Practica de eb

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Practica de eb

  1. 1. Universidad Juárez Autónoma de Tabasco División Académica de Ingeniería y Arquitectura Ingeniería Mecánica Eléctrica Materia: Electrónica básica Título de la práctica: Estudio del comportamiento de un rectificador de media onda y de onda completa a través de un osciloscopio Integrantes:  Francisco López Hernández  Jesús del Carmen López López  David Balladares de la cruz  Omar Federico Hernández Treviño  Felipe de Jesús de dios castillo Marzo 2014, Cunduacán, Tabasco
  2. 2. Antecedentes: RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA Por su capacidad para conducir corriente en una dirección y bloquearla en la otra, se utilizandiodos en circuitos llamados rectificadores que convierten voltaje de ca en voltaje de cd. Se encuentran rectificadores en todas las fuentes de alimentación de cd que operan con una fuente de voltaje de ca Todos los dispositivos electrónicos activos requieren una fuente de cd constante que provenga de una batería o una fuente de alimentación de cd. La fuente de alimentación de cd convierte el voltaje de ca estándar de 120 V, 60 Hz disponible en las tomas de corriente de pared en un voltaje cd constante.Se utiliza el voltaje producido para alimentar todo tipo de circuito electrónico, incluyendo aparatos electrónicos tales como televisiones, reproductores de DVD, computadoras, controladores industriales y la mayoría de los sistemas y equipos de instrumentaciónde laboratorio. El rectificadorpuede ser de media onda o de onda completa. El rectificadorconvierte el voltaje de entrada de ca en un voltaje de cd pulsante, llamado voltaje rectificado demedia onda, como muestra la figura 2-1(b). El filtro elimina los rizos de voltaje en el rectificadory produce un voltaje de cd relativamente uniforme La figura 2-2 ilustra el proceso llamado rectificación de media onda. Se conecta un diodo a una fuente de ca y a un resistor de carga, RL, para forma un rectificador de media onda.Cuando el voltaje senoidal de entrada (Vent) se hace positivo, el diodo está polarizado endirecta y conduce corriente a través del resistor de carga, como se muestra en la parte (a). La corriente produce un voltaje de salida a través de la carga RL, cuya forma es igual a la forma del semiciclo positivo del voltaje de entrada. Cuando el voltaje de entrada se vuelve negativo durante el segundo semiciclo, el diodo se polariza en inversa. No hay corriente, por lo que el voltaje a través del resistor de carga es de 0 V, como lo muestra la figura 2-2(b). El resultado neto es que sólo los semiciclos positivos del voltaje de entrada de ca aparecen a través de
  3. 3. la carga. Como la salida no cambia de polaridad, es un voltaje de cd pulsante con una frecuencia de 60 Hz, como se muestra en la parte (c). Rectificadores De Onda Completa Un rectificador de onda completa permite corriente unidireccional (en un sentido) a travésde la carga durante los 360° del ciclo de entrada, mientras que un rectificador de media onda permitecorriente a través de la carga sólo durante la mitad del ciclo. El resultado de la rectificaciónde onda completa es un voltaje de salida con una frecuencia del doble de la frecuencia de entraday que pulsa cada semiciclo de la entrada, como lo muestra la figura 2-11.
  4. 4. Rectificador de puente de onda completa El rectificador de puente utiliza cuatro diodos conectados como ilustra la figura 2- 20. Cuandoel ciclo de entrada es positivo como en la parte (a), los diodos D1 y D2 están polarizados en directay conducen corriente en la dirección mostrada. Se desarrolla un voltaje a través de RL parecidoal semiciclo positivo de entrada. Durante este tiempo, los diodos D3 y D4 están polarizadosen inversa. Cuando el semiciclo de entrada es negativo como en la figura 2-20(b), los diodos D3 y D4 están polarizados en directa y conducen corriente en la misma dirección a través de RL que durante el semiciclo positivo. Durante el semiciclo negativo, D1 y D2 están polarizados en inversa. A consecuencia de esta acción a través de RL aparece un voltaje de salida rectificado de onda completa. Filtros Un filtro de fuente de alimentación idealmente elimina los rizos del voltaje de salida de un rectificador de media onda o de onda completa y produce un voltaje de cd de nivel constante. El filtrado es necesario porque los circuitos electrónicos requieren una fuente constante de voltaje y corriente continuos para proporcionar alimentación y polarización para la operación apropiada. Los filtros se implementan con capacitores, como se verá en esta sección. Figura 2-3
