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PRÁCTICA 18: TIRISTORES Teoría 1: Tiristor Un tiristor es un dispositivo electrónico de tres terminales, que permite el paso de corriente en un único sentido (similar a un diodo) pero que funciona cuando se le aplica una cierta tensión en el tercer terminal, que recibe el nombre de puerta o gate. Por tanto tiene polaridad, y con ello un ánodo y un cátodo. Está formado por cuatro semiconductores: PNPN.
Cuando funciona el tiristor, seguirá haciéndolo mientras que no se corte la alimentación entre ánodo y cátodo. Decimos que el tiristor está cebado. El tiristor tiene tres aplicaciones fundamentales: o Interruptor o Rectificador o Control de potencia Teoría 2: Tiristor como Interruptor Una de las grandes aplicaciones del tiristor es el de conmutador o interruptor. Se utiliza como mando para circuitos de potencia, ya que pequeñas corrientes en la puerta controla grandes en el ánodo. Su mayor problema es el descebado. Hay distintas formas: manual con interruptor, manual por descarga de condensador, con transistores, tiristores… Práctica 1: Tiristor como Interruptor Realiza el siguiente esquema.
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Observa que no se enciende Realiza el siguiente esquema.
Comprueba que al cerrar el interruptor se enciende el led. Además, fíjate que al abrir el interruptor, sigue funcionando el led. Por tanto, el tiristor es un interruptor. Tenemos un circuito de control y otro de potencia. Una vez cebado, el tiristor sigue funcionando. La única manera de no funcionar, es un circuito de descebado. Realiza el siguiente esquema con circuito de descebado.
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El esquema anterior no es aconsejable, pues si la corriente tiene valores altos podríamos tener ciertos riesgos. Se suele utilizar una descarga por condensador. Realiza el siguiente circuito, de descebado mediante condensador, en el que se puentea el tiristor, y no hay riesgos.
Teoría 3: Tiristor como rectificador Un rectificador es un elemento que elimina uno de los semiperiodos de una señal alterna. Generalmente nos quedamos sin la parte negativa de la señal. Puesto que el tiristor es similar a un diodo, no dejará el paso de la señal negativa, así que es un rectificador de media onda. Práctica 2:Tiristor como rectificador. Realiza la siguiente práctica:
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Observa el comportamiento de rectificador de media onda, o como la lámpara se enciende y apaga. Teoría 4: Tiristor como Control de potencia Una de las grandes ventajas del tiristor es que podemos controlar el valor de la tensión para funcione. Podemos conseguirlo a partir de potenciómetros, o generalmente, mediante circuitos RC, que logren un desfase en la señal. La propia tensión de potencia será la que sirva para provocar el cebado.
Mediante circuitos RC sería gracias a la Electrotecnia,pues un condensador produce un desfase en corriente alterna. La tangente de ese ángulo de desfase es: X tgφ= R
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donde
X=
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1 2· π · f · C
Práctica 3: Tiristor como control de potencia con potenciómetro
Realiza el siguiente esquema con un potenciómetro.
Ahora, vamos a usar la misma fuente para alimentar también la puerta.
De esta forma podríamos hacer que funcionase el tiristor para algún valor concreto.
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Para ello, debemos averiguar la intensidad necesaria a conectar en la puerta, y usar la ley de Ohm en el circuito, averiguando los valores de tensión o resistencias necesarios.
Teoría 5: Control de potencia con corriente alterna Si queremos que el circuito de potencia funcione a partir de una cierta tensión, debemos crear un desfase, bien mediante un resistencia y condensador, o con una resistencia y una bobina.
Si se quiere que funcione a partir de 100 V, debemos fijarnos que en nuestra señal hay muchos valores, y que cumple la ecuación de tensión instantánea: U=Umax·sen(360º·f·t)= Umax·sen(α) Ejemplo: Queremos que la lámpara se encienda a 150 V. Tenemos 230 V, 50 Hz. u u 150 sen 0´46 U max 2U ef 2 230 α=arcsen0´46=27´46º. Para lograr ese desfase, hacemos un circuito RC. X tg R
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1 2fC tg 27´46º=0´52 donde X
Y ahora, si fijamos un valor R=1000 Ω, calculamos la capacidad. 0´52
X 1 1 0´52 C 6´1F R 2fRC 2fR·0´52
Así que hacemos el circuito:
Y podríamos ver con un osciloscopio las señales. En extremos de la lámpara tendríamos la señal:
Efectivamente, sólo conduciría a partir de un cierto valor. El tiristor no deja pasar señal, hasta que se alcanza el valor. Por tanto es todo 0 V, y a partir de ahí, tenemos la señal. En extremos del tiristor, tendríamos el resto de la señal.
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Práctica 4: Tiristor con placa Aristone. Con los tiristores que te proporcione el profesor, logra que funcione el mismo. Es muy importante que averigües las características del mismo.
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