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INSTITUTO TECNOLOGICO DE LENINGENIERIA ELECTROMECNICATEMA: USO Y APLICACIONES DE DIODO RECTIFICADORELECTRNICA ANALGICA PROFESOR.

ING. ZAMARRN RAMREZ ANTONIO.

ALUMNOSPALOMARES HORTA RICARDO ANTONIO

ROBLEDO PREZ JORGE ALBERTO

MARTNEZ AGUILAR ALDO

PREZ RODRGUEZ JORGE

27/Agosto/2015 Len Gto. Introduccin

La electrnica es una de las reas de la ciencia que ms evolucionaronen los ltimos tiempos, es el campo de laingenieray de lafsicaaplicada relativo aldiseoy aplicacin de dispositivos, por lo generalcircuitoselectrnicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generacin, transmisin, recepcin,almacenamientodeinformacin, entre otros. Esta informacin puede consistir en voz omsicacomo en un receptor deradio, en unaimagenen una pantalla detelevisin, o en nmeros u otrosdatos en un ordenador ocomputadora.En la presente prctica se trabajar con diodos rectificadores del tipo IN4001 cuya funcin especficamente es permitir el flujo de la corriente en un solo sentido y obstruirla en sentido opuesto a este comportamiento se dice que el diodo esta polarizado en directa cuando el flujo de electrones circula del ctodo al nodo y cuando el flujo de electrones circula del nodo al ctodo esta polarizado en inversa.Con todos los conocimientos adquiridos en el saln de clases se pondr a prueba las bases tericas en el laboratorio; la finalidad de la prctica es convertir Corriente Alterna (AC) de 127 V representada como una onda senoidal con variaciones en el tiempo alternada por semiciclos positivos y negativos a Corriente Directa (DC) sin variaciones en el tiempo y representada con una lnea recta. Este procedimiento se llevar a cabo con tres circuitos diferentes:

El primero se trata de convertir la onda senoidal de Corriente Alterna (AC) en media onda, a travs de un solo diodo y una resistencia en la cual se medir el voltaje promedio adems, se colocaran condensadores de diferentes magnitudes con la finalidad de observar en el osciloscopio el tipo de onda que se genera con cada uno de ellos.

El segundo circuito convierte la onda senoidal de Corriente Alterna (AC) en una onda completa que solo est por encima del cero en forma de arcos, con la resistencia y el capacitor conectados en paralelo la onda se rectificar paulatinamente cuando el condensador sea de mayor magnitud. Para este circuito se utilizaran dos diodos IN4001 .

El tercer circuito convierte la onda senoidal de Corriente Alterna (AC) en una onda completa, utilizando un puente rectificador su funcin ser similar al circuito dos, a diferencia del anterior circuito este podr rectificar la onda senoidal completamente evitando picos.

En el desarrollo de la prctica se expondr el algoritmo utilizado para rectificar media onda y onda completa, adems con la ayuda de los equipos del laboratorio como lo es el multmetro digital y el osciloscopio obtendremos medidas de voltaje promedio en los condensadores, seguido de eso observaremos el comportamiento de la onda a la salida de los diodos IN4001 como tambin al hacer el cambio de los condensadores de menor a mayor magnitud.

Marco Terico

Undiodoes uncomponente electrnicode dos terminales que permite la circulacin de lacorriente elctricaa travs de l en un solo sentido. Este trmino generalmente se usa para referirse aldiodo semiconductor, el ms comn en la actualidad; consta de una pieza de cristalsemiconductorconectada a dos terminales elctricos. El diodo de vaco(que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologas de alta potencia) es untubo de vacocon doselectrodos: una lmina comonodo, y unctodo.

De forma simplificada, la curva caracterstica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con unaresistencia elctricamuy pequea. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier seal, como paso inicial para convertir unacorriente alternaencorriente continua. Su principio de funcionamiento est basado en los experimentos deLee De Forest.

Los primeros diodos eran vlvulas o tubos de vaco, tambin llamadosvlvulas termo inicasconstituidos por dos electrodosrodeados de vaco en un tubo de cristal, con un aspecto similar al de laslmparas incandescentes. El invento fue desarrollado en1904porJohn Ambrose Fleming, empleado de la empresa Marconi, basndose en observaciones realizadas porThomas Alva Edison.

