UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA LABORATORIO DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA IFecha: 22/12/15

FUENTES SEGUNDA PARTE

Práctica 7

Andrés Edison Landeta Reinaalandeta@est.ups.edu.ec

Karla Domenica Jácome Tintakjacomet@est.ups.edu.ec

Gabriel Elias Pinto Gutierrezgpintog@est.ups.edu.ec

RESUMEN:En la práctica se utilizaron diodos zener y reguladores CI además de otros elementos pasivos para armar y probar el funcionamiento del proceso de las etapas de filtro y regulación de una fuente. En estas etapas finales se reducirá la cantidad de voltaje alterno para que la señal de salida sea en su totalidad continua o directa idealmente.

Abstract: Here is a report containing circuits for half-wave rectification and full-wave of an AC signal in which use a transformer AC source. In the first circuit we will see the behavior of the half-wave rectification circuit and the second will have the full-wave rectification and verify the waveform of the output voltage at the load.

PALABRAS CLAVE: INTEGRADO, REGULACION, DIODO ZENER, FILTRADO.

1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo general

-Comprobar mediante el trabajo práctico del estudiante, si el uso de un regulador de voltaje mejora la señal continua que se entrega a la

carga.

1.2 Objetivos específicos

-Observar la diferencia de operación del circuito de fuente ante la presenciadel bloque de filtrado y la ausencia del mismo.

-Verificar la diferencia de regulación que se produce entre el uso de Diodos Zener y Reguladores Integrados.

2. MARCO TEÓRICO

Una vez terminada la etapa de la rectificación de una señal, se procederá a las siguientes partes del proceso que serán el filtro y la regulación se

debe tomar en cuenta que para estos procesos se toman mucho en cuenta las condiciones del circuito antecesor, es decir se toma en cuenta la señal de salida del proceso de rectificación.

Para empezar analizaremos el proceso de filtrado.

Filtrado

Dentro de los bloques de la fuente de corriente continua, se tiene en tercer lugar al bloque que lo constituye la fase de filtrado, la misma que nos permitirá transformar a la señal que ha salido desde el bloque de rectificación en una señal de DC pura. Este bloque lo constituye íntegramente un capacitor electrolítico, el mismo que producirá el efecto mostrado en la siguiente figura a la señal rectificada.

Fig1. Señal filtrada de onda completa

Para determinar el valor del capacitor electrolítico que se ha de aplicar a la salida del puente rectificador de onda completa se utiliza básicamente la experiencia de tal forma que, por cada ampere de corriente, el capacitor llevará 2000 uF, pero este tipo de capacitores también vienen especificados con un valor de voltaje, el mismo que deberá tener una tensión del doble del valor superior estándar al requerido o por lo memos superar en un 10% del valor requerido.Una vez que la señal ha sido convertida en DC pura, ahora hay que darle las condiciones específicas de voltaje requerido por la carga, no olvidar que la corriente será la exigida por la carga. Para este trabajo se encuentra el último

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bloque del sistema de fuente, este es el de regulación.

Regulación.

Para la regulación se tiene dos métodos, el uno con diodo zener y el otro mediante la utilización de CI reguladores.

Regulación con diodo zener:

El esquema básico para este tipo de regulación lo constituye el siguiente diagrama:

Fig2. Esquema básico de utilización del Diodo Zener

Recordar que en el cátodo del diodo zener se está formado un divisor de corriente y dadas las características de este diodo, trabajar en polarización inversa, por este se da la descarga al punto de referencia para de esta manera obtener la regulación a la salida. Además no se olvide que la corriente que atraviesa el diodo zener estará en función de la corriente que consuma la carga.

Regulación con CI:

Los diagramas para la utilización de este tipo de CI ya vienen incluidos dentro de sus hojas de especificaciones técnicas, pero observe en los siguientes diagramas que especifican su utilización.

Fig3. Esquema básico de utilización de la regulación con CI

Recuerde que cada circuito integrado está diseñado para una cantidad de corriente dada y por consiguiente ese será su límite máximo.

3. MATERIALES Y EQUIPO

Para la realización de la práctica se usaron los siguientes elementos y equipos:

- Protoboard- Diodos zener- Regulador en CI- Diodos para rectificación,- Resistencias, - Capacitores, - Cables para conexión,- osciloscopio,- Transformador reductor - Multímetro (tester).

4. DESARROLLO, PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

El procedimiento de la práctica inició con la verificación del correcto funcionamiento de cada uno de los equipos. Luego, ayudados del trabajo preparatorio, se procedió a armar cada uno de los circuitos indicados en la guía de laboratorio.

