El documento describe la simulación de una fuente de voltaje continua (DC) en el software Proteus. Se identifican los componentes necesarios como el transformador, puente de diodos, capacitores, resistencias y reguladores de voltaje LM. Se explican los pasos para colocar correctamente los componentes en el orden adecuado y simular el circuito para verificar que proporcione los voltajes deseados a la salida de los reguladores.
1. PORTADA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y
MECÁNICA
CARRERA DE TECNOLOGÍA SUPERIOR EN MECÁNICA AUTOMOTRIZ
CLIMATIZACIÓN NRC 4232
LABORATORIO N° 3
PRIMERA UNIDAD
TEMA: FUENTE DC
NOMBRE:
LUIS SILVA
DOCENTE: ING. CRISTIAN CHUCHICO
LATACUNGA
1 de Junio del 2020
2. Tabla de contenido
PORTADA.................................................................................................... 1
INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 3
1. TEMA .................................................................................................... 4
1.1. OBJETIVOS.................................................................................... 4
1.1.1. Objetivo general....................................................................... 4
1.1.2. Objetivos específicos ............................................................... 4
2. MARCO TEORICO................................................................................ 5
2.1. TRANSFORMADOR....................................................................... 5
2.2. Etapa de conducción de los diodos ................................................ 5
2.3. Etapa de no conducción de los diodos ........................................... 6
2.4. Regulador de Voltaje LM ................................................................ 7
3. PRACTICA DEL LABORATORIO ......................................................... 9
RECOMENDACIONES.............................................................................. 15
CONCLUCIÓN........................................................................................... 16
BIBLIOGRAFÍAS........................................................................................ 17
3. INTRODUCCIÓN
En este laboratorio vamos a centrar nuestra atención en uno de los circuitos
más importantes para el funcionamiento de los sistemas electrónicos: El
rectificador con filtro, el cual es un elemento esencial de las Fuentes de Voltaje
DC. La función de las Fuentes de Voltaje DC, cuyo diagrama de bloques
podemos observar en la Figura 1, es proporcionar energía en la forma adecuada
a la mayor parte de los sistemas electrónicos, tomándola del sistema AC
comercial, el cual opera a una frecuencia de 60Hz y cuyo voltaje r.m.s. nominal
fase - neutro en Venezuela es de 120 Vr.m.s. El rectificador con filtro cumple una
función fundamental en la operación de las Fuentes de Voltaje DC. La función
del transformador es doble: Aisla la Fuente del sistema AC y ajusta el valor pico
del voltaje al valor deseado (en este caso transforma la señal sinusoidal de 120
Vr.m.s. en otra señal sinusoidal de por ejemplo 15 Vr.m.s.). El rectificador con
filtro transforma la señal alterna en una señal de una sola polaridad (aunque
todavía con variaciones considerables del nivel de voltaje). Finalmente, el
regulador produce el voltaje DC de salida requerido y reduce las fluctuaciones
de dicha salida hasta mantenerlas dentro de los límites estipulados
4. 1. TEMA
SIMULACIÓN DE UNA FUENTE DC
1.1. OBJETIVOS
1.1.1. Objetivo general
Simular una fuente DC en el software Proteos correctamente
.
1.1.2. Objetivos específicos
identificar los componentes adecuados para el circuito
comprobar las conexiones en circuito
siempre poner una tierra al circuito
simular el circuito para comprar su correcto funcionamiento
5. 2. MARCO TEORICO
Un Circuito Eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre si por
los que puede circular una corriente eléctrica.
Corriente continua: Es aquella corriente en donde los electrones circulan en
la misma cantidad y sentido, es decir, que fluye en una misma dirección. Su
polaridad es invariable y hace que fluya una corriente de amplitud relativamente
constante a través de una carga. A este tipo de corriente se le conoce como
(Perez, 2020)
Corriente alterna: La corriente alterna es aquella que circula durante un
tiempo en un sentido y después en sentido opuesto, volviéndose a repetir el
mismo proceso en forma constante. Su polaridad se invierte periódicamente,
haciendo que la corriente fluya alternativamente en una dirección y luego en la
otra. Se conoce en castellano por la abreviación CA y en inglés por la de AC.