Al igual que las lmparas incandescentes, los tubos de vaco tienen unfilamento(elctodo) a travs del cual circula la corriente, calentndolo porefecto Joule. El filamento est tratado conxido de bario, de modo que al calentarse emiteelectronesal vaco circundante los cuales son conducidoselectrostticamentehacia una placa, curvada por un muelle doble, cargada positivamente (elnodo), producindose as la conduccin. Evidentemente, si el ctodo no se calienta, no podr ceder electrones. Por esa razn, los circuitos que utilizaban vlvulas de vaco requeran un tiempo para que las vlvulas se calentaran antes de poder funcionar y las vlvulas se quemaban con mucha facilidad.

Elrectificador de media ondaes un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una seal decorriente alternade lleno conducen cuando se polarizan inversamente. Adems su voltaje es positivo.

Polarizacin directa (Vi> 0)

En este caso, el diodo permite el paso de la corriente sin restriccin. Los voltajes de salida y de entrada son iguales, la intensidad de la corriente puede calcularse mediante la ley de ohm.

Polarizacin inversa (Vi< 0)

En este caso,el diodo no conduce, quedando el circuito abierto. No existe corriente por el circuito, y en la resistencia de carga RLno hay cada de tensin, esto supone que toda la tensin de entrada estar en los extremos del diodo:1Vo= 0

Vdiodo= Vi

I = 0

Tensin rectificada

Unrectificador de onda completaes un circuito empleado para convertir una seal decorriente alternade entrada (Vi) encorriente continuade salida (Vo) pulsante. A diferencia delrectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la seal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la seal se convertir en negativa, segn se necesite una seal positiva o negativa de corriente continua.Existen dos alternativas, bien empleando dosdiodoso empleando cuatro (puente de Graetz).Rectificador con dos diodos

En el circuito de la figura, ambos diodos no pueden encontrarse simultneamente en directa o en inversa, ya que las diferencias de potencial a las que estn sometidos son de signo contrario; por tanto uno se encontrar polarizado inversamente y el otro directamente. La tensin de entrada (Vi) es, en este caso, la media de la tensin del secundario deltransformador.

Tensin de entrada positiva

El diodo 1 se encuentra en polarizacin directa (conduce), mientras que el 2 se encuentra en inversa (no conduce). La tensin de salida es igual a la de entrada.Nota: Los diodos en posicin directa conducen altas corrientes, en posicin inversa alta tensiones.

Tensin de entrada negativa

El diodo 2 se encuentra en polarizacin directa (conduce), mientras que el diodo 1 se encuentra en polarizacin inversa (no conduce). La tensin de salida es igual a la de entrada pero de signo contrario. El diodo 1 ha de soportar en inversa la tensin mxima del secundario.

Puente de Graetz o Puente Rectificador de doble onda

En este caso se emplean cuatro diodos con la disposicin de la figura. Al igual que antes, slo son posibles dos estados de conduccin, o bien los diodos 1 y 3 estn en directa y conducen (tensin positiva) o por el contrario son los diodos 2 y 4 los que se encuentran en directa y conducen (tensin negativa).A diferencia del caso anterior, ahora la tensin mxima de salida es la del secundario del transformador (el doble de la del caso anterior), la misma que han de soportar los diodos en inversa, al igual que en el rectificador con dos diodos. Esta es la configuracin usualmente empleada para la obtencin de onda continua.

Tensin rectificada

Vo (corriente continua de salida) = Vi (corriente alterna de entrada) = Vs/2 en el rectificador con diodos.

Vo = Vi = Vs en el rectificador con puente de Graetz.

Si consideramos la cada de tensin tpica en los diodos en conduccin, aproximadamente 0,6V; tendremos que para el caso del rectificador de doble onda la Vo = Vi - 1,2V.

INSTITUTO TECNOLGICO DE LEN INGENIERIA ELECTROMECNICA

ELECTRNICA ANALGICA

TALLER DE ELECTROMECNICA

Docente:

Ing. Zamarrn Ramrez Antonio

Realiz:

Equipo 3

DESARROLLO DE LA PRCTICA

A B Paso 1

Se clasifica ordenadamente la herramienta y el material que servir de apoyo en el desarrollo de la prctica. (Fig. A).

