Ud 9 Sistemas Automaticos Sensores Temperatura Y Luz

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Enumera los tipos de sensores de temperatura que conoces. Solución: Termostato, termorresistencia, termistor y termopar.

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Indica a qué componente electrónico responde la siguiente imagen y símbolo eléctrico.

Solución: Corresponden a un LDR 3

Señala a que tipo de sensor corresponden los siguientes símbolos. a) b)

Solución: a) PTC

b) NTC 4

¿Qué es una LDR? Solución: Una LDR (resistencia dependiente de luz) es un sensor de luz, y que actúa porque su resistencia varía en función de la cantidad de luz que recibe.

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Indica las semejanzas y diferencias de una NTC y una PTC.

Solución: Tanto la NTC como la PTC son sensores de temperatura. Se diferencian en como responden ante la temperatura. La NTC disminuye su resistencia si aumenta la temperatura, mientras que la PTC al aumentar la temperatura, aumenta proporcionalmente su resistencia. 6

Indica los tipos de sensores que permiten controlar la temperatura según su forma de actuar. Solución: Los sensores para controlar la temperatura se pueden clasificar en dos grupos: - sensores con los que se controlan sistemas cuando se alcanza una temperatura concreta. Para ello se emplean los termostatos. - sistemas en los que hay que controlar todas las variaciones de temperatura. Para ello se emplean termorresistencias, termistores o termopares.

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¿Qué es y de qué material esta formada una termorresistencia? Indica cual es su funcionamiento. Solución: Una termorresistencia es un sensor de temperatura de un material conductor (metal). La resistencia de un metal varía con la temperatura, esta variación produce diferentes señales eléctricas que actúan sobre el sistema.

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¿Qué diferencia a un detector de luminosidad que tenga la LDR en la parte inferior del divisor de tensión o en la parte superior? Solución: Si la LDR se dispone en la parte inferior del divisor de tensión, actuará como detector de oscuridad. Por el contrario si se dispone en la parte superior actuará como detector de luz.

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¿Qué aplicaciones tiene un detector de temperatura? Solución: En muchas ocasiones es esencial detectar cuando se superan ciertas temperaturas. Así un detector de temperatura puede emplearse como una alarma de incendio, o como un avisador de cuando una pieza de una máquina está sobrepasando la temperatura normal de uso. Se usan también estos circuitos en la formula 1 para detectar la temperatura de la pista.

10 ¿Cómo cambia la resistencia de una LDR al aumentar la luz que incide sobre ella? Solución: En una LDR según aumenta la intensidad de la luz que incide sobre ella, la resistencia disminuye. 11 ¿Qué aplicaciones se le dan a una LDR? Solución: Las LDR se usan para el control de apertura y cierre de puertas, alarmas, control de iluminación y arrranque y parada de cintas transportadoras. 12 Indica tres casos en los que es necesario un sistema de control de la luz. Solución: El control de luz se emplea en el encendido automático de lámparas y farolas, la detección de incendios o el control de luminosidad en cámaras de fotografía o vídeo. 13 ¿Qué sensor deberías emplear si quieres encender un ventilador cuando detectas altas temperaturas? Solución: Deberías emplear una NTC. 14 Indica tres casos en los que resulte apropiado el control de temperatura. Solución: El control de la temperatura se hace necesario en procesos metalúrgicos o químicos, en instalaciones de calefacción o en la conservación de alimentos.

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15 Señala si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Si son falsas, justifica tu respuesta. a) Existen dos tipos de termistores, los NTC y los PTC. b) En los termistores NTC al aumentar la temperatura, aumenta la resistencia. c) Las LDR sólo sirven para detectar oscuridad. d) Tanto los sensores de luz como de temperatura producen señales eléctricas muy pequeñas, por lo que en sus circuitos deben incorporarse LEDs como amplificadores de la señal. e) Las LDR se utiliza para el control de apertura y cierre de puertas. Solución: a) Verdadero. b) Falso. Al aumentar la temperatura, disminuye la resistencia. c) Falso, también pueden utilizarse para detectar la presencia de luz. d) Falso. Lo que se utiliza en sus circuitos como amplificadores de la señal son los transistores. e) Verdadero. 16 Explica como es posible la detección y control de la luz y el funcionamiento general de los dispositivos que intervienen en dicha acción. Enumera los dispositivos de detección de la luz que conoces. Solución: La detección y control de la luz es posible gracias a los sensores de luz. En dichos sensores la radiación luminosa produce cambios en la resistencia o conductividad eléctrica de algunos materiales semiconductores empleados como fotorresistencias (LDR), fotodiodos y fototransistores. 17 Indica que dispositivo se utiliza para el encendido y apagado de las farolas de tu pueblo o ciudad. Explica el funcionamiento de dicho dispositivo. Solución: Para el apagado y encendido de farolas se utilizan fotorresistencia (LDR). Una fotorresistencia es un sensor de luz que disminuye su valor de resistencia eléctrica cuando recibe un haz luminoso (amanecer), esta disminución de resistencia provoca el apagado de las farolas. Si la radiación luminosa desciende (anochecer) aumenta la resistencia de la LDR provocando el encendido de luces. 18 Explica la siguiente gráfica:

