tipos de potencíometros:

La segunda imagen se trata de un potencíometro rotativo visto desde dentro. Se pueden apreciar sus distintas partes y elementos.

El símbolo en electrónica del potencíometro es una resistencia atravesada en diagonal por una flecha:

Ahora explicaré el funcionamiento del potencíometro por medio de distintas capturas. En las que voy cambiando el valor del potencíometro, veamos como afecta el aumentar o reducir el valor del potencíometro a la luminosidad de la bombilla:

En la primera imagen, el valor del potencíometro está al mínimo y la bombilla está iluminada prácticamente al máximo. En la segunda imagen el valor del potencíometro está a la mitad, y se puede ver como la bombilla sigue iluminada, sin embargo la luminosidad se ha reducido. En la tercera imagen el potecíometro está al máximo, y la bombilla está prácticamente apagada. Observando esto, llegamos a la conclusión de que a medida que se aumenta el valor de la resistencia disminuye la luminosidad. Por el contrario a medida que se reduce el valor de la resistencia aumenta la luminosidad de la bombilla.

Regulador de LED:

En este circuito ocurre lo mismo que en el anterior. Además de que las imágenes están colocadas en el mismo orden y se aprecia el mismo efecto que en el anterior. Para poder poner un regulador en un circuito con LED es necesario poner una resistencia fija y disminuir el voltaje de la pila.

Otro ejemplo de un circuito con un regulador de LED es este:

Ocurre lo mismo en cuanto a la luminosidad de la bombilla que en los dos anteriores. Sin embargo, esta forma es más eficiente. Los electrones se reparten y se van por el camino que menos resistencia tenga.

Práctica 3

Relé

Hoy he realizado una práctica con un nuevo elemento llamado relé. El relé controla la corriente en función de si recibe corriente o no. Aquí tenéis una imagen de un relé:

Como se puede apreciar está dividido en dos partes. La parte de la izquierda está compuesta por una bobina que tiene hilo de cobre enrollado. La parte de la derecha está compuesta por tres piezas de metal que forman un conmutador (dos fijas y una movible).

Para observar el funcionamiento del relé es mejor observarlo a partir de una imagen:

En esta imagen se puede apreciar que la corriente llega a a la bobina, entonces se genera un electro-imán y la pieza de metal movible es atraída hacia la pieza de metal de la izquierda. Por lo tanto la corriente no llega a la pieza de la derecha y la bombilla no se enciende.

Por el contrario aquí podemos ver que la parte del circuito que lleva la corriente hasta la bobina está abierta, por lo que no llega corriente a la bobina. No se genera un electro-imán y así la placa movible de metal permanece pegada a la pieza de la derecha. Y entonces se enciende la bombilla.

Los relés también sirven como timbres o alarmas de incendios. He aquí algunos ejemplos:

Este es el circuito de una alarma de incendios. Aquí no se aprecia muy bien pero la placa de metal se encuentra en movimiento constantemente hasta que se abre el circuito. Esto ocurre porque a la bobina le llega corriente y eso genera un electro-imán, entonces se va hacia la izquierda por la atracción. Pero la pieza de metal de la izquierda no recibe corriente, lo que provoca que vuelva a su posición inicial. Pero vuelve a sentir atracción por la pieza de la izquierda y otra vez vuelve a su posición inicial. Y así constantemente hasta que se abra el interruptor y a la bobina no le llegue corriente. Las alarmas de incendios tienen un sonido tan molesto debido al choque constante de la pieza movible contra las piezas fijas.

Aquí hay un ejemplo de un timbre con luz:

En estas imágenes tampoco se aprecia demasiado bien pero al igual que la pieza movible que está en constante movimiento. La bombilla también parpadea, ya que a veces recibe corriente cuando el electro-imán se atrae a la pieza derecha (se enciende) y otras veces no recibe corriente cuando el electro-imán se atrae a la pieza de la izquierda (se apaga). Esto provoca un parpadeo constante. 

  

Práctica 2

Conmutador Doble

En la anterior práctica, expliqué algunos de los elementos de control más comunes, entre ellos el conmutador doble. Pues bien, este elemento de control se usa para el cambio de sentido y giro en el motor. Aunque también se puede usar para otras cosas.

Para que cambie de sentido el motor se puede dar la vuelta a la pila (la corriente cambia de dirección),sin embargo no es buena opción. La correcta es emplear un circuito en concreto que incluya un conmutador doble.

-Primer circuito: el motor gira en sentido anti-horario debido a que la corriente le llega al motor hacia la derecha, por lo que al llegar al cable la corriente cambia de sentido y va hacia la izquierda provocando que el motor gire en sentido anti-horario. Podemos comprobar esto siguiendo la dirección de las flechas en el circuito.

-Segundo circuito: ahora si pulsamos el conmutador la corriente cambia de camino y llega al motor por la derecha provocando que gire en sentido horario. Esto también se puede comprobar siguiendo el sentido de las flechas del circuito.

Práctica 1

Elementos de control

En esta práctica daré a conocer algunos de los elementos de control más comunes en un circuito. Así que empecemos:

-Interruptor: abre o cierra la corriente de un circuito. Es el más conocido y el más simple.

En esta imagen el interruptor está abierto por lo que la bombilla no se enciende.

Por el contrario, en esta imagen el interruptor está cerrado por lo que la bombilla sí se enciende.

-Pulsador: abre o cierra la corriente de un circuito al igual que un interruptor. La diferencia es que tan sólo abre o cierra la corriente mientras esté pulsado, cuando dejo de pulsarlo vuelve a su posición inicial. Hay dos tipos:

-NA: "Normalmente abierto" al pulsarlo se cierra. Por ejemplo  un timbre.