Paso 2Realizar la construccin del circuito electico que se muestra en la figura, verificando la correcta conexin del transformador. (Fig. B)

C DPaso 3

Una vez conectado el transformador al circuito, se toma lectura del voltaje en el devanado secundario (Fig. C).

Paso 4

Tomar las lecturas del voltaje promedio y el voltaje RMS suministrado en la salida del diodo rectificador. (Fig. D).

EPaso 5

Una vez realizada la lectura en los voltajes promedio y

Voltaje RMS se procede a conectar el osciloscopio en paralelo con la resistencia elctrica para observar la forma de onda. (Fig. E)


ELECTRNICA ANALGICA


Docente:


Realiz:

Equipo 3


F GPaso 6

Conectar un condensador de 10 microfaradios en paralelo con la resistencia, cerciorndose de que los polos del elemento estn conectados correctamente. (Fig. F)

Paso 7

Conectar el osciloscopio en paralelo con el condensador y la resistencia elctrica, observando el tipo de onda emitida. (Fig. G).

H I Paso 8

Conectar un condensador de 100 microfaradios en paralelo con la resistencia, cerciorndose de que los polos del elemento estn conectados correctamente. (Fig. H).

Paso 9

Conectar el osciloscopio en paralelo con el condensador y la resistencia elctrica, observando el tipo de onda emitida. (Fig. I).

J KPaso 10

Conectar un condensador de 1000 microfaradios en paralelo con la resistencia, cerciorndose de que los polos del elemento estn conectados correctamente. (Fig. J).

Paso 11

Conectar el osciloscopio en paralelo con el condensador y la resistencia elctrica, observando el tipo de onda emitida. (Fig.


ELECTRNICA ANALGICA


Docente:


Realiz:

Equipo 3


L M Paso 12Construir el circuito que se muestra en la figura, tomando en cuenta que la derivacin central del transformador como la salida del resistor se conecta a tierra. (Fig. L)Paso 13

Tomar las lecturas del voltaje promedio y el voltaje RMS suministrado en la salida de los diodos rectificadores. (Fig. M).

N Paso 14

Conectar el osciloscopio en el nodo donde se encuentra la salida de los diodos rectificadores y la entrada de la resistencia. (Fig. N)

OPaso 15

Conectar un condensador de 10 microfaradios en paralelo con la resistencia, cerciorndose de que los polos del elemento estn conectados correctamente. (Fig. ).

Paso 16

Conectar el osciloscopio en paralelo con el condensador y la resistencia elctrica, observando el tipo de onda emitida. (Fig. O).


ELECTRNICA ANALGICA


Docente:


Realiz:

Equipo 3


P QPaso 17

Conectar un condensador de 100 microfaradios en paralelo con la resistencia, cerciorndose de que los polos del elemento estn conectados correctamente. (Fig. P).

Paso 18

Conectar el osciloscopio en paralelo con el condensador y la resistencia elctrica, observando el tipo de onda emitida. (Fig. Q).

R SPaso 19

Conectar un condensador de 1000 microfaradios en paralelo con la resistencia, cerciorndose de que los polos del elemento estn conectados correctamente. (Fig. R).Paso 20

Conectar el osciloscopio en paralelo con el condensador y la resistencia elctrica, observando el tipo de onda emitida. (Fig. S)

T UPaso 21

Elaborar el circuito elctrico que se muestra en la figura, observando correctamente el sentido de los diodos rectificadores con respecto al diagrama (Fig. T).

Paso 22

Tomar las lecturas del voltaje promedio y el voltaje RMS suministrado en la salida del diodo rectificador. (Fig. U).

. INSTITUTO TECNOLGICO DE LEN INGENIERIA ELECTROMECNICA

ELECTRNICA ANALGICA


Docente:


Realiz:

Equipo 3


V WPaso 23

Conectar un condensador de 10 microfaradios en paralelo con la resistencia, cerciorndose de que los polos del elemento estn conectados correctamente. (Fig. V).

Paso 24

Conectar el osciloscopio en paralelo con el condensador y la resistencia elctrica, observando el tipo de onda emitida. (Fig. W).

XYPaso 25

Conectar un condensador de 100 microfaradios en paralelo con la resistencia, cerciorndose de que los polos del elemento estn conectados correctamente. (Fig. X).

