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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE AGUASCALIENTES.
ELECTRÓNICA ANALÓGICA Página 1
NOMBRE DE LA CARRERA: MECATRÓNICA.
NOMBRE DE LA ASIGNATURA: ELECTRÓNICA ANALÓGICA.
PRÁCTICA: TIRISTORES: SCR Y TRIAC
GRUPO: 2°H
UNIDAD 5
INTEGRANTES DEL EQUIPO: MIGUEL ÁNGEL DELGADO GÓMEZ
CALIXTO PÉREZ MOJARRO
JOSÉ LUCIO MARMOLEJO CAMPOS.
NOMBRE DEL MAESTRO: ING VÍCTOR MORA ROMO.
FECHA DE ENTREGA: 20/MARZO/2015
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ELECTRÓNICA ANALÓGICA Página 2
INDICE:1…………………………..CARATULA
2…………………………..INDICE
3…………………………..RESUMEN
4…………………………..MARCO TEORICO
7…………………………..OBJETIVOS
8…………………………..MATERIAL Y DESARROLLO
9…………………………..SCR
10…………………………TRIAC
11…………………………DISCUSIÓN
11………………………..CONCLUSIÓN
11………………………….REFERENCIAS
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RESUMEN:Ahora en esta unidad conoceremos el funcionamiento de un tiristor que es uno de los tipos más
importantes de los dispositivos semiconductores de potencia. Los tiristores se utilizan en forma
extensa en los circuitos electrónicos de potencia. Se operan como conmutadores biestables,
pasando de un estado no conductor a un estado conductor. Para muchas aplicaciones se puede
suponer que los tiristores son interruptores o conmutadores ideales, aunque los tiristores
prácticos exhiben ciertas características y limitaciones.
Un tiristor es un dispositivo semiconductor de cuatro capas de estructura pnpn con tres uniones
pn tiene tres terminales: ánodo cátodo y compuerta. La fig. 1 muestra el símbolo del tiristor y una
sección recta de tres uniones pn. Los tiristores se fabrican por difusión.
La acción regenerativa o de enganche debido a la retroalimentación directa se puede demostrar
mediante un modelo de tiristor de dos transistores. Un tiristor se puede considerar como dos
transistores complementarios, un transistor PNP, Q1, y un transistor NPN, Q2.
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MARCO TEÓRICO:Un tiristor es un dispositivo semiconductor de cuatro capas de estructura pnpn con tres uniones
pn tiene tres terminales: ánodo cátodo y compuerta. La fig. 1 muestra el símbolo del tiristor y una
sección recta de tres uniones pn. Los tiristores se fabrican por difusión.
Cuando el voltaje del ánodo se hace positivo con respecto al cátodo, las uniones J1 y J3 tienenpolarización directa o positiva. La unión J2 tiene polarización inversa, y solo fluirá una pequeña
corriente de fuga del ánodo al cátodo. Se dice entonces que el tiristor está en condición de
bloqueo directo o en estado desactivado llamándose a la corriente fuga corriente de estado
inactivo ID. Si el voltaje ánodo a cátodo VAK se incrementa a un valor lo suficientemente grande la
unión J2 polarizada inversamente entrará en ruptura. Esto se conoce como ruptura por avalancha
y el voltaje correspondiente se llama voltaje de ruptura directa VBO. Dado que las uniones J1 y J3
ya tienen polarización directa, habrá un movimiento libre de portadores a través de las tres
uniones que provocará una gran corriente directa del ánodo. Se dice entonces que el dispositivo
está en estado de conducción o activado.
La caída de voltaje se deberá a la caída óhmica de las cuatro capas y será pequeña, por lo común
1v. En el estado activo, la corriente del ánodo debe ser mayor que un valor conocido como
corriente de enganche IL, a fin de mantener la cantidad requerida de flujo de portadores a través
de la unión; de lo contrario, al reducirse el voltaje del ánodo al cátodo, el dispositivo regresará a la
condición de bloqueo. La corriente de enganche, IL, es la corriente del ánodo mínima requerida
para mantener el tiristor en estado de conducción inmediatamente después de que ha sido
activado y se ha retirado la señal de la compuerta.
Una vez que el tiristor es activado, se comporta como un diodo en conducción y ya no hay control
sobre el dispositivo. El tiristor seguirá conduciendo, porque en la unión J2 no existe una capa de
agotamiento de vida a movimientos libres de portadores. Sin embargo si se reduce la corriente
directa del ánodo por debajo de un nivel conocido como corriente de mantenimiento IH, se genera
una región de agotamiento alrededor de la unión J2 debido al número reducido de portadores; el
tiristor estará entonces en estado de bloqueo. La corriente de mantenimiento es del orden de los
miliamperios y es menor que la corriente de enganche, IL. Esto significa que IL>IH. La corriente de
mantenimiento IH es la corriente del ánodo mínima para mantener el tiristor en estado de
régimen permanente. La corriente de mantenimiento es menor que la corriente de enganche.
