ejercicios diodos
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Datos baseComo sabemos el comportamiento de un diodo solo conduce cuando el potencial del ánodo es mayor al del cátodo, si por el contrario el potencial del cátodo es mayor al del ánodo el diodo se presenta abierto es decir no conduce.
KAVA > VK
KA VA < VK
KA
KA
Ejemplo1:
IO
RL
R
D1 D2
VR1 VR2
Vi
a b c
def
R= 750
VR1=VR2=1V
RL=250Ω
Ω
K1
A1
K2
A2
Determina y representa la función de transferencia Io=
f(Vi)=, indicando en cada zona el estado de los diodos.
Resolución¿Cómo obtener la corriente que circula sobre la resistencia RL en
función de la entrada Vi?
Lo que se hará es variar el voltaje de entrada Vi de valores
negativos hasta valores positivos. Conforme el resultado se separaran en tramos.
Primer Tramo:En este tramo Vi tiene un valor negativo
Vi<0Y como el voltaje de entrada es negativo entonces se deduce que el potencial en «f» será mayor al potencial en «a». Del mismo modo el potencial en «e» será mayor que en el que esta en «b», si VR1 tuviera un valor mayor que el de la fuente no se daría esta relación pero como es de 1V no tiene influencia en esta.
Sabemos que Ve > Vb y como VR1 no influye entonces VA1 > VK1 por lo que podemos decir que el diodo D1 conduce o esta en ON.
Luego como entre «e» y «d» no hay resistencia tienen el mismo potencial, así mismo con «b» y «c» con lo cual el Vd > Vc y como el VR2 también no influye entonces el VA2 < VK2 con lo que sabemos que el diodo esta en OFF o esta abierto.
Con Vi<0 obtenemos el siguiente circuito .
VR2 no influye ya que el diodo esta abierto, por lo contrario VR1 si influye siendo este el voltaje de la resistencia. Es decir Ve – Vb = VR1
Aplicando la ley de ohm en la resistencia RL
Pero como va en sentido contrario a la corriente requerida entonces la tomamos como negativa.
Si le damos un valor al voltaje tal que tanto como el diodo 1 como el diodo 2 estén abierto entonces al aplicar malla:
Segundo Tramo:Con un volteje de entrada a partir de los - 4 voltios los diodos estarán abiertos o no conducirán por lo que aplicando malla obtenemos:
En este tramo la corriente será directamente proporcional al voltaje
Tercer Tramo:En este tramo se le dará al voltaje de entrada un valor netamente positivo.
Vi > 0
Si el voltaje de entrada es positivo Va > Vf, así mismo Vb > Ve
De lo anterior se desprende: Vb > Ve VK1 > VA1 que quiere decir que el diodo esta en OFF
o no conduce. Vb > Ve Vc > Vd VK2 < VA2 es decir el diodo conduce o esta
en ON.
Como anteriormente:
En este caso no se le cambia de signo ya que va en el mismo sentido que el requerido.
Si le damos un valor al voltaje tal que tanto como el diodo 1 como el diodo 2 estén abierto entonces al aplicar malla:
Con un volteje de entrada a partir de los - 4 voltios los diodos estarán abiertos o no conducirán por lo que aplicando malla obtenemos:
Lo que quiere decir que en el tramo dos los valores serán con voltajes que oscila entre -4 a 4 voltios.
Representando los resultados en una grafica Corriente- Voltaje obtenemos:
Ejemplo2:
Del siguiente circuito hallar la corriente máxima que pasa por el circuito, la forma de onda de tensión en la carga y el voltaje efectivo que existen la carga
Vi(t)VL(t)
a b
d c
A K
I(t)
RL
Vi=100V f = 50Hz
RL= 100
En el primer semiciclo o en el ciclo positivo de la fuente () sucede esto.
Como sabemos el diodo al tener mas potencial en su ánodo que en su cátodo se comporta como un conductor o como una interruptor cerrado, siendo ideal el diodo la resistencia presentara el mismo valor del voltaje.
Vm
Vm
t
Vi(t)=Vm .sen(w.t)
Vm
Vm
t
Vi(t)=Vm .sen(w.t)
t
Vi
VRL
Pero en el segundo semiciclo o el semiciclo negativo sucede otra cosa.
En esta parte del ciclo el diodo tiene mayor potencial en el cátodo que en el ánodo por lo que se cumple la ley del diodo y por ello no conduce y se comporta como un interruptor abierto, por lo cual no habrá voltaje en la carga y así mismo no habrá corriente.
Vm
Vm
t
Vi(t)=Vm .sen(w.t)
t
Vi
VRL
Nos damos cuenta que en ambos el voltaje máximo es el mismo.Entonces al hallar el voltaje máximo en la fuente la encontraremos en la carga y con ello la corriente.
Esta formula es para la fuente o los de onda completa
Con lo anterior:
Luego por Ley de ohm
Ya habiendo el voltaje máximo del circuito podemos halla el voltaje efectivo en la carga.
Esta formula es para la carga o los de media onda
Ejemplo3:
En el siguiente circuito hallar:a) Corriente máximab) Corriente eficaz y corriente continua en la cargac) Tensión inversa de pico en un diodod) Corriente continua en los diodose) Potencia de la cargaf) Voltaje efectivo en la fuente para que los diodo
obtengan su voltaje inverso máximo.
D4 D1
D3 D2 RL
Vi=100VRL= 200Rd = 10 Rr = Vd = 0,6VVz = 300V
En el primer semiciclo o en el ciclo positivo sucede esto:
D1 esta en OND2 esta en OFFD3 esta en OND4 esta en OFF
Un diodo equivale a una resistencia y un voltaje
En OFF como ya sabemos esta abierto.
Remplazando en el primer ciclo tendríamos
En ON
D1
D3
a)Hallando la corriente máxima.
b)Entonces la corriente eficaz será:
O también se podría
Y luego la corriente continua será:
c)La tensión inversa en cada diodo: es la tensión que soporta en su estado de OFF dado el circuito es tiene el mismo valor numérico que la tensión máxima en sentido absoluto.
d)La corriente continua q circula por diodo
e)La potencia disipada se halla:
IDCd
IDCd
IDC
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