Este documento describe un laboratorio sobre rectificadores AC-DC. Resume el funcionamiento de transformadores, diodos y reguladores de voltaje y cómo se conectan en un circuito rectificador. También presenta ecuaciones, diagramas de circuitos y mediciones realizadas con un osciloscopio para verificar el voltaje rectificado.

1. FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
ELECTRÓNICA
Título de Laboratorio:
“RECTIFICADOR AC-DC”
Integrantes:
PABLO CHICO
RICHARD SALINAS
5 to “Energía y Control”
Docente:
ING. GUSTAVO MORENO
Fecha:
06 Noviembre del 2015

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Introducción
Transformador
Es una máquina electromagnética de corriente estático alterno, que permite variar alguna
función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en
el caso de un transformador ideal.
Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada en magnetismo
para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario.
La importancia de los transformadores, se debe a que, gracias a ellos, ha sido posible el
desarrollo de la industria eléctrica. Su utilización hizo posible la realización práctica y económica
del transporte de energía eléctrica a grandes distancias.
3.1.1 Funcionamiento
Los transformadores se fundamentan en la inducción electromagnética. El circuito
magnético está constituido (para frecuencias industriales de 60 Hz) por chapas de acero de poco
espesor apiladas, para evitar las corrientes parásitas.
Al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensión, se origina
un flujo magnético en el núcleo de hierro. Este flujo viajará desde el devanado primario hasta el
secundario, con su movimiento originará una fuerza electromagnética en el devanado secundario.
Según la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca esta variación
de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar.

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Figura 3.1 Transformador y estructura
Núcleo
Este elemento está constituido por chapas de acero al silicio aisladas entre ellas. El núcleo
de los transformadores está compuesto por las columnas, que es la parte donde se montan los
devanados, y las culatas, que es la parte donde se realiza la unión entre las columnas. El núcleo se
utiliza para conducir el flujo magnético, ya que es un gran conductor magnético.
Devanados
El devanado es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno de sus extremos y
recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz. Está compuesto por dos bobinas, la primaria
y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario nos
indicará la relación de transformación.
El nombre de primario y secundario es totalmente simbólico. Por definición allá donde
apliquemos la tensión de entrada será el primario y donde obtengamos la tensión de salida será el
secundario
3.1.2 Ecuaciones Fundamentales
NP
NS
=
VP
VS
=
IS
IP
= m (1)

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Np: Número de vueltas del bobinado primario
Ns: Número de vueltas del bobinado secundario
𝑉𝐶𝐶 = 𝑉𝑃2 −
𝑉 𝑅
2
(2)
VCC: Voltaje de Corriente Continua
Vp: Voltaje de pico
VR: Tensión de rizado pico a pico
𝑉𝑅 =
𝐼 𝐶𝐶𝐿
𝑓.𝐶
(3)
VR: Tensión de Rizado [V]
ICC: Intensidad de corriente continua [A]
f: Frecuencia [Hz]
C: Capacitancia [uF]
3.1.3 Curvas – Circuitos
Figura 3.2 Circuito

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Figura 3.3 Curvas vistas en el Osciloscopio
Figura 3.4 Curvas de VL vs t
3.2 Diodo 1N4002
3.2.1 Concepto
Es un rectificador que se utiliza mayormente para convertir corriente alterna en continua, ya
que permite el paso de la corriente en un solo sentido, es decir por un lado permite el paso positivo
y por el otro el paso negativo.
Entonces cuando ponemos un diodo directamente elimina los ciclos negativo rectificando
así la señal.

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Para una rectificación de onda completa se utilizan 4 diodos, los que pasan a llamarse
"puente rectificador, mediante esta combinación, en un terminal se toman los ciclos positivos y se
envían a positivo y se toman los negativos y se envían al negativo, lo mismo en el otro terminal, en
conclusión entra corriente alterna y sale corriente continua.
Figura 3.4 Esquema de un diodo
Para poder pasar la corriente en una dirección el diodo requiere un pequeño voltaje (voltaje
de encendido).- El voltaje de polarización es de 0.6 V para un diodo de Si y de 0.2 V para uno de
Ge.
Figura 3.5 Curva característica diodo polarización directa
3.3 Regulador de Voltaje 7805
3.3.1 Concepto

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Es un componente común en muchas fuentes de alimentación. Tienen tres terminales
(voltaje de entrada, masa y voltaje de salida) y especificaciones similares que sólo difieren en la
tensión de salida suministrada o en la intensidad. La intensidad máxima depende del código
intercalado tras los dos primeros dígitos.
Figura 3.5 Regulador de Voltaje 7805
Capacitor
Concepto
Es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía
sustentando un campo eléctrico.1 2 Está formado por un par de superficies conductoras,
generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las
líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material
dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una
determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación
de carga total.

