Este documento presenta el desarrollo de un circuito regulador de voltaje utilizando un diodo Zener. Incluye el cálculo teórico de los componentes, la simulación en Multisim y mediciones físicas para validar el funcionamiento. El circuito consta de un rectificador, filtros y un diodo Zener de 10V para regular la tensión de salida entre 15.37V y 15.57V con cargas entre 100Ω y 1000Ω.
Este documento presenta los resultados del Laboratorio 04 sobre procesamiento de señales con amplificadores operacionales. Se midió y compensó el voltaje offset de entrada de un amplificador operacional usando un circuito no inversor. También se implementó un comparador simple sin histéresis para encender y apagar un LED. Finalmente, se diseñaron e implementaron circuitos para un amplificador inversor con ganancia de -4, un amplificador no inversor con ganancia de 5 y un amplificador diferencial con ganancia de 1.
El documento describe el diseño de circuitos auxiliares para un convertidor conmutado, incluyendo un circuito limitador de corriente, un circuito de voltaje de offset y un análisis del circuito de encendido. El circuito limitador de corriente usa un sensor de corriente para monitorear la corriente primaria y limitarla a niveles seguros en caso de cortocircuito. Se calculan los valores de la resistencia sensor y el capacitor del filtro paso bajas. El circuito de voltaje de offset suministra un voltaje
Este documento contiene la resolución de 5 problemas relacionados con transformadores eléctricos. En el primer problema se calculan las corrientes primarias y secundarias, el flujo máximo y el número de espiras primarias para un transformador monofásico ideal. Los problemas 2 al 4 involucran el cálculo de pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault para diferentes configuraciones. El quinto problema implica varios cálculos cuando se cambian la tensión y frecuencia de alimentación.
PROBLEMAS DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNAJulio Ruano
Este documento describe los principales tipos de máquinas de corriente alterna, específicamente máquinas de inducción y máquinas síncronas. Explica brevemente su funcionamiento y presenta algunos de sus problemas típicos, resolviendo ejemplos numéricos que involucran cálculos de corriente, potencia, torque y eficiencia. También incluye ecuaciones que rigen el comportamiento de las máquinas de inducción.
Informe previo y experimento nª4 del Lab. Circuitos Electronicos II UNSAAC(wa...Watner Ochoa Núñez
Este documento describe un amplificador multi-etapa con dos transistores BJT. Explica que la configuración Par Sziklai funciona de manera similar a un solo transistor con alta ganancia de corriente y se usa comúnmente en etapas de salida de audio. Realiza un análisis DC para encontrar los puntos de operación de cada transistor y un análisis AC para calcular la impedancia de entrada, la impedancia de salida y la ganancia del circuito, concluyendo que la ganancia de voltaje es alta y la ganancia de corriente es moderada
Este documento describe las actividades realizadas en un laboratorio sobre procesamiento de señales con transistores. Se diseñó un amplificador con transistor bipolar en configuración emisor común, midiendo las tensiones y corrientes en cada componente. Luego, se utilizó acoplamiento capacitivo de entrada y salida para medir la máxima excursión simétrica y la impedancia de entrada, calculando los valores de los condensadores utilizados. Finalmente, se analizará el amplificador variando los parámetros para determinar su comportamiento.
El documento presenta dos problemas relacionados con motores síncronos. El primer problema involucra un motor síncrono trifásico de 208V que opera inicialmente con un factor de potencia de 1 y una corriente de campo de 2.7A. Se pide calcular la nueva corriente de campo requerida para operar con un factor de potencia de 0.8 en adelanto manteniendo la misma potencia. El segundo problema involucra un motor síncrono de 1000hp, 2300V que opera con un ángulo de potencia de 15° y se pide calcular su factor de
Informe previo y experimento nª6 del Lab. Circuitos Electronicos II UNSAAC(wa...Watner Ochoa Núñez
Este documento presenta un informe sobre la respuesta en frecuencia de los transistores BJT y JFET. Explica que los capacitores se comportan como circuitos abiertos a baja frecuencia y como cortocircuitos a alta frecuencia. También analiza la respuesta en frecuencia típica de un amplificador, identificando tres zonas: bajas frecuencias donde el voltaje disminuye, frecuencias medias donde los condensadores presentan impedancia nula, y altas frecuencias donde también disminuye el voltaje. Por último, real
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PROBLEMAS DE LAS MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNAJulio Ruano
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Este documento describe las actividades realizadas en un laboratorio sobre procesamiento de señales con transistores. Se diseñó un amplificador con transistor bipolar en configuración emisor común, midiendo las tensiones y corrientes en cada componente. Luego, se utilizó acoplamiento capacitivo de entrada y salida para medir la máxima excursión simétrica y la impedancia de entrada, calculando los valores de los condensadores utilizados. Finalmente, se analizará el amplificador variando los parámetros para determinar su comportamiento.
