5. MARCO TEORICO.

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5. MARCO TEORICO.
Fuente variable dual de 1.2V a 30V, 1 amperio
Con este circuito se puede construir una fuente de poder variable con la que se
puede obtener cualquier voltaje entre los 1.2 voltios y los 30 voltios.
Esta fuente es regulada, lo que indica que puede mantener un voltaje estable en la
salida ante variaciones del voltaje de entrada y las condiciones de la carga. La
regulación se hace a través de los circuitos integrados LM317 y LM337 que
pueden manejar corrientes de hasta 1 Amperio. Para corrientes mayores se
pueden utilizar el regulador positivo LM350 o LM338 de 3 y 5 amperios y el
regulador negativo LM337 de 3 amperios.
Funcionamiento del Circuito
La entrada de la fuente es el primario del transformador, que puede ser a 110v o
220v de corriente alterna dependiendo del lugar . El transformador por ser
reductor, entrega 24 voltios simétricos en el secundario. Este voltaje se lleva a un
puente rectificador de onda completa formado por los cuatro diodos, los
condensadores de 1000uF forman el circuito de filtrado que se encarga de
suavizar la señal. Se puede utilizar condensadores de mayor capacitancia para
mejorar el factor de rizado.
Los componentes restantes conforman la etapa de regulación, y se encargan de
establecer el voltaje de salida y de eliminar al máximo el voltaje de rizado.
Los condensadores de 1uF son del tipo tantalio y su función primordial es la de
minimizar el rizado.
El voltaje de salida se ajusta por medio de los potenciometros de 2K, se
recomiendan que sean lineales, para que así el voltaje de salida tenga una
relación directa con la posición del eje del potenciometro.
Los diodos D5 y D6 protegen al circuito integrado cuando los bornes de salida se
ponen accidentalmente en cortocircuito.
Fuente variable de 1.2V a 30V, 1 amperio
Gracias a la simetría de esta fuente, una versión simple se 1.2 a 30V positivos
solo consiste en hacer el lado positivo de la fuente dual, como se muestra en el
diagrama.
8. MATERIALES:

2 Diodos.

1 puente rectificador.

Un transformador de 24 voltios con tap central

Transistor LM337

Transistor LM317

2 condensadores de 1000 microfaradios.

2 condensadores de 1 microfaradio.

2 condensadores de 10 microfaradios.

2 resistencias de 120 ohmios.

2 resistencias variables de 2 kilo-ohmios.

Placa de cobre de dimensiones adecuadas.

Cloruro ferrico, para quemar la placa de cobre

taladro y broca pequeña

pinsas para el manejo de los componentes.

Estaño

cautin
5.1 MARCO REFERENCIAL
DIODO:
Un diodo es una sustancia cuya conductividad es menor que la de un conductor y
mayor que la de un aislante. El grado de conducción de cualquier sustancia
depende, en gran parte, del número de electrones libres que contenga. En un
conductor este número es grande y en un semiconductor pequeño es
insignificante. El número de electrones libres de un semiconductor depende de los
siguientes factores: calor, luz, campos eléctricos y magnéticos aplicados y
cantidad de impurezas presentes en la sustancia.
Compresión
Para comprender más que son los diodos semiconductores es necesario en primer
lugar familiarizarse con las características de los cuerpos básicos y modificados
que se utilizan.
Los cuerpos básicos, en las aplicaciones comerciales, son el germanio y el silicio
purificados preparados especialmente en estado de cristal. Estos cuerpos son
excelentes aislantes porque la estructura cristalina mantiene eficazmente en su
lugar todos los electrones externos que normalmente quedarían libres para entrar
en la circulación de corriente.
PUENTE RECTIFICADOR:
Su construcción está basada en la unión PN siendo su principal aplicación como
rectificadores. Este tipo de diodos (normalmente de silicio) soportan elevadas
temperaturas (hasta 200ºC en la unión), siendo su resistencia muy baja y la
corriente en tensión inversa muy pequeña. Gracias a esto se pueden construir
diodos de pequeñas dimensiones para potencias relativamente grandes,
desbancando así a los diodos termoiónicos desde hace tiempo.
Sus aplicaciones van desde elemento indispensable en fuentes de alimentación
como en televisión, aparatos de rayos X y microscopios electrónicos, donde
deben rectificar tensiones altísimas.
En fuentes de alimentación se utilizan los diodos formando configuración en
puente (con cuatro diodos en sistemas monofásicos), o utilizando los puentes
integrados que a tal efecto se fabrican y que simplifican en gran medida el proceso
de diseño de una placa de circuito impreso.
Los distintos encapsulados de estos diodos dependen del nivel de potencia que
tengan que disipar. Hasta 1 W se emplean encapsulados de plástico. Por encima
de este valor el encapsulado es metálico y en potencias más elevadas es
necesario que el encapsulado tenga previsto una rosca para fijar este a un
radiador y así ayudar al diodo a disipar el calor producido por esas altas
corrientes. Igual le pasa a los puentes de diodos integrados.
TRANSFORMADOR:
Aparato eléctrico para convertir la corriente de alta tensión y débil intensidad en
otra de baja tensión y gran intensidad, o viceversa.
TRANSISTORES:
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de
amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la
contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia").
Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los enseres domésticos de
uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y vídeo, hornos
de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes
de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes,
equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, celulares, etc.
CONDENSADORES:
Un condensador o capacitor es un dispositivo que almacena energía eléctrica, es
un componente pasivo. Está formado por un par de superficies conductoras en
situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que
parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o
láminas, separados por un material dieléctrico (siendo este utilizado en un
condensador para disminuir el campo eléctrico, ya que actúa como aislante) o por
el vacío, que, sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una
determinada carga eléctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra
(siendo nula la carga total almacenada).
La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de
potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la
llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se
mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que,
sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, éstas adquieren una carga
eléctrica de 1 culombio.
La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los
condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en microµF = 10-6, nano- F = 10-9 o pico- F = 10-12 -faradios. Los condensadores
obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos
de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación
molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o
miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de
Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila.
También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos.
RESISTENCIAS:
Se denomina resistor o resistencia al componente electronico diseñado para
introducir una resistencia electrica determinada entre dos puntos de un circuito. En
otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., las resistencias se emplean
para producir calor aprovechando el efecto joule. Entre los técnicos es frecuente
utilizar el término resistor por ser más preciso que resistencia.
La corriente máxima en un resistor viene condicionado por la máxima potencia que
puede disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir
del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más corrientes son
0,25 W, 0,5 W y 1 W.
6. METODOLOGÌA

