Este documento describe un laboratorio sobre electricidad y magnetismo realizado por dos estudiantes. El laboratorio incluyó el uso de diodos, resistencias, fuentes de energía y un osciloscopio para observar diferentes tipos de ondas como ondas cuadradas y senoidales. El documento también explica conceptos clave sobre diodos, como su polarización y características, así como diferentes tipos de ondas eléctricas.

1. LABORATORIO 2
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
INTEGRANTES
ANA MARIA VILLAMIL HENAO
BRAYAN SANTIAGO ESPINOSA RODRIGUEZ
GRUPO
14
MATERIA
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
PROFESOR
LUIS ENRIQUE HERNANDEZ

2. MATERIALES
DIODOS
RESISTENCIAS
(10Ω)
HILO CONDUCTOR
2 FUENTES DE ENERGIA

3. MULTIMETRO
OSCILOSCOPIO

4. INTRODUCCION
Un diodo es un elemento electrónico que tiene un cierto comportamiento
cuando se le induce una corriente eléctrica a través de él, pero depende de las
características de esta corriente para que el dispositivo tenga un
comportamiento que nos sea útil.
La gran utilidad del diodo está en los dos diferentes estados en que se puede
encontrar dependiendo de la corriente eléctrica que este fluyendo en el, al
poder tener estos dos estados, estos dos comportamientos los diodos tienen la
opción de ser usados en elementos electrónicos en los que estos facilitan el
trabajo.
El diodo tiene un papel muy importante en la tecnología moderna.
Prácticamente cada sistema electrónico, desde el equipo de audio hasta el
computador usa diodos de una u otra forma. El diodo puede ser descrito como
un dispositivo de dos terminales, el cual es sensible a la polaridad. Es decir la
corriente en el diodo puede fluir en una dirección solamente (descripción
ideal).El primer diodo de vacío, basado en el fenómeno de emisión termo-iónica
(emisión de electrones de un alambre metálico calentado), data de comienzos
de 1900. Alrededor de 30 años después, el diodo semiconductor fue
introducido comercialmente. El primer diodo fue probado en1905. La tecnología
de semiconductores de germanio y silicio se introdujo en los años 30.El diodo
semiconductor, algunas veces llamado diodo de estado sólido, tiene muchas
ventajas importantes sobre el diodo de vacío. El diodo de estado sólido es
mucho más pequeño, barato, y muy confiable. Actualmente los diodos de vacío
son usados en muy raras ocasiones.
1.1 La Física de los Semiconductores
El comportamiento del diodo de estado sólido (y luego el del transistor) puede
ser comprendido a través del análisis de la estructura atómica de los materiales
usados en su construcción. Antes de realizar este análisis se deben
comprender algunos aspectos generales de latería atómica.
1.1.1 Estructura Atómica de los materiales
1

5. El átomo puede ser modelado como una estructura que tiene un núcleo
compuesto de protones (p+) y neutrones, más una capa o nube electrónica que
lo envuelve, la cual está compuesta sólo de electrones (e−).Los electrones
tienen carga negativa, los neutrones no tienen carga y los protones tienen
carga positiva.
q (e−)=−1.6·10-19Cq (p+)= +1.6·10-19C
Una onda es una perturbación de alguna propiedad que se puede propagar por
un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético.
También puede propagarse a través del espacio. En ambos casos es capaz de
transportar energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como
aire, agua, un trozo de metal o el vacío.

6. OBJETIVOS
OBJETIVO ESPECIFICO
Comprender como se comportan los diodos en el circuito teniendo dos voltajes
uno de entrada y otro de salida con un mismo valor de resistencia, además
cómo se observa el voltaje del circuito en una onda cuadrada
OBJETIVO GENERAL
Relacionar lo visto anteriormente en trigonometría con un circuito ya sea
paralelo y serie
Tener en cuenta términos como amplitud, frecuencia, oscilación para
poder entender el tema
Observar por medio del osciloscopio como podría variar las ondas,
pueden ser: senoidales, cuadradas, triangulares entre otras.
Saber medir con el circuito, voltaje, intensidad y el valor de la
resistencia.

