Informe de Labroratorio 3

-HHF3ffiI"Jf.IIIVHFSIAAB gE LRS FUEHSAS AtrMArAS*tHtuE,ssg* F*ft* L* ExcEtEFIst

INFORME DEL LABORITARIO 1.2

NOMBRES: Bryan RuedaFrancisco Ulloa

Alex Moran

TEMA: Rectificadores de media onda y de onda completa con carga resistiva y filtrocapacitivo.

OBJETIVOS

. Verificar el funcionamiento del circuito rectificador de media onda con filtrocapacitivo. 1

o Verificar el funcionamiento del circuito rectificador de onda completa con filtrcapacitivo.

r Comparar datos calculados, simulados y medidosMarco Terico

rectificador y acercarlo ms a un voltaje constante es aadiendo un capacitor en lasalida. La carga y descarga del capacitor suaviza o reduce las variaciones en laseal.

El voltaje de la seal rectificada y filtrada secontrolarse con el tamao del capacitor. ElVr(p-p)= = {}-rvn

'^41*

0i'

,rtl

conoce voltaje de rizpo"ripple"ypuededo de pico a pico es

voltaje de pico de la seal rectificada antes de aadir el capacitor.

frecuencia especfica mientras atena todas las seales fuera de esta banda.Atendiendo a la ganancia, podemos encontrar dos tipos de filtro:Filtros pasvos. Los que atenuarn la seal en mayor o menor grado. Se implementan concomponentes pasivos como condensadores, bobinas y resistencias.Filtros activos. Son los que pueden presentar ganancia en toda o parte de la seal desalida respecto a la de entrada. En su implementacin suelen aparecer amplificadoresoperacionales. No suelen contener bobinas, salvo en el caso de frecuencias muy altas.Los inductores no se utilizan a menudo en los filtros activos de vida, porque sonvoluminosos y costosos.

Obteniendo a su respuesta en frecuencia, encontramos los siguientes filtros:

Filtro paso ao. Es aquel que permite el paso de frecuencias bajas, desde frecuencia 0 continua, hasta una determinada. Presentan ceros a alta frecuencia y polos a bajafrecuencia.

tE,

tS#Rreu0*

Filtro paso alo.' Es el que permite el paso de frecuencias desde una frecuencia de cortedeterminada hacia arriba, sin que exista un lmite superior especificado. Presentan ceros abajas frecuencias y polos a altas frecuencias. tFiltro paso banda: Son aquellos que permiten el paso de componentes frecuencialescontenidos en un determinado rango de frecuencias, comprendido entre una frecuencia decorte superior y otra inferior.

Filtro elimina banda: Es el que dificulta el paso de componentes frecuenciales contenidosen un determinado rango de frecuencias, comprendido entre una frecuencia de cortesuperior y otra inferior.

El factor de rizado debe estar en el rango del 1 o/o al2o/o para ser efectivo.Frecuencia: 50 Hz I 6O Hz x 10o/o

Rango de voltaje: desde 220 hasta 1000 VCA.Tolerancia de capacitancia: de -5% a +10Vo.

Tolerancia'. *L|o/o voltaje y * 5o/o en frecuenca

d,"rv

1.1 Armar el circuito filtro con rectificador de media onda.

Para las condiciones del circuito se tomarn los siguientes valores auto-impuestos

Vnc = 3V

Ioc = 300u'{

r = 5o/o

una vez con estas condiciones procedemos a catcutar las dems caractersticas detcircuito

Calculo de la Resistencia:

vr, =T_ 300?l? =- 3V

R = 10k0

Para Calcular elvalor de la potencia sobre la resisiencia, lo realizamos de la siguientemanera.P = Ioc2R

P =9mW

*o

clv'

Para calcular el valor der capacitor lo realizamos de la siguiente manera:Sabemos que elfactor de rizado es:

- -Vr^,I -- Voc

Vrp,-wvrrp,_M

r = =lDCz'fs c vx#L

z,fsfcR

I

E

E(-Reemplazando los datos iniciales tenemos:

zr[-zrn

Ixl7 so o,o5 lomo

C :9.622 x 10-6F

Ahora procedemos a calcular el valor del voltaje de pico Z,

Voc = n", -YA continuacin analizaremos los valores deV*, y Vrs para reemplazarlos en la ecuaciny obtener elvalor de Voo

Conocemos que elvalor deV*o esta dado por:

rrrv,pp=TJo(Ia')at

Idc rrv,pp =T Joo,

Vrpp =r+,

Sabemos que T : ] reemplazando obtenemos.,fv--- - :Id''roo - fi

Se conoce queVo, est dado por:

