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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI

UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y APLICADAS

INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

ASIGNATURA ELECTRONICA GRUPO N 6 INTEGRANTES CANCHALA JEFFERSON LOPEZ WILLIAM PULLOTASIG SEGUNDO QUILUMBA EFRAIN SACA JOFFRE CICLO: CUARTO A FECHA DE ENTREGA 24 DE MAYO DEL 2017

TEMA

Practica de Laboratorio de Rectificadores de media onda y onda completa OBJETIVO GENERAL Armar rectificadores de media onda y onda completa mediante la ayuda de la fundamentación teórica analizada en clases para verificar las señales de entrada y salida de ondas en el osciloscopio OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Indicar los conceptos de rectificador de media onda y onda completa. - Determinar los diagramas de los rectificadores, las ondas de entrada y salida y los análisis matemáticos en cada semiciclo. - Comprobar las formas de onda de salida rectificada en los dos circuitos con la ayuda del osciloscopio -Establecer conclusiones de práctica realizada FUNDAMENTACION TEORICA RECTIFICACION DE MEDIA ONDA El análisis de los diodos se ampliará para incluir las funciones variables en el tiempo tales como la forma de onda senoidal y la onda cuadrada. La red más simple que se examinará con una señal variable en el tiempo aparece en la figura No. 1. Por el momento se utilizará el modelo ideal para asegurar que el sistema no se dificulte por la complejidad matemática adicional.

Figura 1. Rectificador de Media Onda A través de un ciclo completo, definido por el periodo T de la figura 1, el valor promedio (la suma algebraica de las áreas arriba y abajo del eje) es cero. El circuito de la figura No. 1, llamado rectificador de media onda, generará una forma de onda Vo , la cual tendrá un valor promedio de uso particular en el proceso de conversión de ac a dc. Cuando un diodo se usa en el proceso de rectificación, es común que se le llame rectificador. Sus valores

nominales de potencia y corriente son normalmente mucho más altos que los diodos que se usan en otras aplicaciones, como en computadores o sistemas de comunicación.

Figura 2. Región de conducción (0-T/2) Durante el intervalo t= 0 T/2 en la figura No. 1, la polaridad del voltaje aplicado Vi es como para establecer "preciso" en la dirección que se indica, y encender el diodo con la polaridad indicada arriba del diodo. Al sustituir la equivalencia de circuito cerrado por el diodo dará por resultado el circuito equivalente de la figura No. 2, donde parece muy obvio que la señal de salida es una réplica exacta de la señal aplicada. Las dos terminales que definen el voltaje de salida están conectadas directamente a la señal aplicada mediante la equivalencia de corto circuito del diodo. Para el periodo T/2 T, la polaridad de la entrada Vi es como se indica en la figura No. 3, y la polaridad resultante a través del diodo ideal produce un estado "apagado" con un equivalente de circuito abierto. El resultado es la ausencia de una trayectoria para el flujo de carga y Vo= iR= (0)R=0 V para el periodo T/2 T. La entrada Vi y la salida Vo se dibujaron juntas en la figura No. 4 con el propósito de establecer una comparación. Ahora, la señal de salida Vo tiene un área neta positiva arriba del eje sobre un periodo completo, y un valor promedio determinado por: Vdc = 0.318 Vm Media onda (1.0)

Figura 3. Región de no conducción (T/2 – T).

Figura 4. Señal rectificada de media onda. Al proceso de eliminación de la mitad de la señal de entrada para establecer un nivel dc se le llama rectificación de media onda. El efecto del uso de un diodo de silicio con VT= 0.7 V se señala en la figura 5 para la región de polarización directa. La señal aplicada debe ser ahora de por lo menos 0.7 V antes que el diodo pueda "encender". Para los niveles de Vi menores que 0.7 el diodo aún está en estado de circuito abierto y Vo = 0 V, como la misma figura. Cuando conduce, la diferencia entre Vo y Vi se encuentra en un nivel fijo de VT= 0.7 V y Vo = Vi – VT, según se indica en la figura. El efecto neto es una reducción en el área arriba del eje, la cual reduce de manera natural el nivel resultante del voltaje dc. Para las situaciones donde Vm >> VT, la siguiente ecuación puede aplicarse para determinar el valor promedio con un alto nivel de exactitud. Vdc = 0.318 (Vm – VT) (2.0)

Figura 5. Efecto de VT sobre la señal rectificada de media onda. Si Vm es suficientemente más grande que VT, la ecuación (1.0) es a menudo aplicada como una primera aproximación de Vdc.

RECTIFICACION DE ONDA COMPLETA Puente de diodos El nivel de dc que se obtiene a partir de una entrada senoidal puede mejorar al 100% si se utiliza un proceso que se llama rectificación de onda completa, La red más familiar para llevar a cabo la función aparece en la figura 6 con sus cuatro diodos en una configuración en forma de puente. Durante el periodo t= 0 a T/2 la polaridad de la entrada se muestra en la figura 7. Las polaridades resultantes a través de los diodos ideales también se señalan en la figura 7 para mostrar que D2 y D3 están conduciendo, en tanto que D1 y D4 se hallan en estado "apagado". El resultado neto es la configuración de la figura 8, con su corriente y polaridad indicadas a través de R. Debido a que los diodos son ideales, el voltaje de carga Vo = Vi, según se muestra en la misma figura.