7. MARCO TEORICO
DIODOS
Un diodo semiconductor de estado sólido consta de dos partes, formadas por
cristales de silicio (Si) de diferente polaridad. Un cristal de silicio en estado puro
constituye un elemento químico tetravalente por estar compuesto por átomos
de valencia +4, pero para obtener dos cristales semiconductores de polaridad
diferente es necesario “doparlos” durante el proceso de producción del diodo,
añadiéndole a la estructura molecular de cada uno de esos cristales cierta
cantidad de impurezas pertenecientes a átomos de otros elementos químicos
(también semiconductores), pero de valencias diferentes para cada una de las
partes que formarán el diodo, con sus correspondientes polaridades.
Para fabricar un diodo, primeramente uno de los cristales de silicio se dopa
añadiéndole, como impureza, un elemento químico de valencia +3 (trivalente)
como el galio (Ga), por ejemplo. Al final del proceso se obtiene un
semiconductor “tipo-p”, con polaridad positiva (P), que presentará defecto o
falta de electrones en la última órbita de los átomos de galio añadidos como
impurezas. En esas órbitas se formarán “huecos” en aquellos lugares que
debían estar ocupados por los electrones faltantes.
A continuación, el otro cristal de silicio, que inicialmente es igual al empleado
en el proceso anterior, se dopa también durante el proceso de fabricación del
diodo, pero añadiéndole esta vez impurezas pertenecientes a átomos de otro
elemento químico también semiconductor, pero de valencia +5 (pentavalente)
como, por ejemplo, antimonio (Sb). Una vez finalizado este otro proceso de
dopado se obtiene un semiconductor “tipo-n”, con polaridad negativa (N),
caracterizado por presentar exceso de electrones libres en la última órbita de
los átomos de antimonio añadidos como impurezas
POLARIZACION DEL DIODO
Los diodos semiconductores, al igual que ocurría con las antiguas válvulas
termoiónicas, actúan de forma similar al funcionamiento de una válvula
hidráulica del tipo anti retorno

8. Válvula anti retorno. La flecha estampada en su cuerpo metálico. Indica el
único sentido en que puede circular el fluido cuando se. Conecta a un circuito
hidráulico. Arriba la flecha azul identificada. Como “A” señala el sentido de
circulación permitido. Abajo la. flecha roja identificada como “B” muestra
que si el fluido. Hidráulico una vez que ha pasado a la parte izquierda de la
válvula. Intenta ir hacia atrás por el mismo camino, no podrá hacerlo porque. en
ese sentido contrario al normal se encontrará bloqueada la. Entrada de la
válvula Cuando se instala una válvula anti retorno en un circuito hidráulico, el
fluido sólo puede circular en un sentido, porque se bloquea en sentido inverso,
ya que en ese caso su mecanismo interno se cierra automáticamente. De
forma similar, para que la corriente eléctrica pueda fluir a través de un diodo, es
necesario polarizarlo “directamente”. Para ello el polo negativo (–) de la batería
o fuente de fuerza electromotriz se conecta al cátodo “K” o parte negativa (N)
del diodo, mientras que el polo positivo (+) de la propia batería se conecta al
ánodo “A” o parte positiva (P) del propio diodo.
En la parte superior de esta figura se representa el esquema de un. Diodo
energizado en “polarización directa”. Como se puede. Observar, el polo
negativo (–) de la batería se encuentra conectado. Al cátodo “K” y el polo
positivo (+) al ánodo “A” del diodo. Esta. Conexión permite que la corriente de
electrones que suministra la. batería o fuente de fuerza electromotriz pueda
circular en él. Sentido que indican las flechas. En la parte de abajo de la
figura, se muestra un símil hidráulico, que emplea una “válvula. anti
retorno” con el paso abierto para que el fluido hidráulico pueda. así circular. Se
puede observar que el fluido (representado por las. flechas de color rojo)
atraviesa la válvula circulando en el sentido. en el que la bola que sirve de
compuerta a la válvula se abre. Así,. Una vez que la presión del propio fluido
hidráulico vence la fuerza. Que ejerce el muelle sobre la bola, ésta cede y el
líquido puede fluir. Libremente. De forma similar en el circuito eléctrico de un
diodo. Polarizado de forma directa, la corriente también puede fluir a.
través de mismo en un solo sentido.
Cuando polarizamos un diodo de forma directa, el polo positivo de la batería
rechaza los huecos o agujeros contenidos en la región "P" (ánodo del diodo), y
los obliga a dirigirse al empalme "p-n". En esas condiciones, la “zona de
depleción” se reduce por completo, por lo que los electrones en exceso en el
material negativo o cátodo adquieren la suficiente energía como para poder
atravesar la barrera de potencial existente en el empalme "p-n".
De esa forma los electrones penetran en la región "P" de la parte positiva del
diodo para combinarse ahí con los huecos o agujeros. Al mismo tiempo la
atracción que ejerce el polo positivo de la batería sobre los electrones
(negativos) provoca que estos salten o se desplacen de hueco en hueco a
través de esa mitad del diodo y recorran toda la región semiconductora "P".
Así, los electrones que cede la batería o fuente de energía eléctrica a partir de

