• Author / Uploaded
• Iván Vásquez

• Categories
• Rectificador
• Inductor
• Transformador
• Diodo
• Corriente eléctrica

Citation preview

RECTIFICACIÓN DE MEDIA ONDA Y DE ONDA COMPLETA C.I. Vásquez Valencia1F.Ortiz Mosquera2 Ingenieria física, FACNED, Universidad del cauca, [email protected] 2 Ingeniería física, FACNED, Universidad del cauca, [email protected] 3168015704 1

Dispositivos activos grupo A, 22 de abril de 2010,24 de abril de 2010

Resumen – En la práctica se monta un circuito con el fin de observar y medir las formas de onda de salida, para un rectificador de media onda y de onda completa. Por último se calcula la resistencia interna del los diodos a partir de un procedimiento experimental ya que los diodos no tiene un comportamiento lineal y por tanto no aplica la ley de ohm para estos elementos. Palabras clave – transformador, derivación central, osciloscopio, rectificador de media onda, rectificador de onda completa, diodo, voltaje, resistencia, interruptor. Abstract – In practice, riding a circuit in order to observe and measure the output waveforms for a half-wave rectifier and full wave. Finally we calculate the internal resistance of the diodes from an experimental procedure because the diodes do not have a linear behavior and therefore does not apply Ohm's law for these items. INTRODUCCIÓN En la práctica se realiza el montaje de la figura 2 con el fin de observar y medir las formas de onda de salida de un rectificador de media onda y onda completa.

Durante el desarrollo de la práctica se mide el voltaje pico a pico de la señal de entrada y el voltaje de salida tanto para el diodo uno y el diodo dos. Los resultados obtenidos se encuentran la tabla número uno. TEORÍA Transformador: máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida. Los transformadores reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc. Los transformadores están basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio. Las bobinas o devanados se denominan primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario.

1

Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, las variaciones de intensidad y sentido de la corriente alterna crearán un campo magnético variable dependiendo de la frecuencia de la corriente. Este campo magnético variable originará, por inducción electromagnetica, la aparición de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario. La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) .

Figura 1. Transformador. RESULTADOS

S1

A

(1) Donde: EP fuerza electromotriz inductora. Es fuerza electromotriz inducida. Np numero de espiras del primario. Ns numero de espiras del secundario. La razón de la transformación (m) del voltaje entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.

(2) Donde: Np numero de espiras del primario. Ns numero de espiras del secundario. Vp voltaje del primario. Vs voltaje del secundario.

120 V / 60 Hz

S2

D1

D

C

S3

D2

RL 10k

Vsal

B

Figura 2. Circuito para la práctica.

VAC VBC Vsal (D1) Vsal (D2) Vsal

Vpp 13 12.8 6 6 6

V (CD) 12.7 12.8 5.5 5.5 5.5 2

Tabla 1. Voltajes obtenidos en la práctica.

Figura 5. Señal de entada y salida a través de R L (VCD), S3 abierto y S2 cerrado.

Figura 3. Señal de entrada (VAC) S2 cerrado y S3 abierto.

En la figura 5 se observa la señal de entrada y la señal de salida a través de la resistencia de carga, en la señal de salida se aprecia que los hemiciclos negativos se han recortado.

En la figura tres se observa la señal de entrada entre los puntos AC del circuito, con un voltaje pico a pico de 13 voltios.

Figura 6. Señal de salida a través de R L (VCD), S3 abierto y S2 cerrado.

Figura 4. Señal de entrada (VBC) S3 cerrado y S2 abierto. En la figura cuatro se aprecia la señal de entrada entre los puntos BC, en este caso la señal se ve más grande que la figura tres debido a la escala de voltaje por cada división, esta señal de entrada tiene un voltaje pico a pico de 12.8 voltios.

En la figura 6 se tiene la señal de salida a través de RL, la forma de onda de salida es un rectificador de media onda. Para este caso el diodo uno esta polarizado directamente, por tanto durante los hemiciclos positivos el diodo se comporta como un corto circuito y por tanto conduce, durante los hemiciclos negativos el diodo se comporta como un circuito abierto y por tanto no hay conducción de corriente.

3

El voltaje de salida en RL se ve reflejado durante el hemiciclo positivo que produce la corriente, hay que hacer referencia que el voltaje de salida no es un voltaje de corriente alterna, si no, un voltaje de corriente directa pulsante. Para las figuras 6 y 5 es de esperar que el voltaje pico de salida sea de la mitad del voltaje de entrada ya que los hemiciclos negativos son iguales a cero. Para un rectificador de media onda la frecuencia de salida es la misma que la frecuencia de entrada. El voltaje pico de salida en la figura 5 y 6 es de 6 voltios pico que es una buena aproximación ya que el voltaje pico a pico de entrada es de 13 voltios.