El documento presenta dos problemas relacionados con motores síncronos. El primer problema involucra un motor síncrono trifásico de 208V que opera inicialmente con un factor de potencia de 1 y una corriente de campo de 2.7A. Se pide calcular la nueva corriente de campo requerida para operar con un factor de potencia de 0.8 en adelanto manteniendo la misma potencia. El segundo problema involucra un motor síncrono de 1000hp, 2300V que opera con un ángulo de potencia de 15° y se pide calcular su factor de
Informe previo y experimento nª6 del Lab. Circuitos Electronicos II UNSAAC(wa...Watner Ochoa Núñez
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Este documento describe tres etapas de un circuito que convierte una señal de tren de pulsos a una señal PWM usando amplificadores operacionales. La primera etapa genera una señal triangular a partir de un oscilador de relajación y un integrador. La segunda etapa crea dos valores de referencia. La tercera etapa compara la señal triangular con los valores de referencia usando comparadores para generar la señal PWM.
En el presente escrito se presenta, desarrolla y soluciona, con el respaldo teórico correspondiente, problemas con respecto al análisis de Data Sheet para un Transistor NPN BC 548 encapsulado TO-92. Se definen cada una de sus características y se finaliza con la solución de los problemas planteados, detallando paso a paso su construcción, y comprobando con un simulador computacional.
Este documento presenta los resultados del Laboratorio 02 sobre fuentes de poder reguladas con CI. Describe el diseño y montaje de una fuente dual no regulada para obtener ±9V y menos de 10% de ripple. Luego, se incorpora una etapa de regulación con los CI 7805 y 7905 para obtener ±5V de salida. Se miden y grafican las formas de onda en cada etapa para verificar el funcionamiento.
Este documento presenta los resultados de un laboratorio sobre el diseño e implementación de una fuente de poder regulada con diodo Zener. Se describe el circuito utilizado, que incluye un transformador, puente rectificador, diodo LED, capacitores y diodo Zener. Se muestran formas de onda obtenidas en simulaciones y mediciones, y se tabulan valores de voltaje, corriente y ripple. El objetivo era analizar el efecto de agregar diferentes capacitores al circuito y obtener la curva de regulación de carga.
El documento presenta un preinforme sobre la rectificación controlada con un rectificador puente trifásico. Se analizan diversos aspectos como la secuencia de disparo de los tiristores, obtención de señales de sincronismo, relación entre ángulo de disparo y voltaje de carga, límites del ángulo de disparo para cargas R y L, y simulaciones en PSIM variando el ángulo de disparo y elementos de la carga. Los resultados muestran que el ángulo de disparo afecta parámetros como potencia transferida, factor
Este documento presenta un manual electrónico sobre Electrónica de Potencia. El manual está dividido en cuatro unidades principales que cubren temas como conceptos básicos de potencia eléctrica, dispositivos semiconductores de potencia, amplificadores de potencia, dispositivos de cuatro capas y convertidores como rectificadores, inversores y fuentes de alimentación conmutadas. Cada unidad contiene varios temas detallados con conceptos, ecuaciones y ejemplos.