Voc=n"r-#

voc = vP

-Yi!+ry

Reemplazando los valores deV*, y Vo6 en la ecuacin de Vo

vp=voc(*{r)*u,

Elvalor comercial mas prximo que tenemos para un capacitor es:

c=1ox1o-6F =LouF /

F

7Reemplazando los valores caldulado tenemos:

/l\vp:3\t.+6)+o'tvP :3'95V

Por lo tanto el voltaje de pico de la fuente de entrada es de 3.95v por lo que la seal de./entrada es:

vin = 3.g5 sen(wt)v /Como dijimos anteriormente no existen capacitores en el mercado de 9.622uF pero elvalor mas prximo que tenemos es:

= 9.622 x 10-6F

1z*60*louF*to+o'7

vP:3'95VPor lo tanto el voltaje de pico de la fuente de entrada es de 3.95v por lo que la seal deentrada es:

Vrn = 3.95 sen(wt)VUna vez obtenidos estos datos pasaremos a calcular la corriente mxima que se obtienede la siguiente manera:

, sin0t : Vop - Vrpp

I/oo sin O, = Vr, -(fr

Vo, sin0,t = Vop - h

Vo, sinlt = ,* - h

., VopToosinAt=Vop-

*

L( 1 \senel- L_re\r )sen6,

- 1- 2

zfRC + I

C

vr=3(t+

senal=ffi, tZfRC-Lt

er= sen-tfrnc +l0t = sen-L(0.84)

0L = 57'79"

id.=ir*icdVVdmax=C*

R

-dVo, senwt . Vo, senwttdmax=cT+-V- senwt

idmax -

C. Vop' coswt'* +?

ilmu - C' Vop' coswt'2n f .ryReemplazando los datos tenemos que :

idmax= 10uF. 3.95 . cos57.79.2tr60*3'95senwt10000Reemplazando los datos que tenemos obtenemos lo siguiente:

,

idmwc = 9.49mA /Por lo tanto para nuestro diseoo podemos usar un diodo:

h= IN4007

'-tr e n'.:: *. 4, *'! WW;+1.r:'t: ?:s".f.E:t;..::{=t.a.t..:a.Zt:

'.n., 1 ::1. * ! {, * .:LF:,}1,* 4 t r *.r:,r:r::-:* " o ::1r".t

1.1.1 Obtener la forma de onda del voltaje de salida y el voltaje de rizadopico-pico con el osciloscopio.

Forma de Onda delVoltaje de Salida

wf^U

.

i:;i

:

:

-1*i

:/,\':

.:

.-l..-..-.+

.3.8$3 T

sox" l+ via;o F E4. l-ftll" i-i+.lve.',t*" lT-$ r*".r [***].*S lYmitbri lwgesit*xl' ll-e{el le

a,ef *ell ocl * iffi I *g * gre- - r lrypa s*,q,u*

{(

Voltaje de Rizo Pico - picoSabemos que f:1

7 = 0.016Irrv'w = 7 Jo

Ioc dt

lrrv,pp = ro

"F J" o.oo3 d

1.V,pp = ffi (0.OOS tuA)l$'0o16

1V,pp =

,*, (+.8 x 10-6)

Vrro = 4B0mV /

7= 449.32mV

Vrpp:432mV

vaIT eori"co -

valPr actco

Calculo de Error:

o/oError =

valPract.co. 100

I449.32 -

432o/oError : . 100

432

o/oError = 4o/o

1.1.2 Con el uso del multmetro determinar el voltaje medio y voltaje eficaz.

Voltaje MedioVp6 :3V

En las medciones de laboratorio se obtuvo

Calculo de Error:

o/oError =

3-2.9o/oError = Lg .tOD3-2.9o/oError :

-.1-oo

' 6{

feY

{\'t,^0l,nr

.tf

'o -

valPractico

o/oError = 3.44o/o

Voltaie Eficaz

Vnus=Vrms= Wy=mx+b

^=ry**-^-vrp -vrp

_-zvfp...-- T-O T

Vr =mt *Vrp

y, =ff*v*vnus=+f W+u*)'at

v^*,' = + f W - 4v*' f, * u*') a,r, ,

-V*t f4 I

vnus' =.f[. - 2r +r]tr ,

-V*'v RMs _ lE_

t, -V*,'rp-T

t, -vrpp,nus -

Vroo 480mV'.::,:,:s/

Vnus = t37-B4mV

Vnus = 127mV

ra"ctico

137 -

127

j..,! !..\f

^Uiy'" il\'ll-/

. 100o/oError =

o/oError =

-.

