Guías para los laboratorios de Electrónica 1 y Electrónica 3.

Abstract

Las prácticas de laboratorio son nade esencial de una educación completa especialmente para clases como Electrónica en donde la teoría no se llega a entender Por completo hasta que se pone las manos en la practica. Universidades como el MIT (Massachussets Institute of Technology) tienen ya bastante experiencia en la planificación de laboratorios y elaboración de Guías. En la actualidad los laboratorios de electrónica en el MIT están planificados para pasar la mitad del curso estudiando temas como diodos, transistores. Jfets, amplificadores operacionales. etc. y la otra mitad del curso es dedicada para que los estudiantes diseñen v construyan su propio proyecto. Estos proyectos varian desde un amplificador de potencia, hasta unos audifonos con supresión de ruido. Las guías están diseñadas para minimizar el análisis matemático y hacer un énfasis en el entendimiento visual e intuitivo de los circuitos. Se publican tres guías de laboratorio, y los alumnos tienen dos semanas para realizar cada una de ellas. Cada guia trae consigo las instrucciones para hacer un pre-laboratorio el cual debe ser entregado a la entrar al laboratorio cada semana. Este pre-laboratorio consiste en ejercicios de análisis de circuitos y lecturas de libros de referencia o manuales de los dispositivos que se utilizaran en la práctica. Todas las guías hacen referencia a la utilización de equipo como multímetros digitales. osciloscopios y generadores de funciones. Todas las guías están publicadas en una página en Internet en formato PDF, en formato Word v en formato Html, junto con ejercicios y links a sitios donde el alumno puede encontrar información de referencia. Otra universidad que también tiene una muy buena planificación de guías para laboratorios de electrónica es el ITESM (Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey). En las auías se cubren temas como: elementos Pasivos. diodos. transistores, SCR's, Triac's y el circuito integrado 555. Además la quia del primer laboratorio pretende introducir al alumno en el uso de los manuales de los componentes y de los equipos de medición. El objetivo principal de las guías es el de describir el diseño y la construcción de circuitos específicos, de tal modo que al alimentarlos se obtengan señales deseadas y éstas se midan con multiprobadores y osciloscopios. En las guías se pide la presentación de un pre-reporte y un reporte de la práctica por el alumno. Cada guía está publicada en una página de Internet en formato Html, con instrucciones para hacer simulaciones de los circuitos en el programa Pspice de MicroSim Corporation. La universidad Carnegie Mellon también es una de las pioneras en la educación con laboratorios. Los cursos de fundamentos de Electrónica basan las guías de sus laboratorios en la elaboración de un cuaderno de laboratorio, en el cual deben apuntar todos sus resultados y conclusiones del experimento que realizaron para poder después realizar adecuadamente su reporte, además los alumnos deben comprar un kit de laboratorio el cual incluye todos los dispositivos a utilizar en las prácticas. La guía de cada práctica, luego de mostrar partes básicas de teoría, muestra cómo diseñar un proyecto utilizando los conceptos mostrados en la teoría como por ejemplo: diseño de filtros, sintetizadores de audio, amplificadores de audio, etc. cada guía incluye sugerencias para que la experiencia en el laboratorio sea menos frustrante y más productiva. Además, en todas las guías se incluye una lista de los componentes que se utilizarán. Todas las guías están publicadas en una página de Internet específica para ello, junto con un vínculo a un pizarrón electrónico en donde el estudiante puede publicar sus dudas y comentarios para que sean resueltos por el auxiliar o por algún otro estudiante. La elaboración de las prácticas tiene como fin formar una guía más personalizada y mejor descrita para el auxiliar y el estudiante, que más que referencia sea realmente un instrumento con herramientas como la simulación utilizando el programa Circuit Maker, referencias de libros o internet, y ayuda en línea. El trabajo consistirá en que después de tener ya planificadas las prácticas, se probará cada una de ellas para corroborar que se consiguen los resultados que pide el experimento, y luego de haber probado cada práctica en un protoboard y simularla en un paquete de software, colocarlas en la página web del departamento o en una página web exclusiva para ello junto con el circuito simulado funcionando en Circuitmaker para que el estudiante pueda accesar a ella en cualquier momento que desee, para comprobar resultados, resolver dudas o simplemente aplicar cualquier tipo de mejora al circuito propuesto. Cada práctica deberá incluir: • Título • Objetivos • Materiales a utilizar • Teoría previa al desarrollo de la práctica • Diagrama de los circuitos • Resultados teóricos • Temas a discusión • Simulación • Fotos de los circuitos hechos en protoboard(opcional) • Preguntas del Laboratorio • Enlaces a libros o sitios de internet para referencia Además, cada práctica incluirá una guía para el auxiliar, en la cual se describirán las partes en las que el auxiliar deberá poner más énfasis, y los resultados que se deberían esperar de la práctica. La información en internet se presentará utilizando la herramienta que proporciona la Universidad, Teleduc. La página está estructurada de tal manera que se incluye la lista de prácticas para cada laboratorio, y cada práctica tiene un vínculo a su respectiva guía en formato Word. Además, en la página se encuentra un vínculo para poder descargar los archivos de las simulaciones para la práctica que desee el alumno. Información de dónde contactar a los encargados de la clase también se incluye. A continuación se presenta una lista de los temas que podrían ser tratados en los laboratorios, algunos de estos temas podrían agruparse para formar una sola práctica, otros en cambio podrían llevarse a cabo individuales en una sola práctica: Electrónica 1 • Comprobar las características típicas de un diodo. (Curva del Diodo) • Experimentación con rectificadores de onda(onda completa, media onda, etc.) • Compuertas lógicas con diodos. • Protección de circuitos con diodos. • Funcionamiento del diodo a altas frecuencias. • Efectos de temperatura en el diodo. • Regulación de voltaje con diodos zener. • Comprobar las características típicas de transistores NPN y PNP. (Curva del transistor) • El transistor como amplificador.(Operación en modo activo). • Polarización de un transistor. (Como fijar un punto DC). • Configuraciones de amplificadores de una etapa. (Emisor Común, Base Común, Colector Común). • El inversor lógico de BIT. • Utilización del transistor como switch. Región de corte y saturación. • Experimentación con transistores de tipo FET. • Etapas de potencia con transistores Electrónica 3 • Aplicaciones de la configuración inversora de un opamp (inversor, multiplicador, sumador, diferenciador, integrador, etc.) • Aplicaciones de la configuración no inversora de un opamp.(el seguidor de voltaje). • Circuitos de comparación y aplicaciones de control. (Schmitt Trigger). • Diseño de filtros activos de primer orden. • Diseño de filtros activos de segundo orden. • Limitación en frecuencia del opamp.