Circuitos rectificadores PDF

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Preparatorio de laboratorio...

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DEPARTAMENTO DE ELECTRICA Y ELECTRONICA UNIDAD N° 1 TRABAJO PREPARATORIO 1.3 Tema: Circuitos Rectificadores con carga resistiva. Realizado por:……………………… 1.

Consultar sobre: 1.1 1.2 1.3 1.4

2.

Aplicaciones de los circuitos rectificadores. Factor de rizado. Eficiencia de la rectificación. Factor de utilización del transformador.

Diseñe un Circuito Rectificador de Media Onda utilizando como entrada la señal proporcionada por la Empresa Eléctrica y que cumpla con las siguientes especificaciones: VDC, IDC. Cada grupo se impone los valores. 2.1

En el circuito diseñado. 2.1.1 Verifique VDC e IDC. 2.1.2 Utilizando el simulador, grafique la forma de onda del Vo(t) y Vo(Vin) 2.1.3 Con ayuda del osciloscopio mida el período de la señal de entrada y el período de la señal de salida. 2.1.4 Calcule el voltaje Pico Inverso del diodo y compruébelo con ayuda del osciloscopio. 2.1.5 Calcule el VoRMS. 2.1.6 Calcule el Vorms y compruébelo con el uso de un multímetro. 2.1.7 Calcule el Iorms y compruébelo con el uso de un multímetro. 2.1.8 Calcule el factor de rizado. 2.1.9 Realice un cuadro con los valores obtenidos.

3.

Diseñe un Circuito Rectificador de Onda Completa Tipo Puente, utilizando como entrada la señal proporcionada por la Empresa Eléctrica y que cumpla con las siguientes especificaciones: VDC, IDC. Cada grupo se impone los valores.

Implemente con un puente de diodos integrado. 3.1

En el circuito diseñado 3.1.1 Verifique VDC e IDC. 3.1.2 Utilizando el simulador, grafique la forma de onda del Vo(t) y Vo(Vin) 3.1.3 Con ayuda del osciloscopio mida el período de la señal de entrada y el período de la señal de salida. 3.1.4 Calcule el voltaje Pico Inverso del diodo. 3.1.5 Calcule el VoRMS. 3.1.6 Calcule el Vorms y compruébelo con el uso de un multímetro. 3.1.7 Calcule el Iorms y compruébelo con el uso de un multímetro. 3.1.8 Calcule el factor de rizado. 3.1.9 Realice un cuadro con los valores obtenidos

4.

Diseñe un Circuito Rectificador de Onda Completa con toma Central, utilizando como entrada la señal proporcionada por la Empresa Eléctrica y que cumpla con las siguientes especificaciones: VDC, IDC. Cada grupo se impone los valores En el circuito diseñado: Datos: V ¿ =121 √ 2 sin (ωt ) V DC =12. 4 [V ] I DC=5. 6[ mA ] 12. 4 [V ] =2.2[ k Ω] 5. 6[ mA ] Datos de trabajo V 2∗( ¿ ¿ sp−V γ ) π V o DC =¿ V ∗π +2V γ V sp = DC 2 12. 4∗π +0.7∗2 V sp = 2 V sp =20. 18[ V ] R=

2

Pdisipación=I ∗R 2 P=(5.6 [mA ]) ∗2.2[ k Ω ] P=69 [mW ] Especificaciones del diodo 1N4007

Tabla 1 clasificaciones máximas y características eléctricas

Figura 1 Curvas características del diodo

Datos de especificaciones según el datasheet son: I MAX DC=1 A I REP=30 A V PI =1000V Datos del transformador N 1 V 1 1 72.53 =8.55 = = N 2 V 2 20. 18 V SP−V γ 20. 18 −0.7 = √2 √2 V RMS =13.77 V V RMS =

20.18−0.7 2200 I REP=8.85 [mA ] I REP=

Peficaz =V ef ∗I ef Pef =V RMS∗I RMS 77∗8.85 mA Pef =13. 2 Pef =60.96[ mW ]

Figura 2 Circuito rectificador de onda completa con toma central

I S=I AKD1 → D1 → P . Directa I S ≠ I AKD2 → D 2 → P . Inversa

4.1

En el circuito diseñado 4.1.1 Verifique VDC e IDC.

4.1.2 Utilizando el simulador, grafique la forma de onda del Vo(t) y Vo(Vin)

4.1.3 Con ayuda del osciloscopio mida el período de la señal de entrada y el período de la señal de salida.

4.1.4 Calcule el voltaje Pico Inverso del compruébelo con ayuda del osciloscopio.

diodo

y

4.1.5 Calcule el VoRMS. V SP−V γ 20.18 −0.7 = √2 √2 V RMS =13.77 V V RMS =

4.1.6 Calcule el Vorms multímetro.

y compruébelo con el uso de un

2 V orms = √ V RMS −V 2DC= √ 13.772 −12.432=5.93 V

4.1.7 Calcule el Iorms multímetro. V RMS 13.77 = I RMS= =6.26 [ mA ] R 2.2 K

y compruébelo con el uso de un

2 2 I orms= √ I RMS−I DC =√ 6.26 −5.68 =2.63 [ mA ] 4.1.8 Calcule el factor de rizado. 4.1.9 Realice un cuadro con los valores obtenidos 2

5.

