Laboratorio

LISTADO DE TEMAS

  1. Medidor de Temperatura con Diodo: 

    De la ecuación del diodo, puede verse claramente la dependencia de la tensión con la temperatura,  esta dependencia está implícita, pues la corriente de saturación inversa depende de la temperatura, ya que las constantes de difusión Dp y Dn dependen de la misma, así como las longitudes de difusión Lp y Ln, por lo tanto, queda claro que la corriente de saturación inversa depende de la temperatura.
    En resumen, la corriente Io se duplica aproximadamente por cada 10 °C de aumento de temperatura, experimentalmente se encontró que en un diodo de silicio manteniendo constante la corriente que circula a través de él, la caída de tensión en el diodo disminuye a razón de: −𝟐,𝟓 [𝒎𝑽/𝑪]

  2. Rectificador Monofasico y Trifasico y medición de corriente con celdas Hall: 

    Un rectificador trifásico es un dispositivo capaz de convertir una corriente alterna de entrada en una  corriente continua de salida, mediante dispositivos semiconductores capaces de manejar grandes potencias como en nuestro caso diodos, aunque también se pueden emplear otros dispositivos semiconductores como tiristores, válvulas de mercurio (muy antiguos), entre otros. El rectificador trifásico cumple con la misma función que un rectificador monofásico, con la diferencia que estos rectificadores son alimentados por fuentes trifásicas, por lo que son más eficientes y pueden manejar grandes potencias, ya que en su salida presentan menor rizado de señal.

  3. Medidor de Temperatura con Termistor NTC: 

    El término termistor es una castellanización del inglés thermistor, formado a partir de los vocablos “thermally sensitive resistor”. Son resistores variables con la temperatura, pero no están basados en conductores como las RTD, sino en semiconductores. Si su coeficiente de temperatura es negativo se denominan NTC (Negative Temperature Coefficient), mientras si es positivo se denominan PTC (Positive Temperature Coefficient). La principal característica de este tipo de resistencias es que tienen una sensibilidad del orden de diez veces mayor que las metálicas y aumenta su resistencia al disminuir la temperatura.Su fundamento está en la dependencia de la resistencia de los semiconductores con la temperatura, debida a la variación con esta del número de portadores reduciendose la resistencia, y de ahí que presenten coeficiente de temperatura negativo. Esta dependencia varia con la presencia de impurezas, y si el dopado es muy intenso, el semiconductor adquiere propiedades metálicas con coeficiente de temperatua positivo (PTC) en un margen de temperaturas limitado. Para las NTC, en un margen de temperaturas reducido (50 ºC), la dependencia se puede considerar de tipo exponencial de la forma.

  4. Música a través del Arco Eléctrico: 

    Conseguir elaborar un circuito para crear un altavoz de plasma, es decir, un arco eléctrico que reproduce música. Se utiliza la configuración del 555 como monoastable, para generar un tren de pulsos que activa y desactiva el transistor de potencia abriendo y cerrando el paso de la corriente. Haciendo esto conseguimos algo parecido a la corriente alterna y esto hace que la bobina del flyback eleve el voltaje a razón de miles de voltios. Una vez que hay un voltaje elevado el aire se ioniza y se convierte en conductor de electricidad y se forma un arco eléctrico, reproduciendo el sonido conectado al 555

  5. Sistema de Refrigeración: Aplicación de Efecto Peltier:

    De manera tal de introducirnos en lo que respecta al efecto Peltier, es necesario remontarnos a conocimientos previos tales como el efecto termoeléctrico de Joule, Seebeck y Thomson. La interacción existente entre el fenómeno eléctrico y el térmico se conoce desde el siglo XIX, cuando Joule observó que la materia ofrece cierta resistencia al movimiento de los electrones, los cuales ceden energía cinética al entorno en los sucesivos choques (efecto Joule). Esta energía proporcionada por los electrones se disipa en forma de calor. Sin embargo, no es éste el único fenómeno de interacción termoeléctrica.El efecto Peltier fue descubierto en el año 1834 por el físico francés Jean Peltier. Surgió sobre la base del descubrimiento del físico alemán Seebeck T. J. en 1821, quien observó que en un circuito formado por dos conductores distintos, cuyas uniones soldadas se encuentran en medios con temperaturas distintas, aparece entre ambos una diferencia de potencial. Esta diferencia de potencial es función de la naturaleza de los conductores y de la diferencia de temperaturas. Este dispositivo se conoce como termopar o termocupla. La esencia del efecto Peltier, que básicamente es el contrario del efecto Seebeck, consiste en hacer pasar una corriente procedente de una fuente de energía, a través de un circuito formado por dos conductores de distinta naturaleza, obteniéndose que una de sus uniones absorbe calor y la otra lo cede. La cantidad de calor que se transmite dependerá de la corriente generada. El efecto Thomson, descubierto en 1857 por Thomson W., consiste en la absorción o liberación de calor por parte de un conductor eléctrico, con un gradiente de temperaturas, por el cual circula una corriente eléctrica.Cabe destacar que los efectos Peltier-Seebeck y Thomson pueden en principio ser termodinámicamente reversibles, mientras que el calentamiento Joule no lo es.Estos tres fenómenos constituyen juntos el efecto termoeléctrico, que en esencia es la conversión directa de la diferencia de temperatura a voltaje eléctrico y viceversa. Este efecto puede ser usado para generar electricidad, medir temperatura, enfriar y calentar objetos, entre otras cosas.Si bien el efecto Peltier se conoce hace bastante tiempo, sus aplicaciones prácticas se vieron limitadas por la tecnología del momento y tuvieron que esperar al desarrollo de la física de los semiconductores.Continuaremos entonces profundizando acerca del principio de funcionamiento de la celda Peltier, dispositivo que pone en práctica los fenómenos físicos y eléctricos mencionados.