Paso 26

Conectar el osciloscopio en paralelo con el condensador y la resistencia elctrica, observando el tipo de onda emitida. (Fig. Y).

Z A1Paso 27

Conectar un condensador de 1000 microfaradios en paralelo con la resistencia, cerciorndose de que los polos del elemento estn conectados correctamente. (Fig. Z).Paso 28

Conectar el osciloscopio en paralelo con el condensador y la resistencia elctrica, observando el tipo de onda emitida. (Fig. A1).

ResultadosLos valores fueron obtenidos con la ayuda del multmetro digital, el cual se nos proporcion en la institucin.

CircuitoRectificador de media ondaRectificador de onda completaPuente Rectificador

Cap. f010100100001010010000101001000

Vac.26.4426.4426.4426.4413.11 13.1113.1113.1113.113.1113.1113.11

Vprom11.5223.1033.5634.4011.16 14.7617.3917.5111.2214.7617.4117.67

Donde:

Cap. f: Capacitores electrolticos en sus diferentes valores (micro Faradios).

Vac: Voltaje de Corriente Alterna (Volts).

Vprom: Voltaje promedio (Volts).

Uso del osciloscopio

Conclusiones

En la presente prctica se desarrollaron las diferentes mediciones de voltaje promedio y voltaje de corriente alterna (RMS) con el fin de comprender en que consiste el funcionamiento del diodo 1N4001 al aplicar tensin de corriente alterna, en los circuitos elaborados se cumplieron los objetivos principales ; que era rectificar la onda de corriente alterna, el problema que al inicio se present fue la escala del voltaje en el osciloscopio ya que no se apreciaban muy bien las grficas pero con ayuda del profesor encontramos que ha 10 volts se apreciaba perfectamente.

De acuerdo al trabajo realizado se obtuvieron datos congruentes. De la misma manera han sido ejemplificadas con algunas imgenes los diferentes circuitos que se armaron, estas varan de acuerdo a la medida del condensador utilizado: 0, 10, 100, 1000 f.

Asimismo el mejor resultado obtenido fue al conectar el condensador de 1000 f en el circuito con los cuatro diodos en forma de puente rectificador, ya que la corriente se presentaba en forma de lnea recta.

Ante esta prctica, los estudiantes de Ingeniera podemos relacionarnos; ya que a partir de estos conocimientos obtenidos comienza nuestra curiosidad e inters por la electrnica y la cantidad de proyectos donde se pueden aplicar dichos conocimientos.

Finalmente, el desarrollo tecnolgico de artefactos y dispositivos ha aumentado demasiado en los ltimos aos. Es por ello que sugerimos y postramos demasiado inters en decir que la parte electrnica es muy importante; ya que deben ser implementadas nuevas aportaciones a la ciencia.

EMBED PBrush

EMBED PBrush

EMBED PBrush

Seal de media onda

Voltaje pico aproximado de 33.5 Volts.

En este tipo de circuito los semiciclos negativos del periodo se eliminan.

Escala 10x

Voltaje pico aproximado de 23.5 Volts.

Cuando se tiene el condensador de 10 Mf este se va descargando lentamente sin llegar a cero

Escala 10x

Voltaje pico aproximado de 34 Volts.

Escala 10x

Con el condensador de 100 Mf los periodos de descarga del condensador y sus mximos son ms pequeos.

Voltaje constante sin variaciones.

Entre mayor sea el condensador ms corto es el periodo de descarga entre la los mximos y los mnimos

Voltaje promedio de 34 Volts.

Escala 15x

Voltaje pico aproximado de 14 volts.

Seal de onda completa.

Escala 10x

En este tipo de circuito tenemos la presencia de dos diodos, el cual rectifica el semiciclo positivo y negativo de la corriente.


Con el condensador de 10 Mf la descarga del mismo cuando se encuentra en el pico mximo es prolongada.

Escala 10x


Escala 10x

Con el condensador de 100 Mf la descarga del mismo cuando se encuentra en el pico mximo es instantnea

Voltaje promedio de 14 volts (DC)

Con el condensador de 1000 Mf las descargas tan rpidas que no se alcanzan apreciar en el osciloscopio.

Escala 10x

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