Solución: En la gráfica se representa el comportamiento de una NTC, que es un sensor de temperatura. Se observa que en la NTC se produce una disminución de la resistencia al haber un aumento de temperatura. 19 Indica que dispositivo se utiliza para el encendido y apagado de las farolas de tu pueblo o ciudad. Explica el funcionamiento de dicho dispositivo.

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Solución: Para el apagado y encendido de farolas se utilizan fotorresistencia (LDR). Una fotorresistencia es un sensor de luz que disminuye su valor de resistencia eléctrica cuando recibe un haz luminoso (amanecer), esta disminución de resistencia provoca el apagado de las farolas. Si la radiación luminosa desciende (anochecer) aumenta la resistencia de la LDR provocando el encendido de luces. 20 ¿Qué es y de qué material esta formado un termistor? Indica cual es su funcionamiento y tipos de termistores que conoces. Solución: Un termistor es un sensor de temperatura de material semiconductor. La resistencia del semiconductor varía con la temperatura, esta variación produce diferentes señales eléctricas que actúan sobre el sistema. Existen dos tipos de termistores los PTC Y NTC, dependiendo de si aumenta la resistencia del termistor con el aumento de la temperatura o si por el contrario disminuye ante el aumento térmico. 21 Explica la siguiente gráfica, en la que se representa la variación de la resistencia en función de la intensidad luminosa.

Solución: En la gráfica se representa el comportamiento de una LDR, que es un sensor de luz. Se observa que la resistencia de la LDR disminuye, según aumenta la cantidad de luz. 22 Explica el funcionamiento del siguiente circuito:

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Solución: Cuando la LDR recibe luz, disminuye su resistencia, por lo que en el divisor de tensión formado por R1 y LDR, prácticamente toda la tensión de la pila estará en extremos de R1 y casi nada en extremos de la LDR, en estas condiciones no le llega corriente a la base, el transistor estará en corte y el diodo no lucirá. Cuando la luz disminuye, la resistencia de la LDR aumenta por lo que la caída de tensión en la LDR aumenta lo suficiente para que le llegue corriente a la base del transistor, conduzca y se encienda el diodo LED.

23 En el siguiente circuito, explica la función de cada componente

Solución: La pila suministra la energía necesaria al circuito. La función del potenciómetro es fijar el nivel de luz al que queremos que se encienda el zumbador. La LDR actúa como sensor de luz, ya que su resistencia disminuye según aumenta la intensidad lumínica. La resistencia de 2K2 protege la base del transistor de sobreintensidades. El transistor actúa como un amplificador de la señal, para que al detectar luz el zumbador suene.

24 Intenta explicar el funcionamiento de este circuito presente en un robot que debe andar sobre una línea negra.

Solución: El circuito dispone de dos motores: M1 y M2 que accionan cada una de las ruedas del robot. El robot va andando sobre una línea negra, cuando se sale la LDR detecta claridad que se traduce en la puesta en marcha del M2 y por tanto en el giro del robot hasta que detecte de nuevo la línea negra.

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25 Explica el funcionamiento del siguiente circuito detector de luminosidad

Solución: Su funcionamiento es el siguiente: Cuando la luminosidad es baja, la resistencia del sensor LDR aumenta, restando intensidad de base por el transistor, de manera que este entra en corte. En esta situación el transistor presenta gran resistencia entre colector y emisor, quedándose con toda la tensión de alimentación, por tanto el zumbador no suena. Cuando la luminosidad es alta, la resistencia de sensor LDR disminuye, aumentando la intensidad de base por el transistor, hasta que este llega a saturación. En ese momento la tensión colector-emisor del transistor es muy pequeña, de manera que toda la tensión de alimentación aparece en el zumbador, éste comienza a sonar.

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