Ejercicios: Circuitos electrónicos sencillos

Explicá qué es una placa protoboard, por qué no necesita soldadura y cómo están conectados sus agujeros por dentro: qué diferencia hay entre los rieles laterales (largas tiras horizontales) y las tiras cortas verticales de la zona central.

La figura muestra una placa protoboard con sus rieles de alimentación en la parte superior y sus tiras de contactos de cinco agujeros, separadas por un canal central. Hay dos zonas marcadas: una en verde y otra con un signo de interrogación.

La zona verde marca una tira de cinco agujeros unidos por dentro en vertical. La zona naranja con ? abarca los dos últimos agujeros de una tira superior y los dos primeros de la tira inferior de la misma columna, y cruza el canal central de la placa.

Respondé:

1. a) Razoná si los agujeros de la zona naranja están unidos o separados entre sí a través del canal.

1. b) Explicá para qué existe ese canal central.

1. c) Explicá cómo deben colocarse los componentes respecto al canal para no unir patillas que no deben tocarse.

Un LED nunca se conecta a una pila «directamente»; siempre se coloca una resistencia en serie con él. Explicá qué función cumple esa resistencia de protección en el circuito y qué les ocurre al LED y a la pila si se monta sin ella.

Pista. Pensá en qué ocurre con la intensidad de la corriente cuando el LED, que apenas ofrece resistencia al paso de la corriente, queda conectado directamente a los bornes de la pila.

Ordená los pasos para montar un LED con su resistencia en la protoboard y explicá el motivo del segundo: (a) colocar el LED respetando su polaridad; (b) calcular el valor de la resistencia; (c) conectar la resistencia en serie; (d) alimentar con la pila y comprobar.

Explicá la diferencia entre el esquema de un circuito (dibujo con símbolos) y la foto de un montaje real, y razoná por qué el mismo esquema puede montarse de muchas formas distintas sobre la protoboard sin cambiar el circuito.

Los simuladores de circuitos permiten montar en pantalla un circuito antes de tocar un solo componente físico. Citá dos ventajas de usar un simulador frente al montaje real y una limitación del simulador frente al montaje real. Después, explicá por qué aun así conviene simular primero.

Explicá qué significa que un relé es un «interruptor automático»: quién lo acciona en lugar de un dedo, y describí un ejemplo cotidiano donde un relé permita que una señal pequeña encienda algo potente.

Un LED necesita $2\ \text{V}$ y $20\ \text{mA}$ y va a conectarse a una pila de $9\ \text{V}$. Calculá la resistencia de protección paso a paso: la resistencia debe quedarse con la tensión que sobra, $9 - 2 = 7\ \text{V}$, y por ella pasa la misma corriente que por el LED. Aplicá la ley de Ohm y comentá qué valor normalizado elegirías ($330\ \Omega$ o $390\ \Omega$).

La figura muestra el circuito de un LED con su resistencia de protección, cuyo valor falta.

La pila es de $6\ \text{V}$ y el LED necesita $2\ \text{V}$ y $20\ \text{mA}$. Calculá el valor que debe tener la resistencia, explicá qué tensión soporta y qué intensidad la atraviesa, y elegí entre los valores normalizados $180\ \Omega$ y $220\ \Omega$ razonando cuál protege mejor.

Calculá la resistencia de protección para una linterna con pila de $4{,}5\ \text{V}$ y un LED de $1{,}8\ \text{V}$ y $15\ \text{mA}$. Mostrá los tres pasos (tensión en la resistencia, aplicación de la ley de Ohm, valor en ohmios).

Montaste un circuito con una pila de $6\ \text{V}$, un LED y una resistencia en serie. El LED tiene una tensión de funcionamiento de $2\ \text{V}$, una corriente recomendada de $20\ \text{mA}$ y una corriente máxima admisible de $30\ \text{mA}$. Calculaste una resistencia de protección de $200\ \Omega$, pero decidís probar con otros valores.

Razoná con la ley de Ohm, calculando la corriente en cada caso (recordá que la tensión en la resistencia es $6\ \text{V}-2\ \text{V}=4\ \text{V}$):

1. a) ¿Qué pasa con la corriente y con el brillo del LED si ponés una resistencia del doble de valor?

1. b) ¿Qué pasa si ponés una resistencia de la mitad? ¿Se supera la corriente máxima del LED?

1. c) ¿Cuál de las dos probarías primero? Justificá tu respuesta.

Describí cómo llevarías el esquema de un LED con resistencia a la protoboard, paso a paso: a qué riel va el positivo de la pila, en qué tiras colocás cada patilla del LED y de la resistencia, y cómo comprobás que ninguna patilla comparte tira por error.