Informe previo y experimento nª3 del Lab. Circuitos Electronicos II UNSAAC(wa...Watner Ochoa Núñez
Este documento describe los amplificadores multi-etapa, incluyendo conexiones Darlington, el transistor TIP120 y un análisis DC y AC de un circuito con dos etapas. Resume que las conexiones Darlington proporcionan alta ganancia de corriente y que el TIP120 usa una configuración Darlington. Luego, determina los puntos de operación DC de cada transistor y calcula la ganancia de voltaje cercana a 1 para una señal de entrada sinusoidal de 1 kHz en el análisis AC del circuito de dos etapas.
Este documento presenta tres ejemplos de conversión de sistemas de transmisión a diagramas de reactancias en unidades per unit (p.u.). El primer ejemplo resuelve un sistema de tres zonas, calculando las bases de voltaje de cada zona y convirtiendo los valores de impedancia a p.u. El segundo ejemplo convierte un sistema de tres barras a p.u. usando bases de 100 MVA y 110 kV. El tercer ejemplo resuelve un sistema de dos barras usando bases de 30 MVA y 33 kV.
Informe previo y experimento nª2 del Lab. Circuitos Electronicos II UNSAAC(wa...Watner Ochoa Núñez
Este documento describe un amplificador multietapa cascode y su análisis. Un amplificador cascode utiliza un transistor conectado en serie con otro para proporcionar alta impedancia de entrada y ancho de banda mejorado. El documento explica las ventajas de usar JFET en un amplificador cascode y realiza un análisis DC del circuito, determinando los puntos de operación de cada transistor. Finalmente, enumera algunas aplicaciones comunes de los amplificadores multietapa como receptores RF y moduladores AM.
Informe previo y experimento nª1 del Lab. Circuitos Electronicos II UNSAAC(w...Watner Ochoa Núñez
Los amplificadores multietapa tienen múltiples transistores conectados en cascada para mejorar la ganancia. Pueden acoplarse directamente, mediante capacitores o transformadores. El acoplamiento directo amplifica señales CC, mientras que el capacitivo sólo amplifica CA al bloquear la CC. En cascada, la ganancia total es el producto de las ganancias individuales, lo que permite altas ganancias totales.
Proyecto de lab. Circuitos Electrónicos II UNSAAC(watner ochoa nuñez 171174)Watner Ochoa Núñez
Este documento presenta el diseño de un amplificador de audio clase AB. Describe los conceptos teóricos de los amplificadores de potencia como clase A, B, AB y D. Explica las etapas del amplificador como diferencial, de ganancia de voltaje y de salida. Luego, detalla el diseño del amplificador clase AB realizado, incluyendo análisis en corriente continua, corriente alterna y simulación. Finalmente, resume la construcción física del circuito y las conclusiones obtenidas.
Este documento presenta 10 problemas de máquinas eléctricas de corriente continua. Los problemas tratan temas como motores y generadores de corriente continua, características de vacío, cálculo de corrientes y tensiones, resistencias críticas, rendimientos y más. Las respuestas a los problemas se proporcionan al final de cada uno.
Ensayos del transformador
Prueba en vacío
Prueba en cortocircuito.
Caída de tensión en un transformador.
Pérdidas y rendimiento de un transformador.
Sobrecarga de un transformador monofásico.
Problemas resueltos de potencial electricoRamón López
Este documento contiene varios problemas de cálculo relacionados con motores eléctricos y sistemas mecánicos. Resuelve problemas sobre potencia, par, velocidad, rendimiento e intensidad de corriente para motores de corriente continua, motores de inducción y sistemas de transmisión como montacargas y teleféricos.
Este documento presenta un reporte de práctica sobre el uso de un diodo Zener como regulador de voltaje. Incluye la teoría sobre el diodo Zener y su curva característica, el desarrollo del proyecto con cálculos y simulaciones, y pruebas y mediciones del circuito que muestran que el voltaje se mantiene constante para diferentes cargas.
Este documento describe diferentes tipos de circuitos rectificadores, incluyendo rectificadores de media onda, onda completa y reguladores Zener. Explica cómo estos circuitos convierten una señal de corriente alterna en una señal de corriente continua y cómo se analizan matemáticamente. También proporciona detalles sobre cómo diseñar e implementar un regulador Zener, incluidos los cálculos necesarios para seleccionar los valores de resistencia y corriente apropiados.