100r27

o/oError = 7.B7o/o

Calculo de Error:

1.1.3 Duplique la frecuencia y mida el voltaje de rizado pico -

pico

Sabemosque f-1

r = i.ooasslrrv,nv = Jo

loc dt

7rrv,pp = to

"F Jr 0.003 dr

t/-7vrpp = lff,p (o'oo3 ul)13008331.V,pp=

** (2'5xt

Vro, :25V

0-s)

\rt {

,?ur-' ,U

Vrpp :2VQ

Vro = 7.24

lVrpp=7.24*2

Vrr, = Z.4B

| ^'pI r{*', *'ty

3.2Armar el circuito filtro con rectificador de onda completa.

Datos

Voc = 7'5VIpc = 750uAr = 2.4a/o

Resistencia

R ='k'l'oc7.5Vft=

750uA

R = 10kf)Capacitor

v, ,, = fr(/rrrotPara hallar V:

y=m)c+b7n- w-Xz-xt

b =Vrp

7n= -V'P-V'P --Zv'PT-O T

_', lrv=!-fft+V*v,^r' = #ltfrut +vrp)zdtv*'=?ff,'ff*

-ryt+u*z)atv,,n,, =?ft{$'- ryg' *r*, G))v, ,'=Sr(*-;-;)Orrrr'=Yt,

-

vp"r t-.lF

V*o = 2V* r -

vrppvnns

- ffi

i:...:1.';i:iiit',:ri/,r :1i r.;,r:-)'.r:a-::.::/t-.:'E#*wg=::""s.:

r =fu.vpctfffrn

t-42',/3Vp

Vpg = Ipg* R

v*o =ffi1

,--4,,l3nCf

t ,:7+,ltnr +VSqroto(o.oz4)60

C = 10. OZxtO-6 f/c =LouF /

Calculo de Vp

Voc = uro -Ytr loc'rpp - Tc,

-Voc'oc-T,*(r+#)=uooVoo =Vo-ZV"

vDc(L. r*)=Vp-z\

IocVoc=Vno-T

Voc =u* -#

F = Inc *VpcP = 7QuAx 7.5

P = 0.0056 w

tIvp=voc\+ffi)+zv,vp = 7.s(t *;,rm;,fu-) * L.4 = e.zr vvp = e.z:u /Potencia

t!

Corriente del diodo mxirna

VooSin @t = Vop - Vrop

VouSin 0t=vop-*=vop-#

vopsinor _vop_#f;k)\'* 4F73l

sin01 =r_#r_-7 + 4RfCSin" =-1 + 4RfC

- t-7 * ZRf Ct

0r = Sin-'{ t\r+zRfc I, t-L*4x70k*60x10ufr0r=sin-r(@

0t = 66'92o

ia='*ic

idô,=cffivr)+frdma,, = t (*r* * sen wt) .ryid*qr, = g *Vo?* cos wt:* *Voo

*

*ntwt

dîr= c *vop*coswt*Ztf -rya^* = ruuf * 9.zr* cos (66.9 z") * z* 60 * , *q2t * s-2{2â'92")

/ 10000i-o, = 7.4,45 mA /

Diodo a Ljtilizar en lapc'ticaDiodo 7N4007

Dodo tN40A7 Circuito de la oracticaCoriente mxima 1.4 74,45mA

F

vpt> \b50y > 9.21V

i**;-?ffi##:d'gqs?lr;4;* : a, r,_ .- :i .! , rt*.f .a;t*,,

r;: ::;:ffi;::: :ill ::

*f"q:;;.f.;

j;,1-,1;$i

[1]i;+i$;';'; 4.1 :,.:r.:::a:::a l:a : 4,ra:.14...-.4& ; ., - :.. Lryfi. .,r,1'"t- , -,.----: ."".""-

ffi* ffi*r;fr:iffi'; ffi:;;;'3.2.1 Obtener la forma de onda del voltaje de salida y el voltaje de

rizado pico-pico con el osciloscopio.