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Figura 3.6 Capacitor de 47 uF
Método:
1. Materiales:
Ítem Descripción Cant Observaciones
1 Transformador 1 IN:110V AC OUT: 12V
2 Resistencias 8 330 Ω, 10 KΩ
3 Capacitor 1 47 uF
4 Diodo 8 1N4002, LEDS
5 Regulador 1 7805
6 Capacitor 1 47 uF
2. Equipo:
Ítem Descripción Cant Observaciones
1 Multímetro 1
2 Protoboard 1
3 Tijera 1
4 Pinza 1
5 Cables para Protoboard 10
6 Osciloscopio 1
Datos:
𝑉𝑖𝑛𝑡 = 110 𝑉
𝑉𝑅𝑀𝑆 = 13.2 𝑉
𝑓 = 60 𝐻𝑧
𝑉𝑅𝐼 = 7 𝑉
Solución
𝑉𝑃 = √2
2
∗ 𝑉𝑅𝑀𝑆
𝑉𝑃 = 18.67 𝑉

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𝑉𝑅 = 𝑉𝑃𝑂𝑆 − 𝑉𝑅𝐼
𝑉𝑃𝑂𝑆 = 20 𝑉
𝑉𝑅𝐼 = 𝑉𝐶𝐶 −
𝑉𝑅
2
𝑉𝐶𝐶 = 5 𝑉
𝑉𝑅1 = 13 𝑉
𝑅1 = 330 Ω
𝐼 𝐶𝐶 =
𝑉𝐶𝐶
𝑅1
= 0.015 𝐴 = 15 𝑚𝐴
𝐶 =
𝐼 𝐶𝐶
𝑓. 𝑉𝑅
𝐶 = 19.48 𝑢𝐹
Se recomiendaponerel capacitormáspróximoque esde 47uF
3.5.2 Para el circuito de la siguiente figura, determine I1, I2:
Solución
0 = 10𝑉 − 𝑖1(165)− 4𝑉 − ( 𝑖1 − 𝑖2).(165) (1)
0 = 2𝑉 − 𝑖2(330)− ( 𝑖2 − 𝑖1).(165)+ 2𝑉 (2)
−6𝑉 = −330 ∗ 𝑖1 + 165 ∗ 𝑖2
0 = −495 ∗ 𝑖2 + 165 ∗ 𝑖1
𝑖1 = 21 𝑚𝐴

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𝑖2 = 7.2 𝑚𝐴
3.5.3 Para un circuito de la figura VDI = 2V para cada diodo. Calcule ID1 y V0
a) R1 = 10 kΩ, R2 = 5 kΩ
b) R1 = 5 kΩ, R1 = 10 kΩ
Datos
(a) R1 = 10 kΩ , R2 = 5 kΩ
Solución
10V − i1 . R1 + 2V = 0 (1)
15V − 4V − i2. R2 = 0 (2)
i1 =
12V
R1
= 1.2 mA
i2 =
11V
R2
= 2.2 mA
V0 = −15 V+ 11 V = −4 V

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(b) R1 = 5 kΩ, R1 = 10 kΩ
10 V − i1 (R3 + R4) − 2V + 15V = 0
i1 = 1.5 mA
Resultados:
1. Se visualiza el circuito ya probado, con sus pertinentes conexiones hacia el
transformador.

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2. Se verifico el voltaje de pico en el osciloscopio, el transistor está conectado a una
resistencia de 330 Ω, se observó en el osciloscopio un voltaje máximo de 19,6V.
3. Una vez conectado el regulador con su entrada el cual está un diodo 1N4007, su
respectiva tierra, y salida una resistencia de 330 Ω, se visualizó en el osciloscopio un voltaje
máximo de 5V.

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4. Se observa que al armar el puente de diodos, la corriente pasa ya sea en sentido de polo
positivo o negativo a través de los diodos.
5. En el osciloscopio se observa una señal completamente marcada sin picos en la parte
inferior, y con su respectivo periodo de 2π y frecuencia de 5.80 Hz.
6. El circuito consta de un capacitor conectado en paralelo a una resistencia de 330 Ω. Se
verifica que el circuito está conectado correctamente.

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7. En el osciloscopio se verifica que los picos de la onda tiene sus son mínimos esto se debe
a que se está estabilizando la señal.
Discusión
En la salida del transformador se tuvo que implementar un diodo 1N4007 para regular la
corriente, además una resistencia de 330Ω para poder ayudarnos a estabilizar el voltaje en 5V.
Debemos conectar correctamente el transformador de acuerdo al Data Sheet para no tener
riesgo al conectar en el Protoboard.
El puente de diodos tiene la característica de permitir el paso de corriente en ambos sentidos
conectado desde el transformador
El almacenar energía y permitir controlar el flujo de corriente es la característica principal
del capacitor.
Ajustar la escala del osciloscopio vara no tener variaciones y visualizar los valores
prácticos y compararlos con los teóricos.
Conclusiones:

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Al conectar un capacitor, con una resistencia en paralelo sin un diodo se observa que se
tiene una onda con picos a los cuales se llamaran voltajes de pico.
El puente de diodos permite el paso de corriente en ambos sentidos ya sea este de negativo a
positivo o viceversa.
La onda característica después de haber conectado un puente de diodos son ondas simétricas
con separadas con su respectivo periodo.
Recomendaciones:
No conectar un capacitor inversamente porque puede explotar.
Verificar el Data Sheet de cada elemento para poder conectarlo correctamente.
Analizar los nodos respectivos a los cuales se van a conectar los elementos para poder
evitar un corto circuito.
Verificar las conexiones del circuito porque pueden haber elementos mal conectados y así
evitar cortos circuitos.
Referencias:
1. Transformadores (2015). Concepto. Extraído el 06 de Octubre del 2015 desde
http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-
basicos/funcionamiento-de-los-transformadores
2. Ecured (2015). Regulador de Voltaje. Extraído el 06 de Octubre del 2015 desde
http://www.ecured.cu/index.php/Regulador_de_voltaje
3. Electrónica Unicorm (2002). Capacitor Eléctrico. Extraído el 06 de Octubre del 2015
desde http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_capacitor/ke_capacitor_1.htm

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Anexos:
Anexo A
Para los el desarrollo de los cálculos se utilizó PTC Mathcad Prime 3.0