Experiencia N 1 RECTIFICADORES MONOFSICOSY TRIFSICOS CON DIFERENTES TIPOS DE CARGAS I.OBJETIVOS -Familiarizarse con los rectificadores monofsicos y trifsicos. II.MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO -(06) Diodos: 6A10 -(01) Resistencia: 47 / 20 W. -(01) Bobina: 76 mH -(01) Condensador: 2200 F / 50 V. -(01) Transformador reductor monofsico de 220V/12. -(01) Transformador trifsico 220V/48V. -(02) Pilas de 3V. -Equipos de laboratorio (Osciloscopio digital, multmetro digital, switch trifsico, sonda, puente de impedancias, etc.). III.PARTE EXPERIMENTAL 1.-En el rectificador monofsico de media onda con carga R, circuito 1, medir en el osciloscopio Vs, Vd, VR. Llenar la tabla 1. Vs = salida transformador, Vd =voltaje en el diodo, VR = voltaje. en la carga R. 2.- Circuito 1 Vs:34.4 V D:6A10 R:47 / 20 W 1 Tabla 1 CalculadosSimulados - SimPowerSystemExperimentales Transformador Vmed----0.006 V0 V Vrms---12.16 V12.3 V Vpp---34.4 V34.4 V f---60 Hz59.81 Hz Diodo Vmed----5.086 V-5.14 V Vrms---8.617 V8.2 V Vpp---18 V18.4 V f---60 Hz59.88 Hz Carga Vmed5.469 V5.08 V5.06 V Vrms8.6 V8.094 V8.07 V Vpp16.5 V16.5 V16.2 V Vac6.2 V6.301 V6.287 V f60 Hz60 Hz59.88 Hz Iac(rms)0.183 A0.1722 A0.14 A Idc0.116 A0.1081 A0.11 A Pactiva1.25 W1.484 W1.13 W Preactiva0 VAR-0.008 VAR0 VAR PF111 q40.5%39.39%49.27% FF1.571.5931.595 RF1.211.241.242 Circuito 1 Salida carga R Estetipoderectificadoreselmssencillo.Seobservadelresultadoexperimental queeldiodoconducesloenlossemiciclospositivos;mientrasquelosnegativos permaneceenestadodenoconduccin,porelloelresultadoqueseobservaenla salida. Adems se observa que se tiene potencia activa, mas no reactiva, debido a la cargapuramenteresistiva,locualeslaraznporlacualseobtieneunfactorde potencia igual a 1 (tanto terico como prctico.) 2 3.-EnelrectificadormonofsicodemediaondaconcargaRL,medirenel osciloscopiolassealesVs,Vd ,VL,VRyVLR,circuito2.Indicarlasgraficasobtenidasexperimentalmente,explicarlas.Llenarlatabla2.Vs=salida transformador,Vd=voltajeeneldiodo,VR=voltaje.enlacargaR,VLR= voltaje en laresistencia y bobina. Circuito 2 Vs:34.4 V D:6A10 R:47 / 20 W L:75.8 mH Tabla 2 CalculadosSimulados en SimPower systemExperimentales Transformador Vmed----0.007 V0 V Vrms---12.16 V12.3 V Vpp---34.4 V34.4 V f---60 Hz59.81 Hz Diodo Vmed----4.701 V-58.7 mV Vrms---8.553 V7.18 V Vpp----20 V19.4 V f---60 Hz60 Hz Resistencia Vmed4.8 V4.694 V-78.8 mV Vrms6.627 V7.168 V4.57 V Vpp13.6 V13 V13.4 V f60 Hz60 Hz60.10 Hz Carga Vmed4.81 V4.694 V773 mV Vrms8.01 V8.26 V8.24 V Vpp16.5 V16.4 V22.8 V Vac6.66 V6.797 V8.2 V f120 Hz120 Hz124 Hz Iac(rms)0.141 A0.1525 A0.162 A Idc0.102 A0.0999 A0.097 A Pactiva1.21 W1.175 W1.153 W Preactiva0.501 VAR0.5686 VAR0.673 VAR PF0.7110.90010.864 3 q0.410.37210.342 FF1.81.761.7 RF1.51.4481.68 0.564 rad0.4508 rad0.528 rad t1.496 ms1.196 ms1.4 ms Observacin: |.|

\|=RwLTg1| rad 564 . 04710 8 . 75 60 2tg RwLtg 311=||.|

\| =|.|

