PRÁCTICA 3 CIRCUITOS CON DIODOS.

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2 Labatiio de Ellectróniica PRÁCTICA 3 CIRCUITOS CON DIODOS. PPrrááccttiiccaa 33: :: Ciirrccuiittoss ccon diioss 1

3 LLaabbo raatto riio dee EElleec cttr ró ón niic caa LLu uiiss R Ru ubbiio o PPeeñ ñaa CIRCUITOS CON DIODOS MATERIAL: 4 dios 1N dios zener BZY5V6 Resistencias de 4.7 K Ω y 22 K Ω. Condensades de 10µF y 100 µf. OBJETIVOS Analizar experimentalmente la actuación del dio como rectificad de tensión alterna. Analizar experimentalmente el efecto de los filtros R-C sobre la tensión rectificada. Analizar experimentalmente la actuación del dio tener en un circuito rectad. 1.- RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA Monte el circuito de la figura 1 sin el condensad de filtrado C1. Figura 1: Rectificad de media onda Con el canal 1 del osciloscopio, dibuje en relación de fase sobre la cuadrícula de la hoja de evaluación, las señales VA, VB y VC. Indique la frecuencia y la tensión pico a pico, V PP de cada una. Coloque las sondas del osciloscopio con la polaridad indicada Coloque en paralelo con R1 un condensad C1 de 10 µf OJO CON LA POLARIDAD!! Mida VB con el multímetro y calcule las siguientes magnitudes: I = VB/R1 V efrizado = (ImA/CµF)*5.78 V = V efrizado *1.73 Con el osciloscopio visualice y mida la tensión de rizado, comparándola con la calculada anterimente. PPrráác oss do diio nd on co oss c uiitto cu Ciirrc caa 33:: C cttiic 22

4 LLaabbo raatto riio dee EElleec cttr ró ón niic caa LLu uiiss R Ru ubbiio o PPeeñ ñaa Con tos los vales obtenidos, complete la tabla 1.2 de la hoja de evaluación VARIACIÓN DE PARÁMETROS EN EL CIRCUITO: Cambie los vales de R1 y C1 según se indica a continuación y rellene las tablas crespondientes. a) R1 de 4K7 p otra de 22K, manteniendo C1 de 10 µf. Calcule y mida las magnitudes crespondientes y complete la fila a de la tabla 1.3. b) R1 de 22K p otra de 4K7 y C1 de 10 µf p otro de 100 µf. Calcule y mida las magnitudes crespondientes y complete la fila b de la tabla 1.3. c) R1 de 4K7 p otra de 22K, manteniendo C1 de 100 µf. Calcule y mida las magnitudes crespondientes y complete la fila c de la tabla 1.3. Comente las conclusiones de esta variación de parámetros. 2.- RECTIFICADOR DE DOBLE ONDA Monte el circuito de la figura 2 sin el condensad de filtrado C1. Figura 2: Rectificad de doble onda Con el canal 1 del osciloscopio, dibuje en relación de fase sobre la cuadrícula de la hoja de evaluación, las señales VA, VB VC y VD. Indique la frecuencia y la tensión pico a pico, V PP de cada una. Coloque las sondas del osciloscopio con la polaridad indicada Coloque en paralelo con R1 un condensad C1 de 10 µf OJO CON LA POLARIDAD!! Mida VD con el multímetro y calcule las siguientes magnitudes: I = VD/R1 V efrizado = (ImA/CµF)*2.89 V = V efrizado *1.73 PPrráác oss do diio nd on co oss c uiitto cu Ciirrc caa 33:: C cttiic 33

5 LLaabbo raatto riio dee EElleec cttr ró ón niic caa LLu uiiss R Ru ubbiio o PPeeñ ñaa Con el osciloscopio visualice y mida la tensión de rizado, comparándola con la calculada anterimente. Con tos los vales obtenidos, complete la tabla 2.2 de la hoja de evaluación VARIACIÓN DE PARÁMETROS EN EL CIRCUITO: Cambie C1 de 10 µf p otro de 100 µf Calcule y mida las magnitudes crespondientes y complete la tabla 2.3. Comente las conclusiones de esta variación de parámetros. 3.- RECTIFICADOR DE DOBLE ONDA CON PUENTE DE GRAETZ Monte el circuito de la figura 3 sin el condensad de filtrado C1. Figura 3: Rectificad de doble onda con puente de Graetz Con el canal 1 del osciloscopio, dibuje en relación de fase sobre la cuadrícula de la hoja de evaluación, las señales VA, VB VC y VD. Indique la frecuencia y la tensión pico a pico, V PP de cada una. Coloque las sondas del osciloscopio con la polaridad indicada Coloque en paralelo con R1 un condensad C1 de 10 µf OJO CON LA POLARIDAD!! Mida VD con el multímetro y calcule las siguientes magnitudes: I = VD/R1 V efrizado = (ImA/CµF)*2.89 V = V efrizado *1.73 PPrráác oss do diio nd on co oss c uiitto cu Ciirrc caa 33:: C cttiic 44