2

Preguntas: 5.1 En base al cálculo del factor de rizado, ¿cuál circuito rectificador proporciona mayor nivel de corriente continua? 5.2 ¿Cuál circuito genera un mayor rendimiento?. 5.3 ¿En cuál circuito rectificador el Diodo soportar un mayor voltaje cuando no está en funcionamiento? 5.4 A su criterio, ¿cuál es el mejor circuito rectificador?

Fecha: ………………………..

DEPARTAMENTO DE ELECTRICA Y ELECTRONICA UNIDAD N° 1

GUIA DE PRACTICA N°1.3 1.

Tema: CIRCUITOS RECTIFICADORES CON CARGA RESISTIVA.

2.

Fecha límite de entrega Viernes 11 de mayo 2018 Martes 15 de mayo 2018

3.

Documentación a entregar Trabajo Preparatorio solicitado.

4.

Objetivos  Verificar las características de funcionamiento de lo un circuito Rectificador de Media Onda (RMO) y un circuito Rectificador de Onda Completa (ROC) diseñados por el estudiante.  Analizar los resultados, comparando los datos calculados, simulados y medidos.

5.

Materiales  Resistencias  Diodos  Cables  Protoboard  Transformador  Osciloscopio  Multímetro

6.

Procedimiento 6.1 Armar el Circuito Rectificador de media Onda. 6.1.1 Verifique el voltaje y la corriente de salida. 6.1.2 Obtenga la forma de onda del voltaje de salida Vo(t) 6.1.3 Obtenga la forma de onda del voltaje de salida Vo(Vin). 6.1.4 Mida el período de la señal de entrada y el período de la señal de salida. 6.1.5 Mida el voltaje Pico Inverso del Diodo Rectificador. 6.1.6 Mida el voltaje eficaz de las componentes alternas de la señal de salida.

6.1.7

Mida la corriente eficaz de las componentes alternas de la señal de salida 6.1.8 Realice un cuadro con los resultados obtenidos 6.2 Armar el Circuito Rectificador de Onda Completa Tipo Puente. (Utilice un circuito Integrado) 6.2.1 Verifique el voltaje y la corriente de salida. 6.2.2 Obtenga la forma de onda del voltaje de salida Vo(t) 6.2.3 Obtenga la forma de onda del voltaje de salida Vo(Vin). 6.2.4 Mida el período de la señal de entrada y el período de la señal de salida. 6.2.5 Mida el voltaje eficaz de las componentes alternas de la señal de salida. 6.2.6 Mida la corriente eficaz de las componentes alternas de la señal de salida 6.2.7 Realice un cuadro con los resultados obtenidos. 6.3 Armar el Circuito Rectificador de Onda Completa con toma Central.

6.3.1

Verifique el voltaje y la corriente de salida

Figura 3 Voltaje VDC

Figura 4 Corriente IDC

6.3.2 Vo(t)

Obtenga la forma de onda del voltaje de salida

Figura 5 Forma de onda del Vo(t)

6.3.3 Obtenga la forma de onda del voltaje de salida Vo(Vin).

Figura 6 Forma de onda del Vo(Vin)

6.3.4

Mida el período de la señal de entrada y el período de la señal de salida.

Figura 7Periodo de la señal de entrada

T (Vin)=16.667[ ms ]

Figura 8 Periodo de la señal de salida del semiciclo positivo

Figura 9Periodo de la señal de entrada semiciclo positivo y negativo

T (Vot )=16.848[ ms ] 6.3.5 Mida el voltaje Pico Inverso de uno de los Diodos Rectificadores. V pid =−2∗V sp=− 45.38[ V ]

Figura 10 valor pico inverso del diodo

6.3.6

Mida el voltaje eficaz de las componentes alternas de la señal de salida.

Figura 11 voltaje eficaz de las componentes alternas de la señal de salida.

6.3.7

Mida la corriente eficaz de las componentes alternas de la señal de salida

Figura 12 corriente eficaz de las componentes alternas de la señal de salida

6.3.8

Realice un cuadro con los resultados obtenidos

VALOR CALCULADO entrada 14[V]

Voltaje de VDC Corriente IDC Periodo Vo(Vin) Periodo Vo(t) Voltaje pico inverso Vpid Voltaje VRMS Voltaje Vrms Corriente Irms

VALOR SIMULADO 13.73[V]

11.7[mA] ---------45.38[V]

11.45[mA] 16.667[ms] 16.848[ms] -44.418[V]

15.55[V] 6.77[V] 5.64[mA]

------6.958[V] 5.798[mA]

7.

Preguntas 7.1 ¿Qué tipo de señal se obtiene a la salida de un Circuito Rectificador? 7.2 ¿Con cuál Circuito Rectificador se obtiene mayor nivel de tensión Continua? 7.3 ¿Cuál circuito Rectificador presenta un mayor valor de componentes alternas? 7.4 ¿Qué relación existe entre la frecuencia de la señal de entrada y la frecuencia de la señal de salida en los Diferentes rectificadores?

8.

Bibliografía Boylestad, R., & Nashelsky, L. (2007). Electrónica, Teoría de Circuitos. Mc. Graw Hill.

Malvino, P. (2007). Principios de Electrónica. Mc. Graw Hill. Ruiz, T., & Arbelatz, O. (2004). Análisis Básico de Circuitos Eléctricos y Electrónicos. Prentice Hall. Sedra, A., & Smith, K. (2006). Circuitos Microelectrónicos. Análisis y Diseño. Mc. Graw Hill....