-NC: "Normalmente cerrado" al pulsarlo se abre. Por ejemplo la puerta de la nevera.

En la imagen podemos apreciar que el pulsador de arriba es NC ya que sin ejercer presión está cerrado y conduciendo la corriente. Por otra parte el pulsador de abajo es NA porque no conduce la corriente y por lo tanto la bombilla no se ilumina.

-Conmutadores: dirige la corriente por un camino o por otro. Es lo mismo que un interruptor sólo que tiene más de una conexión. Sus usos más comunes son: usarlo como interruptor y controlar una bombilla desde dos sitios distintos (usando dos conmutadores)

Aquí podemos observarlo claramente, en la primera imagen la corriente se conduce por el camino de arriba y en la segunda se conduce por el camino de abajo.

Este es un ejemplo de uno de los usos que se le puede dar a un conmutador que era lo de controlar una bombilla desde sitios distintos. En la imagen de arriba vemos que ambos están cerrados pero en la de bajo cerramos uno y entonces la bombilla deja de iluminarse aunque el otro esté abierto.

Práctica 5-2

Circuito en serie

He realizado dos circuitos en serie distintos. Uno con bombillas y otro con resistencias para observar sus distintas características.

-Circuito con bombillas: Si comparamos este circuito con el circuito en paralelo podemos ver que las bombillas lucen menos, esto de debe a que los electrones se reparten entre los elementos y en el circuito en paralelo no.

-Circuito con resistencias: Este circuito tiene la misma estructura que el circuito de la práctica anterior pero no las mismas características.  El voltaje se reparte entre las resistencias, es decir Vt = V1+V2, por lo tanto a mayor resistencia mayor voltaje. La intensidad es la misma en todo el circuito, por lo tanto It = I1 = I2...

Las resistencias se suman y nos dan la resistencia total (Rt = R1+R2+...). 

Veamos si las características anteriores realmente se cumplen:

-Vt = V1+V2  En este caso sería Vt = 9V  V1 = 2,25V  V2 = 6,75V. Podemos observar que 9V = 2,25V + 6,75V. Por lo tanto si se cumple esta característica.

-La intensidad es la misma en el circuito:  0,015A

-Rt = 9V : 0,015A = 600 ohmnios 

600 ohmnios = 150 ohmnios + 450 ohmnios

Esta propiedad también se cumple.

Ahora comprobemos si también se cumple la ley de Ohm:

R1 : 2,25V = 0,015A x 150 ohmnios

R2 : 6,75V = 0,015A x 450 ohmnios

Rt = 9V : 0,30A = 30 ohmnios

Práctica 5-1

Circuito en Paralelo

He realizado una práctica creando dos circuito en paralelo distintos y así poder observar sus propiedades.

-Circuito en paralelo con bombillas: Este circuito está compuesto por dos bombillas situadas en paralelo. Al estar colocadas en paralelo las bombillas lucen bastante pero sin embargo la pila tiene menor duración.

-Circuito en paralelo con resistencias y medidores: Le llega el mismo voltaje que la pila a cada elemento, Vt = V1 = V2 (es decir, Vt = 9V = V1 = 9V etc.).  La intensidad de este circuito se divide entre los elementos It = I1 + I2 ... (es decir, 80mA = 60mA + 20mA). La resistencia del circuito es siempre menor que la resistencia de los elementos, veamos si esto es cierto aplicando la ley de Ohm:

R1(150 ohmnios) 9V= 0,06A x 150ohmnios

R2(200 ohmnios) 9V= 0,02A x 450ohmnios

Rt = Vt : It = 9V : 0,08A = 112,5 ohmnios

Podemos comprobar que sí se cumple esta propiedad.

Práctica 4

He realizado una práctica aplicando la ley de Ohm. Que se explica con el siguiente triángulo:

Es decir, El voltaje es igual a la intensidad por la resistencia y viceversa. Al mismo tiempo intensidad es igual a voltaje entre resistencia y resistencia es igual a voltaje entre intensidad.Veamos si esto es cierto:

-Primera captura: El voltaje es igual a 9V, la intensidad es igual a 9 mA y la resistencia es igual a 1000 ohmnios. Se cumple la ley de Ohm porque 9mA es igual a 0,009A. 0,009A multiplicado por 1000 ohmnios es igual a 9V. Por lo que si se cumple la ley de Ohm.

-Segunda captura: El circuito sigue siendo el mismo pero he cambiado la resistencia bajándola a 500 ohmnios. El voltaje es 9V, la intensidad son 18 mA y la resistencia es igual a 500 ohmnios. 18 mA es igual a 0,018A. 0,018A multiplicado por 500 es igual a 9V. Aunque hayamos cambiado la resistencia se sigue cumpliendo la ley.

-Tercera captura: Ahora he cambiado el voltaje de la pila del circuito pero en teoría debería seguir cumpliéndose la piel. Veamos si es así. El voltaje es igual a 15V, la intensidad es igual a 15mA y la resistencia es igual a 1000 ohmnios. 15mA es igual a 0,015A. 0,015A por 1000 ohmnios es igual a 15V. La ley sigue cumpliéndose.

-Cuarta captura: En este circuito se ha producido un cortocircuito. Porque bajé la resistencia hasta 0 ohmnios. Eso provocó que la intensidad subiese mucho y el circuito explotó. Debido a que no era capaz de resistir tanta intensidad. Cuanto más bajamos la resistencia más sube la intensidad.