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PRÁCTICA 4

PUENTE DE DIODOS

EDUARDO SALAZAR HIDALGO

SEXTO “A”

INGENIERÍA MECATRÓNICA

ELECTRÓNICA DE POTENCIA APLICADA

ING. JOSÉ RAMIRO RAMIRO

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR

DE ZACAPOAXTLA

Zacapoaxtla, Puebla. 23 de Marzo del 2015

ING. JOSÉ RAMIRO RAMIRO

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR

DE ZACAPOAXTLA

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INDICE

1. RESUMEN ................................................................................................................................ 2

2. OBJETIVO GENERAL .......................................................................................................... 2

3. OBJETIVOS PARTICULARES ............................................................................................ 2

4. MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR ................................................................................. 2

5. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 3

6. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................ 3

7. METODOLOGÍA .................................................................................................................... 6

8. PROCEDIMIENTO ................................................................................................................. 6

9. RESULTADOS Y DISCUSION DE RESULTADOS ........................................................... 9

10. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 10

11. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 10

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1. RESUMEN

En el presente trabajo se hará la descripción de uno de los tantos circuitos convertidores de

corriente, específicamente hablando nos ocuparemos en caracterizar así como resaltar las

aplicaciones del Puente de Diodos. Se realizará la revisión bibliográfica adecuada para

conocer más a fondo tal dispositivo y a continuación reforzaremos las bases teóricas

adquiridas realizando una práctica de laboratorio.

Para efectuar dicha práctica necesitaremos contar con el material necesario para ello más

adelante se enlistan los materiales utilizados.

Al finalizar con la actividad se esperan obtener las habilidades que nos permitirán hacer uso

de este arreglo electrónico, ya que este circuito es muy utilizado en la electrónica

contemporánea.

2. OBJETIVO GENERAL

Conocer y observar físicamente las características y propiedades del Puente de Diodos.

3. OBJETIVOS PARTICULARES

Consulta bibliográfica

Adquisición de materiales.

Calibración de los instrumentos de medida.

Armar el circuito.

Cálculo del voltaje de salida.

Registro de mediciones.

Discusión de resultados.

Conclusiones finales.

4. MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR

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4 Diodos 1N4001.

1 Resistencia de 1 MΩ a 1 W.

1 Protoboard.

1 Clavija.

2 Caimanes.

1 Multímetro.

1 Osciloscopio.

1 Libreta de apuntes.

1 Laptop.

Software (LiveWire®)

Cables para conexiones.

Cinta de aislar.

Fuente de alimentación 127 V a 60 Hz.

5. INTRODUCCIÓN

Los diodos semiconductores tienen muchas aplicaciones en la electrónica y en los circuitos

de ingeniería eléctrica. Los diodos son ampliamente utilizados en los circuitos de electrónica

de potencia para la conversión de energía eléctrica. Los convertidores de CA a CD se

conocen comúnmente como rectificadores, los rectificadores de diodos entregan a la salida

un potencial fijo de corriente directa. (H. Rashid, 1995).

6. MARCO TEÓRICO

El nivel de cd obtenido a partir de una entrada senoidal se puede mejorar 100% mediante un

proceso llamado rectificación de onda completa. La red más conocida para realizar tal

función aparece en la Figura 6.1 con sus cuatro diodos en una configuración de puente.

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Figura 6. 1. Rectificador de onda completa en configuración de puente.

Durante el periodo 𝑡 = 0 para la polaridad de la entrada es como se muestra en la Figura 6.2.

Las polaridades resultantes a través de los diodos ideales también se muestran en la misma

figura para revelar que D2 y D3 están conduciendo, mientras que D1 y D4 están “apagados”.

Figura 6. 2. Red de la figura 6.1 durante el periodo 0 -> T/2 del voltaje de entrada Vi.

El resultado neto es la configuración de la Figura 6.3 con su corriente y polaridad indicadas

a través de R. Como los diodos son ideales, el voltaje de carga es 𝑉𝑜 = 𝑉𝑖, como se muestra

en la misma figura.

Figura 6. 3. Ruta de conducción en la región positiva de Vi.

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En la región negativa de la entrada los diodos que conducen son D1 y D4 y la configuración

es la que se muestra en la Figura 6.4. El resultado importante es que la polaridad a través del

resistor de carga R es la misma de la Figura 6.2, por lo que se establece un segundo pulso

positivo, como se muestra en la Figura 6.4.

