INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ

Electrónica Analógica

Catedrático: Ing. Aldo Esteban Aguilar Castillejos

Semestre 4°

N° de práctica: 1

Nombre de la práctica: Circuitos con diodos (corriente directa)

Nombre del equipo: Shekina

Integrantes del equipo:

Reyes Camacho Raúl Iván

Jonapá Gutiérrez Romeo

Arias Parada Martin de Jesús

Oropeza Morales Eduardo

Lira Falcón Jorge Abel

Fecha realizada: 22/09/14 Fecha de entrega:29/09/14

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ RESUMEN

En esta segunda practica realizada en el laboratorio de ingeniería electrónica, realizamos mediciones con un multímetro, para determinar y comprobar el voltaje y la corriente consumida o que pasa por los diferentes elementos del circuito en cuestión, así como también, la utilización de un elemento electrónico como el diodo y su afectación en un circuito, ya que este en su disposición normal, y dependiendo del tipo de diodo que sea, consume una cantidad de voltaje y corriente ya establecida. Así de la misma manera, no solo comprobamos la parte teórica de los elementos de los circuitos eléctricos y electrónicos, también comprobamos la teoría mediante el análisis matemático y la práctica realizada en el laboratorio.

INTRODUCCIÓN

Por medio de este reporte de práctica comprenderemos o veremos las aplicaciones del diodo en este caso nos sirve para hacer un rectificador de onda media y de onda completa.

En electrónica, un rectificador es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente directa pulsante. Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio.

Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases.

Atendiendo al tipo de rectificación, pueden ser de media onda, cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados.

El tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda, constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga.

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MARCO TEORICO

Un convertidor electrónico de potencia es un circuito que transforma la energía eléctrica entrante a otra forma distinta de energía eléctrica a su salida, por ejemplo una señal alterna convertirla a una señal directa o viceversa, una señal alterna convertirla a otra señal alterna con diferentes parámetros o una señal directa convertirla a otra señal directa también con diferentes parámetros.Debido a las anteriores características estos convertidores se clasifican de la siguiente manera:

CA/CD: Convierten un voltaje de entrada alterno en uno directo y a su vez se su clasifican según la topología utilizada. Los convertidores CA/CD involucrados en este trabajo son:a) Rectificador de media onda.b) Rectificador de onda completa.

Sus principales aplicaciones son fuentes de alimentación de la mayoría de aparatos electrónicos que funcionan únicamente con corriente continua como lo es una computadora, reproductores de CD, radios, televisión, etc.Diodo. Es un componente electrónico formado por una unión PN, y tiene la funcionalidad de que la corriente eléctrica circula por él en un solo sentido.

Vocabulario A

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ Rectificador de media onda.

El rectificador de media onda es un circuito que elimina la mitad de la señal que recibe en la entrada, en función de cómo esté polarizado el diodo: si la polarización es directa, eliminará la parte negativa de la señal, y si la polarización es inversa, eliminará la parte positiva.El circuito rectificador de media onda está constituido básicamente por un diodo en serie con la carga, en este caso resistiva únicamente. Es el más simple de los convertidores ya que consta de un sólo elemento semiconductor y no requiere control.El diodo es un elemento semiconductor que únicamente conduce corriente sí esta polarizado directamente y por lo tanto si la diferencia de potencial entre ánodo y cátodo respectivamente es mayor que cero.La entrada de este circuito es un voltaje sinodal a 60 Hz. Éste voltaje es transferido a la carga a través del diodo con la restricción de que sólo conducirá si en los semiciclos positivos y el voltaje a la salida será cero mientras a la entrada del circuito existan semiciclos negativos. El diagrama esquemático del rectificador de media onda se muestra en la figura siguiente:

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La forma de onda de salida Volt se muestra a continuación:

El voltaje rms de salida está dado por

La cual al evaluarla resulta

Donde Vm es el voltaje pico de la fuente de alimentación.

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El voltaje medio de salida está definido por:

Por ley de Ohm, la corriente máxima en la resistencia es cociente del voltaje

máximo entre la resistencia.

Y de igual forma la corriente media está dada por el cociente del voltaje medio entre la

Resistencia, Y por último la corriente rms en la carga está determinada por el cociente del

voltaje rms de salida entre la resistencia de carga

Rectificador de onda completa.

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El diagrama esquemático del rectificador de onda completa se muestra en la figura siguiente:

El rectificador de onda completa transfiere el voltaje de entrada a la carga en 2 etapas:

a) Cuando el voltaje de entrada proporciona un semiciclo positivo los diodos 1 y 2 están polarizados directamente mientras que los diodos 3 y 4 están inversamente polarizados y no conducen.

b) Cuando el voltaje de entrada proporciona un semiciclo negativo los diodos 3 y 4 están polarizados directamente y transfieren el voltaje de la fuente a la carga mientras que los diodos 1 y 2 están polarizados inversamente lo cual provoca que no conduzcan corriente en ese periodo de tiempo.

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La forma de onda de salida se muestra en la figura siguiente:

El voltaje de salida rms del rectificador de onda completa está dada por:

Donde Vm es el voltaje pico de la fuente de alimentación, por lo tanto:

El voltaje medio en la carga esta dado por

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MATERIALES UTILIZADOS PARA AMBOS RECTIFICADORES

Materiales y equipo:

• Transformador 120 VCA/24VCA.