Cuando el voltaje del cátodo es positivo con respecto al del ánodo, la unión J2 tiene polarización
directa, pero las unioneJ1 y J3 tienen polarización inversa. Esto es similar a dos diodos conectados
en serie con un voltaje inverso a través de ellos. El tiristor estará en estado de bloqueo inverso y
una corriente de fuga inversa, conocida como corriente de fuga inversa IR, fluirá a través del
dispositivo.
La acción regenerativa o de enganche debido a la retroalimentación directa se puede demostrar
mediante un modelo de tiristor de dos transistores. Un tiristor se puede considerar como dos
transistores complementarios, un transistor PNP, Q1, y un transistor NPN, Q2.
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La corriente del colector IC de un tiristor se relaciona, en general, con la corriente del emisor IE y la
corriente de fuga de la unión colector-base ICBO, como:
IC = IE + ICBO (1)
La ganancia de corriente de base común se define como a =IC/IE. Para el transistor Q1 la corriente
del emisor es la corriente del ánodo IA, y la corriente del colector IC1 se puede determinar a partir
de la ecuación (1):
IC1 = a1IA + ICBO1 (2)
Donde a1 es la ganancia de corriente y ICBO1 es la corriente de fuga para Q1. En forma similar
para el transistor Q2, la corriente del colector IC2 es:
IC2 = a2IK + ICBO2 (3)
donde a2 es la ganancia de corriente y ICBO2 es la corriente de fuga correspondiente a Q2. Al
combinar IC1 e IC2, obtenemos:
IA = IC1 + IC2 = a1IA + ICBO1 + a2IK + ICBO2 (4)
Pero para una corriente de compuerta igual a IG, IK=IA+IG resolviendo la ecuación anterior en
función de IA obtenemos:
IA = a2IG +ICBO1+ICBO2 / 1- (a1 + a2)
Un tiristor se activa incrementando la corriente del ánodo. Esto se puede llevar a cabo mediante
una de las siguientes formas:
TERMICA. Si la temperatura de un tiristor es alta habrá un aumento en el número de pares
electrón-hueco, lo que aumentará las corrientes de fuga. Este aumento en las corrientes hará que
a1 y a2 aumenten. Debido a la acción regenerativa (a1 + a2) puede tender a la unidad y el tiristor
pudiera activarse. Este tipo de activación puede causar una fuga térmica que por lo general se
evita.
LUZ. Si se permite que la luz llegue a las uniones de un tiristor, aumentaran los pares electrón-
hueco pudiéndose activar el tiristor. La activación de tiristores por luz se logra permitiendo que
esta llegue a los discos de silicio.
ALTO VOLTAJE. Si el voltaje directo ánodo a cátodo es mayor que el voltaje de ruptura directoVBO, fluirá una corriente de fuga suficiente para iniciar una activación regenerativa. Este tipo de
activación puede resultar destructiva por lo que se debe evitar.
dv/dt. Si la velocidad de elevación del voltaje ánodo-cátodo es alta, la corriente de carga de las
uniones capacitivas puede ser suficiente para activar el tiristor. Un valor alto de corriente de carga
puede dañar el tiristor por lo que el dispositivo debe protegerse contra dv/dt alto. Los fabricantes
especifican el dv/dt máximo permisible de los tiristores.
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CORRIENTE DE COMPUERTA. Si un tiristor está polarizado en directa, la inyección de una corriente
de compuerta al aplicar un voltaje positivo de compuerta entre la compuerta y las terminales del
cátodo activará al tiristor. Conforme aumenta la corriente de compuerta, se reduce el voltaje de
bloqueo directo, podiendo llegar a activarse.
El miembro más importante de la familia de los tiristores es el tiristor de tres terminales, conocido
también como el rectificador controlado de silicio o SCR. Este dispositivo lo desarrolló la General
Electric en 1958 y lo denominó SCR. El nombre de tiristor lo adoptó posteriormente la Comisión
Electrotécnica Internacional (CEI). En la figura siguiente se muestra el símbolo de un tiristor de tres
terminales o SCR.
Tal como su nombre lo sugiere, el SCR es un rectificador controlado o diodo. Su característica
voltaje-corriente, con la compuerta de entrada en circuito abierto, es la misma que la del diodo
PNPN.