Este documento describe diferentes tipos de circuitos rectificadores, incluyendo rectificadores de media onda, onda completa y reguladores Zener. Explica cómo estos circuitos convierten una señal de corriente alterna en una señal de corriente continua y cómo se analizan matemáticamente. También proporciona detalles sobre cómo diseñar e implementar un regulador Zener, incluidos los cálculos necesarios para seleccionar los valores de resistencia y corriente apropiados.
Este documento presenta el informe final de un experimento sobre el régimen transitorio de un circuito RLC. Resume los cálculos y análisis realizados para determinar las ecuaciones del circuito, calcular parámetros como el decremento logarítmico y compararlos con los valores experimentales. Explica el efecto de variar la resistencia RC en el circuito y las diferencias observadas.
Este informe presenta los resultados de una práctica de electrónica analógica sobre circuitos recortadores y sujetadores utilizando diodos. Se analizaron dos circuitos (A y B) teóricamente obteniendo sus formas de onda de voltaje y corriente. Luego se simularon en Multisim y realizaron mediciones físicas, obteniendo valores máximos de voltaje y corriente consistentes con el análisis teórico. El informe concluye con referencias bibliográficas y anexos con los diagramas de
Este documento describe un experimento sobre resonancia en un circuito RLC en serie. Explica los conceptos teóricos de resonancia serie, incluyendo la fórmula para la frecuencia de resonancia. Detalla el procedimiento experimental para medir la frecuencia de resonancia, así como las variaciones de tensión, corriente e impedancia con respecto a la frecuencia. El objetivo es estudiar el comportamiento de un circuito resonante serie y verificar los resultados experimentales con los cálculos teóricos.
Este documento presenta el trabajo final de un estudiante sobre el diseño de una fuente de alimentación regulada. El trabajo incluye las fases de diseño de un rectificador de onda completa, filtrado con capacitor y regulador Zener. Además, se realizan cálculos, simulaciones y análisis de voltajes y corrientes. El estudiante concluye habiendo aprendido sobre los componentes clave de una fuente de alimentación y el uso del software de simulación.
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En el presente escrito se presenta, desarrolla y soluciona, con el respaldo teórico correspondiente, problemas con respecto al análisis de Data Sheet para un Transistor NPN BC 548 encapsulado TO-92. Se definen cada una de sus características y se finaliza con la solución de los problemas planteados, detallando paso a paso su construcción, y comprobando con un simulador computacional.
Este documento presenta los resultados del Laboratorio 02 sobre fuentes de poder reguladas con CI. Describe el diseño y montaje de una fuente dual no regulada para obtener ±9V y menos de 10% de ripple. Luego, se incorpora una etapa de regulación con los CI 7805 y 7905 para obtener ±5V de salida. Se miden y grafican las formas de onda en cada etapa para verificar el funcionamiento.
Este documento presenta los resultados de un laboratorio sobre el diseño e implementación de una fuente de poder regulada con diodo Zener. Se describe el circuito utilizado, que incluye un transformador, puente rectificador, diodo LED, capacitores y diodo Zener. Se muestran formas de onda obtenidas en simulaciones y mediciones, y se tabulan valores de voltaje, corriente y ripple. El objetivo era analizar el efecto de agregar diferentes capacitores al circuito y obtener la curva de regulación de carga.
El documento presenta un preinforme sobre la rectificación controlada con un rectificador puente trifásico. Se analizan diversos aspectos como la secuencia de disparo de los tiristores, obtención de señales de sincronismo, relación entre ángulo de disparo y voltaje de carga, límites del ángulo de disparo para cargas R y L, y simulaciones en PSIM variando el ángulo de disparo y elementos de la carga. Los resultados muestran que el ángulo de disparo afecta parámetros como potencia transferida, factor
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Informe previo y experimento nª1 del Lab. Circuitos Electronicos II UNSAAC(w...Watner Ochoa Núñez
Los amplificadores multietapa tienen múltiples transistores conectados en cascada para mejorar la ganancia. Pueden acoplarse directamente, mediante capacitores o transformadores. El acoplamiento directo amplifica señales CC, mientras que el capacitivo sólo amplifica CA al bloquear la CC. En cascada, la ganancia total es el producto de las ganancias individuales, lo que permite altas ganancias totales.
