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• Eve Puetate Villarreal

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UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA

Fecha: 06/05/2014

RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA Y ONDA COMPLETA Carlos Andres Sanmartin Jimenez [email protected] Christian Enrique Flores Aldas [email protected]

ABSTRAC: This practices will show us the half-wave rectifier circuit is used to eliminate the negative or positive part of an AC signal when fully reverse biased lead. For other hand a full-wave rectifier circuit is employed to convert an alternating current signal input (Vi) to output current (V o) pulsating. KEY WORDS: half-wave rectifier, full-wave rectifier.

1. OBJETIVOS Comprobar las formas de onda de los voltajes y corrientes del los circuitos armados en laboratorio. Comprobar el desfase de corriente debido a las características propias de las bobinas. Analizar el funcionamiento de los circuitos con cargas resistivas e inductivas y observar como afecta estas variaciones dentro de los circuitos.

2. MARCO TEORICO 2.1 INDUCTOR

valor máximo positivo, mientras e(t) disminuye hasta ser cero. Desde 180º hasta los 360º el razonamiento es similar al anterior.

2.1.1

CIRCUITO DIODO-INDUCTOR

[1]Después de la apertura del diodo (es decir cuando el diodo está en polarización inversa), la tensión a los bornes de la inductancia aumenta (con signo contrario). En el instante , la tensión es suficiente para crear un arco entre dos vueltas de la bobina. El arco presenta poca resistencia eléctrica y descarga rápidamente las capacidades parásitas. La corriente, en lugar de continuar cargando las capacidades parásitas, comienza a pasar por el arco. Hemos dibujado el caso en el cual la tensión del arco es relativamente constante. La corriente del inductor disminuye hasta que al instante sea demasiado pequeña para mantener el arco y este se apaga y deja de conducir. La corriente vuelve a pasar por las capacidades parásitas y esta vez la oscilación continúa amortiguándose y sin crear nuevos arcos, ya que esta vez la tensión no alcanzará valores demasiado grandes. Recordemos que este es solamente un caso posible.

[1] En corriente alterna, una bobina ideal ofrece una resistencia al paso de la corriente eléctrica que recibe el nombre de reactancia inductiva, , cuyo valor viene dado por el producto de la pulsación ( ) por la inductancia, L: (EC. 1) Si la pulsación está en radianes por segundo (rad/s) y la inductancia en henrios (H) la reactancia resultará en ohmios. De acuerdo con la ley de Ohm circulará una corriente alterna que se verá retrasada 90º ( ) respecto a la tensión aplicada. Al conectar una CA sinodal v(t) a una bobina aparecerá una corriente i(t), también sinodal, esto es, variable, por lo que, como se comentó más arriba, aparecerá una fuerza contra electromotriz, -e(t), cuyo valor absoluto puede demostrase que es igual al de v(t). Por tanto, cuando la corriente i(t) aumenta, e (t) disminuye para dificultar dicho aumento; análogamente, cuando i(t) disminuye, e(t) aumenta para oponerse a dicha disminución. Esto puede apreciarse en el diagrama de la figura 4. Entre 0º y 90º la curva i(t) es negativa, disminuyendo desde su valor máximo negativo hasta cero, observándose que e(t) va aumentando hasta alcanzar su máximo negativo. Entre 90º y 180º, la corriente aumenta desde cero hasta su

[1] Figura 1. Formas de onda de la corriente y el voltaje en la bobina cuando el diodo pasa a polarización inversa.

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2.2 CARGA RESISTIVA Y DIODO Considere un circuito de CA simple compuesto por un resistor y un generador de C, en cualquier instante la suma algebraica del potencial que aumente o disminuye alrededor de un lazo cerrado en un circuito debe ser 0, por lo tanto, V-Vr es igual a cero, o V = Vr= Vmax*sen (Wt) donde Vr es la caída de voltaje instantánea a través del resisto, por consiguiente, la corriente instantánea en el resistor es Ir V/R = Vmax /R. sen Wt = Imax*sen (Wt) donde Imax es la corriente máxima: Imax = Vmax/R, de acuerdo con esto vemos que la caída de voltaje instantánea a través del resistor es Vr=Imax*r*Sen Wt. Debido a que Ir y Vr varían ambas como Sen Wt y alcanzan sus valores máximos al mismo tiempo, como se muestra en la figura se dice que están en fase. Las longitudes de las flechas corresponden a Vmax y Imax. Las proyecciones de la flecha sobre el eje vertical dar Ir y Vr. En el caso de un circuito resistivo de un solo lazo, los fasores de corriente y voltaje se encuentran a lo largo de una misma línea como en la figura, debido a que Ir y Vr están en fase.

[1] Figura 2. Formas de onda de la corriente y el voltaje en un resistor, vemos que la corriente y el voltaje están en fase.

2.3 RECTIFICADOR MONOFASICO ONDA COMPLETA. [2] La figura 3a podemos observar un circuito de rectificación de onda completa con transformador de derivación central. Cada mitad del transformador con un diodo asociado actúa como un rectificador de media onda, la salida del rectificador aparece en la figura 3b. Dado que en el transformador no fluye corriente directa no hay problema de saturación en el nucleo de el mismo transformador y el voltaje de salida promedio es:

Vm sin wt dt=¿

Figura 3(a). Rectificador onda completa diagrama del circuito con trasnformador .

