Lab04b_Ele1

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Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 
Ingeniería Electromecánica 
 
GUÍA DE LABORATORIO 4 
ELECTRÓNICA I CÓDIGO: 8109246 
 
CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LOS DIODOS LED E INTRODUCCIÓN A TRANSISTORES BJT NPN 
 
OBJETIVOS 
- Conocer las características principales de corriente y tensión de los diodos LED. 
- Observar como el efecto de los voltajes umbrales y de ruptura es determinante en su operación. 
- Analizar el principio de funcionamiento de transistores npn en circuitos de aplicación. 
 
 
1. MATERIALES Y EQUIPOS 
 ADVERTENCIA: LEA TODA LA GUÍA DEL 
LABORATORIO, ANTES DE ADQUIRIR CUALQUIER 
COMPONENTE !!! 
 
EQUIPOS DEL 
LABORATORIO 
MATERIALES 
1 Fuente de Voltaje DC con 
conectores 
Protoboard 
2 Multímetros para medir 
corriente y voltaje 
Conectores y caimanes 
1 Transformador 1 diodo LED blanco o amarillo 
 3 diodos LED rojos 
 3 diodos LED verdes 
 3 diodos LED azules 
 6 resistencias de 220Ω, 1/2W 
 1 resistencia de 340Ω, 1/2W 
 Resistencias de varios valores según 
diseños 
 2 transistores 2N3904 
 1 potenciometro 5KΩ 
 1 fotoresistencia LDR 
 1 resistencia de 1KΩ, 1/2W 
 1 transistor TIP31 
 1 Zumbador o buzzer 
 1 Relay bobina 9V, 1A máx. contacto 
de 2A máx 
 2 Fusible 1A con portafusible 
 1 Lámpara o bombillo de filamento de 
50Wmáx. Con roseta de conexión 
cable y clavija 120Vrms AC. 
 Cable para protoboard, 1 Pelacables, 1 
Cortafríos. 
 Rollo cinta aislante 
 
2. TALLER PREVIO (Soluciónelo antes de llegar a la 
práctica. Su evaluación se hará mediante 
sustentación oral) 
 
2.1 Consulte cuatro formas de prueba e identificación de 
terminales en un diodo LED, sus niveles de corriente y 
las caídas de potencial en el diodo según el color de 
cada dispositivo. 
 
2.2 Vea el video Como cortar y conectar Tiras de 
LED, propuesto en: 
https://www.youtube.com/watch?v=Gwg8BQdkyAc. 
Consulte el precio de las tiras de leds y describa tres 
posibles aplicaciones electromecánicas de cintas de 
leds. 
 
 
3. CIRCUITOS BÁSICOS PARA DIODOS LEDs 
 
3.1 Analice el circuito de la figura 1. Cuál es la relación 
entre la fuente V, la corriente del diodo y R? 
Diseñe una red de polarización para un LED ROJO, otra 
para un LED VERDE y otra para para un LED AZUL, 
según los dispositivos que adquirió, con una fuente 
V=9V. 
Para el diseño tenga en cuenta las corrientes máximas 
que deben circular según el color del diodo, lo cual 
definirá el calor de R. 
 
 
Figura 1. Red de polarización para un LED 
 
3.2 Conecte un circuito por cada color de LED. Pruebe 
el funcionamiento de los tres leds, con V=9V mida los 
voltajes de cada diodo, compárelos. 
 
Disminuya el voltaje V hasta encontrar el Vmínimo que 
hace encender cada LED. Compare que sucede con 
cada color. 
 
Ahora para cada color aumente progresivamente el 
voltaje V hasta encontrar el valor máximo que hace que 
el diodo se dañe. Qué valor de corriente pudo ocasionar 
el daño para cada led? Compare que sucede con cada 
color. 
 
¿Después de dañado el led, queda en corto circuito o 
circuito abierto? 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=Gwg8BQdkyAc
 
3.3 Implemente el circuito de la figura 2a con leds que 
funcionen de colores rojo, verde y azul. Varié la fuente 
de 0V a 12V con pasos de 2V, mida la caída de voltaje 
en los tres diodos para cada caso del voltaje de la 
fuente. Registre los valores en una tabla. Explique las 
diferencias entre diodos, simule el circuito y compare los 
valores medidos en la práctica, con los simulados. 
 
a. 
 
b. 
Figura 2. Circuito de control básico para encendido de 
leds. a) En paralelo. b) En serie. 
 
3.4 Implemente el circuito de la figura 2b. Varié la fuente 
de 0V a 6V con pasos de 1V, mida la caída de voltaje 
en los tres diodos para cada caso del voltaje de la 
fuente. Registre los valores en una tabla y compárelos. 
Explique las diferencias entre diodos, simule el circuito y 
compare los valores medidos en la práctica con los 
simulados. 
 