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Prueba en vacío
Prueba en cortocircuito.
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Pérdidas y rendimiento de un transformador.
Sobrecarga de un transformador monofásico.
Problemas resueltos de potencial electricoRamón López
Este documento contiene varios problemas de cálculo relacionados con motores eléctricos y sistemas mecánicos. Resuelve problemas sobre potencia, par, velocidad, rendimiento e intensidad de corriente para motores de corriente continua, motores de inducción y sistemas de transmisión como montacargas y teleféricos.
Este documento presenta un reporte de práctica sobre el uso de un diodo Zener como regulador de voltaje. Incluye la teoría sobre el diodo Zener y su curva característica, el desarrollo del proyecto con cálculos y simulaciones, y pruebas y mediciones del circuito que muestran que el voltaje se mantiene constante para diferentes cargas.
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Este documento describe diferentes tipos de circuitos rectificadores, incluyendo rectificadores de media onda, onda completa y reguladores Zener. Explica cómo estos circuitos convierten una señal de corriente alterna en una señal de corriente continua y cómo se analizan matemáticamente. También proporciona detalles sobre cómo diseñar e implementar un regulador Zener, incluidos los cálculos necesarios para seleccionar los valores de resistencia y corriente apropiados.
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Este informe presenta los resultados de una práctica de electrónica analógica sobre circuitos recortadores y sujetadores utilizando diodos. Se analizaron dos circuitos (A y B) teóricamente obteniendo sus formas de onda de voltaje y corriente. Luego se simularon en Multisim y realizaron mediciones físicas, obteniendo valores máximos de voltaje y corriente consistentes con el análisis teórico. El informe concluye con referencias bibliográficas y anexos con los diagramas de
Este documento describe un experimento sobre resonancia en un circuito RLC en serie. Explica los conceptos teóricos de resonancia serie, incluyendo la fórmula para la frecuencia de resonancia. Detalla el procedimiento experimental para medir la frecuencia de resonancia, así como las variaciones de tensión, corriente e impedancia con respecto a la frecuencia. El objetivo es estudiar el comportamiento de un circuito resonante serie y verificar los resultados experimentales con los cálculos teóricos.
Este documento presenta el trabajo final de un estudiante sobre el diseño de una fuente de alimentación regulada. El trabajo incluye las fases de diseño de un rectificador de onda completa, filtrado con capacitor y regulador Zener. Además, se realizan cálculos, simulaciones y análisis de voltajes y corrientes. El estudiante concluye habiendo aprendido sobre los componentes clave de una fuente de alimentación y el uso del software de simulación.
Este documento presenta los resultados de una práctica de caracterización de diodos de potencia. Se caracterizaron tres tipos de diodos (de red, Schottky y de potencia) mediante pruebas estáticas y dinámicas. Las pruebas estáticas midieron las características de conducción directa e inversa de cada diodo. Las pruebas dinámicas determinaron el tiempo de recuperación inversa a diferentes frecuencias. En general, el diodo de red presentó el mejor rendimiento, con la velocidad de respuesta más rápida y
El documento describe el desarrollo de dos fuentes conmutadas, una usando amplificadores operacionales y otra con el circuito integrado TL494. Se presenta el marco teórico de las fuentes conmutadas y los cálculos para el diseño de ambas fuentes. Las fuentes se simularon en Multisim y se probaron físicamente, midiendo el voltaje, corriente y forma de onda PWM tanto en condiciones normales como críticas.
1) La frecuencia de resonancia de un circuito RLC serie depende únicamente de los valores de la inductancia y la capacitancia presentes en el circuito, y no se ve afectada por el valor de la resistencia.
2) Al variar la frecuencia de excitación de un circuito RLC forzado, se observa que la amplitud de la corriente varía, alcanzando un máximo en la frecuencia de resonancia.