Figura 7. Señal de salida a través de R L (VCD), S2 abierto y S3 cerrado. Para la figura 7 la señal de salida a través de RL es la misma señal que la de las figuras 5 y 6. El único cambio se realizo en el circuito al abrir el interruptor S2 y cerrar S3. El comportamiento del la señal es mismo que se explico anteriormente.

Figura 8. Señal de salida a través de R L (VCD), todos los interruptores cerrados. Al momento de cerrar todos los interruptores del circuito de la figura 2 lo que se tiene es un rectificador de onda completa con toma central. Donde el punto C es el punto medio eléctrico, en nuestro caso aparece un voltaje pico de 6 voltios ya que la entrada es de 13 voltios pico a pico. En un estado ideal serie de 6.5 voltios pico. Este rectificador de onda completa actúa como dos rectificadores de media onda superpuestos. Durante el hemiciclo positivo el diodo uno conduce al estar con polarización directa y el diodo dos no conduce por que se encuentra en polarización inversa. Durante el hemiciclo negativo el diodo uno ya no conduce por tener polarización inversa y conduce el diodo dos por estar polarizado directamente. El voltaje de salida aparece en RL que es consecuencia de la conducción alternada de los diodos uno y dos. La frecuencia de la señal de salida en un rectificador de onda completa es el doble de la frecuencia de entrada, ya que tiene el doble de ciclos. El rectificador de onda completa invierte cada hemiciclo negativo, así que se obtiene el doble de hemiciclos positivos.

4

Si se desea conocer la resistencia interna de un diodo en particular, lo primero que se debe hacer es conocer la hoja de datos de dicho elemento. Para esta práctica se utilizo un diodo RL 207. El diodo tiene una resistencia en polarización directa y otra en polarización inversa: Polarización inversa

RF=Vmaxin/Imax=1000 V/2 amp =500Ω En polarización inversa, se toma el valor máximo de voltaje sobre la máxima corriente que conduce a dicho voltaje máximo. El valor de la resistencia interna del diodo es de 500 ohmios. Polarización directa

12.7 y 12.8 voltios, para el rectificador de media onda. • La frecuencia de la onda de salida es la misma frecuencia de la señal de entrada en un rectificador de media onda. • los voltajes pico de salida para el diodo uno y diodo dos son de 6 voltios pico (ver tabla 1) lo cual es muy cercano al comportamiento ideal del rectificador de media onda, el cual debería ser de 6.5 voltios pico. • El voltaje de salida en continua (CD) para los diodos uno y dos del rectificador de media onda tiene que guardar relación con el rectificador de onda completa. Para el rectificador de media onda se describe así: Vp – 0.7 V

RF=Vmin/Imin=0.7 V/0.06 amp =11.66Ω En polarización directa, se toma como referencia el voltaje mínimo para el cual el diodo empieza a conducir y cuanta corriente pasa a través del diodo con ese voltaje mínimo. por tanto en cualquier caso se debe conocer las características del elemento con que se va a trabajar para poder hallar su resistencia interna.

CONCLUSIONES • De la tabla 1 se observa que se guarda la relación entre los voltajes de entrada pico a pico que es de 13Vpp y la salida en continua que está en un rango de

Y para el rectificador de onda completa se describe por: 0.5 Vpp – 0.7 V Esta relación se mantuvo durante la práctica observar tabla 1. • En el rectificador de onda completa, la señal de salida tiene el doble de frecuencia de la señal de entrada. • La energía eléctrica suministrada por la empresas es corriente alterna (ca) por tanto es necesario rectificarla a voltajes y corrientes directas (cd), ya que la corriente directa (cd) fluye en una sola dirección, nos permite alimentar una gran variedad de dispositivos electrónicos.

5

• La resistencia de un diodo no es fija ya que no es un elemento lineal y la única forma de hallarla es con las características del elemento en particular. BIBLIOGRAFÍA 1. MALVINO,Albert.Pirincipios de electronic.West Balley college.pp 95-116. 2. Prácticas de electrónica Escrito por Albert Paul Malvino,Paul B. Zbar,Michael A. Miller. Pp 37-41. 3 .Circuitos rectificadores http://paginas.fisica.uson.mx/horacio.munguia/aula_virtual/ Cursos/Instrumentacion %20I/Documentos/Circuitos_Rectificadores.pdf

BIOGRAFÍAS Carlo Iván Vásquez: Estudiante de la universidad del cauca del programa de ingeniería física de la facultad de ciencias exactas, naturales y de la educación (FACNED). Estudios realizados: básica primaria y básica secundaria colegio champagnat de Popayán. Felipe Ortiz: Estudiante de la universidad del cauca del programa de ingeniería física de la facultad de ciencias exactas, naturales y de la educación (FACNED). Estudios realizados: básica primaria y básica secundaria colegio Seminario Menor de Popayán.

6