Voltaje de rizado pico-pico (experimental)

lD

lL:--::aa:,:-

lr op = 7 - 68 ,- {ExPerimental}

Voltaje de rizado pico-pico (simulacin)

{fFdmj* ffijl :;:#: I,',ffI' 9W.1 W.WE O,BV-I?-rl l-r+.nrns 36{.6umv

.r fmbm _

.S*, lOmSnCtrnd!_ Ctrnrd8

scde t v/biv iS *: 5 vrt.v

1R".,*1f s'*-l

ExL filgEr i,frig[Fr&gp EEEI;,Uie'j:ltd! -,Xpe.{Fiv}: 0 Y!q.@iv}: 0 ypoc.Oiv}r 0

iEn@m@ mE@ 's.EEEEvop= 8.18v (Teorico)

Von olo ErrorV, _V.

= T*I00o/o8.18

- 7.68

=

-E.fg- xL$o/o

= 6,LLo/o

IP"

o/o Erraryo,

o/o Erroryo,

a/o Erroryoo ubv"nn

r' rm!s.__ - , ,_ Ctsnd__ rdB

isoa., to*nn'-- s".' EiFil$socl fri_.,__:ixpos(!r): 0 vpc.Gv) o vpoc.@v): o;EM@@ Eg@ 'E EEEtr

t-Ba-f*lf t""-1'J aEiooGr,,Tft!rI&rp: EEE'.rlEg

,lwdr O- - ,ffiFr*165

a/o Err ory *, =

\# xraoo/o

Vrpp -

56B.6Bmu (Teorico)Vrpp = 432mv (Experimental)

Vrro o/o Error

568.68

= 24,03 o/o

3.2.2 Con el uso del multmetro determinar el voltaje medio y voltajeeficaz.

*7x\o/o Errortr'rpp

o/o Errorv'rpp

568.68 -

432

-1{4OSFGF ! i\40?GF

Vpc = V* -ryrl Incurpp

- 7

, -

r'DClnr

-

-

vDC(r*#)=v",rr Vop

-

B.L8 -J nC -- --j-i--E-=;.85

-' +nc -' +nfc

v* - Lxtooo/oo/oErroryor=-W

7.85 -

7.30o/o Erroryoc = --'dS- xLl0o/oo/o Erroryor= 7,006 8/a

Vnc = 7. 30{Experimental}

tacVpc=v;o-T

vnc=v"o-H

V6 o/a Error

v r^,

vmVoc

2.4o1n'- .=7.85

r/ \{*"b

7Vro"r=0.024*7.85

t/_ _ v^a/o Errory---

-

'1---::xl11o/avrms tlvT

,r ,4,T,., Tirne* : :l; !2.538ms

, 't '.f ,t' s:.nne*.',?-_{_-__

.j: 34.4?b m

f,har:nri_&,-i.?E.5F4m!'.{ltr iEF m!:)?c

"ql m!

Chne A

ChEnej- f"-*=.-.:-8.:

Irebasc5m{el llirn5gtX p*r.'p{tJr

Sab: 3&0 rnilErir:Y pns,{rv}r f...T:-!ry'i4{.1 l*C it.a._*,._.

Lrr]n!t:$6ie: 5 l,'r$n-1':po:.1Dir;i:

,Ac"j_g*i#{-t -

i :54,re ,,,,;- . rr :: ' Ex'i.. tngge'

Triggei

=dge; ffi{fi,,,.*g*;iG"-:Le,el: ;- - i":_-.:*-'ilT!_i*jl@

,singe Jlvormi itA*ry iUg

Vr*, -

188. 4 mV /%*. 9/o Error

o/o Error,,Y rms1-BBmv

- 0.18u

3,BBmv xI0}a/o

o/o Erroryr r= 4.ZS alo

3.2.3 Duplique la frecuencia y mida el voltaje de rizado pico -

pico

:t:n3iil::::::::;l=:: !.: r,t : :::n-tr,

ffiffi: li :

I& i-: ,": "* -f ;- -*w-:

o/o Erl-or1,- =" . ', ,i00o/b_ ,op Vr

Vrpp -

229.252n2r: (Teorico)Vrpp

- Z20mu (Experimental)

Vroo o/a Eror

100o/o

I

7?9.237, -

22Ao/c Errorv =, rpp 229.252o/L E'rorv = 4.03 6,

'rpp

3.3 Reaiizar el cuadro con los resultados obtenidos y comparar con los 'calculados y simulados.

-{t '1

/)

VOLTA.'ES Vomedo{v) Vtoot1 tQ

Vrnrs (v)

Valor calculado. 7.85 fr628/0.31=2.O2 0.18Valor simulado 70q 0.568/0.229=2.4 0.143Valor medido 7.30 4.4321a.?,20=1.96 0.18

E 'i:

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