Lo que hace al SCR especialmente útil para el control de motores en sus aplicaciones es que el
voltaje de ruptura o de encendido puede ajustarse por medio de una corriente que fluye hacia su
compuerta de entrada. Cuanto mayor sea la corriente de la compuerta, tanto menor se vuelve
VBO. Si se escoge un SCR de tal manera que su voltaje de ruptura, sin señal de compuerta, sea
mayor que el mayor voltaje en el circuito, entonces, solamente puede activarse mediante la
aplicación de una corriente a la compuerta. Una vez activado, el dispositivo permanece así hasta
que su corriente caiga por debajo de IH. Además, una vez que se dispare el SCR, su corriente de
compuerta puede retirarse, sin que afecte su estado activo. En este estado, la caída de voltaje
directo a través del SCR es cerca de 1.2 a 1.5 veces mayor que la caída de voltaje a través de un
diodo directo-oblicuo común.
Los tiristores de tres terminales o SCR son, sin lugar a dudas, los dispositivos de uso más común en
los circuitos de control de potencia. Se utilizan ampliamente para cambiar o rectificar aplicaciones
y actualmente se encuentran en clasificaciones que van desde unos pocos amperios hasta un
máximo de 3,000 A.
Un SCR.
Se activa cuando el voltaje VD que lo alimenta excede VBO
Tiene un voltaje de ruptura VBO, cuyo nivel se controla por la cantidad de corriente iG, presente
en el SCR
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Se desactiva cuando la corriente iD que fluye por él cae por debajo de IH
Detiene todo flujo de corriente en dirección inversa, hasta que se supere el voltaje máximo
inverso.
OBJETIVOS:El alumno comprenderá el funcionamiento de un sistema de Rectificado Controlado de Silicio
(SCR).
El alumno compartirá su desarrollo al realizar una tabla fenólica para su circuito de regulación o
DIMMER.
El alumno trabajara con DIACS, TRIACS, como elementos principales del circuito.
El alumno reaccionara en base a las necesidades de su circuito, para su buen funcionamiento.
MATERIAL Y DESARROLLO:• 1 SCR
• 1 TRIAC
• 1 Foco de 127Vac
• 1 Foco de 12Vcd
• 1 R=100Ω, 1kΩ, 4.7kΩ, 10kΩ, 22kΩ,
33kΩ
• 1 Capacitor
• 1 potenciómetro= 50kΩ
• 1 osciloscopio c/sonda
• 1 multímetro
• 1 extensión
• 1 protoboard
• 4 caimanes
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DESARROLLO:Scr s se dispara el scr
Se queda encendido se apaga foco hasta que se desconecta
Diac el multímetro debe dar cero el ponerlo con probador de neon debe prender
No se ve pero esta encendido
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con buscapolos
Triac
Se dispara mt2 con gatillo queda encendido
Invirtiendo puntas
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A) PRUEBA EN CD
1. Arme el siguiente circuito con SCR:
Abrir el switch y observar que sucede: _____BAJA LA INTENSIDAD_______________
Con el switch abierto y el foco encendido aplicar momentáneamente un cortocircuito entre ánodoy cátodo y observe que sucede: ___PARPADEA EL BULBO___________________
2. Arme el siguiente circuito con TRIAC:
Con el foco apagado y el switch abierto mida:
VRL = __12.75V_________
V AK = ___9.8V________
Estado carga (on/off) = ___6V________
Con el foco apagado y el switch abierto mida:
VRL = ___12.90V________
VT2 T1 = ___6.5V________
Estado carga (on/off) = ____12V_______
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Abrir el switch y observar que sucede: ______AUMENTA INTENSIDAD________
Con el switch abierto y el foco encendido aplicar momentáneamente un cortocircuito entre T2 yT1 y observe que sucede: _____PARPADEA DE MAYOR A MENOR INTENSIDAD___
B) PRUEBA EN CA
SCR1. Arme el siguiente circuito con SCR:
2. Con ayuda del osciloscopioobserve las señales en la cargay grafíquelas:
R1 Gráfica Carga R1 Gráfica Carga
a)
1
kΩ
d)
22 kΩ
b)
4.7
kΩ
e)
33 kΩ
c)
10
kΩ
f)
Abierto
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3. la intensidad del foco indique que sucede:
TRIAC
1. Arme el siguiente circuito con TRIAC:
2. Con ayuda del osciloscopio
Observe las señales en la carga
y grafíquelas:
R1 Gráfica Carga R1 Gráfica Carga
a)
1 kΩ
d)
22 kΩ
b)
4.7 kΩ
e)
33 kΩ
c)
10 kΩ
f)
Abierto
EL FOCO ENCIENDE CON MUY POCA
INTENSIDAD.
