Practica 6 Analogica

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  • 7/30/2019 Practica 6 Analogica

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    PRACTICA # 6: RECTIFICACINMONOFSICA Y FUENTES DE TENSIN

    ESTABILIZADAJulio Siguencia

    [email protected]

    AbstractIn this practice will make the design and assemblyof single phase circuits and power supply stabilized, rectifyalternating signals half-wave and full-wave bridge using Greatz

    Index TermsRectificacin,Monofasica,Estabilizada.

    I. OBJETIVOS

    Disear, calcular y comprobar el funcionamiento de los

    siguientes circuitos:a. Rectificacin Monofsica de Media Onda.b. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con

    Toma Central.c. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con

    Puente de Graetz. Calcular el condensador para obtener los siguientes val-

    ores de rizado: 20% y 70% para los circuitos del punto1c.

    II. MARCO TERICO

    A. Rectificador

    En electrnica, un rectificador es el elemento o circuitoque permite convertir la corriente alterna en corriente con-tinua. Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya seansemiconductores de estado slido, vlvulas al vaco o vlvulasgaseosas como las de vapor de mercurio.

    Dependiendo de las caractersticas de la alimentacin encorriente alterna que emplean, se les clasifica en monofsicos,cuando estn alimentados por una fase de la red elctrica, otrifsicos cuando se alimentan por tres fases. Atendiendo altipo de rectificacin, pueden ser de media onda, cuando slose utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de ondacompleta, donde ambos semiciclos son aprovechados.

    Un rectificador es un sistema electrnico de potencia cuya

    funcin es convertir una tensin alterna en una tensin con-tinua. En una primera clasificacin, podemos diferenciar losrectificadores de acuerdo con el nmero de fases de la tensinalterna de entrada (monofsico, bifsico, trifsico, hexafsico,etc.). Dentro de estos, podemos diferenciar los rectificadoresen funcin del tipo de conexin de los elementos (media onday de onda completa). Otra posible clasificacin es segn sucapacidad de ajustar el valor de la tensin de salida, ellodepende de si se emplean diodos o tiristores. Los rectificadoresno controlados son aquellos que utilizan diodos como ele-mentos de rectificacin, en cuanto que los controlados utilizantiristores o transistores.

    B. Rectificador de Media Onda

    El rectificador de media onda es un circuito empleado paraeliminar la parte negativa o positiva de una seal de corrientealterna de lleno conducen cuando se polarizan inversamente.Adems su voltaje es positivo.

    Figure 1. Circuito rectificador de media onda.

    Este circuito slo rectifica la mitad de la tensin de entrada;o sea, cuando el nodo es positivo con respecto al ctodo.Podemos considerarlo como un circuito en el que la unidadrectificadora est en serie con la tensin de entrada y lacarga. Si modelamos la carga por una resistencia, el anlisises muy sencillo. El diodo conducir si la tensin de entradaVs es positiva. En ese caso, la tensin que ver la carga (VO ), ser aproximadamente la tensin de entrada, siempre ycuando despreciemos la cada de tensin del diodo en estadode conduccin. Si la tensin de entrada es negativa, el diodo

    no puede conducir dado que ve una tensin nodo ctodonegativa. La carga ve una tensin nula entre sus bornes, dadoque no hay circulacin de corriente.

    1) Polarizacin directa (Vi > 0): En este caso, el diodopermite el paso de la corriente sin restriccin. Los voltajes desalida y de entrada son iguales, la intensidad de la corrientepuede calcularse mediante la ley de ohm.

    2) Polarizacin inversa (Vi < 0) : En este caso, el diodono conduce, quedando el circuito abierto. No existe corrientepor el circuito, y en la resistencia de carga RL no hay cadade tensin, esto supone que toda la tensin de entrada estaren los extremos del diodo.

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    Figure 2. Formas de onda (carga resistiva) del rectificador monofsico nocontrolado, media onda

    3) Tensin Rectificada:

    4) Rectificador de media onda con filtro RC (Diodo ideal)

    : Un circuito RC sirve como filtro para hacer que el voltajealterno se vuelva directo casi como el de una batera, estoes gracias a las pequeas oscilaciones que tiene la salida delvoltaje, las cuales son prcticamente nulas. La primera partedel circuito consta de una fuente de voltaje alterna, seguidode un diodo que en esta ocasin ser ideal (simplemente parafacilitar la comprensin del funcionamiento) y finalmente elfiltro RC.

    El circuito funciona de la siguiente manera:

    Entra la seal alterna al circuito, la cual se rectifica conel diodo. (Solo permite pasar un semi-ciclo de la seal,que en este caso es el semi-ciclo positivo).

    En el momento que el voltaje sale del diodo el conden-sador se empieza a cargar y la cada de voltaje se recibeen la resistencia.

    En el entender que es lo que esta pasando y como calcularel filtro.

    Figure 3. Citcuito rectificador de media onda con filtro RC.

