Este documento describe los resultados de una práctica sobre transformación de tensión y rectificación realizada con un transformador, diodos rectificadores y capacitores. Se midieron los voltajes de entrada y salida del transformador bajo diferentes cargas, y se observó el comportamiento de la tensión en cada etapa del circuito, incluyendo la rectificación con puente de diodos y el filtrado con capacitores. El objetivo era diseñar una fuente de alimentación variable capaz de suministrar entre 0 y 25V y entre 0 y 1,5A.

1. 1
Introducción.-
En el siguiente trabajo se reportan los resultados obtenidos al realizar la práctica sobre
transformación de tensión y rectificado para realizar este trabajo utilizamos un trasformador
reductor de tensión, diodos rectificadores y capacitores.
Objetivo.-
El Objetivo principal de esta práctica es adquirir un conocimiento acerca del funcionamiento del
transformador de tensiones, de los diodos y diferentes tipos de rectificadores de ondas
sinusoidales y filtros de voltaje.
Objetivo Especifico.-
El fin de este objetivo es lograr diseñar una fuente de tensión variable capaz de suministrar
voltajes entre 0 y 25 Voltios, y una corriente entre 0 y 1,5 Amperios.
Para lograr que el transformador no sufra daños en los picos de tensión, este será sometido a
diferentes tipos de pruebas de tensión que ya especificaremos más adelante.
Observar el comportamiento de la tensión en cada una de las etapas que componen la fuente.
Tensión (voltaje).-
La tensión eléctrica o diferencia de potencial (también denominada voltaje) es una magnitud
física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede
definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre
una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con
unvoltímetro.3 Su unidad de medida es el voltio.
Voltaje AC.-
La tensión (AC) se refiere a al voltaje dado por la corriente alterna (abreviada CA en español
y AC en inglés, de alternating current), la cual se representa por una gráfica sinusoidal, eso quiere
decir que varía de valores positivos a negativos en una frecuencia determinada, como lo muestra
la imagen.

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Voltaje DC.-
El voltaje DC, se refiere al voltaje generado por la corriente directa (CC en español, en inglés DC,
de Direct Current). A diferencia de la alterna, esta permanece estable casi sin variar en el tiempo.
Este voltaje generalmente es generado por pilas o baterías, o en nuestro caso mediante métodos
de transformación y regulación, por nuestra fuente.

3. 3
MODELOS.-
DISEÑO Y TRAZO
Componentes de una fuente de alimentación:
La función de una fuente de alimentación es convertir la tensión alterna en una tensión continua y
lo más estable posible, para ello se usan los siguientes componentes:
1.-Transformador
2.- Rectificador a diodos
3.- Filtro para el rizado
4.-Regulador (o estabilizador) lineal. Este último no es imprescindible.
DISEÑO FILTRADO Y RECTIFICACIÓN
Transformación
El transformador es un dispositivo que convierte energía eléctrica de un cierto nivel de voltaje, en
energía eléctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Esta
constituido por dos o más bobinas de alambre, aisladas entre si eléctricamente por lo general y
arrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético.
El arrollamiento que recibe la energía eléctrica se denomina arrollamiento del primario, con
independencia si se trata la mayor (alta tensión) o menor tensión (baja tensión).
El arrollamiento del que se toma la energía eléctrica a la tensión transformada se denomina
arrollamiento del secundario. En concordancia con ello, los lados del transformador se
denominan lado del primario y lado del secundario.
El arrollamiento del primario y el secundario envuelven la misma columna del núcleo de hierro.
El núcleo se construye de hierro porque tiene una gran permeabilidad, o sea, conduce muy bien el
flujo magnético.
En un transformador, el núcleo tiene dos misiones fundamentales:

4. 4
Desde el punto de vista eléctrico -y esta es su misión principal- es la vía por que discurre el flujo
magnético. A través de las partes de la culata conduce el flujo magnético siguiendo un circuito
prescrito, de una columna a otra.
Desde el punto de vista mecánico es el soporte de los arrollamientos que en él se apoyan
Para generar el flujo magnético, es decir, para magnetizar el núcleo de hierro hay que gastar
energía eléctrica. Dicha energía eléctrica se toma del arrollamiento del primario
TRANSFORMADOR IDEAL
Un transformador ideal es un artefacto sin pérdidas, con una bobina del primario y una bobina del
secundario. Las relaciones entre los voltajes de entrada y de salida, y entre la corriente de entrada y de
salida, se establece mediante dos ecuaciones sencillas. La figura l muestra un transformador ideal.
Esquema de un transformador ideal.
Símbolos esquemáticos de un transformador ideal.
En el transformador que se muestra en la figura tiene NP espiras de alambre sobre su lado primario y NS
de espiras de alambre en su lado secundario. La relación entre el voltaje VP(t) aplicado al lado primario
del transformador y el voltaje VS(t) inducido sobre su lado secundario es
VP(t) / VS(t) = NP / NS = a
En donde a se define como la relación de espiras del transformador
a = NP / NS