3.5 Implemente el circuito de la figura 3, conectando en 
paralelo diodos de cuatro colores diferentes. V1 es el 
secundario de un transformador. Noto la conexión de los 
diodos? 
 
Observe los diodos y explique su comportamiento. Con 
el multímetro mida los voltajes promedio y eficaz de 
cada diodo y compárelos con las señales obtenidas del 
simulador. 
 
Figura 3. Diodos en circuitos AC 
4. APLICACIÓN DE TRANSISTORES 
SOLUCIONE Y RESPONDA EN EL INFORME: 
 
4.1 Analice matemáticamente el circuito de la figura 4. 
Obtenga el valor de los voltajes y corrientes en todos los 
terminales del transistor asumiendo valores máximos de 
las resistencias, potenciómetro y LDR (mida 
previamente el valor resistivo de la LDR). 
 
4.2 Implemente el circuito de la figura 3, considerando la 
conexión de la LDR, el transistor y el zumbador (buzzer). 
Direccione una fuente de luz hacia la LDR a partir de un 
apuntador laser o la luz del flash del celular, varíe el 
potenciómetro hasta que el buzzer se encienda. 
 
4.3 Explique qué sucede con el circuito de la figura 3. 
Cuál sería la distancia máxima entre el láser (o led del 
celular) y el circuito en la cual todavía esta encendido el 
buzzer? 
 
 
Figura 3. Circuito de alarma lumínica. 
4.4 Analice y explique el funcionamiento del circuito de 
la figura 4a, cuando L=0V y L=5V, relay con 
componente resistivo de la bobina del relay de 240Ω. 
Explique la función del relay en el circuito. 
 
4.5 Simule el circuito de la figura 4, midiendo los voltajes 
en las terminales del transistor. 
 
4.6 Implemente el circuito de la figura 4 y compruebe su 
funcionamiento con L=0V y L=5V. Los 5V obtenidos de 
una segunda fuente de voltaje. 
 
4.7 Compare los resultados de simulación con su 
análisis matemático. Complete los valores de la tabla 6. 
 
 
Figura 4a. Circuito control de lámpara AC. Bombilla 
120V, 50W, Cable, roseta y clavija para conexión de 
bombilla. 
 
Figura 4b. Circuito control de lámpara AC. Bombilla 
120V, 50W, Cable, roseta y clavija para conexión de 
bombilla. 
 
4.8 RETO DE DISEÑO: 
 
Utilizando los elementos de los circuitos de las figuras 3 
y 4, implemente un nuevo circuito que permita la 
activación de una bombilla AC controlada 
automáticamente por una fotorresistencia LDR, de forma 
que: 
- Si no hay presencia de luz ambiente la lámpara AC 
deben encenderse. 
- Si hay presencia de luz ambiente la lámpara AC 
deben apagarse. 
Incluya en su informe todas las consideraciones del 
diseño, análisis matemáticos y resultados de la 
implementación práctica. 
Tabla 1. Valores medidos para el circuito de la figura 4. 
CONDIC
IÓN 
VALOR 
ANÁLISIS 
MATEMÁTICO 
SIMULACIÓN PRÁCTICA 
L=0V 
VCC 
VCE 
VBE 
VBC 
IC 
IB 
IE 
L=5V 
VCC 
VCE 
VBE 
VBC 
IC 
IB 
IE 
 
 
 
5. BIBLIOGRAFÍA 
ELECTRÓNICA Y TEORÍA DE CIRCUITOS. Boylestad 
– Nashelsky 
PRINCIPIOS DE ELECTRÓNICA. Albert Paul Malvino. 
 
6. PREINFORME INDIVIDUAL 
El pre-informe deberá entregarse individualmente 
mediante el aula virtual en formato pdf, previo a la 
realización del laboratorio. 
 
7. INFORME 
El informe deberá explicar el desarrollo de la práctica y 
se presentará en el formato basado en IEEE, 
organizado como: 
Titulo 
Autor 
Solución de cada numeral de la práctica con: 
• Análisis matemático de cada circuito 
propuesto y diseñado 
• Datos obtenidos según las mediciones 
presentadas en tablas de datos analizados 
en el texto. 
• Simulación y comparación con datos 
medidos en la practica 
• Conclusión de cada ítem, obtenidas a partir 
del análisis de resultados (son lo más 
importante para el informe) 
• Observaciones (técnicas y prácticas) 
• Anexos 
Se entregará en el aula virtual en formato pdf.