• 4 Diodos 1N4004

• 1 resistencia 330 Ohms.

• 1 resistencia 1 kOhm.

• Multímetro.

• Osciloscopio.

• Protoboard.

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METODOLOGIA

Rectificador de media onda

1. Arme el circuito del rectificador de media onda.

2. Observe las señales de entrada y salida con el osciloscopio, compárelas y mida sus valores.

3. Obtenga los valores de corriente y voltaje a través de la carga de 1kΩ, y compárelos con los valores calculados de forma teórica.

4. Anote sus observaciones y cálculos.

Rectificador de onda completa

1. Arme el circuito del rectificador de onda completa.

2. Observe las señales de entrada y salida con el osciloscopio, compárelas y mida sus valores.

3. Obtenga los valores de corriente y voltaje a través de la carga de 1kΩ, y compárelos con los valores calculados de forma teórica.

4. Compare el valor de voltaje y corriente obtenido en el rectificador de onda completa y el de media onda, ¿Qué relación tienen entre sí? Fundamente la respuesta con datos matemáticos.

RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

La siguiente práctica está conformada por 3 etapas:

1.- Método analítico

2.-Simulacion

3.-Practico

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ Método analítico

Datos

VRMS= 26.56v (Este valor fue calculado directamente con el multímetro)

RL= 1kΩ

Formulas

VRMS= Vp√2

………………………Ec.1

Vp= VRMS*√ 2…………………Ec.2

VCD=Vpπ

…………………………Ec.3

ICD=VpπRL

………………………….Ec.4

Desarrollo

1.- Calculamos el Vp con la Ec.2

Vp= VRMS*√ 2

Vp= 26.56v*√ 2

2.-Calculamos el VCD con la Ec.3

VCD=Vpπ

VCD=37.56Vπ

Vp= 37.56V

VCD= 11.95V

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3.-Calculamos la ICD con la Ec.4

ICD=VpπRL

ICD=37.56Vπ1k Ω

Simulación

1.-Circuito del rectificador de media onda

2.-Valor de el VCD obtenido en la simualcion

ICD=.0119A

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3.-Valor de la ICD obtenida mediante la simulación

4.-Onda rectificada y vista mediante un osciloscopio

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Onda rectificada

Onda completa

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Los datos siguientes fueron obtenidos en la práctica realizada con la ayuda de un multímetro así que son datos más reales.

1.-Circuito del rectificador de media onda

2.-Valor de VCD

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3.- Rectificador de media onda visto desde el osciloscopio

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Nota: Las fotos aquí mostradas son reales tomadas el día que se realizó la práctica.

Tabla comparativa

Variables Analítico Simulación Practica VCD 11.95V 11.615V 11.72V

ICD 11.9mA 11.616mA 11.72mA

Observaciones: Los valores obtenidos en las tres etapas de esta práctica son muy parecidos, variando solamente algunos dígitos del numero obtenido, es decir, es muy poco el margen de error entre uno y otro, así que de las tres formas no importa cómo se halla hecho se puede llegar a dicho valor correcto.

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RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

Método analítico

Datos

VRMS= 26.56v (Este valor fue calculado directamente con el multímetro)

RL= 1kΩ

Formulas

VRMS= Vp√2

………………………Ec.1

Vp= VRMS*√ 2…………………Ec.2

VCD=2Vpπ

…………………………Ec.3

ICD=2VpπRL

………………………….Ec.4

Desarrollo

1.- Calculamos el Vp con la Ec.2

Vp= VRMS*√ 2

Vp= 26.56v*√ 2

2.-Calculamos el VCD con la Ec.3

Vp= 37.56V

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VCD=2Vpπ

VCD=2(37.56V )

π

3.-Calculamos la ICD con la Ec.4

ICD=2VpπRL

ICD=2(37.56V )π 1kΩ

Simulación

1.-Circuito del rectificador de onda completa

VCD= 23.91V

ICD=.62391A

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2.-Valor del VCD obtenido en la simulación

3.-Valor de la ICD obtenido en la simulación

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4.-Onda completa rectificada

Valores reales obtenidos con un multímetro.

1.-Circuito del rectificador de onda completa

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2.-Valor obtenido mediante el multímetro VCD

3.-Rectificacion de onda completa vista desde un osciloscopio

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Tabla comparativa

Variables Analítico Simulación Practico VCD 23.91V 22.55 V 11.34V ICD .62391 A 22.556 mA mA

Observaciones: En este segundo caso los datos varían un poco más ya que no son muy semejantes creemos que se debe perdidas de voltaje y de corriente aún más grandes ya que en este caso se usaron 4 diodos lo cual creemos que provoca que los valores varíen un poco más.

Conclusiones

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ Sin duda con la ayuda de esta práctica vimos o comprobamos una de las funciones de los diodos.

Podemos observar que la importancia de los diodos rectificadores es muy grande, pues permite tanto transformar una señal de corriente alterna en una de corriente directa, como duplicar, triplicar, cuadriplicar, etc. voltajes y poder sujetar señales a un cierto valor de CD requerido.

También es conveniente resaltar la importancia del conocimiento de la funciones de transferencia para este tipo de dispositivos, pues permite reafirmar el conocimiento del comportamiento del voltaje con respecto del tiempo en éstos componentes.