3) Tanto la impedancia como el desfase entre la tensión y la corriente en un circuito RLC forzado dependen de
Se enfatiza en reconocer las variables de tensión de salida cuando esta se somete a una configuración de multiplicación de voltaje, y ejercicios basados en recortadores
Este documento describe un experimento para verificar el comportamiento de diodos Zener como reguladores de tensión. Se implementó un circuito con un diodo Zener, resistencias y un potenciómetro para medir las corrientes y el voltaje de salida a diferentes valores del potenciómetro. Los resultados experimentales se compararon con cálculos teóricos para analizar el comportamiento del diodo Zener como regulador. El voltaje de salida se mantuvo constante hasta que la resistencia de carga alcanzó un valor mínimo de 106,6 ohmios, confirmando la regul
1) La frecuencia de resonancia de un circuito RLC serie depende únicamente de los valores de la inductancia y la capacitancia presentes en el circuito, y no depende del valor de la resistencia.
2) Al variar la frecuencia de excitación de un circuito RLC forzado, se observa que la amplitud de la corriente varía, alcanzando un máximo en la frecuencia de resonancia.
3) El desfase entre la tensión y la corriente en un circuito RLC forzado es positivo, lo que implica que la tensión
Este documento presenta los resultados de un experimento sobre el puente de Wheatstone y circuitos RC. El experimento tuvo como objetivos medir resistencias desconocidas usando el puente de Wheatstone y estudiar la carga y descarga de un condensador. Se explican los fundamentos teóricos, se detallan los procedimientos experimentales y los datos obtenidos. El análisis de los datos confirma que el puente de Wheatstone puede usarse para medir resistencias desconocidas y que las ecuaciones de carga y descarga de un condensador describen correctamente esos
Este documento describe un proyecto de laboratorio sobre aplicaciones con diodos Zener. El proyecto incluye análisis de circuitos con diodos Zener, mediciones experimentales y simulaciones. También se diseña un circuito rectificador de 120VAC a 5VDC utilizando inicialmente un diodo Zener y luego reemplazándolo con un regulador de tensión LM7805, comparando ambos circuitos.
El documento define la electricidad como una forma de energía que puede transformarse en energía térmica, mecánica o luminosa. Explica que la electricidad se puede obtener por calor, luz, presión, procesos químicos, inducción o frotamiento y describe los procesos de generación eléctrica por cada método. Resume las principales magnitudes eléctricas como tensión, corriente e impedancia.
Este documento describe dos proyectos de simulación de circuitos electrónicos utilizando el simulador Proteus. El primer proyecto analiza el comportamiento de un diodo zener y un rectificador de onda completa, mientras que el segundo proyecto involucra el diseño y simulación de un regulador de voltaje con diodo zener e IC.
Es un pequeño resumen de los siguientes temas: La funcion de exitacion compleja, fasores, valor electivo y valor eficaz, relaciones fasoriales de voltaje, resistores, capacitores, inductores, impedancia y admitancia, analisis de circuitos fasoriales.
Este documento describe una práctica de laboratorio sobre conexiones y mediciones eléctricas. Se realizan mediciones en circuitos resistivos en serie, paralelo y mixto usando un multímetro digital. Se miden valores de voltaje, corriente y resistencia y se comparan con cálculos teóricos. También incluye una sección sobre rectificadores y reguladores con diodos.
1. REPORTE DE PRÁCTICA
Práctica 3
Instituto Tecnológico de Querétaro
Electrónica Analógica
Eduardo Pecina González
Álvarez Melgar José Francisco
Noguez Cruz Héctor
Iñiguez Lomelí Francisco Javier
2. CONTENIDO
Introduccion ....................................................................................................................................................... 2
Marco teórico..................................................................................................................................................... 2
Diodo Zener.................................................................................................................................................... 2
Curva característica del diodo zener .......................................................................................................... 2
Desarrollo del proyecto...................................................................................................................................... 3
Material.......................................................................................................................................................... 3
Cálculo............................................................................................................................................................ 3
Pruebas y analisis de resultados......................................................................................................................... 6
Simulacion en Multisim.................................................................................................................................. 6
Mediciones fisicas........................................................................................................................................... 8
Carga máxima............................................................................................................................................. 9
Carga mínima............................................................................................................................................ 11
Bibliografía........................................................................................................................................................ 12
Anexos.............................................................................................................................................................. 12
Circuitos.................................................................................................................................................... 12
3. INTRODUCCION
En esta práctica se intenta comprobar el funcionamiento de un diodo Zener utilizado como regulador de
voltaje, además se incluye la implementación de un filtro RL para compensar el incremento de corriente
causado por los valores elevados de capacitores utilizados
MARCO TEÓRICO
DIODO ZENER
El diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado
inversamente. Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador
(en donde se aprovechan sus características de polarización directa y
polarización inversa), conducen siempre en el sentido de la flecha.