    5) La tensin de rizado: A la variacin del voltaje (v)en los terminales del condensador (capacitor) debido a la

    descarga de este en la resistencia de carga se le llama tensinde rizado. La magnitud de este rizado depender del valor dela resistencia de carga y al valor del capacitor.

    Figure 4. Tensin de rizado.

    C. Rectificacion de Onda Completa

    Un rectificador de onda completa es un circuito empleadopara convertir una seal de corriente alterna de entrada (Vi)en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferenciadel rectificador de media onda, en este caso, la parte negativade la seal se convierte en positiva o bien la parte positivade la seal se convertir en negativa, segn se necesite unaseal positiva o negativa de corriente continua. Existen dosalternativas, bien empleando dos diodos o empleando cuatro(puente de Graetz).

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    Figure 8. Circuito de rectificacion con puente.

    III. MATERIALES E INSTRUMENTOS

    4 Sondas.

    Osciloscopio. 1 Transformador con toma media. 5 resistencias de 1K. Multimetro.. 4 diodos de silicio 1N4007. project board. cables bananas.

    IV. DESARROLLO

    A. Rectificacin Monofsica de Media Onda

    1) Calculos:

    Voltaje de entrada

    Vef = 12v

    Vmax = 12

    2 = 16.97v

    Voltaje de salida

    Vmax = 16.97 0.7 = 16.27vVm = 16.27 (0.318) = 5.17v

    Figure 9. Esquema del circuito.

    B. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con Toma

    Central

    1) Calculos:

    Voltaje de entrada

    Vef = 12vVmax = 12

    2 = 16.97v

    Vpp=2(16.97) = 33.94v

    Voltaje de salida

    Vmax = 16.97 0.7 = 16.27vVm = 16.27 (0.636) = 10.34v

    D1

    1N4007

    T1

    TS_POWER_10_TO_1

    R21k

    V1

    120 Vrms

    60 Hz

    0D2

    1N4007

    Figure 10. Esquema del circuito b.

    C. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con Puente

    de Graetz.

    1) Calculos: Voltaje de entrada

    Vef = 12vVmax = 12

    2 = 16.97v

    Voltaje de salida

    Vmax = 16.97 1.4 = 15.57vVm = 15.57 (0.636) = 9.90v

    Figure 11. Esquema del circuito c.

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    D. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con Puente

    de Graetz con un valor de rizado: 20% .

    1) Calculos:

    Voltaje de entrada

    Vef = 12v

    Vmax = 12

    2 = 16.97v

    Vmax = 16.971.4=15.57v

    I=(VmaxVmin)/2

    R

    I= (15.5712.5)/21k = 1.535mA

    Vr = (Vmax Vmed) 2Vmed = 2((15.57) 3)/2Vmed = 15.06v

    C= ItVr =1.5mA8.33ms

    3v

    C= 19.53F 22F

    Figure 12. Esquema del circuito d.

    E. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con Puente

    de Graetz con un valor de rizado: 70% .

    1) Calculos:

    Voltaje de entrada

    Vef = 12v

    Vmax = 12

    2 = 16.97v

    Vmax = 16.97 1.4 = 15.57vI= (VmaxVmin)/2R

    I= (15.575.87)/21k = 4.8mA

    C= ItVr =4.8mA8.33ms

    3v

    C= 3.69F 3.3F

    Figure 13. Esquema del circuito e.

    V. GRFICAS

    A. Rectificacin Monofsica de Media Onda

    Figure 14. Seal a la entrada y salida del rectificador.

    Figure 15. Seal a la salida del rectificador si colocar la zonda para laentrada de la seal.

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    Figure 16. Seal de voltaje en el diodo.

    B. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con Toma

    Central

    Figure 17. Seal de entrada y salida al rectificador de onda completa.

    Figure 18. Seal a la salida del rectificador excluyendo la zonda de entrada.

    C. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con Puente

    de Graetz.

    Figure 19. Seal de entrada al rectificador.

    Figure 20. Seal a la salida del rectificador.

    Figure 21. Seal a la entrada y salida conectadas ambas zondas a la vez.

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    Figure 24. Seal a la entrada y salida del rectificador.

    D. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con Puente

    de Graetz con un valor de rizado: 20% .

    Figure 22. Seal a la entrada y salida del rectificador.

    Figure 23. Seal de la tensin de rizo.

    E. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con Puente

    de Graetz con un valor de rizado: 70% .

    Figure 25. Seal del voltaje de rizo.

    VI. SIMULACIONES.

    A. Rectificacin Monofsica de Media Onda.

    Figure 26. Seal de entrada y salida simuladas.

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    B. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con Toma

    Central.

    Figure 27. Seal de entrada y salida del rectificador de onda compeltasimulada.

    C. Rectificacin Monofsica de Onda Completa con Puente

    de Graetz.

    Figure 28. Seal de entrada y salida del rectificado