6 LLaabbo raatto riio dee EElleec cttr ró ón niic caa LLu uiiss R Ru ubbiio o PPeeñ ñaa Con el osciloscopio visualice y mida la tensión de rizado, comparándola con la calculada anterimente. Con tos los vales obtenidos, complete la tabla 3.2 de la hoja de evaluación VARIACIÓN DE PARÁMETROS EN EL CIRCUITO: Cambie C1 de 10 µf p otro de 100 µf Calcule y mida las magnitudes crespondientes y complete la tabla 3.3. Comente las conclusiones de esta variación de parámetros. 4.- RECORTADOR DE TENSIÓN CON DIODO ZENER El rectad de tensión permite mificar una fma de onda, eliminando las tensiones que se encuentren o p encima o p debajo de una determinada tensión umbral. Basa su funcionamiento en las propiedades de conducción de los dios cuando se ha superado su val de tensión de co o en el caso de dios zener el val de su tensión de trabajo. Antes de continuar recdaremos que un dio zener se compta cuando está polarizado directamente como un dio rectificad nmal, permitiendo el paso de la criente eléctrica si la tensión entre sus extremos supera 0,7 V. Cuando está polarizado inversamente bloquea el paso de criente eléctrica hasta que se alcanza el val de ruptura o tensión de trabajo del dio, en cuyo caso permite el paso de la criente eléctrica a su través. El esquema del circuito se muestra en la figura 4. Figura 4: Rectad con zener En la figura 4 pemos ver la fma de onda de la tensión de entrada senoidal (VA) y la tensión de salida (VB) de este tipo de circuitos, comprobando su funcionamiento: Durante el semiciclo positivo de la tensión de entrada el dio zener se encuentra polarizado inversamente, impidiendo el paso de criente a su través y p lo tanto el paso de criente a través de la resistencia que está colocada en serie con el. Como consecuencia la tensión VB es igual a VA mientras el dio no conduce, ya que p la ley de Ohm la tensión en los extremos de la resistencia será 0. (ZONA A de la figura) PPrráác oss do diio nd on co oss c uiitto cu Ciirrc caa 33:: C cttiic 55

7 LLaabbo raatto riio dee EElleec cttr ró ón niic caa LLu uiiss R Ru ubbiio o PPeeñ ñaa Cuando VA alcanza el val de tensión de trabajo del zener, éste comienza conducir, y la tensión entre sus extremos permanece constante e igual a la tensión de trabajo del zener. (ZONA B de la figura) Para el semiciclo negativo, el dio está polarizado directamente. Con una tensión p debajo de 0,7 V no conduce y p tanto la tensión en sus extremos es igual a la de entrada. (ZONA C de la figura) Cuando se supera el val de tensión de co, el dio se compta como una fuente de tensión constante de val 0,7 V. (ZONA D de la figura) Como consecuencia de lo explicado antes la tensión de salida toma la fma que se ve en la figura, donde vemos que se ha rectado ta tensión p encima de la de trabajo del zener en los semiciclos positivos y p debajo de 0,7 V en los semiciclos negativos. VA ZONA A ZONA B VB ZONA C ZONA D Figura 5: Tensiones en un rectad con zener Desarrollo de la práctica Monte el circuito de la figura Con ayuda del osciloscopio mida las tensiones VA, VB y VC marcadas en la figura 4. Dibuje las señales en la hoja adjunta. Mediante el esquema de la figura 6 se pueden rectar las tensiones en ambos semiciclos. Monte el circuito eléctrico de la figura 6. PPrráác oss do diio nd on co oss c uiitto cu Ciirrc caa 33:: C cttiic 66