9. su polo negativo (–), retornan a su polo positivo (+) después de atravesar el
diodo. De esa manera se restablece el equilibrio electrónico interno de la propia
batería, el cual se ve continuamente alterado durante todo el tiempo que se
encuentre conectada al circuito cediendo electrones a la región “N” del diodo.
CARACTERISTICAS DE LOS DIODOS
A diferencia de los diodos semiconductores comunes de silicio (Si), que se
fabrican empleando dos cristales de diferente polaridad puestos en contacto
uno con otro para formar una unión tipo “p-n”, los diodos de punta de contacto
o “de señal” como los de germanio (Ge), por ejemplo, se construyen utilizando
un alambre de tungsteno* con una fina punta que hace presión sobre el cristal
semiconductor de germanio.
* El tungsteno es un elemento químico conocido también por el nombre de
volframio o wolframio y su. Símbolo de identificación en la Tabla Periódica de
los Elementos es: “W”. Este elemento en forma de. fino alambre enrollado es el
mismo que se emplea desde hace más de 100 años como filamento de.
Alumbrado en las lámparas incandescentes para convertir la corriente eléctrica
en luz.
El diodo de germanio (Ge) de la ilustración derecha fue el primero que se utilizó
ampliamente como detector de radiofrecuencia en los circuitos electrónicos de
los receptores de radio a partir de la primera mitad del siglo pasado. En la
actualidad este tipo de diodo ha sido sustituido casi por completo por otros “de
señal”, fabricados con silicio, concebidos para trabajar también con corrientes
de altas frecuencias o radiofrecuencia.
Encerrado en un círculo rojo se puede ver un diodo “de señal” utilizado.
como detector de altas frecuencias en un radiorreceptor.
Esquema de la parte correspondiente al circuito de un receptor de radio de
amplitud modulada (A.M.),. Que emplea un diodo de señal "D" en función de
detector de las ondas de radiofrecuencia "RF". Portadoras de los sonidos. “T”
es el transformador que acopla la etapa de amplificación de las ondas de.
Radiofrecuencia con la etapa de detección y demodulación de esas ondas en el
radiorreceptor. El circuito. Se compone, además, de dos capacitores “C” y una
resistencia “R”. Una vez que la onda de. Radiofrecuencia ha sido detectada y
demodulada por el diodo, la resultante es una onda de. Audiofrecuencia “AF”
que contiene los sonidos (onda de la derecha), que se puede amplificar y
hacerse. Audible por medio de uno o más altavoces.

10. ONDAS
Se conoce por onda cuadrada a la onda de corriente alterna (CA) que alterna
su valor entre dos valores extremos sin pasar por los valores intermedios (al
contrario de lo que sucede con la onda senoidal y la onda triangular, etc.)
Se usa principalmente para la generación pulsos eléctricos que son usados
como señales (1 y 0) que permiten ser manipuladas fácilmente, un circuito
electrónico que genera ondas cuadradas se conoce como generador de pulsos,
este tipo de circuitos es la base de la electrónica digital
El contenido espectral de una onda cuadrada se compone exclusivamente de
armónicos impares (f, 3f, 5f, etc.), extendiéndose a frecuencias más elevadas
cuanto más abruptos sean sus flancos. Esto tiene dos consecuencias:
La capacitancia y auto inductancia parásitas filtran la señal, eliminando las
componentes de mayor frecuencia, con lo que la onda cuadrada se degrada,
tomando un aspecto cada vez más redondeado.
Por otro lado, señales muy abruptas producen radiación de alta frecuencia,
dando problemas de compatibilidad electromagnética y acoplos (diafonía) entre
pistas. Por ello ciertas familias lógicas como Q-mos (Quit-mos) controlan la
pendiente de los flancos de la señal, evitando que sean demasiado abruptos.
ONDAS CUADRADAS Y SENOIDALES
Tipos de ondas Se pueden clasificar las ondas en los cuatro tipos siguientes:
Ondas senoidales
Ondas cuadradas y rectangulares
Ondas triangulares y en diente de sierra.
Pulsos y flancos ó escalones.
Ondas senoidales
Son las ondas fundamentales y eso por varias razones: Poseen unas
propiedades matemáticas muy interesantes (por ejemplo con combinaciones de