R1 Gráfica Carga R1 Gráfica Carga
a)
1 kΩ
d)
22 kΩ
b)
4.7
kΩ
e)
33 kΩ
c)
10
kΩ
f)
Abierto
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ELECTRÓNICA ANALÓGICA Página 13
3. Ahore use R1=1kΩ en serie con un potenciómetro de 50kΩ. Observando con el osciloscopio y la intensidad delfoco indique que sucede.
4. Ahora coloque a éste último circuito un capacitor de valor C=_104_______ entre G (gate) y T1 (terminal1). Indique qué sucede: ___SE CALIENTA_________________________________
----Conteste hasta el final de la práctica----------------------------------------------------------------------------------
Cuestionario:
a) ¿Qué resultados presenta con cada una de las resistencias usadas el SCR y el TRIAC? Desde unincremento hasta un brinco considerable de corriente
b) ¿Qué pasa cuando se usa el potenciómetro de 50K? funciona como resistencia ya que disminuye
el flujo y lo regula
c) ¿Con el mismo circuito del potenciómetro que pasa más allá de los 90º? Parpadea disminuyendo
su intensidad
d) ¿Para el circuito del TRIAC son simétricos los dos semiciclos? Si presentan una constante
DISCUSIÓN:
Los resultados obtenidos en las mediciones realizados en el osciloscopio comprueban la relación de las
ondas en el momento de trabajar con un sistema rectificado controlado de silicio, donde se aprecia sus
lecturas siempre en el lado positivo de la tabla.
CONCLUSIÓN:Se cumple la condición de la unidad al desarrollar un sistema rectificado de silicio, donde podemos
manipular su intensidad dentro del circuito a desarrollar.
Cuando relacionamos las resistencias con un triac y sus diferentes pines entrada, salida y gate. Se
comprueba la teoría de la práctica.
EL FOCOINCREMENTA SU INTENSIDAD.
LA RESISTENCIA SE CALIENTA.
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REFERENCIAS:blogisc.net84.net
www.virtual.unal.edu.co
alejandromauleontorres.mex.tl
www.monografias.com
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NOMBRE DE LA CARRERA: MECATRÓNICA.
NOMBRE DE LA ASIGNATURA: ELECTRÓNICA ANALÓGICA.PRÁCTICA: OPTACOPLADOR
GRUPO: 2°H
UNIDAD 5
INTEGRANTES DEL EQUIPO: MIGUEL ÁNGEL DELGADO GÓMEZ
CALIXTO PÉREZ MOJARRO
JOSÉ LUCIO MARMOLEJO CAMPOS.
NOMBRE DEL MAESTRO: ING VÍCTOR MORA ROMO.
FECHA DE ENTREGA: 20/MARZO/2015
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ÍNDICE
Resumen________________________________3pag
Marco teorico_____________________________4pag
Objetivos_________________________________5pag
Material a utilizar y equipos___________________6pag
4N28______________________________________7pag
MOC3011___________________________________8pag
foco________________________________________9pag
RESISTENCIAS ________________________________10pag
multímetro__________________________________11pag
protoboard__________________________________12pag
Resultados___________________________________13pag
Discusión_____________________________________14pag
Conclusión_____________________________________14pag
Bibliografía_____________________________________15pag
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RESUMEN
En esta práctica lo que vamos a observa y aprender cómo funciona el triac para poder observar como
manda el voltaje tenemos que ser muy observadores para verificar si las cargas se activan por si solo en
esta práctica vamos a observar cómo funciona cada uno de los componentes que vamos a utilizar en el
circuito y también tenemos que utilizar acopladores tenemos que verificar que el circuito nos este
jalando correctamente para ser la mediciones necesarias y correctas que nos piden en el circuito y así
poder utilizar el herramental correcto para ser las mediciones .
MARCO TEÓRICO
Los Opto acopladores u Optoaisladores son dispositivos que podemos encontrar en múltiplesaplicaciones dentro de un equipo electrónico, cuando una señal debe ser transmitida desde un circuito
específico a otro, sin que exista conexión eléctrica entre ambos. A pesar de ser un elemento muy
utilizado, encierra muchos misterios en su interior y estas incógnitas se profundizan cuando su
funcionamiento correcto se pone en duda. ¿Se pueden controlar?¿Cómo sabemos si funcionan
correctamente? Por lo general, la transmisión de la información dentro de un Opto acoplador se realiza
desde un LED infrarrojo que no responde, en las mediciones con el multimetro, a lo que conocemos
como un LED tradicional. ¿Qué podemos hacer entonces? Veamos si en este artículo podemos encontrar
las respuestas que necesitamos.