8 LLaabbo raatto riio dee EElleec cttr ró ón niic caa LLu uiiss R Ru ubbiio o PPeeñ ñaa Figura 6: Rectad mediante dos zener Con ayuda del osciloscopio mida las tensiones VA, VB y VC marcadas en la figura 6. Dibuje las señales en la hoja adjunta. PPrráác oss do diio nd on co oss c uiitto cu Ciirrc caa 33:: C cttiic 77

9 Labatiio de Ellectróniica NOMBRE APELLIDOS CUESTIONARIO PREVIO PRÁCTICA 3 Responda brevemente las siguientes cuestiones: 1. En los siguientes componentes: resistencia, dio, condensad, condensad electrolítico, indique si se diferencian áno y cáto, en caso afirmativo dibuje su símbolo e indique cuál es el áno y el cáto. 2. Para qué sirve un transfmad? 3. Qué es un rectificad? Indique alguna aplicación práctica concreta. 4. Busque la hoja de características de un dio en Internet y adjúntela a este cuestionario. Indique la dirección de Internet donde la ha encontrado. Según la hoja de características que ha encontrado, responda a las siguientes preguntas: 5. De qué dio o familia de dios se trata? Cuál es el val de tensión directa máxima que sopta el dio? Cuál es el rango de temperatura de almacenamiento y/o trabajo del dio? 6. Cuál es el val de intensidad de criente continua máxima que sopta el dio? Puede soptar vales mayes de intensidad de criente? Razone la respuesta Cuál es el val de intensidad de criente inversa p el dio? PPrrááccttiiccaa 33: :: Ciirrccuiittoss ccon diioss 8

10 Labatiio de Ellectróniica 7. Dibuje la fma de onda de la tensión de salida de un rectificad de media onda sin filtro ante una entrada de tensión sinusoidal. Dibuje la fma de onda de la tensión de salida de un rectificad de media onda con filtro ante una entrada de tensión sinusoidal. Qué diferencia hay, en cuanto a la tensión de salida, en un rectificad de media onda con filtro y sin filtro? 8. Cuál es la ventaja de un rectificad de onda completa sobre el de media onda? 9. Qué es la tensión de rizado? Escriba la ecuación para su cálculo aproximado, explicando qué representa cada variable. 10. Cuál es la fma crecta de eliminar la tensión de rizado? Represente el circuito que realiza esta función. PPrrááccttiiccaa 33: :: Ciirrccuiittoss ccon diioss 9

11 Labatiio de Ellectróniica CUESTIONARIO DE EVALUACIÓN PRÁCTICA 3 NOMBRE APELLIDOS Fecha 1.- RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA MEDIDO CALCULADO MEDIDO VB I V V efrizado V a) MEDIDO CALCULADO MEDIDO VB I V V efrizado V b) c) PPrrááccttiiccaa 33: :: Ciirrccuiittoss ccon diioss 10

12 Labatiio de Ellectróniica CONCLUSIONES: Consideraría como continua alguna de las señales anteries? 2.- RECTIFICADOR DE DOBLE ONDA PPrrááccttiiccaa 33: :: Ciirrccuiittoss ccon diioss 11

13 Labatiio de Ellectróniica MEDIDO CALCULADO MEDIDO VD I V V efrizado V MEDIDO CALCULADO MEDIDO VD I V V efrizado V CONCLUSIONES: Consideraría como continua alguna de las señales anteries? PPrrááccttiiccaa 33: :: Ciirrccuiittoss ccon diioss 12

14 Labatiio de Ellectróniica 3.- RECTIFICADOR DE DOBLE ONDA CON PUENTE DE GRAETZ MEDIDO CALCULADO MEDIDO VD I V V efrizado V PPrrááccttiiccaa 33: :: Ciirrccuiittoss ccon diioss 13

15 Labatiio de Ellectróniica MEDIDO CALCULADO MEDIDO VD I V V efrizado V CONCLUSIONES: Consideraría como continua alguna de las señales anteries? 4.- RECORTADOR DE TENSIÓN CON DIODO ZENER Dibuje las señales VA, VB y VC. PPrrááccttiiccaa 33: :: Ciirrccuiittoss ccon diioss 14

16 Labatiio de Ellectróniica Dibuje las señales VA, VB y VC. PPrrááccttiiccaa 33: :: Ciirrccuiittoss ccon diioss 15