Figura 6. Puente rectificador de onda completa

Figura 7. Red de la figura 6 para el periodo 0 – T/2 del voltaje de entrada Vi

Figura 8. Trayectoria de conducción para la región positiva de Vi. Para la región negativa de la entrada los diodos conductores son D1 y D4, generando la configuración de la figura No. 9. El resultado importante es que la polaridad a través de la resistencia de carga R es la misma que en la figura 7, estableciendo un segundo pulso positivo, como se indica en la figura 9. Después de un ciclo completo los voltajes de entrada y de salida aparecerán según la figura. 10.

Figura 9. Trayectoria de conducción para la región negativa de Vi.

Figura 10 Formas de onda de entrada y salida para rectificador de onda completa Debido a que el área arriba del eje para un ciclo completo es ahora doble, en comparación con la obtenida para un sistema de media onda, el nivel de dc también ha sido duplicado y Vdc = 2( Ec. 2.7) = 2(0.318 Vm) O Onda completa (3.0) Si se emplea diodos de silicio en lugar de los ideales como se indica en la figura 11, una aplicación de la ley de Kirchhoff alrededor de la trayectoria de conductancia resultaría Vi – VT – Vo – VT = 0 Vo = Vi - 2VT

Y El valor pico para el voltaje de salida Vo es, por tanto, Vo max = Vm - 2VT (4.0) Para las situaciones donde Vm >> 2VT,. Puede aplicarse la ecuación (4.0) para el valor promedio con un nivel relativamente alto de precisión.

Figura 11. Determinación de Vomax para los diodos de silicio en la configuración puente. Si Vm es lo suficiente más grande que 2VT, entonces la ecuación (3.0) a menudo se aplica como una primera aproximación para Vdc

CIRCUITO 1 CIRCUITO RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

Voltaje de entrada

Voltaje de salida

Vin

Vo

14V

6.3V

-14V Análisis matemático Semiciclo Positivo

Semiciclo Negativo

Sc ( + )

Sc ( - )

Vin > 0

Vin < 0

D1 = PD

D1 = PI

D = C Cerrado

D = C Abierto

Vo = 0

Vo = 0

CALCULOS

CIRCUITO 2 CIRCUITO RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

Vin = 14V D1, D2, D3, D4=>Si=>0.7V RL = 2.7 KΩ Voltaje de Entrada

Voltaje de Salida

Vin

Vo

14V

12.6 v

-14V Análisis Matemático Semiciclo Positivo

Semiciclo Negativo

Sc ( + )

Sc ( - )

D2, D3= P Directa

D1, D4= P Directa

D1.D4= P Inversa

D2.D3= P Inversa

CALCULOS

CONCLUSIONES -El circuito rectificador de media onda es un circuito que rectifica solo una señal senoidal ya sea negativa o positiva y se utiliza para eliminar la parte negativa o positiva de corriente alterna -El rectificador de onda completa es un circuito que se utiliza para convertir una señal de corriente alterna a una señal de corriente de salida pulsante y la señal de salida siempre es positiva porque la resistencia de carga en los dos semiciclos se polariza de + a -. -En los dos circuitos rectificadores el voltaje de entrada y salida si cumple el modelo matemático y esto se puede comprobar observando en el osciloscopio las ondas de salida, además las mediciones realizadas coinciden con los cálculos teniendo un rango de tolerancia mínimo. -Esta práctica nos ayuda a comprender y a llegar al resultado de que lo visto en la teoría se cumple al obtener las distintas ondas que se dan en los rectificadores y se comprobó el comportamiento del diodo y del puente rectificador. -El equipo en el que observamos oscilaciones de ondas tubo un poco de complicación al momento de realizar la simulación de la rectificación de onda completa RECOMENDACIONES

-Antes de realizar las mediciones se debe tomar todas las precauciones necesarias y se deben verificar las conexiones para no tener problemas con el osciloscopio -Se recomienda verificar el funcionamiento de las puntas del osciloscopio y su polaridad para que se pueda visualizar las señales de ondas que deseemos comprobar de lo contrario no se obtendrá las señales. -Se recomienda construir un puente de diodos con la ayuda de 4 diodos y todos deben ser de silicio o de germanio, también se puede adquirir un diodo tipo puente y en este dispositivo se debe observar la nomenclatura para poder insertar en nuestro circuito de una manera correcta -Se recomienda conocer el funcionamiento básico de un osciloscopio para poder regular las coordenadas, las señales, el tiempo, escala, etc.

BIBLIOGRAFIA [1]

BOYLESTAD Robert Teoría de Circuitos y dispositivos electrónicos Decima Edición 2008, Editorial Pearson [2]

MIGUEL Alcade Electrónica General 2008 Segunda Edición

[3]

ALBOREDAS Brihuega David Electrónica Básica 2008 Segunda Edición

ANEXOS 1 CIRCUITO RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

Señal de entrada alterna del transformador de 14 V

Señal del voltaje de Salida en RL MEDIA ONDA RECTIFICADA

Voltaje en RL

Intensidad en RL

2 CIRCUITO RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

Señal de entrada alterna de un transformador de 14 V

Voltaje de salida en RL ONDA COMPLETA RECTIFICADA

Voltaje en RL Intensidad en RL