\|= ms 496 . 1t ~ = Circuito 2 Entrada y salida (carga RL) 4 Circuito 2 Salida (carga RL) Circuito 2 Salida (acercamiento) Circuito 2 Salida (acercamiento) Circuito 2 Vdiodo 5 En este caso se observa una carga inductiva en serie con la resistencia, el resultado esqueeltiempodeconduccindeldiodoseextendermsalldelos180hasta que la corriente se haga cero; es decir, en la carga se observar el semiciclo positivo ypartedelsemiciclonegativo.Adiferenciadelcircuito1,enesteseobtendr potencia reactiva, y por ello tambin su factor de potencia ser menor a 1. 4.-Enelrectificadormonofsicodemediaondacondiodovolante,circuito3, medirenelosciloscopiolassealesVs,Vd,VL,VLRyVdV.Explicarlas graficasobtenidas. Llenar la tabla 3. Circuito 3 Vs:34.4 V D:6A10 Dv:6A10 R:47 / 20 W L:75.8 mH 6 Tabla 3 CalculadosSimulados en SimPower systemExperimentales Transformador Vmed----0.007 V0 V Vrms---12.16 V12.3 V Vpp---34.4 V34.4 V f---60 Hz59.81 Hz Diodo 1 Vmed-4.923 V-62.9 mV Vrms8.439 V6.98 V Vpp16.4 V19.2 V f60 Hz60 Hz Carga Vmed4.8 V4.92 V-60 mV Vrms8.01 V8.103 V6.28 V Vpp16.41 V16.5 V17.8 V f60 Hz60 Hz60 Hz Circuito 3 Salida carga RL Circuito 3 Salida carga RL 7 Circuito 3 Diodo D Enestecircuitoadiferenciadelcircuito2tieneundiodoDm(diododemarcha libre) en paralelo con la carga, el efecto que este tendr es evitar un voltaje negativo a travs de la carga. En la siguiente tabla se observa en forma comparativa el efecto sinyconeldiodoDm.Tantoenlosgrficostericoscomoenlosobtenidos experimentalmente,seconfirmalosdichoanteriormente:eldiodoDmevitael voltaje negativo. Sin DmCon Dm 8 5.-En el rectificador monofsico de onda completa puente con carga R, circuito 4, medir en el osciloscopio las seales VS, Vd y VR. Indicar las graficas obtenidas experimentalmente. Llenar tabla 4. Circuito 4 Vs:34.4 V D1, D2, D3, D4:6A10 R:47 / 20 W 9 Tabla 4 CalculadosSimulados en SimPower systemExperimentales Transformador Vrms---12.16 V12.5 V Vpp---34.4 V34.4 V f---60 Hz59.81 Hz Carga Vmed9.1 V9.398 V9.43 V Vrms10.5 V10.74 V10.8 V Vpp15.21 V15.6 V15.8 V f120 Hz120 Hz120.247 Hz q0.7610.76550.7624 FF1.111.1431.145 RF0.480.55350.558 Circuito 4 Salida con carga R En el rectificador tipo puente con carga RL se obtiene la salida de la figura anterior. Ademscomoporelpuenteconduceduranteelsemiciclopositivoynegativo(2 diodosporsemiciclo),lafrecuenciaresultantealasalidasereldoblequeenla entrada, en este caso 120 Hz. 6.-Conectar un condensador en paralelo a la carga del circuito 4, talque el rizado depicoapicoseaaproximadamente1%deVm.Tomarlosdatosdela pregunta anterior y compararlos con los obtenido en la pregunta 2. Vs:34.4 V D1, D2, D3, D4:6A10 C:2200 F / 50 V R:47 / 20 W 10 Tabla 5 Experimentales Transformador Vrms12.5 V Vpp34.4 V f59.81 Hz Carga Vmed13.62 V Vrms294 m V Vpp1.01 V f118.2 Hz Vrizo1.01 V V 02 . 1 022 . 110 2200 2 . 118475 . 12fCRVfCIV6dca arg cdca arg cr~ = |.|