En este caso la corriente circula en contra de la flecha que representa el
diodo. Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comporta como un
diodo rectificador común. Cuando el diodo zener funciona polarizado
inversamente mantiene entre sus terminales un voltaje constante.
En la Figura 2 se ve el símbolo de diodo zener (A - ánodo, K - cátodo) y el
sentido de la corriente para que funcione en la zona operativa
Curva característica del diodo Zener
Analizando la curva del diodo zener se ve que conforme se va aumentando
negativamente el voltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa por el
aumenta muy poco.
CURVA CARACTERÍSTICA DEL DIODO ZENER
Una vez que se llega a un determinado voltaje, llamada voltaje o
tensión de Zener (Vz), el aumento del voltaje (siempre
negativamente) es muy pequeño, pudiendo considerarse
constante.
Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo zener, puede
variar en un gran rango de valores. A esta región se le llama la zona
operativa. Esta es la característica del diodo zener que se
aprovecha para que funcione como regulador de voltaje, pues el
voltaje se mantiene practicamente constante para una gran
variación de corriente. Ver la Figura 3.
Figura 1 Imagen de un diodo
Zener
Figura 2 Simbolo del diodo Zener
con la dirección del flujo de la
corriente para su normal
funcionamiento
Figura 3
4. DESARROLLO DEL PROYECTO
MATERIAL
• 1 Transformador 120:24 V
• 4 Diodos 1N4007
• 2 Capacitores 4700 uF, 50 V
• 1 Resistencia 56 o, 2 W
• 1 Diodo Zener 1N4740A
• 1 Potenciómetro de potencia 1 W
CÁLCULO
El diagrama del circuito puede apreciarse en el Anexo 1. Datos de diseño:
(1) [ ]
200mV
100 1000
12 2 V
rpp
L
m
V
R
V
=
≤ ≤ Ω
=
De los datos del fabricante se obtiene:
(2) ( )max
91mAz
I =
Para la corriente mínima se utilizará el criterio de usar el 10% de la corriente máxima, es decir:
(3) ( ) ( )min max
0.1 9.1mAz z
I I= =
De la salida del rectificador se obtienen los siguientes valores (Se considera una caída de 0.7 V en cada
diodo:
(4)
( )
( )
max
min
2 16.97 1.4 15.57V
2 16.97 1.4 0.2 15.37V
m Di
m D rppi
V V V
V V V V
= − = − =
= − − = − − =
El modelo de diodo seleccionado fue 1N4740A, el cual ofrece una regulación de 10V, por lo tanto,
analizando la resistencia de carga RL.
