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Medición e Instrumentación

Rectificador de Onda Completa

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA

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PRACTICA 2


Medición e Instrumentación

INTRODUCCIÓN La función básica del circuito rectificador en una fuente alimentación es convertir el voltaje de CA obtenido a la salida del transformador en un voltaje de CD, el cual tiene una polaridad única. Este proceso, denominado rectificación, es posible gracias a la utilización de unos componentes electrónicos llamados diodos.

Figura 1. Aspecto físico y simbología de un diodo rectificador

Diseñados específicamente para permitir la circulación de la corriente en un solo sentido y bloquearla en el sentido opuesto. Esta característica los hace adecuados para convertir corriente alterna bidireccional en corriente directa o continua unidireccional.

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Figura 2. Comportamiento de la polarización de un diodo de manera física y eléctrica. Un diodo permite el paso de corriente cuando el ánodo (A) es positivo con respecto al cátodo (K), y lo bloquea en el caso contrario. En la figura 2 En el primer caso se dice que esta polarizado directamente y en el segundo que lo esta inversamente. Un diodo polarizado directamente se comporta como un interruptor cerrado y no polarizado inversamente como un interruptor abierto. Los diodos rectificadores se especifican por su máxima capacidad de corriente en condiciones de polarización directa y de voltaje en condiciones de polarización inversa. El diodo 1N4001, por ejemplo, es de 50V/1A. Esto significa que puede soportar hasta 50V con polarización inversa o hasta 1 A con polarización directa. Cuando el voltaje o la corriente, bajo estas condiciones, exceden los valores especificados, el diodo se destruye. Como regla, practica, estos valores pueden escogerse de modo que sean, por lo menos, el doble de los valores máximos utilizados en el circuito. En este tipo de rectificador necesita un transformador con derivación central. La derivación central es una conexión adicional en el la bobina del secundario del transformador, que divide la tensión (voltaje) en este bobinado de dos voltaje iguales. Esta conexión adicional se pone a tierra. Durante el semiciclo positivo de la tensión en corriente alterna, el diodo D1 conduce.

La corriente pasa por la parte superior del secundario del transformador, por el diodo D1 por RL y termina en tierra. El diodo D2 no conduce puesta esta polarizado en inversa.

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Medición e Instrumentación Durante el semiciclo negativo el diodo D2 conduce. La corriente pasa por la parte inferior del secundario del transformador, por el diodo D2 por RL y termina en tierra. El diodo D1 no conduce pues esta polarizado en inversa. Ambos ciclos de voltaje de entrada son aprovechados ye l voltaje de salida se verá como en el siguiente gráfico:

Objetivos de aprendizaje.  Medir el voltaje y corriente de un rectificador de onda completa  Observar en un osciloscopio las formas de onda de un rectificador de onda completa. Materiales provistos por el laboratorio

INVESTIGACIÓN PREVIA 

Que es un transformador y como funciona

Que es un diodo, tipos de diodo y como funcionan

La función básica de un circuito rectificador

Que es un rectificador onda completa

Como funciona un rectificador onda completa

EQUIPO: UNIVERSIDAD: 1 Multímetro 1 Osciloscopio de dos canales Juego de Puntas Necesarias a criterio del alumno (Caimán - Caimán, BNC-BNC,BNC –Caimán, Caimán – Banana, Banana - Banana) 1 Computadora con Multisim

MATERIALES:

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ALU MNO :


Medición e Instrumentación UNIVERSIDAD:

ALUMNO: 1 Cable de potencia trifásico o monofásico 1 Transformador de Potencia (M501 o similar) Primario: 115V ó 220V Secundario: 9V -0V -9V Corriente: 200mA 2 Diodos rectificador 1N4004 1 Protoboard

PROCEDIMIENTO 1. Identifique las terminales de los devanados primario y secundario. En nuestro caso, el primario tiene dos terminales, identificados con los rótulos 0V y 115V (ó 0V y 220V). El secundario, por su parte, tiene tres terminales, identificados con los rótulos 9V, 0V y 9V. Se trata, por tanto, de un transformador, reductor. En este experimento no utilizaremos la derivación central (0V). 2. Los devanados del transformador pueden ser también probados e identificados midiendo su resistencia interna. Para ello, configure su multímetro como óhmetro y mida, en su orden, las resistencias del primario (RI) y dl secundario (R2), como se indica en la siguiente figura 5. Notará que la resistencia del primario es mayor que la del secundario, ¿por qué?

