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• Rubi Janeth Lopez Garcia

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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

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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

NECESA RIO

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

1

Préstam o

--------

taladro y broca pequeña

COSTO UNITAR IO

COSTO TOTAL

29900ps

TOTAL

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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