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Rectificación
Cuando un dispositivo llamado rectificador se coloca en serie con un circuito de ca, permite a la
corriente circular solamente en un sentido.
El trabajo del rectificador consiste en transformar el alto voltaje de ca en tensión pulsadora de cd.
Como la tarea dl transformar el alto voltaje de ca en alto voltaje de cd es difícil, lo único que
puede hacer el rectificador es transformar la ca pulsadora en dos tipos.
La rectificación se clasifica ya sea como de media onda o de onda completa.
Rectificador a diodos
El rectificador es el que se encarga de convertir la tensión alterna que sale del transformador en
tensión continua. Para ello se utilizan diodos. Un diodo conduce cuando la tensión de su ánodo es
mayor que la de su cátodo. Es como un interruptor que se abre y se cierra según la tensión de sus
terminales:
El rectificador se conecta después del transformador, por lo tanto le entra tensión alterna
y tendrá que sacar tensión continua, es decir, un polo positivo y otro negativo:
Rectificador en puente
El rectificador más usado es el llamado rectificador en puente, su esquema es el siguiente:

6. 6
Cuando Vi es positiva los diodos D2 y D3 conducen, siendo la salida Vo igual que la entrada Vi
Cuando Vi es negativa los diodos D1 y D4 conducen, de tal forma que se invierte la tensión de
entrada Vi haciendo que la salida vuelva a ser positiva.
El resultado es el siguiente:
Filtrado
La corriente que circula por la carga no es continua pura sino continua pulsante. Si alimentamos
un equipo de sonido, por ejemplo un amplificador, las variaciones rápidas de tensión
corresponden a una señal que aparece en el parlante del aparato en la forma de un fuerte
zumbido.
Llamamos a este zumbido ripple y en este caso corresponde a un 100% de la tensión, pues se
obtiene e la carga variaciones de 0 a 100% de la tensión

7. 7
Una fuente de corriente continua pura no puede tener estas ondulaciones o debe reducirlas a un
mínimo (entre 1% a 5%), de modo que no influyan en el funcionamiento del aparato alimentado.
Para eliminar estas ondulaciones se usan filtros
El tipo de filtro más sencillo consiste en un capacitor, o un banco de capacitores conectado en
paralelo con la carga
Cuando el diodo conduce el primer semiciclo, el capacitor se carga con la tensión de pico
correspondiente, lo que resulta en aproximadamente 1,41 veces la tensión RMS del
transformador.
Cuando la tensión aplicada en el diodo en sentido directo comienza a caer, el capacitor compensa
esta caída previendo su carga en el circuito aumentado de modo de mantener constante la tensión.
Está claro que el capacitor no consigue mantener exactamente constante la tensión en la carga,
pues es el mismo se descarga gradualmente hasta que un nuevo ciclo polariza el diodo en sentido
directo y nuevamente se haga su carga con la tensión de pico
El voltaje de rizo puede calcularse por: Vr = IN / C*f

8. 8
DISEÑO:
Simulación.-
Resultados de Laboratorio.-
Sección del núcleo:
Este núcleo tiene la particularidad de aprovechar casi al máximo el flujo magnético, evitándose
las pérdidas por dispersión. La forma correcta de armar un transformador, particularmente un
transformador de potencia - consiste en montar las chapas, en forma invertida, una con respecto a
la siguiente. De esta forma se evita el entrehierro o espacio de aire que tanto contribuye a
disminuir la permeabilidad magnética del circuito, lo cual se traduce en una pérdida en la
intensidad o densidad del campo magnético, que. En caso de unidades de potencia, resulta un
inconveniente.
S= a*b [=] cm2
R1
1.98kΩ
D1
5.1 V
R2
1.29kΩ R3
12kΩ
R4
5kΩ
Q1
TIP41C
Q4
BC548A
7
Q2
BC548A
4
2 R5
2kΩ
Key=A
50%
8
T1
C1
30mF
V2
220 Vrms
50 Hz
0° 10
11
XMM2
XMM3
D3
MDA2500
1
2
4
3
12
13
XMM1
5
1
3
14

9. 9
S= (2,2*4,3)= 9,46 cm2
Potencia en el Núcleo:
𝑆 = 1,1√ 𝑃 𝑃 = (
𝑆
1.1
)
2
𝑃 = 73,96 𝑊
PRUEBA EN VACIO
Vacp [V] Vacs [V] N
30 3,8 7,89473684 n = Coeficiente de transformación
60 7,7 7,79220779 Vacp = Voltaje AC Primario
120,5 15,6 7,72435897 Vacs = Voltaje AC Secundario
7,80376787
𝑛 =
𝑉𝑎𝑐𝑝
𝑉𝑎𝑐𝑠
SegundaPrueba CARGA
Vacp [V] Vacs [V] Iacs [A] R(variable) [] m [] Vacp= Voltaje AC Primario
220 28,4 0,1 284 2,131 Vacs= Voltaje AC Secundario
220 28,1 0,2 140,5 m= Resistencia Interna del trafo
220 27,6 0,48 57,5
220 26,9 0,79 34,0506329
220 26,4 1,02 25,8823529
220 25,6 1,4 18,2857143
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 20 40 60 80 100 120 140
Vacs
Vacp
Prueba en Vacio