11. señales senoidales de diferente amplitud y frecuencia se puede reconstruir
cualquier forma de onda), la señal que se obtiene de las tomas de corriente de
cualquier casa tienen esta forma, las señales de test producidas por los
circuitos osciladores de un generador de señal son también senoidales, la
mayoría de las fuentes de potencia en AC (corriente alterna) producen señales
senoidales.
La señal senoidal amortiguada es un caso especial de este tipo de ondas y se
producen en fenómenos de oscilación, pero que no se mantienen en el tiempo.
Ondas cuadradas y rectangulares
CUADRADAS
Las ondas cuadradas son básicamente ondas que pasan de un estado a otro
de tensión, a intervalos regulares, en un tiempo muy reducido. Son utilizadas
usualmente para probar amplificadores (esto es debido a que este tipo de
señales contienen en sí mismas todas las frecuencias). La televisión, la radio y
los ordenadores utilizan mucho este tipo de señales, fundamentalmente como
relojes y temporizadores.
Las ondas rectangulares se diferencian de las cuadradas en no tener iguales
los intervalos en los que la tensión permanece a nivel alto y bajo. Son
particularmente importantes para analizar circuitos digitales.

12. DESARROLLO
CALCULADOS
1. R1 = 68KΩ 1. D1= 0,7 V
2. R2 = 33KΩ 2. D2 = 0,7 V
INTENSIDAD
I = Ve – Vd1 – Vd2 / R1 + R2
I = 9 – 0, 7- 0, 7 / 68000Ω + 33000Ω = 7.6 /101000
I = 0, 00007 A
I = 0,07mA
VOLTAJE
VR1 = I * R1 = 0, 00007 mA * 68000Ω =4.76 V
VR1 = 0, 00476 mV
VR2 = I * R2 = 0, 00007 mA * 33000Ω = 2.31V
D1 R2
V
R2D2

13. VR2= 0. 00231
POTENCIA
P = VR * I
PR1 = 0, 00476 mV * 0,00007 mA = 0,00476x10^-3 W = 0. 0002 mW
PR2 = 0, 00231 mV * 0,00007 mA = 0,00231x10^-3 W = 0. 0001 mW
MEDIDOS
I = 0,21 mA Ve = 9 V
Vd1 = 1,04 V VR1 = 1,04 mV Ve = 6 V
Vd2 = 1,05 V VR2 = 0,16 mV

14. CONCLUSION
En este circuito las resistencias no podían ser de menor valor debido a
que no resistían al circuito
Se debe tener en cuenta para poder hallar el valor calculado la ley de
Kirchhoff y más que todo la ley de ohm, porque gracias a ella se pueden
hallar los demás valores
Se debe tener en cuenta al mirar el circuito la dirección del diodo porque
así se sabe cuál es positivo y cual es negativo

15. BIBLIOGRAFIA
http://ganjarenasbeltran.blogspot.com/2009/03/ondas-cuadradas-y-
senoidales.html
http://www.asifunciona.com/fisica/af_diodos/af_diodos_5.htm
https://www.google.com.co/search?biw=1024&bih=651&tbm=isch&sa=1
&q=osciloscopio+digital&oq=oscilos&gs_l=img.3.1.0l10.59221.61423.0.6
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http://www.maristasleon.com/wp/wp-
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electromagn%C3%A9ticas.pdf
http://es.scribd.com/doc/29489341/Diodos-introduccion