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• Belen Alava Zúñiga

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FUENTES DE VOLTAJE RIZADO REGULACION DE VOLTAJE

ANÁLISIS POR MEDIO DE LA RECTA DE CARGA

(18.5 x10-3)(0.5x103)= 9.25 V

Las intersecciones de la recta de carga con las características se determinan fácilmente sabiendo que en cualquier parte del eje horizontal ID =0 A, y que en cualquier parte del eje vertical VD = 0 V.

EJEMPLO 2.1 Para la configuración del diodo en serie de la figura 2.3a, que emplea las características de la figura 2.3b, determine: a. VDQ e IDQ y . b. VR.

EJEMPLO 2.4 Para la configuración de diodos en serie de la figura 2.13, determine VD, VR, e ID. Solución: Como el voltaje aplicado establece una corriente en el sentido de las manecillas del reloj para que coincida con la flecha del símbolo y el diodo esté “encendido”,

EJEMPLO 2.5 Repita el ejemplo 2.4 con la corriente invertida (sentido contrario). ID = 0 A

EJEMPLO 2.9 Determine I, V1, V2 y Vo para la configuración en serie cd de la figura 2.25. Solución: Se trazan las fuentes y se indica la dirección de la corriente como se muestra en la figura 2.26. El diodo está “encendido” y se incluye la notación que aparece en la figura 2.27 para indicar este estado. Observe que el estado “encendido” se indica con el VD =0.7 V

CONFIGURACIONES DE DIODOS EN SERIE

En general, la resistencia en directa del diodo es tan pequeña comparada con los demás elementos de la red, que puede ser omitida. EJEMPLO 2.7 Determine Vo e ID para el circuito en serie de la figura 2.19. Solución: Una forma igual de abordar el ejemplo 2.4 revelará que la dirección de la corriente resultante coincide con la de las flechas de los símbolos de ambos diodos y se obtiene la red de la figura 2.20 porque E =12 V >(0.7 V +1.8 V [tabla 1.8]) =2.5 V. Observe la fuente de 12 V vuelta a trazar y la polaridad de Vo a través del resistor de 680 Ω. El voltaje resultante es

EJEMPLO 2.8 Determine ID, y Vo para el circuito de la figura 2.21. Solución: Eliminar los diodos y determinar la dirección de la corriente resultante I da como resultado el circuito de la figura 2.22. La dirección de la corriente en el diodo de silicio coincide pero no en el de germanio. La combinación de un corto circuito en serie con un circuito abierto siempre da por resultado un circuito abierto e ID = 0 A, como se muestra en la figura 2.23.

CONFIGURACIONES EN PARALELO Y EN SERIE-PARALELO EJEMPLO 2.10 Determine Vo, I1, e ID para la configuración de diodos en paralelo de la figura 2.28.

Solución: Como la dirección de la corriente resultante coincide con la de la flecha del símbolo de cada diodo y el voltaje aplicado es mayor que 0.7 V, ambos diodos están “encendidos”. El voltaje a través de los elementos en paralelo siempre es el mismo y

EJEMPLO 2.11 En este ejemplo hay dos LED que se pueden utilizar para detectar la polaridad. Si se aplica un voltaje positivo aparece una luz verde. Los voltajes negativos producen una luz roja. Paquetes con combinaciones como ésas son comerciales. Encuentre el resistor R que garantice una corriente de 20 mA a través del diodo “encendido” en la configuración de la figura 2.30. Ambos diodos tienen un voltaje de ruptura en inversa de 3 V y un voltaje de encendido promedio de 2 V.

EJEMPLO 2.12 Determine el voltaje de Vo para la red de la figura 2.35.

EJEMPLO 2.13 Determine las corrientes I1, I2 e para la red de la figura 2.37. Solución: El voltaje aplicado es tal que enciende ambos diodos, como lo indican las direcciones de las corrientes resultantes en la red de la figura 2.38.

ENTRADAS SENOIDALES; RECTIFICACIÓN DE MEDIA ONDA CON CARGA RESISTIVA Cuando se emplea en el proceso de rectificación, un diodo en general se conoce como rectificador. Durante el intervalo t=0⇨T/2 en la figura 2.44 la polaridad del voltaje aplicado vi es positiva y enciende el diodo. Una vez que el diodo esta encendido en la semionda positiva, circula corriente por R y vo es similar al voltaje senoidal de entrada vi. Para el periodo t= T/2 ⇨T, la polaridad de la entrada vi es como se muestra en la figura 2.46 y la polaridad resultante a través del diodo ideal produce un estado de “apagado” con un equivalente de circuito abierto. No pasa señal a R y vo es 0.

ENTRADAS SENOIDALES; RECTIFICACIÓN DE ONDA COMPLETA CON CARGA RESISTIVA

Rectificador con transformador de tap central

Rectificador tipo Puente de diodos Rectificador con transformador de tap central

Rectificador tipo Puente de diodos

Valor DC –media onda

Valor rms –media onda

Valor DC-onda completa

Valor rms-onda completa

FUENTES DE ALIMENTACION

Filtrado – factor de rizado

EJEMPLO. Con un voltímetro de dc y ac para medir la señal de salida de un circuito de filtro, se obtienen lecturas de 25 V dc y 1.5 V rms. Calcule el rizo del voltaje de salida de filtro.

REGULACIÓN DE VOLTAJE Definición: Regulación de voltaje

FACTOR DE RIZO DE LA SEÑAL RECTIFICADA

Ejemplo. Una alimentación de voltaje de dc proporciona 60 V cuando la salida no tiene carga. Cuando se conecta a una carga, la salida cae a 56 V. Calcule el valor de la regulación de voltaje.

Media onda

Onda completa

En resumen, una señal rectificada de onda completa tiene menos rizo que una señal rectificada de media onda y por tanto es mejor para aplicarse a un filtro.

FILTRO CAPACITOR

Forma de onda de salida

VOLTAJE DE RIZO, V,(rms) donde Idc está en miliamperes, C está en microfaradios y R. está en kilohms.

Calcule el voltaje de rizo de un rectificador de onda completa con un condensador de filtro de 100 µF conectado a una carga que consume 50 mA.

VOLTAJE DE DC, Vdc

Si el voltaje pico rectificado del circuito de filtro del ejemplo anterior es de 30 V calcule el voltaje de dc del filtro.

donde Vm es el voltaje pico del rectificador, Idc es la corriente de carga en miliamperes y C es el condensador de filtro en microfaradios.

Rizo del condensador de filtro

Calcule el rizo de un filtro de condensador para un voltaje pico rectificado de 30 V un condensador C = 50 µF y una corriente de carga de 50 mA.

Periodo de conducción del diodo y corriente pico del diodo

a) C pequeño; b) C grande FILTRO RC

Calcule el voltaje a través de una carga de 1 kΩ para una sección de filtro RC (R = 120 Ω, C = 10 µF). El voltaje inicial a través del condensador de filtro es Vdc = 60 V.

Operación ac de la sección de filtro RC

rizo ac a 120 Hz donde C está en microfaradios y X, está en kilohmios.

Calcule las componentes de dc y ac para la señal de salida a través de la carga R. en el circuito de la figura. Calcule el rizo de la forma de onda de salida.