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• Cristian Alexis Angarita Rodríguez

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UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS Facultad de Ciencias básicas e ingenierías LABORATORIO I DE ELECTRONICA INDUSTRIAL

RECTIFICADORES MEDIA ONDA Y ONDA COMPLETA Laura Baquero1, Julian Duque2 ¹Ingeniería Electrónica Código 161003402 ²Ingeniería Electrónica Código 161003416

RESUMEN El presente informe tiene la finalidad de mostrar el procedimiento que realizaba la rectificación de media onda y onda completa en redes monofásicas y trifásicas, donde la rectificación se logra usando una serie de diodos rectificadores de silicio. En cada caso se usarán distintos tipos de cargas, para verificar las señales de entrada y salida. Palabras claves: rectificación onda completa, rectificación media onda, diodo, cargas. Abstract- The present report has the purpose of showing the procedure performed by the rectification of half wave and full wave in single phase and three phase networks, where the rectification is achieved using a series of silicon rectifier diodes. In each case, different types of loads will be used to verify the input and output signals. Keywords: Full wave rectification, half wave rectification, diode, loads.

Introducción Los diodos se usan en una forma extensa de rectificadores, aquí un rectificador es un circuito que convierte una señal de ca en una señal unidireccional. La rectificación de una red ya sea monofásica o trifásica nos permite transformar una corriente alterna en una corriente directa pulsante, lo cual es el primer paso que se realiza en la etapa 1 de una fuente DC. La necesidad de esta rectificación se debe a que la mayoría de equipos electrónicos de potencia o de control trabajan con corriente directa, mientras que la forma en la que se transporta la energía desde el generador hasta la etapa de consumo es en forma de corriente alterna, por ende, se necesita transformar dicha corriente AC en DC, lo cual se logra gracias a los diodos rectificadores de silicio [1].

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1.

Marco Teórico

Rectificador monofásico en puente media onda Un rectificador monofásico de media onda es el tipo más simple, pero en el caso normal no se usa en aplicaciones industriales, pero es útil para comprender el principio de funcionamiento del rectificador. Durante el medio ciclo negativo del voltaje de entrada, el diodo D1 conduce y el voltaje de entrada aparece a través de la carga. Durante el medio ciclo negativo del voltaje de entrada, el diodo está en condición de bloqueo y el voltaje de salida es cero. [1]

Fig.1. rectificador monofásico de media onda[ MUH95 \l 2058 ].

Fig.2. Formas de onda[

CITATION

CITATION MUH95 \l 2058 ].

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En la ecuación (1) se puede apreciar la relación matemática que evidencia el voltaje de salida del rectificador en puente.[ CITATION MUH95 \l 2058 ]

En la ecuación (2) se puede apreciar la relación matemática que evidencia el voltaje de salida del rectificador en puente.[ CITATION MUH95 \l 2058 ]

Rectificador monofásico en puente onda completa Rectificador trifásico en puente En este circuito, que está conformado con un trasformador con derivación central, se ve que cada mitad del trasformador, con su diodo correspondiente, actúa como un rectificador de media onda. Como no fluye corriente de cd por el trasformador, no hay problema de saturación de su núcleo.

Fig.3. Formas de onda[

Es de uso común en aplicaciones de alta energía, este es un rectificador de onda completa. Puede operar con o sin transformador y genera componentes ondulatorios de seis pulsos en el voltaje de salida. Los diodos están numerados en secuencia de conducción, cada uno de ellos conduce durante 120°. La secuencia de conducción de los diodos es 12,23,34,45,56 y 61. El par de diodos conectados entre el par de líneas de alimentación que tengan la diferencia de potencial instantáneo más alto de línea a línea serán los que conduzcan. En una fuente conectada en estrella trifásica el voltaje de línea a línea es raíz de tres veces el voltaje de fase. [2]

CITATION MUH95 \l 2058 ].

Fig.5. rectificador puente trifásico [2].

Fig.4. Formas de onda[

CITATION MUH95 \l 2058 ].