Diluir el cloruro ferrico en agua.

Marcar con un marcador las lineas de conexion

Introducir la placa de cobre por 5 minutos, hasta que se disuelva el cobre y
solo queden las lineas maracadas.

Secar la placa y taladrarla en los puntos de conexion de cada componente.

Ubicar los componentes en el sitio que le corresponde.

Soldar los componentes a la placa con ayuda del cautin y el estaño.

Cortar los excesos de los terminales de cada componente.

Probar y corregir los posibles errores.
3. JUSTIFICACIÒN
En muchas ocasiones, los estudiantes de las diferentes ingenierias necesitan para
sus proyectos sobre todo en lo relacionado con aquellas carreras que trabajan
circuitos electricos y electronica, alimentar sus montajes con una fuente variable
dual, que les permita regular la cantidad de voltaje que deben imprimir a cierto
circuito. Generalmente ocurre que cada quien debe buscar por sus propios
medios, dicha fuente de voltaje, lo cual resulta ser muy costoso y aunque tambien
hay de las economicas, estas no salen tan efectivas, pues solo llegan a un voltaje
minimo y su periodo de vida es muy corto, razon por la cual, deben estar
comprando constantemente varias de estas fuentes.
Analizando esta situaciòn, y viendo que el nivel de vida de los estudiantes
universitarios, para muchos no es el mejor, hemos propuesto la realizaciòn manual
de esta fuente variable dual, que resulta muy sencilla, menos costosa y mas
efectiva al momento de imprimir la cantidad de voltaje necesaria.
Realizar nuestra propia fuente de voltaje resulta ventajoso, pues, primero, es un
conocimiento mas acerca o que contribuye a la realizacion de nuestras carreras y
segundo, debido a que ha sido construida por nosotros mismos, en el momento en
que encontremos que se ha producido algun daño en ella, seremos capaces de
repararla sin ninguna dificultad. Cosa que no ocurriria, con una fuente que haya
sido comprada ya hecha.
4. OBJETIVOS
4.1 Objetivos Generales:

Transformar la corriente alterna de baja tensión en corriente directa.
4.2 Objetivos Específicos:

Realizar el montaje de una fuente dual de voltaje.

Conocimiento de los diversos componentes utilizados en la construcción de
montajes electrónicos.