\|= = = Circuito 4 Condensador en paralelo Seobservadosetapas.Laprimeraenlacualelvoltajedeltransformadores ligeramentemayorqueeldelcondensador,losuficienteparaqueunadelasdos parejas de diodos del puente est polarizada en directo y por lo tanto sea posible la circulacin de corriente por el secundario del transformadory por el par de diodos correspondiente.Ylasegundaetapaenlacualelvoltajedeltransformadores menorqueeldelcondensador,yporlotantoningunodeloscuatrodiodosdel puente puede entrar en conduccin. 11 7.-En el rectificador monofsico de onda completa puente, con carga RL, circuito 5.MedirenelosciloscopiolassealesVS,Vd,VL,VRyVRL.Indicarlas graficasobtenidas experimentalmente. Explicar los resultados. Circuito 5 Vs:34.4 V D1, D2, D3, D4:6A10 L:75.8 mH R:47 / 20 W Tabla 6 CalculadosSimulados en SimPower systemExperimentales Carga Vmed9.019-64.7 mV Vrms10.410.415.37 V Vac5.194 V5.214 V5.37 V f120 Hz120 Hz120 Hz Salida carga RL 12 8.-En el rectificador monofsico de onda completa puente de la circuito 6, V2 =3 voltios, medir en el osciloscopio las seales VS y VRL. Explicar los resultados con referencia a la pregunta anterior. Circuito 6 Vs:34.4 V D1, D2, D3, D4:6A10 L:75.8 mH Vdc:3 V R:47 / 20 W Tabla 7 CalculadosSimulados en SimPower systemExperimentales Carga Vmed7.563 V7.5 V-0.56 V Vrms9.025 V9.139 V11.1 V Vpp15.6 V15.6 V16.448 V f120 Hz120 Hz120 Hz Pactiva1.61.59 Preactiva1.21.197 PF0.770.7621 q 0.750.7529 FF1.21.219 RF0.70.6963 13 9.-Enelcircuitodelcircuito7,considerarlosdatosdeltransformadortrifsico indicadoenlosmateriales,ponerunacargade1k.ObtenerelVdcenla carga. Llenar la tabla 1, siendo S1 ... S6 cables que conecta el D1 ... D6 con la lnea, cuando est conectado se especifica con X, cuando esta desconectado con -.Medirlafrecuencia,paraelpaso1,graficarlaamplitudpicoapicodel voltaje de rizado y medir en el osciloscopio el Vdc en la carga. Circuito 7 Vab:48 V D1, D2, D3, D4, D5, D6:6A10 R:47 / 20 W Tomando el paso 1 de la tabla 8, llenar la tabla 9. Tabla 8 PasoS1S2S3S4S5S6 Edc (carga) Idc (carga) Frecuencia (carga) Forma de onda en la carga 1XXXXXX 2XXX-XX--------- 3XX--XX--------- 14 Paso 1: Circuito 7 Paso1 Paso 1 - Forma de onda en la carga Se observa que todos los diodos conducen. Ademsparalatensinenlacargasetienenseispulsosconunaduracinde/3, provocandoencadaperodounasecuenciadeconduccindelosdiodostalque: D3D5; D5D1; D1D6; D6D2; D2D4; D4D3; 15 Paso 2: Circuito 7 Paso2 Paso 2 - Forma de onda en la carga Se observa que el diodo D4 no conduce, por ello la forma de onda obtenida 16 Paso 3: Circuito 7 Paso3 Paso 3 - Forma de onda en la carga Seobservaque2diodosnoconducen,porelloquelasalidaenlacargatienela forma anteriormente mostrada. 17 Tabla 9 Paso 1 CalculadosSimulados en SimPower systemExperimentales Fase Vrms-----49.6 V Vpp------85.91 V f------60.11 Hz Carga Vmed55.0955.2365.1 V Vrms56.356.276.45 V f360 Hz360 Hz360.6 Hz Pactiva67.267.13 Preactiva65.164.89 PF0.00020.0001491 q 0.970.9667 FF1.11.077 RF0.190.1857