Assessment: Problemas verbales para diseñar circuitos simples para alimentar LED´s

Ejercicio 1: LED de bajo consumo

Especificaciones del LED:

• Voltaje directo (Vf): 2V
• Corriente directa máxima (If): 20mA

Ejercicio: Diseña un circuito para alimentar este LED utilizando una batería de 9V. Calcula el valor de la resistencia limitadora de corriente necesaria.

Ejercicio 2: LED de alta luminosidad

Especificaciones del LED:

• Voltaje directo (Vf): 3.2V
• Corriente directa máxima (If): 100mA

Ejercicio: Diseña un circuito para alimentar este LED utilizando una fuente de alimentación de 12V. Calcula el valor de la resistencia limitadora de corriente necesaria. Además, considera la potencia que disipará la resistencia y elige un valor adecuado para evitar su sobrecalentamiento.

Ejercicio 3: Circuito con dos LEDs en serie

Especificaciones de los LEDs:

• Ambos LEDs tienen un voltaje directo (Vf) de 2.1V y una corriente directa máxima (If) de 30mA.

Ejercicio: Diseña un circuito para alimentar ambos LEDs en serie utilizando una batería de 6V. Calcula el valor de la resistencia limitadora de corriente necesaria. ¿Qué precauciones debes tomar al conectar LEDs en serie?

Conceptos clave a reforzar:

• Ley de Ohm: V = I * R
• Voltaje directo (Vf) del LED: Voltaje mínimo necesario para que el LED emita luz.
• Corriente directa máxima (If): Corriente máxima que puede circular por el LED sin dañarlo.
• Resistencia limitadora de corriente: Componente utilizado para limitar la corriente que fluye a través del LED.
• Potencia disipada en una resistencia: P = I² * R

Pasos a seguir:

1. Calcular la caída de tensión en la resistencia: Restar el voltaje directo total de los LEDs del voltaje de la fuente.
2. Calcular la resistencia: Utilizar la Ley de Ohm para determinar el valor de la resistencia necesaria.
3. Verificar la potencia disipada en la resistencia: Asegurarse de que la resistencia seleccionada pueda disipar la potencia calculada sin dañarse.

Consideraciones adicionales:

• Tolerancia de los componentes: Los valores de los componentes electrónicos tienen una cierta tolerancia. Es importante considerar esta tolerancia al seleccionar los valores de las resistencias.
• Seguridad: Siempre se debe tener cuidado al trabajar con circuitos eléctricos. Asegurarse de utilizar una fuente de alimentación adecuada y de conectar los componentes correctamente.

Ampliando el ejercicio:

• Diferentes configuraciones de LEDs: Explorar otras configuraciones, como conectar LEDs en paralelo o utilizar transistores para controlar la corriente.
• Simulación de circuitos: Utilizar software de simulación para verificar los diseños y visualizar el comportamiento de los circuitos.
• Práctica en el laboratorio: Construir los circuitos diseñados y medir los voltajes y corrientes para verificar los cálculos.

Estos ejercicios permitirán a los estudiantes aplicar sus conocimientos de electrónica básica y desarrollar habilidades prácticas en el diseño de circuitos simples.