Figura 3(b). Rectificador onda completa forma de ondas En vez de utilizar un transformador de tap central podemos utilizar cuatro diodos como se muestra en la figura 4. Donde el medio ciclo positivo del voltaje de entrada se suministra potencia ala carga a través de los diodo D1 y D2 .Durante el ciclo negativo los diodos D4 y D3 conducirán. Este circuito se lo conoce mas como rectificador puente.

2Vm ecu (1) π T 2

Vcd=

2 ¿ T∫ 0

Figura 4.Rectificador Puente de Onda completa

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2.4 RECTIFICADOR MONOFASICO MEDIA ONDA. [2] Un rectificador monofásico de media onda es un circuito que convierte una señal de corriente alterna en una señal unidireccional. Este tipo de rectificador es el mas sencillo, pero no se lo utiliza en aplicaciones industriales. Sin embargo , resulta útil para comprender el principio de funcionamiento de un rectificador. En la figura 5 (a) aparece el diagrama del circuito con una carga resistiva. Durante el medio ciclo positivo el voltaje de entrada, el diodo D1 conduce y el voltaje de entrada aparece a través de la entrada

 Cables de conexión de del modulo.  Resistencia de 100 K ohmios de 10 w. Inductancias de 10 K ohmios  Gafas de protección  Cables de osciloscopio.  Diodos  Fusibles 4.

DESARROLLO Y PROCEDIMIENTO 4.1 RECTIFICADOR MEDIA ONDA

1)Primero procederemos conectando los módulos que vamos a utilizar para el desarrollo de la practica en este caso eran los que se encontraban a mano derecha. 2)Segundo procederemos a la conexión del circuito rectificador de media onda. 3)Tercero conectamos Amperímetros en serie y voltímetros en paralelo para poder observar las gráficas correspondientes 4)Cuarto conectamos el osciloscopio observar las formas de ondas.

Figura 5(a).Rectificador diagrama del circuito.

monofásico

media

onda

para poder

5) Quinto realizar la misma conexión con carga inductiva y resistiva.

Durante el ciclo negativo del voltaje de entrada el diodo esta en condición de bloqueo y el voltaje de salida es cero. Las forma de onda de entra y salida del circuito se muestran en la figura 5(b).

Figura 6.Conexion del circuito rectificador de media onda con carga resistiva.

4.2

RECTIFICADOR COMPLETA

Figura 5(a).Rectificador monofásico media onda formas de onda.

3.

MATERIALES Y EQUIPO

 

Modulo del Osciloscopio. Generador de señales.

ONDA

Para este circuito realizaremos los mismos pasos pero al momento de realizar la conexión del circuito armaremos el rectificador de onda completa tipo puente.

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Fecha: 06/05/2014 Figura 9.Señal de entrada y salida con el rectificador de media onda con carga resistiva e inductiva. Para la figura 10 obtenemos una señal azul de salida en la carga con ruido, pero sin el pico negativo en cual es corregido por el diodo que de propósito general que fue conectado en paralelo a la carga.

Figura 7.Conexion del circuito rectificador de onda completa con carga resistiva 5.

ANALISIS Y RESULTADOS

En la figura 8 podemos observar en el canal 1(amarillo) la señal de entrada sinusoidal, y en el canal 2 (azul) la señal de salida en la carga en media onda, como primer caso, al igual que el voltaje en Vrms y Vpp recordando que estamos viendo la señal desde el amplificador diferencial.

Figura 10.Señal de entrada y salida con el rectificador de media onda con un diodo en paralelo a la carga en configuración inversa.

6.

CONCLUSIONES



Las ondas de voltaje y corriente son diferentes y varían dependiendo de la carga que manejen, si es solo resistiva observamos que la corriente y voltaje están en fase, mientras que cuando tuvimos una carga mayormente inductiva la corriente se desfasa con respecto al voltaje.



Para suprimir el pico negativo de voltaje en el rectificador de media onda, se colocó en paralelo un diodo en paralelo, pero este género un poco de ruido en la señal de salida que no afectaría el funcionamiento del circuito.



Cuando se pudo utilizar el amplificador diferencial, pudimos darnos cuenta que este equipo nos permite tomar tierras diferentes como puntos de referencia, ya que dicho equipo cuenta ya con un acoplamiento para este tipo de trabajo.

7.

RECOMENDACIONES

Figura 8.Señal de entrada y salida con el rectificador de media onda con carga resistiva. En la figura 9 se puede observar un pequeño pico negativo en la señal rectificada de media onda (color azul), la cual se debe al inductor conectado en serie a la carga el cual también genera un desfase entre la señal amarilla y azul.

Se recomienda comenzar puntualmente las prácticas para poder alcanzar a terminar todo lo pedido. Se recomienda que exista una mayor agilidad al momento de revisar cada ítem de la práctica ya que por este motivo se pierde mucho tiempo

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Fecha: 06/05/2014 1990, capítulo 1, ISBN: 84-7468-288-6, pp. 8-19.

8.

REFERENCIAS

[1] J. Gómez Campomanes, “Componentes pasivos de los circuitos eléctricos”, Circuitos eléctricos, Universidad de Oviedo, servicio de publicaciones,

[2] Muhammad H. Rashid, “Electrónica de potencia”. Dto. Tecnología Electrónica – 3ª edición, University of West Florida Editorial Pearson education 2004. Capítulo 3.