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Fundamentos de MecatrónicaClase 02: Electrónica
Ricardo Mendoza Manuel [email protected] [email protected]
Escuela Universitaria de Ingeniería MecánicaUniversidad de Tarapacá
Arica, Chile
November 8, 2011
R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, 2011 1 / 33
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1 Conductores, aisladores y semiconductores
2 Corriente, voltage, resistencia
3 Ley de Ohm
4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
5 Potencia
6 Ejemplos y ejercicios
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Conductores, aisladores y semiconductores
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1 Conductores, aisladores y semiconductores
2 Corriente, voltage, resistencia
3 Ley de Ohm
4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
5 Potencia
6 Ejemplos y ejercicios
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Conductores, aisladores y semiconductores
Fuerza electro-estática
Gobernada por una de las fuerzas elementales del universo:electromagnetismo.
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Conductores, aisladores y semiconductores
Fuerza electro-estática
Gobernada por una de las fuerzas elementales del universo:electromagnetismo.
R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, 2011 4 / 33
Conductores, aisladores y semiconductores
Frente a una fuerza repulsiva de electrones a la izquierda. . .
conductor aislador
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Conductores, aisladores y semiconductores
Frente a una fuerza repulsiva de electrones a la izquierda. . .
conductor
Frente a una fuerza repulsiva de electrones a la derecha. . .
aislador
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Conductores, aisladores y semiconductores
Ejemplos de semiconductores
Transistor Diodo
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Conductores, aisladores y semiconductores
Ejemplos de semiconductores
Transistor Diodo
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Corriente, voltage, resistencia
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1 Conductores, aisladores y semiconductores
2 Corriente, voltage, resistencia
3 Ley de Ohm
4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
5 Potencia
6 Ejemplos y ejercicios
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Corriente, voltage, resistencia
Corriente
Definición: flujo de electrones através de una sección de cable.Símbolo: “I”Unidad de medida: Ampere, “A”
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Corriente, voltage, resistencia
Dirección del flujo de corriente?
Por convención en este curso:“opuesto a la dirección delflujo de electrones.”
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Corriente, voltage, resistencia
Voltage
Definición (no-oficial): Fuerza queimpulsa al flujo de electrones, comola presión que impulsa al flujo deagua.Símbolo: “E” o “V”Unidad de medida: Volt, “V”
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Corriente, voltage, resistencia
Símbolos de componentes electrónicos
voltaje resistencia transistor y diodo (semiconductores)
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Ley de Ohm
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1 Conductores, aisladores y semiconductores
2 Corriente, voltage, resistencia
3 Ley de Ohm
4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
5 Potencia
6 Ejemplos y ejercicios
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Ley de Ohm
Caída de voltaje
La diferencia de presión o caída de voltage es necesaria para el flujode agua/electrones.
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Ley de Ohm
Caída de voltaje
La diferencia de presión o caída de voltage es necesaria para el flujode agua/electrones.
R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, 2011 14 / 33
Ley de Ohm
Caída de voltaje
La diferencia de presión o caída de voltage es necesaria para el flujode agua/electrones.
R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, 2011 14 / 33
Ley de Ohm
Para que exista flujo. . .
. . . en el caso del agua. . . en el caso de la electricidad(flecha en sentido contrario)
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Ley de Ohm
Para que exista flujo. . .
. . . en el caso del agua
. . . en el caso de la electricidad(flecha en sentido contrario)
R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, 2011 15 / 33
Ley de Ohm
Para que exista flujo. . .
. . . en el caso del agua. . . en el caso de la electricidad(flecha en sentido contrario)
R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, 2011 15 / 33
Ley de Ohm
Ley de Ohm
V = I × R
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Ley de Ohm
Ley de Kirchhoff - Voltajes
ref: http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Kirchhoff
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Ley de Ohm
Ley de Kirchhoff - Corrientes
ref: http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Kirchhoff
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Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
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1 Conductores, aisladores y semiconductores
2 Corriente, voltage, resistencia
3 Ley de Ohm
4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
5 Potencia
6 Ejemplos y ejercicios
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Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
Circuitos en serie y paralelo
serie paralelo
Ambos pueden ser expresados como:
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Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
Circuitos en serie y paralelo
serie paralelo
Ambos pueden ser expresados como:
R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, 2011 20 / 33
Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
Circuitos en serie
La corriente que atraviesa cada resistencia es lamisma que se genera en la fuente de voltaje (Kirchhoff).
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Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
Circuitos en paralelo
El caída de voltaje en cada resistencia es elmismo que se genera en la fuente de voltaje (Kirchhoff).
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Potencia
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1 Conductores, aisladores y semiconductores
2 Corriente, voltage, resistencia
3 Ley de Ohm
4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
5 Potencia
6 Ejemplos y ejercicios
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Potencia
PotenciaLa potencia se genera en fuentes de poder (voltaje o corriente),se disipa en resistencias (y otros componentes eléctricos), y sedetermina:
P = V × I P = I2 × R P = V 2
R
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Ejemplos y ejercicios
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1 Conductores, aisladores y semiconductores
2 Corriente, voltage, resistencia
3 Ley de Ohm
4 Circuitos en serie y paralelo con corriente directa
5 Potencia
6 Ejemplos y ejercicios
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Ejemplos y ejercicios
Ejemplo 1: cálculo de potencia
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Ejemplos y ejercicios
Ejemplo 2: cálculo de corriente en serie
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Ejemplos y ejercicios
Ejemplo 3: cálculo de voltaje en serie
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Ejemplos y ejercicios
Ejercicio 1: cálculo de resistencia equivalente en paralelo
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Ejemplos y ejercicios
Ejercicio 2: cálculo de voltage, corriente, potencia en paralelo
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Ejemplos y ejercicios
Ejercicio 2: cálculo de voltage, corriente, potencia en paralelo(simulación)
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Ejemplos y ejercicios
Ejercicio 3: simulación
ProblemaTenemos dos ampolletas, las cuales requieren 500mA (cada una) para proyectar luzvisible, y las cuales queremos encender alternadamente. . .
ProcedimientoUsando dos veces el bloque interruptor provisto por el profesor, más una fuente devoltage, una resistencia R1=100ohm para simbolizar una ampolleta, y otra resistenciaR2=100ohm para simbolizar la otra, diseñe y simule un circuito que logre ésto.
Ayuda: utiliza el parámetro “delay” de las fuentes de voltage que controlan los transistores.
R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, 2011 32 / 33
Tarea
Para clase 3:Leer apunte: “Capítulo 3: Sensores y transductores”http://www.eudim.uta.cl/index.php/download_file/view/38/88/
R.Mendoza (Mecánica, UTA) Fund. Mecatrónica - Intro. a la Mecatrónica November 8, 2011 33 / 33