10. 10
Rectificación
Vdcs [V] Idcs [A] m [] Vdcs= Voltaje DC de salida
36,6 0,12 5,226 Idcs= Corriente DC de salida
35,4 0,21 m= Resistencia interna del trafo, más
resistencia interna del puente de diodos34,5 0,41
33 0,71
31,4 0,99
30,2 1,22
29,3 1,49
y = -2.1318x + 28.584
R² = 0.999
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
28.5
29
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
Vacs
Iacs
Prueba con Carga
y = -5.2262x + 36.759
R² = 0.9894
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
Vdcs
Idcs
Rectificación

11. 11
Voltaje AC primario Vacp 220 v
Sección S 9,46 cm2
PotenciaMáxima del trafo P 73,96 W
Voltaje Ac Secundario Vacs 28,19151 V
Resistenciade pérdida del trafo Rpp/n2+Rps 2,131 
Corriente Nominal In 1,5 A
Resistenciade pérdida tota Rpt 5,226 Ω
Resistenciade Perdida del Diodo Rpd 3,095 Ω
Corriente pico del diodo Ipd 8,39181 A
Δ% 2,819151
Filtrado
Vac [v] 220 Vr Mili voltios 316
Vdcf [v] Idcf [V] Vdcf +20% [V] Idcf [A] Vdcf -20% [v] Idcf [A]
37,5 0,157 45 0,157 30 0,157
35,9 0,337 43,08 0,337 28,72 0,337
35,2 0,58 42,24 0,58 28,16 0,58
32,8 0,908 39,36 0,908 26,24 0,908
29,1 1,5 34,92 1,5 23,28 1,5
0.157, 37.5
0.337, 35.9
0.58, 35.2
0.908, 32.8
1.5, 29.1
0.157, 45
0.337, 43.08
0.58, 42.24
0.908, 39.36
1.5, 34.92
0.157, 30 0.337, 28.72
0.58, 28.16
0.908, 26.24
1.5, 23.28
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
Vdcs
Idcs
Filtrado
Vic 220
20%
-20%

12. 12
CALCULO DEL CAPASITOR.-
𝐶 =
−
1
𝑓
(
𝑅𝑝𝑝
𝑛2 + 𝑅𝑝𝑠) + 𝑅𝑝𝑑 ∗ ln (1 −
𝑉𝑟
𝑉𝑚
)
𝑓 = 𝐹𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = 100𝐻𝑧
𝑅𝑝𝑝 = 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑎
𝑅𝑝𝑝𝑠 = 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑢𝑛𝑑𝑎𝑟𝑖𝑎
𝑚 = (
𝑅𝑝𝑝
𝑛2
+ 𝑅𝑝𝑠) = 2,131 Ω
𝑅𝑝𝑑 = 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑜𝑑𝑜 = 3,095
𝑉𝑟 = 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 = 0,316
𝑉𝑚 = (𝑉𝑎𝑐𝑠 ∗ √2)
𝑪 = 𝟒𝟏, 𝟔 𝒎𝑭 = 𝟒𝟏𝟔𝟎𝟎 𝝁𝑭
REGULADOR.-
R1
1.98kΩ
D1
5.1 V
R2
1.29kΩ R3
12kΩ
R4
5kΩ
Q1
TIP41C
Q4
BC548A
7
Q2
BC548A
4
2 R5
1kΩ
Key=A
40%
5
8
9
1 3
6

13. 13
Ajuste.-
CARACTERISTICAS DE LOS TRANSISTORES.-
TYP 31C
BVCEO = 100 V
BVCBO = 140 V
Hfe = β = 40
P MAX,T = 65 W
I MAX,T = 6 A
BC 548
BVCEO = 40 V
BVCBO = 75 V
BVBEO = 6 V
Hfe = β = 200
P MAX,T = 0.5 W
I MAX,T = 0.6 A
R1
1kΩ
Key=A 0%
R2
10kΩ
Key=A
50%
R4
100Ω
R5
100Ω
Q1
TIP41C
Q2
BC548A
TIP 41C

14. 14
Conclusiones.-
Después de un necesario análisis de cada una de las etapas de nuestra fuente, pudimos concretar
los objetivos y los objetivos específicos. Ya que la fuente construida permanece con un voltaje
estable y regulable, en un rango de 0.0 voltios, llegando a 24.45 voltios, con un amperaje
máximo de 1.5 Amperios.
También comprobamos la utilidad del uso de transistores y capacitores para el filtrado y ajuste de
señales.