RECTIFICACIÓN DE MEDIA ONDA

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Ciclo 2010-A
RECTIFICACIÓN DE MEDIA ONDA
I.
9
9
9
9
9
9
II.
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.
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.
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¾ 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.
¾ 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.
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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.
¾ 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 3
potencial “+”, y el cátodo un potencial “-”.
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UN
NIVERSIDAD
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Escuela Profesio
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Eléctrica y Elecctrónica
Ciclo
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¾ DENOTA
ACIÓN.-
Símbo
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P denomina
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o “A”.
N denomina
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1º Infoorme De Labboratorio dee Circuitos Electrónicos
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¾ 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
¾ EFECTO SEMICONDUCTOR
Existen dos comportamientos:
9 Estático.- Se refiere al efecto de polarizar al elemento y se relaciona
directamente ante la polarización de fuentes de corriente directa.
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9 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.
9
9
9
9
9
9
9
9
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
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IV.
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DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA
1º USO DEL MANUAL DE REEMPLAZOS
ƒ
Determinar características del diodo a utilizar
ƒ
Símbolo
¾
IN4004
¾
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
¾
REEMPLAZO
¾
RECTIFICADOR
¾
SILICIO
¾
1A
¾
600V
:
ECG116
Función
Material
Intensidad
VPI
2º PRUEBA DEL DIODO
a) POLARIZACIÓN DIRECTA
ƒ
BAJA RESISTENCIA
:
0.553
:
0.553
b) POLARIZACIÓN INVERSA
ƒ
ALTA RESISTENCIA
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3º PRUEBA DE RESISTENCIA DE CARGA (R)
ƒ
ƒ
VALOR TEÓRICO (colores)
VALOR PRÉCTICO ( Ω )
:
:
13K
12.8K
4º PRUEBA DEL TRANSFORMADOR REDUCTO
{
BP
BS
=
=
3.4 Ω (EXTREMOS)
4.3 Ω (MEDIO - EXTREMOS)
Ω
BP
+
Ω
BS
+
-
5º MONTAJE DEL CICUITO
ƒ
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
1
3
2
8
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ƒ
1y2
:
9.02 VCA
ƒ
3y2
:
3.76 VCA
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5º CALIBRAR EL OSCILOSCOPIO
ƒ
ƒ
ƒ
APLICANDO EL CIRCUITO.
DETERMINAR GRÁFICAS.
CONTRASTAR GRÁFICO DEL OSCILOSCOPIO CON VOLTAJES
OBTENIDOS.
1
3
CH1
+ -
CH2
+ -
2
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™ ONDA COMPLETA
CA=
E max
2
™ MEDIA ONDA
CD=
E max
π
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3
1
2
13K
+
V.
ƒ
VCA en 1 - 2
:
CA=
E max 2x5
= 7.07V
=
2
2
ƒ
VCA en 1 - 2
:
CD =
E max 2x5
π
=
π
-
= 3.18V
DETERMINACIÓN DE RIPPLEY
Fuente baja tensión básica
Enchufe
Cordón de línea
Transformador
Llave
Fusible
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™ Para el condensador de C1=47uf
•
Dato obtenido por el voltímetro:
VR = Vcd = 8.13v
•
Dato obtenido por el osciloscopio:
VR = Vcd = 8v
•
Dato obtenido por el osciloscopio (rippley):
VC = Vac = 0.8v
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™ 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
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™ Para el condensador de C3=2200uf
•
Dato obtenido por el voltímetro:
•
Dato obtenido por el osciloscopio:
VR = Vcd = 8.19v
VR = Vcd = 8.v
•
Dato obtenido por el osciloscopio (rippley):
VC = Vac = 0.007 v
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CONCLUSIÓN
El voltaje eficaz que se encontró en el primario fue de 5.09 V, un voltaje
pico de 12.72 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 0.007 v usando el condensador de 2200uf.
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