(Perez, 2020)
2.1. TRANSFORMADOR
El transformador aísla la Fuente del sistema AC y ajusta el valor pico del voltaje
al valor deseado, de acuerdo con los requerimientos de entrada de la Fuente de
Voltaje. A fin de determinar el transformador adecuado para una Fuente de
Voltaje en particular, además de indicar la relación de transformación dada por
el cociente entre el voltaje en el primario y el secundario, es necesario especificar
la potencia aparente (voltsamperes) que va a manejar dicho transformador. Para
determinar dicha potencia se multiplica el valor r.m.s. del voltaje en el secundario
por el valor r.m.s. de la corriente en el secundario. Suponiendo que las pérdidas
propias del transformador son despreciables, el valor calculado en el secundario
es igual a la potencia que maneja el primario del transformador
2.2. Etapa de conducción de los diodos
6. En esta etapa, la fuente de entrada proporciona toda la energía necesaria para
alimentar la carga del circuito, en este caso la resistencia R, y cargar el
condensador C hasta el máximo valor posible. Durante el semiciclo positivo, la
corriente en el secundario del transformador is, tiene la dirección indicada como
positiva en la Figura 3, y lo mismo ocurre con la corriente en el primario del
transformador, ip. Durante este semiciclo, la corriente circula por el diodo D1,
continúa por C y R en la dirección indicada como positiva para ambas corrientes,
ic e ir , por lo que aumenta la carga eléctrica almacenada en el condensador y le
suministra a la resistencia la corriente necesaria, sigue por D3 y por el secundario
del transformador para cerrar el lazo de corriente. Durante el semiciclo negativo,
la corriente is circula por el secundario en la dirección opuesta, pasa por D2,
luego por C y R en la misma dirección que en el semiciclo positivo (con lo cual
se obtiene el efecto de rectificación de onda completa, se aumenta igualmente
la carga eléctrica almacenada en el condensador y se le suministra a la
resistencia la corriente necesaria), sigue por D4 y por el secundario del
transformador para cerrar el lazo de corriente. De acuerdo con la ecuación para
los condensadores, la corriente en el condensador está dada por la relación
2.3. Etapa de no conducción de los diodos
7. En esta etapa, el condensador C proporciona la energía que alimenta a la carga
R. Al no conducir ninguno de los diodos, debido a la polarización inversa
existente entre los terminales de todos ellos, el circuito queda reducido al
condensador con la resistencia en paralelo, como podemos observar en la Figura
10. La corriente circula en la dirección indicada en dicha figura, por lo tanto la
corriente por el condensador es negativa, lo cual indica que éste se está
descargando, suministrándole a la carga R la corriente requerida.
Aunque la relación que gobierna la variación de la corriente en la resistencia es
exponencial, dado que la variación del voltaje en los terminales del condensador
y por lo tanto sobre la resistencia es pequeña cuando se compara con el valor
máximo de dicho voltaje, podemos simplificar el problema considerando que la
corriente en la resistencia permanece prácticamente constante (Irmax) y por lo
tanto la descarga del condensador es lineal
2.4. Regulador de Voltaje LM
8. Un regulador de voltaje LM7805 es un regulador de voltaje que genera +5 voltios.
Una forma fácil de recordar la salida de tensión de una serie de reguladores de
voltaje LM78XX son los dos últimos dígitos del número. Un LM7805 termina
con "05"; Por lo tanto, emite 5 voltios. La parte "78" es sólo la convención que
los fabricantes de chips usan para denotar la serie de reguladores que producen
voltaje positivo. La otra serie de reguladores, el LM79XX, es la serie que da
salida al voltaje negativo. Por lo tanto:
LM78XX: Reguladores de tensión que generan tensión positiva, "XX" =
tensión de salida.
LM79XX: Reguladores de tensión que generan tensión negativa, "XX" = tensión
de salida
El LM7805, como la mayoría de los otros reguladores, es un IC de tres pines.
Pin 1 (Pin de entrada): El pin de entrada es el pin que acepta el voltaje de CC
entrante, que el regulador de voltaje finalmente regulará hasta 5 voltios.
Pin 2 (Tierra): El pin de tierra establece la tierra para el regulador.
Pin 3 (Pin de salida): El pin de salida es el regulado 5 voltios CC.
9. 3. PRACTICA DEL LABORATORIO
1. Abrir el software Proteos
identificar los componentes
para realizar la fuente DC que
son:
Transfocador
Puente de Diodos
Fuente AC
Capacitores
Resistencia
Potenciómetro
Reguladores de voltaje
LM
10. 2. Colocar los componentes en diagrama el orden adecuado que es
Fuente AC
Transformador
El Puente de Diodos
2 Capacitores
6 reguladores de Voltaje (LM) 7805,7809 y 7812
Un potenciómetro
Resistencia
La Tierra
11. 3. La energía parte de una fuente de Tensión AC y esta pasa a un
transmisor este perime medir regular el voltaje para que sea menor o
mayor y así pasa al puente de Diodos (ratificador)
12. 4. Al pasar por el puente de Diodos va a los capacitores o también
llamados filtros estos capacitores almacenan energía y la cual filtran la
energía y esta es constantes, entre más grande el capacitor el Rizo es
menor o viceversa .
13. 5. Por ultimo va hacia los Reguladores de voltaje (LM) estos de 5, 9 y 12
voltios. Conectamos los voltímetros para verificar que nos dé el voltaje
adecuado en los reguladores
16. CONCLUCIÓN
En el circuito planteado dimos a conocer de cómo se pasó de una fuente AC a
una fuente DC mediante un proceso de ratificado y filtrado para poder a obtener
la fuente DC y así poder dar los usos adecuados a la fuente DC