  6. Detector de Color y Medidor de Cuenta Gotas:

    Detectar las gotas que caen de un gotero, determinar su color (Azul o Rojo) y contarlas,  para luego mostrar en una pantalla la cantidad de gotas de cada color. Para su implementación se uso los diodos led emisores infrarrojos y los fototransistores, cada uno de estos componentes tuvo una función en el circuito.

  7. Bobina de Tesla:

    Una Bobina de tesla es un Transformador resonante de alta tensión, llamado así en honor a su inventor, Nicolás Tesla quien la patentó en 1891. Para entender el funcionamiento de una Bobina de Tesla, es necesario tener conocimientos de las leyes del electromagnetismo, a partir de las cuales se ha implementado el diseño y construcción de la misma, la cual es capaz de generar una descarga de corto alcance, que no es letal para quien la manipule, además el campo electromagnético permite realizar transferencias inalámbricas de energía, generando ionización y ozono del aire. En este caso, se la construyó para poder observar y estudiar los efectos de las ondas electromagnéticas y los arcos eléctricos producidos por la bobina, la cual a fines académicos es de baja potencia para poder demostrar visualmente que el aire se ioniza cuando el capacitor alcanza altos voltajes, generando un arco eléctrico que descarga toda la energía del capacitor a través de la bobina primaria gracias al explosor o spark gap , para inducir en la bobina secundaria alto voltaje a altas frecuencias , para poder así emitir ondas electromagnéticas (energía inalámbrica). La idea principal al desarrollar el proyecto “Bobina de Tesla” es entender su funcionamiento, con el circuito oscilador de alta frecuencia  que inyecta una onda pulsante a la entrada del transformador (Flyback), pasando por la transmisión de energía al romper la barrera del aire o la resistencia del dieléctrico del aire  a través del explosor, hasta la liberación de dicha energía en forma de un arco eléctrico  a la salida de la bobina secundaria.

  8. Generación de Energía Fotovoltaíca “Paneles Solares”:

    Las celdas fotovoltaicas, son sistemas que convierten directamente parte de la energía de radiación en forma de luz (parte del espectro electromagnético) en electricidad. Algunos materiales presentan una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico en su forma más simple, estos materiales se compone de un ánodo y un cátodo recubierto de un material fotosensible. La luz que incide sobre el cátodo libera electrones que son atraídos hacia el ánodo, de carga positiva, originando un flujo de corriente proporcional a la intensidad de la radiación, que hace que absorban fotones de luz y emitan electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad. Las celdas fotovoltaicas se fabrican principalmente de silicio (el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre). Actualmente, existen celdas fotovoltaicas, por ejemplo, en nuestras calculadoras solares así como en los cohetes espaciales.

  9. Estetoscopio Electrónico:

    El estetoscopio electrónico tiene el fin de escuchar los latidos del corazón a través de un circuito eléctrico, que filtra y amplifica la frecuencia cardiaca para presentar un sonido de mayor intensidad  que el de un estetoscopio común. El sonido ingresa al dispositivo mediante un componente llamado Piezo, el cual funciona por el efecto “piezo eléctrico”, convirtiendo las vibraciones que percibe en señales eléctricas.

  10. Medidor de Nivel de Líquido:

    El proyecto a realizar está diseñado para medir tres niveles de líquido, encendiendo un LED cada vez que se llegue a un nuevo nivel. En este proyecto se usarán Transistores (BC 337) que se saturarán una vez que el agua permita el contacto entre dos cables, produciendo la conducción de corriente eléctrica. También se hizo uso de diodos LED para que sirvan como aviso del nivel del líquido. Para evitar que se produzca electrólisis por el líquido, se implementó corriente alterna para saturar los transistores y luego un capacitor para rectificar la señal, así, por el líquido circula corriente alterna, pero el circuito trabaja con corriente continua.