Implementación de conocimientos adquiridos con anterioridad en cursos de
circuitos y electrónica.
GLOSARIO
Corriente alterna: (CA) Corriente eléctrica que cambia su amplitud en
forma periódica con el tiempo
Corriente continua: Modo de suministro de energía eléctrica donde la
polaridad de la tensión se mantiene constante. (caso contrario a la corriente
alterna)
Fuente: al elemento activo que es capaz de generar una diferencia de
potencial entre sus bornes o proporcionar una corriente eléctrica.
Potenciómetro: Es un elemento de 3 terminales que funciona como 2
resistencias variables, pero la suma de ellas siempre permanece constante.
Transformador: Un arreglo de 2 o mas bobinados diseñados para permitir
que el campo magnético producido en uno de ellos genere una tensión
(voltaje) en el otro.
Volt: Unidad de medición de la diferencia de potencial o tensión eléctrica.
Voltaje:Es el trabajo eléctrico que se realiza para transportar una carga
entre dos puntos.
BIBLIOGRAFÍA

www.geocities.com/jose_luis_cardenas/tesis_ejemplo_anteproyecto.doc

adigital.pntic.mec.es/~aramo/circu/circu.htm

www.forosdeelectronica.com/about672.html

Richard C. Dorf, Dorf, James A. Svoboda, Svoboda.
9. COSTO DE LOS MATERIALES:
ELEMENTO
NECESARIO
COSTO
COSTO TOTAL
UNITARIO
Diodo
2
50ps
100ps
puente rectificador
1
400ps
400ps
transformador de 24 voltios con tap
central
1
14000ps
14000ps
Transistor LM337
1
300ps
300ps
Transistor LM317
1
300ps
300ps
Cautín
1
5000ps
5000ps
Estaño
10cm
100ps
100ps
pinzas
2
1500ps
3000ps
Cloruro férrico
14gr
500ps
500ps
Placa de cobre
1
3200ps
3200ps
resistencias variables de 2 k-ohm
2
50ps
100ps
resistencias de 120 ohm.
2
50ps
100ps
condensador de 1000 microfaradios.
2
1000ps
2000ps
Condensador de 1 microfaradio.
2
100ps
200ps
condensador de 10 microfaradios
2
300ps
600ps
taladro y broca pequeña
1
Préstamo
--------
TOTAL
29900ps
NOTA:El costo normal de una fuente de 24 voltios es de 40000pesos, observamos que el
costo del proyecto es tan solo de 29900pesos, lo cual hace una diferencia de
10100pesos, es decir que la fuente fabricada manual mente es 10100pesos menos
costosa que la comprada hecha. Nótese que no todos los materiales que se compran son
solo para la utilización en este proyecto ya que elementos como las pinzas y el cautín, se
pueden seguir utilizando para la realización de los demás proyectos que se tengan.
2. INTRODUCCIÓN
En el siguiente trabajo podrán darse cuenta de cuan fácil resulta la realización de
una fuente variable dual, es muy sencillo, rápido y es algo que se acomoda a
aquellos estudiantes que estudian cualquier ingeniería en la que alguna materia
relacionada con circuitos.
Esto denota no solo una ayuda práctica para la realización y prueba de montajes,
sino también una experiencia personal para quien lo realice, ya que una vez hecho
esto, será mas fácil para la persona realizar otro tipo de montajes y poder
satisfacer sus necesidades o incluso, porque no, siguiendo sus estudios, será
capaz de crear muchos mas dispositivos que ayuden a la solución de problemas
cotidianos o quizás no tan cotidianos de las personas.
El costo de este proyecto es muy bajo con relación a la compra de una ya hecha, y
además cuenta con la ventaja de que cada quien será capaz de repararla en caso
de algún daño o algo relacionado.
En definitiva, es recomendable que cada estudiante de ingeniería posea su propia
fuente variable para poder realizar montajes y probarlos sin ninguna dificultad y
¿que mejor manera de aprender, poseer y crecer intelectualmente que
realizándola ellos mismos?
CONCLUSIONES.
La realización de este proyecto resulta ser muy sencilla y práctica, solo son
necesarios pocos materiales a muy bajo costo (a excepción del transformador)
para poder llevarlo a cabo.
Algunos problemas de ruido en el circuito se pueden solucionar cambiando el tipo
de conexión, también tratando con mucho cuidado los terminales de cada
elemento para evitar posibles desgastes y optimizar el funcionamiento.
Además de obtener una fuente variable la cual va a servir para muchos de los
montajes o las pruebas que se realicen en los laboratorios, el estudiante adquirirá
mayor conocimiento acerca de circuitos, manejará montajes en baquela, y podrá
repararla sin la ayuda de nadie a un menor costo también.
En definitiva, este proyecto además de ser útil académicamente, es también útil en
el entorno para cualquier caso, pues esta fuente no solo se usará en circuitos,
también puede utilizarse para alimentar cualquier otro tipo de dispositivo debido a
que es variable y el voltaje que maneja puede ser cambiado por medio de los
potenciómetros para poder adaptarlo al dispositivo electrónico que se utilice.
.
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