  5. 5. La figura 2-25 muestra un rectificador de media onda con un filtro de entrada con capacitor. Elfiltro simplemente está conectado de la salida del rectificador a tierra. RL representa la resistencia equivalente de una carga. Se utilizará el rectificador de media onda para ilustrar el principio básico y luego se ampliará el concepto a la rectificación de onda completa. Durante el primer cuarto de ciclo positivo de la entrada, el diodo está polarizado en directa, lo que permite que el capacitor se cargue a 0.7 V del valor pico de entrada, como lo ilustra la figura 2-25(a). Cuando la entrada comienza a decrecer por debajo de su valor pico, como se muestra en la parte (b), el capacitor retiene su carga y el diodo se polariza en inversa porque el cátodo es más positivo que el ánodo. Durante la parte restante del ciclo, el capacitor se descarga sólo a través de la resistencia de carga a una velocidad determinada por la constante de tiempo RLC, la cual es normalmente larga comparada con el periodo de la entrada. Mientras mayor sea la constante de tiempo, menos se descargará el capacitor. Durante el primer cuarto del siguiente ciclo, como se ilustra en la parte (c), el diodo de nuevo se polarizará en directa cuando el voltaje de entrada excede el voltaje del capacitor en aproximadamente 0.7 V Figura 2-4
  6. 6. Osciloscopio. Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical)representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos, en teoría. Utilización En un osciloscopio puede existen, básicamente, dos tipos de controles que son utilizados como reguladores que ajustan la señal de entrada y permiten, consecuentemente, medir en la pantalla una gran línea roja que es una medición de calor y de esta manera se puede ver la forma de la señal medida por el osciloscopio, esto denominado en forma técnica se puede decir que el osciloscopio sirve para observar la señal que quiera medir. Para medir se lo puede comparar con el plano cartesiano. El primer control regula el eje X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempo (segundos, milisegundos, microsegundos, etc., según la resolución del aparato). El segundo regula el eje Y (vertical) controlando la tensión de entrada (en Voltios, milivoltios, microvoltios, etc., dependiendo de la resolución del aparato). Estas regulaciones determinan el valor de la escala cuadricular que divide la pantalla, permitiendo saber cuánto representa cada cuadrado de ésta para, en consecuencia, conocer el valor de la señal a medir, tanto en tensión como en frecuencia. (En realidad se mide el periodo de una onda de una señal, y luego se calcula la frecuencia)
  7. 7. Objetivo: Visualizar a través de un osciloscopio, cual es el comportamiento de de un puente rectificador de media onda y de onda completa. Materiales y equipo: Osciloscopio 5 diodos rectificadores Protoboard Transformador de 127 V a 12 o 6 V 1 capacitor de 1µF y 160V Un par de caimanes 1 resistencia de 1kΩ Desarrollo experimental: Rectificador de media onda sin filtro 1. conectamos en el protoboard el rectificador de acuerdo al diagrama de la figura 2-2 2. calibrar el osciloscopio 3. conectar los testers del osciloscopio con el voltaje de salida rectificado 4. revisar que el acoplamiento del osciloscopio sea de cc 5. presionar el botón “autoconfigurar” para definir la gráfica del voltaje cc Rectificador de media onda con filtro 1. conectamos en el protoboard el rectificador de acuerdo al diagrama de la figura 2-4 3. conectar los testers del osciloscopio con el voltaje de salida rectificado y filtrado 4. revisar que el acoplamiento del osciloscopio sea de cc 5. presionar el botón “autoconfigurar” para definir la gráfica del voltaje cc
  8. 8. Rectificador de puente de onda completa sin filtro 1. conectamos en el protoboard el rectificador de acuerdo al diagrama de la figura 2-3 3. conectar los testers del osciloscopio con el voltaje de salida rectificado y filtrado 4. revisar que el acoplamiento del osciloscopio sea de cc 5. presionar el botón “autoconfigurar” para definir la gráfica del voltaje cc Rectificador de puente de onda completa con filtro 1. conectamos en el protoboard el rectificador de acuerdo al diagrama de la figura 2-3 pero en la salida del voltaje rectificado conectaremos un capacitor 3. conectar los testers del osciloscopio con el voltaje de salida rectificado y filtrado 4. revisar que el acoplamiento del osciloscopio sea de cc 5. presionar el botón “autoconfigurar” para definir la gráfica del voltaje cc Rectificador de media onda sin filtro
  9. 9. Rectificador de media onda con filtro Rectificador de puente de onda completa sin filtro Rectificador de puente de onda completa con filtro
  10. 10. Presentación de resultados Señal secundaria del transformador Señal rectificada y filtrada de media onda y onda completa
  11. 11. Caso Voltaje se salida (rms) Rectificador de media onda sin filtro 11.22 Rectificador de media onda con filtro 23.6 Rectificador de puente de onda sin filtro 11.82 Rectificador de puente de onda con filtro 23.9
  12. 12. Conclusiones Como pudimos observar con ayuda de diodos rectificadores podemos cambiar un voltaje de ca a cc, además de que es importante que conozcamos como en realidad funcionan estos dispositivos ya que son muy comunes en circuitos electrónicos. También pudimos notar que un voltaje rectificado no se obtiene un voltaje muy definido, pero con ayuda de un filtro (capacitor) podemos hacer más finas estas señales y así lograr un voltaje totalmente en cc. Referencias 1. dispositivos electrónicos, Thomas L. Floyd, 8º edición, editorial PEARSON

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