Informe Individual Unidad 1 Fase 1 – Presenta la solución al problema del circuito con diodos y transistores bipolares Sandro Estevan Rojas Tellez 1.007.866.529 Presentado a: Jose Luis Paternina Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Ingeniería de Telecomunicaciones Bogotá D.C - 25/09/2022 Desarrollo Argumentación 1. Para Argumentar matemáticamente el diseño presentado cada participante debe realizar los siguientes ejercicios y presentarlos como aporte en el foro: A. Calcular la relación de transformación del transformador reductor teniendo como entrada en el primario 120VAC RMS y como salida en el secundario de 9VAC o 12VAC. Para hallar la relación de transformación requerimos la siguiente formula: 𝑹𝒆𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒆 𝒕𝒓𝒂𝒏𝒔𝒇𝒐𝒓𝒎𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 = 𝑽𝒑/𝑽𝒔 Si se sabe que: 𝑽𝒑 = 120VAC rms 𝑽𝒔 = 12VAC rms Y reemplazamos los valores en la formula, se tiene que: 𝑹𝒆𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒆 𝒕𝒓𝒂𝒏𝒔𝒇𝒐𝒓𝒎𝒂𝒄𝒊ó𝒏 = 120𝑉𝐴𝐶𝑟𝑚𝑠 12𝑉𝐴𝐶𝑟𝑚𝑠 = 10 Por lo tanto, se puede decir el voltaje secundario es 10 veces menor que el voltaje primario o que el voltaje primario es 10 veces mayor al voltaje secundario. Calcule también cuál sería la inductancia del primario Lp en el transformador TRAN2P2S de Proteus para tener la salida de voltaje AC deseada. Para hallar la inductancia de 𝑳𝒑 se utiliza la siguiente formula: 𝑉𝑖 𝐿𝑝 = ( )2 ∗ 𝐿𝑠 𝑉𝑜 Si se sabe que: 𝑽𝒊 = 120V 𝑽𝒐 = 9 V Y se reemplazan los valores en la formula, se tiene que: 120𝑉 2 ) ∗1 9𝑉 𝐿𝑝 = (13.33)2 ∗ 1 𝐿𝑝 = 177,68 ∗ 1 𝐿𝑝 = 177.68 𝐿𝑝 = ( B. Calcular el capacitor de filtrado del rectificador para obtener un rizado de 0.32Vpp a una corriente máxima de Im=100mA. Para calcular el capacitor de filtrado se utiliza la siguiente formula: 𝐶 = 𝐼𝑚/(𝑉𝑝𝑝𝑟 ∗ 2𝑓) Si se sabe que: 𝑽𝒑𝒑𝒓 = 0.32Vpp 𝑰𝒎 = 100mA 𝒇 = 60Hz Y se reemplazan los valores en la formula, se tiene que: 𝐶= 100𝑚𝐴 0.32𝑉𝑝𝑝𝑟 ∗ 120𝐻𝑧 𝐶 = 100𝑚𝐴/38,4 𝐶 = 2604uF C. Calcular el valor de la resistencia limitadora Zener para la referencia 1N4733A. Ya que para continuar con los cálculos es necesario contar con el valor del voltaje pico secundario, procedemos a realizar la conversión con la siguiente formula: 𝑉𝑠𝑟𝑚𝑠 = 0.707 ∗ 𝑉𝑝 Dado que ya se conoce el valor del voltaje secundarios 𝑽𝒔𝒓𝒎𝒔 , y se desea conocer la incógnita 𝑽𝒑 se despeja la fórmula de la siguiente forma: 𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑟𝑚𝑠 0.707 Y se reemplazan los valores en la formula, se tiene que: 9𝑉𝑠𝑟𝑚𝑠 0.707 𝑉𝑝 = 12,72 𝑉𝑝 = Ya que este voltaje pasa por el puente rectificador y tiene una caída de 2*0.707 debido a los diodos, utilizamos la siguiente fórmula para calcula esta caída de voltaje: 𝑉𝑠 = 𝑉𝑝 − 1.4 Si se sabe que: 𝑽𝒑 =12.72 Y se reemplazan los valores en la formula, se tiene que: 𝑉𝑠 = 12.72 − 1.4 𝑉𝑠 = 11.32V Para continuar con los cálculos y teniendo en cuenta el datashet del diodo Zener del fabricante, se puede deducir que para la referencia 1N4733A se sabe que: 𝑽𝒛 = 5.1V 𝑰𝒁𝒎𝒂𝒙 = 178mA Después, para calcular la corriente Zener mínima, se hace uso de la siguiente formula: 𝐼𝑍𝑚𝑖𝑛 = 𝐼𝑍𝑚á𝑥 ∗ 0.15 Y si se reemplazan los valores en la formula, se tiene que: 𝐼𝑍𝑚𝑖𝑛 = 178𝑚𝐴 ∗ 0.15 𝐼𝑍𝑚𝑖𝑛 = 26.7𝑚𝐴 Luego para calcular la resistencia de secundaria mínima, se hace uso de la siguiente formula: 𝑅𝑆𝑚𝑖𝑛 = (𝑉𝑠 − 𝑉𝑧)/𝐼𝑍𝑚á𝑥 Y si se reemplazan los valores en la formula, se tiene que: 𝑅𝑆𝑚𝑖𝑛 = (11.32𝑉 − 5.1𝑉)/178𝑚𝐴 𝑅𝑆𝑚𝑖𝑛 = 6.22/178𝑚𝐴 𝑅𝑆𝑚𝑖𝑛 = 34.94Ω Ahora para calcular la resistencia secundaria máxima se hace uso de la siguiente formula: 𝑅𝑆𝑚á𝑥 = (𝑉𝑠 − 𝑉𝑧)/𝐼𝑍𝑚𝑖𝑛 Y si se reemplazan los valores en la formula, se tiene que: 𝑅𝑆𝑚á𝑥 = (11.32𝑉 − 5.1𝑉)/26.7𝑚𝐴 𝑅𝑆𝑚á𝑥 = 6.22/26.7𝑚𝐴 𝑅𝑆𝑚á𝑥 = 232.95Ω Finalmente, para conocer el valor de la resistencia limitadora Zener, se hace uso de la siguiente formula: 𝑅𝑆 = (𝑅𝑆𝑚𝑖𝑛 − 𝑅𝑆𝑚á𝑥 )/2 Y si se reemplazan los valores en la formula, se tiene que: 𝑅𝑆 = (34.94Ω + 232.95Ω)/2 𝑅𝑆 = 267.89/2 𝑅𝑆 = 133.94Ω D. Calcular el valor de la resistencia limitadora del LED para un led de 20mA. Para calcular la resistencia limitadora del led se hace uso de la siguiente formula: 𝑅𝑙𝑒𝑑 = (𝑉𝑐𝑐 − 𝑉𝑓)/𝐼𝑓 Si se sabe según la referencia del diodo led VERDE que: 𝑽𝒇𝒎𝒊𝒏 = 2.8V 𝑽𝒇𝒎á𝒙 = 3.6V 𝑰𝒇= 20mA Y que el voltaje disponible es: 𝑽𝒄𝒄= 5.1V Entonces reemplazando los valores se puede decir que: 𝑅𝑙𝑒𝑑 = (5.1𝑉 − 3.6𝑉)/20𝑚𝐴 𝑅𝑙𝑒𝑑 = 1.5/20𝑚𝐴 𝑅𝑙𝑒𝑑 = 75Ω