Fig.6. formas de onda y tiempos de conducción de los diodos [2].

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En la ecuación 1.0 se puede apreciar la relación matemática que evidencia el voltaje de salida del rectificador en puente. [2] Rectificador trifásico de media onda este rectificador está formado por un conmutador con cátodos comunes o del tipo "más positivo", de forma que a la salida se obtiene el voltaje mayor en cada instante. Por tanto, si la red de acometida trifásica la consideramos como tres tensiones senoidales de valor eficaz y frecuencia iguales pero desfasadas 120° (2π/3), entonces cada diodo conducirá un tercio de T. [ CITATION Uni19 \l 2058 ]

2.         

MATERIALES Y METODOS Clavija Osciloscopio Cable dúplex 10 AWG Diodo rectificador 1N4007 Bornera Resistencia de 5W de 10K,20k,1k Ohm. Inductor Capacitores de 100uf,10uf y 1uf Protoboard

Configuración del circuito Se realizo un circuito en configuración de puente rectificador de media onda con diodos de silicio 1N4007, para una línea de distribución monofásica. Para con esto poder contrastar la señal de salida en referencia a la señal de entrada, en una carga resistiva, inductiva, capacitiva, con una batería con una bobina y con un motor.

Fig.7. rectificador de media onda[ CITATION 2058 ].

Fig.8. formas de onda[

Uni19 \l

CITATION Uni19 \l 2058 ].

Rectificador de media onda con carga resistiva y rectificador de Onda completa con carga resistiva Se realizo un rectificador de media onda y onda completa para una línea trifásica/monofásica con salida a una carga resistiva, en este caso resistencias de 10W 10kOhm/5.7kOhm/ 15.7kOhm.

Fig.9. Rectificador media onda y onda completa con carga resistiva.

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Se realizo el procedimiento con 3 cargas resistivas distintas: MEDIA ONDA

Fig.13. Rectificador media onda con carga resistiva.

Fig.10. Rectificador media onda con carga resistiva.

Fig.14. Rectificador media onda con carga resistiva.

Fig.11. Rectificador media onda con carga resistiva .

Fig.15. Rectificador media onda con carga resistiva.

ONDA COMPLETA

Fig.12. Rectificador media onda con carga resistiva

Fig.16. Rectificador onda completa con carga resistiva.

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Fig.17. Rectificador onda completa con carga resistiva. Fig.21. Rectificador onda completa con carga resistiva.

RECTIFICADOR MEDIA ONDA Y COMPLETA CON CARGA INDUCTIVA

ONDA

Fig.22. Rectificador media onda y onda completa con carga inductiva. Fig.18. Rectificador onda completa con carga resistiva.

De la misma manera se eligieron tres cargas inductivas para visualizar la forma de onda resultante en onda completa:

Fig.19. Rectificador onda completa con carga resistiva.

Fig.23. Rectificador onda completa con carga inductiva.

Fig.20. Rectificador onda completa con carga resistiva.

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Fig.24. Rectificador onda completa con carga inductiva.

Fig.28. Rectificador onda completa con carga inductiva.

Fig.25. Rectificador onda completa con carga inductiva. Fig.29. Rectificador onda completa con carga inductiva.

Fig.26. Rectificador onda completa con carga inductiva.

Fig.30. Rectificador onda completa con carga inductiva.

Fig.27. Rectificador onda completa con carga inductiva.

Fig.31. Rectificador onda completa con carga inductiva.

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Fig.32. Rectificador onda completa con carga inductiva.

Fig.33. Rectificador onda completa con carga inductiva.

Fig.36. Rectificador media onda con carga inductiva.

Fig.37. Rectificador media onda con carga inductiva.

MEDIA ONDA

Fig.38. Rectificador media onda con carga inductiva. Fig.34. Rectificador media onda con carga inductiva.

Fig.39 Rectificador media onda con carga inductiva. Fig.35. Rectificador media onda con carga inductiva.