Figura 6. 4. Ruta de conducción en la región negativa de Vi.

Durante un ciclo completo los voltajes de entrada y salida aparecerán como se muestra en

la Figura 6.5.

Figura 6. 5.Formas de onda de entrada y salida para un rectificador de onda completa.

Como el área sobre el eje durante un ciclo completo ahora es el doble de la obtenida por un

sistema de media onda, el nivel de cd también se duplica y obtenemos:

𝑽𝒄𝒅 =𝟐𝑽𝒎

𝝅

(L. Boylestad & Nasheslky, 2009)

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7. METODOLOGÍA

Para llevar a cabo la actividad de la manera más óptima se tuvieron que pasar por varias

etapas. En este apartado es donde se cumplen con los objetivos particulares planteados en

un inicio.

Primeramente antes de hacer la práctica de laboratorio, se hizo la consulta de fuentes

bibliográficas confiables para tener un amplio panorama sobre el tema.

Figura 7. 1. Revisión bibliográfica.

A continuación solicitamos el material a utilizar con el encargado del laboratorio, con estos

armamos el circuito y además calibramos los instrumentos de medición.

Finalmente inducimos corriente al circuito y observamos lo que ocurría, registramos e

interpretamos los datos obtenidos.

8. PROCEDIMIENTO

Ahora describiremos paso a paso el desarrollo de la actividad, para una mejor comprensión

se incluyen imágenes. Al final se comparan los resultados obtenidos en la simulación así

como los obtenidos de forma física.

1.- SIMULACION DEL CIRCUITO. En primer lugar simulamos el circuito en un software

especializado en este caso utilizamos LiveWire®.

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Figura 8. 1. Simulación del Puente de Diodos

Y obtuvimos las siguientes señales, la señal de color rojo nos indica la entrada y la de color

azul nos muestra la onda rectificada.

Figura 8. 2. Formas de onda obtenidas.

2.- CALCULO DEL VOLTAJE DE SALIDA. Calculamos el voltaje de salida para

posteriormente compararlo con lo obtenido con los instrumentos de medición.

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𝑽𝒄𝒅 =𝟐𝑽𝒎

𝝅

𝑉𝑐𝑑 =2(136√2)

𝜋

𝑉𝑐𝑑 = 122.44 𝑉

3.- ARMADO DEL CIRCUITO. Ahora toca montar y obtener los datos de manera física,

resulta un tanto complicado pues se manejan voltajes relativamente altos y es por ello que

se debe guardar cierta precaución.

Figura 8. 3. Circuito armado físicamente.

4.- REGISTRO DE DATOS OBTENIDOS. En esta parte le aplicamos al circuito un voltaje

de 127 V a 60 Hz. Y registramos los datos arrojados.

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Figura 8. 4. Registro de mediciones.

9. RESULTADOS Y DISCUSION DE RESULTADOS

Al observar la información proporcionada por el osciloscopio nos dimos cuenta de que los

resultados concuerdan con los cálculos realizados con anterioridad.

Figura 8. 5. Señales de entrada y salida.

En la Figura 8.5 se pueden observar la entrada y salida de voltaje después de pasar por el

puente rectificador. En la salida se observa que el voltaje se aproxima al obtenido

anteriormente (122.44 V). Puesto que osciloscopio fue calibrado 100 V por división. Claro

está que no se podrá obtener el resultado exacto debido varios factores que influyen tales

como la tolerancia de los dispositivos y la precisión de los instrumentos de medición.

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10. CONCLUSIONES

Finalmente se puede concluir que el Puente de Diodos o también conocido como Puente

Rectificador es un eficiente convertidor de CA-CD, además de que resulta muy económico

armarlo de hecho en el mercado existe el encapsulado de este circuito. Sin embargo también

tiene su contraparte negativa, es algo que claramente observamos en el experimento, el

voltaje de salida no es completamente directo, es decir, se obtiene una señal rizada que no

es la adecuada para los aparatos electrónicos que funcionan con CD, para solucionar este

problema se debe acoplar un circuito de filtrado y la señal resultante si es apta para los

dispositivos electrónicos de CD.

11. BIBLIOGRAFÍA

H. Rashid, M. (1995). Electrónica de potencia Circuitos, dispositivos y aplicaciones.

México: PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA.

L. Boylestad, R., & Nasheslky, L. (2009). ELECTRÓNICA: TEÓRIA DE CIRCUITOS Y

DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS. México: Pearson.