RECTIFICACIÓN DE MEDIA ONDA

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Alicia Ojeda Peralta
hace 6 años
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1 RECTIFICACIÓN DE MEDIA ONDA I. OBJETIVOS Definir lo que es una fuente de baja tensión. Analizar los componentes a utilizar. Montaje del circuito. Análisis de tensión (AC-DC). Determinar las gráficas a obtener y contrastar los voltajes obtenidos. Determinar el ripley atravez del circuito del filtro. II. MARCO TEÓRICO Tanto la generación como la transmisión y conversión de energía eléctrica se realizan de una manera más simple y eficiente en corriente alterna. En efecto, la generación de corriente alterna no requiere contactos móviles (colectores, escobillas) susceptibles de causar pérdidas energéticas y de sufrir desgastes. Asimismo, debido a la resistencia de los conductores que forman una línea de transmisión, es conveniente que la corriente sea lo menor posible, lo cual requiere, para una potencia dada, aumentar la tensión. Es sabido que los transformadores de corriente alterna permiten llevar a cabo esta conversión con alto rendimiento (bajas pérdidas energéticas). Luego, con un transformador en destino es posible reducir nuevamente la tensión a valores aceptables. Sin embargo, dejando de lado los motores y los sistemas de iluminación, la gran mayoría de los equipos con alimentación eléctrica funcionan con corriente continua. Se plantea entonces la necesidad de convertir la corriente alterna en continua, lo cual se logra por medio de la rectificación. 1

2 Circuitos rectificadores ideales con carga resistiva.- La rectificación se lleva a cabo por medio de uno o más diodos. Como es sabido, estos dispositivos idealmente permiten el paso de la corriente en un sentido y lo bloquean en el otro. Existen varios tipos de configuraciones rectificadoras elementales, que analizaremos a continuación. Rectificadores de media onda.- En la figura 1 se representa esquemáticamente un rectificador de media onda en el cual un diodo se interpone entre la fuente y la carga. Cuando la tensión de la fuente es positiva, el sentido de la corriente es favorable y se produce la circulación Por lo cual suponiendo el diodo ideal (y por lo tanto sin caída de tensión), será vl =vs. Cuando, en cambio, vs. < 0, el diodo no conduce y entonces vl = 0. Esto se ilustra en la figura 2 para una típica señal senoidal. Se ha indicado tanto la tensión en la carga como la corriente que circula por ella y por la fuente (la tensión y las corrientes en este caso difieren únicamente en un factor de escala). Invirtiendo el diodo se logra una tensión negativa. 2

3 Es interesante destacar que la tensión en la carga es unidireccional (positiva) pero no continua (constante). Esta forma de onda no es la deseable para alimentar dispositivos electrónicos, que generalmente requieren una alimentación constante. Este problema se solucionará más adelante con el empleo de filtros. DISPOSITIVO: DIODO SEMICONDUCTOR.- El Diodo es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un cortó circuito con muy pequeña resistencia eléctrica. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest. Permite la circulación de corriente entre sus terminales, cuando esta directamente polarizado y lo bloquea cuando se polariza inversamente. Se dice que esta directamente polarizado cuando el ánodo tiene conectado un potencial +, y el cátodo un potencial -. 3

4 UNIVERSIDADD NACIONAL DEL CALLAO Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Ciclo 2010-A DENOTACIÓN.- Símbolo: Estructuralmentee se denota como la unión de dos materiales: P N denominado ánodoo A. denominado cátodoo K. ESTRUCTURA Y ENCAPSULADO.- Comercialmentee vienen en una capsula cerámica (plástica o de vidrio), y sus terminales pueden fácilmente identificarse, pues la franja en uno de los extremos ubica al cátodo. 4 1º Informe De Laboratorio de Circuitos Electrónicos

5 CURVA CARACTERÍSTICA DEL DIODO.- Con la polarización directa los electrones portadores aumentan su velocidad y al chocar con los átomos generan calor que hará aumentar la temperatura del semiconductor. Este aumento activa la conducción en el diodo. Característica I/V de un diodo semiconductor Vu Vs Vr OA AB OC Tensión umbral Tensión de saturación Tensión de ruptura Zona de baja polarización directa, pequeña corriente Zona de conducción Corriente inversa de saturación A partir de C, zona de avalancha EFECTO SEMICONDUCTOR Existen dos comportamientos: Estático.- Se refiere al efecto de polarizar al elemento y se relaciona directamente ante la polarización de fuentes de corriente directa. 5

sentido). III. MATERIALES 1 Transformador de onda completa 6.