(5)
( )
( )
min
max
10V
10mA
1000
10V
100mA
100
L
L
R
R
I
I
= =
Ω
= =
Ω
El análisis para encontrar Rs se hará primero considerando una resistencia de carga constante:
5. (6)
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
max max max
min max min
100 91 191mA
100 9.1 109.1mA
s L
s L
R R Z
R R Z
I I I
I I I
= + = + =
= + = + =
Con estos datos es posible calcular la resistencia:
(7)
( )
( )
( )
( )
( )
( )
min
max
min
max
min
max
15.37 10
49.22
0.1091
15.57 10
29.1
0.191
s
s
zi
s
R
zi
s
R
V V
R
I
V V
R
I
− −
= = = Ω
− −
= = = Ω
Ahora considerando que el voltaje es constante:
(8)
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )
max max min
min min max
100 9.1 109.1mA
10 91 101.1mA
s L
s L
R R Z
R R Z
I I I
I I I
= + = + =
= + = + =
Calculando la resistencia:
(9)
( )
( )
( )
( )
( )
( )
max
min
max
max
max
min
15.57 10
51.05
0.1091
15.57 10
55.09
0.1011
s
s
zi
s
R
zi
s
R
V V
R
I
V V
R
I
− −
= = = Ω
− −
= = = Ω
Estos resultados nos entregan un valor de entre 29.1 y 55.09 Ω para la resistencia. En este caso se escogió
una resistencia de 51 Ω para el cálculo, pero debido a limitaciones por falta de material se usó una
resistencia de 56 Ω para el modelo físico. Para proteger el circuito se calculará la potencia de la resistencia
anterior. Para proteger esta resistencia se calculará la potencia que debe soportar:
(10) ( ) ( ) ( ) ( )
22
max max
0.191 51 1.86Ws s sR R
P I R= = =
Para el cálculo del capacitor se considera todo el equivalente de resistencia a la derecha de éste, es decir, la
resistencia RL en serie con la resistencia aparente del diodo Zener y la resistencia de carga en paralelo. La
resistencia aparente del diodo Zener (se usará la mínima para el diseño en la peor condición posible) se
puede expresar como:
(11)
( )max
10
109.89
0.091
Z
Z
Z
V
R
I
= = = Ω
La resistencia total de descarga del capacitor sería la siguiente:
(12)
( )( )100 109.89
51 103.35
100 109.89
L Z
T s
L Z
R R
R R
R R
= + = + = Ω
+ +
6. El valor del capacitor viene dado por la expresión:
(13)
2
m
T rpp
V
C
fR V
≥
Sustituyendo los valores conocidos en la ecuación (13) se obtiene:
(14) ( )( )( )
15.57
2 2 60 103.35 0.2
6.2mF
m
T rpp
V
fR V
C
=
≥
El capacitor fue elegido de 9.4 mF, así:
(15) 9.4mFC =
En clase se demostró que el valor del capacitor y de la bobina del filtro vienen relacionados por:
(16) 2 2 2 2
1
nh
enc
V
V
n L Cω
=
−
En donde n es el número del armónico (se usara 2 porque el resto tiene magnitud despreciable), entonces:
(17) 2n =
(18) 2
4
3 2
m
h
V
V
π
=
(19)
0.2 m
enc
V
V
π
=
(20) 2 377fω π= ≈
Sustituyendo las ecuaciones (15), (17), (18), (19) y (20) en la ecuación (16) y despejando el valor de L se
obtiene:
(21) 1.07mHL =
7. PRUEBAS Y ANALISIS DE RESULTADOS
SIMULACION EN MULTISIM
Figura 4. Valores de la corriente por el diodo Zener (izquierda) y el voltaje de salida (derecha) con una carga de 100 Ω.
Figura 5. Valores de la corriente por el diodo Zener (izquierda) y el voltaje de salida (derecha) con una carga de 110 Ω.
Figura 6. Valores de la corriente por el diodo Zener (izquierda) y el voltaje de salida (derecha) con una carga de 500 Ω.
Figura 7. Valores de la corriente por el diodo Zener (izquierda) y el voltaje de salida (derecha) con una carga de 1000 Ω.
8. Figura 8 Valores del voltaje al salir del filtro (rojo) y después de la regulación del diodo Zener (Azul), la escala vertical de la figura es
de 100 mV por división.
10. CARGA MÁXIMA
Figura 10. Detalle de la carga, configurada al máximo.
Figura 11. Lectura de voltaje en el multímetro para la carga de la figura anterior.
11. Figura 12. Lectura del osciloscopio con la misma carga
Figura 13. Lectura de corriente en el Diodo Zener para la misma carga.
12. CARGA MÍNIMA
Figura 14 Voltaje en la carga (Ajustada aproximadamente a 100 Ω)
Figura 15. Corriente que pasa por el diodo Zener
13. BIBLIOGRAFÍA
• Boylestad, Robert & Nashelsky, Louis. Electrónica teoría de circuitos. Ed. Prentice Hall
• Electrónica Unicrom. Diodo Zener. Obtenido de www.unicrom.com/Tut_diodozner_.asp
ANEXOS
CIRCUITOS
Anexo 1 Diagrama del circuito