RECTIFICACION MEDIA ONDA CON FILTRADO

UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS Facultad de Ciencias básicas e ingenierías LABORATORIO I DE ELECTRONICA INDUSTRIAL Y CARGA CAPACITIVA

Fig.40 Rectificador media onda con filtrado.

Fig.43 Rectificador media onda con filtrado y aumento de carga resistiva.

Fig.41 Rectificador media onda con filtrado y carga resistiva.

Fig.44 Rizado media onda con filtrado y aumento de carga resistiva.

Fig.42 Rizado media onda con filtrado y carga resistiva.

UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS Facultad de Ciencias básicas e ingenierías LABORATORIO I DE ELECTRONICA INDUSTRIAL Fig.45 Rectificador media onda con filtrado y aumento de carga resistiva.

Fig.46 Rizado media onda con filtrado y aumento de carga resistiva.

5. Conclusiones •Se debe tener precaución con la corriente exigida por la carga, ya que los diodos rectificadores que se usan deben poder soportar la corriente que pasara por el circuito, por esto se deben buscar diodos de referencia adecuada de acuerdo a los rangos de corriente que se piensan manejar. •Al agregar un inductor a la salida rectificada como carga, las características de este hacen de devuelva un voltaje debido a su reactancia inductiva, dando como resultado que el voltaje en la salida sea mayor que el de la entrada trifásica. •Cuando la carga es una batería o un motor CC, se tendrá una fuente con nivel de voltaje constante y la fuente de alimentación CA deberá elevar su voltaje por encima de la tensión en la carga para que el diodo entre en conducción. Esto también reduce la duración de los pulsos de corriente ya que por el diodo sólo circulará corriente cuando el voltaje aplicado lo polarice en forma directa. •Si el condensador ubicado en el circuito se utiliza como filtro para obtener un valor de voltaje CC mayor, se debe cuidar que el valor de capacitancia no exceda un nivel determinado, ya que mientras mayor sea el valor del condensador filtro, mayor serán los niveles de corriente pico que circulan por el diodo y que son demandados a la fuente. • La rectificación de onda completa se ve como si la señal rectificada estuviera sobre una señal DC, debido a que cuando llega la primera fase la pareja de diodos 12 conduce y unos milisegundos después la pareja de diodos 34 entra en conducción lo que hace que las señales se sumen y al final la salida sea la intercepción de las tres fases de la entrada.

• Se debe tener precaución con la corriente exigida por la carga, ya que los diodos rectificadores que se usan deben poder soportar la corriente que pasara por el circuito, por esto se deben buscar diodos de referencia adecuada de acuerdo a los rangos de corriente que se piensan manejar. • ,En el caso de rectificador trifásico, el valor medio de la señal de voltaje tiene un valor mayor y la corriente circulante por una carga inductiva tendrá un rizado pequeño y aún más si su inductancia es de gran valor.

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Los cálculos obtenidos a la entrada del transistor de potencia, ayudan a conocer el estado en el que se va a encontrar, saturación, corte o región activa y de esta forma saber exactamente la corriente y voltaje que a travesaran el dispositivo, evitando un daño en la etapa de regulación.



La potencia que no es usada en la regulación, debe ser disipada por el circuito, en este caso el transistor, para esto la curva de disipación de potencia establecida permite conocer el maximo de potencia que puede soportar la etapa de regulación, sin embargo esto se puede acomodar con una configuración de resistencias para tener valores deseados de corriente y voltaje.

6. Referencias [1] Alberto Rojo, “Rectificación no Controlada,” 2006. [2] M. A. Pérez, “ELECTRONICA INDUSTRIAL Capítulo 6 : Convertidores AC-AC Introducción Principio de funcionamiento Diagrama conceptual,” 2016. [3] F. Miyara, “Rectificación, Electrónica Iii,” p. 30, 2002 [4] J. Perea, “Radificadores y filtros,” pp. 7–9, 2012. [5] P.Hernandez ‘Fuentes de alimentacion reguladas’ primera edicion 2007. [6] N.R. Malik, Circuitos Electrónicos. Análisis, simulación y diseño, Ed. Prentice Hall, 1998, ISBN:84-8966