1. Midiendo la resistencia de los devanados

3. Una vez identificado el primario, soldé entre sus terminales los extremos del cable de potencia, Figura 6. Soldé también tres alambres telefónicos de 15cm, u otra longitud adecuada, a las terminales del secundario. Estos últimos permitirán conectar el transformador al Protoboard.

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2. Conectando el cable de potencia 4. Conecte el cable de potencia a un tomacorriente monofásico o trifásico según sea el caso de 120V/60Hz ó 220V/50Hz. Con su multímetro configurando como voltímetro de CA mida, en su orden, el valor real de los voltajes del primario (VI) y del secundario (V2) en circuito abierto, figura 7.

3. Midiendo voltajes primario y secundario en circuito abierto 5. Tome ahora el diodo rectificador e identifique sus terminales, figura 8. En nuestro caso, el cátodo (K) o negativo es la terminal marcado con la banda. Por tanto la terminal no marcada corresponde al ánodo o positivo.

4. Identificando las terminales 6. Las terminales de un diodo pueden ser también identificados mediante pruebas de resistencia. Para ello, configure su multímetro como óhmetro y mida, en su orden, a la resistencia entre ánodo y cátodo en polarización directa (RF) e inversa (RR), figura 9. Esta última debe ser prácticamente infinita. En general, la resistencia de un diodo en polarización directa es siempre inferior a su resistencia en polarización inversa, ¿por qué?

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5. Probando el diodo rectificador 7. Arme sobre el Protoboard el rectificador de media onda mostrado en la figura 10. Antes de instalar la resistencia de carga, mida su valor real (RL) con el multímetro configurado como óhmetro.

6. Diagrama esquemático de la Práctica 4 8. Mida el valor rms del voltaje de CA de salida de cada secundario (V2a y V2b). ¿Por tanto el valor pico de este voltaje (V2p) es?

7. Medición del voltaje de CA del secundario con carga

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Medición e Instrumentación 9. Mida el valor medio del voltaje de CD sobre la resistencia de carga (VL), figura 10. Este valor concuerda razonablemente con el esperado teóricamente. ¿Por qué?

8. Midiendo el voltaje de salida 10. Las formas de onda reales del voltaje de salida del secundario (V2a y V2b), así como del voltaje sobre la carga (VL) pueden ser también observadas y comparadas en el osciloscopio, hágalo. Indique los principales valores de voltaje y tiempo de las mismas. 11. Arme el circuito en multisim y compruebe los resultados anteriormente mediante esta herramienta. NOTAS PARA LOS ALUMNOS: (OPTATIVO)  El reporte final de la práctica deberá ser entregado a máquina o en procesador de textos (PC) sin excepción.  Las prácticas impresas solo sirven de guía y referencia.  No se aceptan copias fotostáticas del reporte final.  La entrega del reporte final de la práctica es por alumno.

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Medición e Instrumentación CONCLUSIONES DE APRENDIZAJE:

RECURSOS BIBLIOGRAFICOS:     

Fascinating I.C Projects, P.K. Aggarwal,Editorial BPB, 1990. Power Supplies for All Occasions, M.C. Sharma, Editorial BPB, 1990. Fundamentos de microelectrónica, nanoelectrónica y fotónica Albella Martín, José María Pearson 2005 Electrónica: teoría de circuitos Boylestad, Robert L. Pearson 1997 Fundamentals of semiconductor devices Anderson, Betty Lise McGraw Hill 2005

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