6 Dinámico.- Se refiere a la repuesta que ofrece el diodo, ante la presencia de fuentes de corriente alterna. Su acción es importante, pues permite rectificar la forma de onda alterna y con ello se logra polarizar (definir un sentido). III. MATERIALES 1 Transformador de onda completa 6.06v 1 Resistencia de carga 10 k a 20 k 4 diodos rectificadores 1N4004 Condensadores electrolíticos de 47uf 470uf 2200uf Osciloscopio Protoboard Terminales Manual de reemplazo ECG o NTE 6

7 IV. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA 1º USO DEL MANUAL DE REEMPLAZOS Determinar características del diodo a utilizar Símbolo IN4004 REEMPLAZO : ECG116 Función RECTIFICADOR Material SILICIO Intensidad 1A VPI 600V 2º PRUEBA DEL DIODO a) POLARIZACIÓN DIRECTA BAJA RESISTENCIA : b) POLARIZACIÓN INVERSA ALTA RESISTENCIA :

8 3º PRUEBA DE RESISTENCIA DE CARGA (R) VALOR TEÓRICO (colores) : 13K VALOR PRÉCTICO ( Ω ) : 12.8K 4º PRUEBA DEL TRANSFORMADOR REDUCTO { BP = 3.4 Ω (EXTREMOS) BS = 4.3 Ω (MEDIO - EXTREMOS) Ω + - BP Ω BS + - 5º MONTAJE DEL CICUITO RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

9 1 y 2 : 9.02 VCA 3 y 2 : 3.76 VCA 5º CALIBRAR EL OSCILOSCOPIO APLICANDO EL CIRCUITO. DETERMINAR GRÁFICAS. CONTRASTAR GRÁFICO DEL OSCILOSCOPIO CON VOLTAJES OBTENIDOS. 1 3 CH1 + - CH

10 ONDA COMPLETA E max CA= 2 MEDIA ONDA E max CD= π 10

1 3 2 13K + - VCA en 1-2 : E max 2x5 CA= = = 7.07V 2 2 VCA en 1-2 : E max 2x5 CD = = = 3.18V π π V.

11 K + - VCA en 1-2 : E max 2x5 CA= = = 7.07V 2 2 VCA en 1-2 : E max 2x5 CD = = = 3.18V π π V. DETERMINACIÓN DE RIPPLEY Fuente baja tensión básica Enchufe Cordón de línea Transformador Llave Fusible 11

12 Para el condensador de C 1 =47uf Dato obtenido por el voltímetro: V = V = 8. v R cd 13 R = Vcd = 8 C = Vac = 0. 8 Dato obtenido por el osciloscopio: V v Dato obtenido por el osciloscopio (rippley): V v 12

13 Para el condensador de C2=470uf Dato obtenido por el voltímetro: Dato obtenido por el osciloscopio: Dato obtenido por el osciloscopio (rippley): VR = Vcd = 8. 14v VR = Vcd = 8v VC = Vac = 0. 03v 13

14 Para el condensador de C3=2200uf Dato obtenido por el voltímetro: V = V = 8. v R cd 19 R = Vcd = 8. Dato obtenido por el osciloscopio: V v Dato obtenido por el osciloscopio (rippley): VC = Vac = v 14

15 CONCLUSIÓN El voltaje eficaz que se encontró en el primario fue de 5.09 V, un voltaje pico de V. Se predijo que la forma de onda en el primario era una onda senoidal. El voltaje eficaz en el secundario del transformador fue de 2.6 V, con una frecuencia de 60 Hz. Se encontró que la forma de onda era una onda senoidal con menor amplitud. También se pudo hallar con una mínima cantidad de voltaje para poder hallar el ripley siendo de v usando el condensador de 2200uf. 15

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