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OBJETIVOS
Sacar los resultados correctamente para así poder valorar analizar correctamente lo que se nos pide y
poder sacarnos de duda.
Conocer los componentes que se nos pide en eta practica y poder manipular los componentes
correctamente.
Poder sacar los componentes correctamente y los valores que se nos pide en la hoja
Poder controlar la potencia de carga y saber cómo funciona cada componente
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MATERIAL Y DESARROLLO
1 4N28
1 MOC3011
1 Foco de 127Vac
1 Foco de 12Vcd
1 R=180Ω, 330Ω, 1kΩ
1 multímetro
1 extensión
1 protoboard
4 caimanes
4N28
Un optoacoplador, también llamado optoaislador o aislador acoplado ópticamente, es un
dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor activado mediante la luz
emitida por un diodo LED que satura un componente optoelectrónico, normalmente en forma
de fototransistor o fototriac. De este modo se combinan en un solo dispositivo semiconductor, un
fotoemisor y un fotorreceptor cuya conexión entre ambos es óptica. Estos elementos se
encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP. Se suelen utilizar para
aislar eléctricamente a dispositivos muy sensibles.
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Optoacoplador
MOC3011
El optoaislador MOC3011 consta de un diodo emisor de infrarrojos de arseniuro de galio, acoplado
ópticamente a un interruptor bilateral de silicio y está diseñado para aplicaciones que requieren
disparo aislado de TRIAC, bajo corriente de conmutación aislado de CA, un alto aislamiento
eléctrico (a 7500V pico), de alto voltaje detector de punto muerto, pequeña tamaño, y de bajo
costo.
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ELECTRÓNICA ANALÓGICA Página 21
FOCO
Principalmente se usan para iluminar instalaciones deportivas, alumbrado ornamental de edificiosemblemáticos, publicidady seguridad. También son elementos esenciales en las artes
escénicas como el teatro, el cine, la televisión u otros espectáculos en vivo.
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RESISTENCIAS
Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al
moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el
ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Ohm,
quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.
Para un conductor de tipo cable, la Resistencia.
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ELECTRÓNICA ANALÓGICA Página 23
MULTÍMETRO
Un multímetro, también denominado polímetro,1 o tester, es un instrumento eléctrico portátil
para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones)
o pasivas como resistencias, capacidades y otras.
Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida
cada una. Los hayanalógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la
misma (con alguna variante añadida).
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ELECTRÓNICA ANALÓGICA Página 24
PROTOBOARD
una placa de pruebas (en inglés: protoboard o breadboard ) es un tablero con orificios conectadoseléctricamente entre sí, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden
insertar componentes electrónicos y cables para el armado y prototipado de circuitos electrónicos
y sistemas similares. está hecho de dos materiales, un aislante, generalmente un plástico, y un
conductor que conecta los diversos orificios entre sí. uno de sus usos principales es la creación y
comprobación de prototipos de circuitos electrónicos antes de llegar a la impresión mecánica del
circuito en sistemas de producción comercial.
DESARROLLO
A) OPTOACOPLADOR SALIDA TRANSISTOR
1. Arme el circuito con un optoacoplador de salida a transistor
2. Active la señal y observe si la carga se activa
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ELECTRÓNICA ANALÓGICA Página 25
B) OPTOACOPLADOR SALIDA TRIAC
1. Arme el circuito con un optoacoplador de salida a TRIAC
2. Active la señal y observe si la carga se activa
DISCUSION
Logramos tener los resultados correctos que se nos mostró en los circuitos mediante el uso del
proto y el material necesario como lo fue el foco y los componentes.
CONCLUSIÓN
La comprensión del uso del protoboard fue parte del desarrollo de esta práctica al igual que elmaterial común.
La relevación a travez del optocoplador que funciona para compartir una transmisión de un
circuito a otro.
Bibliografía
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https://www.google.com.mx/search?q=protoboard&es_sm=93&biw=1280&bih=899&source=lnm
s&tbm=isch&sa=X&ei=v_IPVZrpN4KgNoqfgIAE&ved=0CAYQ_AUoAQ#imgrc=ekl9nODUOW_fbM%2
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https://www.google.com.mx/search?q=%E2%80%A2+Teor%C3%ADa+sobre+optoacopladores&oq
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