Fig.1 Diagrama del circuito utilizado en la práctica N.- 7

Fig.2 Simulación del circuito utilizado en la práctica N.- 7

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Fig.3 Circuito armado en protoboard, en el cual se utilizó un diodo zener de 5.1 V

Fig.4 Visualización de la onda sinusoidal obtenida del circuito con diodo zener de 5.1 V

Fig.5 Simulación del circuito utilizado en la práctica N.- 7 con diodo zener de 9 V

Fig.6 Circuito armado en protoboard, en el cual se utilizó un diodo zener de 9 V

Fig.7 Visualización de la onda sinusoidal obtenida del circuito con diodo zener de 9 V

Fig.8 Diagrama del circuito utilizado en la práctica N.- 7 en la cual se utilizara diodos zener

de 5.1V, 9V y con regulador integrado LM7805.

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Fig.9 circuito armado en protoboard en la cual se utilizó diodo zener de 5.1V

Fig.10 Visualización de la onda sinusoidal obtenida del circuito con diodo zener de 5.1 V

Fig.11 circuito armado en protoboard en la cual se utilizó diodo zener de 9V

Fig.12 Visualización de la onda sinusoidal obtenida del circuito con diodo zener de 9 V

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Fig.13 circuito armado en protoboard en la cual se utilizó un regulador integrado LM7805.

Fig.14 Visualización de la onda sinusoidal obtenida del circuito con un regulador integrado

LM7805.

4.1 Circuito 1

Regulación con CI (LM7805 de 5Vdc).

Finalmente para el último circuito se intercambiaran los elementos necesarios para utilizar un regulador CI en el segundo circuito que se armó en el laboratorio utilizando un tap central. Para este Circuito se utilizó un regulador LM7805 (de 5Vdc).

Fig4. Circuito

Fig4. Simulación Señal Filtrada y Señal Regulada

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Fig5. Señal Filtrada y Señal Regulada

Fig6. Circuito2 con diodo zener de 5.1v (armado)

En la imagen podemos observar en la señal que entrega el canal uno (1) que está colocada en el capacitor donde se puede observar claramente la señal en forma de dientes de sierra característica de la etapa de filtrado y en celeste la señal final de salida del canal dos(2) que como se observa es una señal lineal y constante característica de la señal tipo DC o continua con un voltaje de 5.06 Vdc y 400mVac, con esto podemos decir que la señal de entrada que estaba compuesta

mayormente por señal Ac ahora es una señal mayormente Dc o continua.

5. ANÁLISIS DE RESULTADOS

A) Para voltaje en el capacitor

Formulas

Para valores calculados

Vdc= Vm/1+(1/2fcr)

Vdc =

17

1+1

2∗60∗1000x 10−6∗180

Vdc=6,21v

Vrms =Vdc

2√3 f c r

Vrms =16.24

2√360∗1000x 10−6∗180Vrms =0.43408v

Vrizado = 0.4340816.24

Vrizado= 0.02672v

Calculados MedidosVdc 6.21v 6v

Vrms 5,99v 6vRizado 0.02672v 0.02674v

(tabla1) valores de 5 V.

Para voltaje en la carga

V .teroricos V MedidosVmax 5 v 5.06 v

(tabla2)Para voltaje en la carga

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Calculados MedidosVdc 9v 9,05v

Vrms 8,75v 8,75vRizado 0.02672v 0.02674v

(tabla3) valores de 9 V.

V .teroricos V MedidosVmax -------- 5.40 v

(tabla4)Para voltaje con el Regulador

B) Análisis comparativo de resultados

Media onda

Calculo del error

[6]

E=( dato teorico – datoexpermimentaldatoteorico

)∗100%

Reemplazando en la formula

Para Vdc

E=( 6,21−66.21 )∗100%=3,38%

Para Vrms

E=( 5,99−65.99 )∗100%=0,16%

Para rizado

E=( 0.02672−0.026740.02672 )∗100%=0.07%

Para el cuarto y último Circuito tenemos un voltaje de 5.06Vdc y el dato de fábrica del diodo Zener es de un voltaje de 5Vdc con estos datos obtenemos el error.

Error%=|5−5.06|

5x100%

Error%=1.2%

Los valores obtenidos fueron muy similares a los que se esperaban aunque se debe tomar en cuenta que la precisión de los instrumentos, o la fiabilidad de los elementos no es la óptima pero al obtener valores de error bajos se puede considerar que los valores están en un rango adecuado de funcionamiento.

En cada caso se obtuvieron errores que no son considerables ya que la variación de los datos a su valor más real deben ser ocasionados por el ruido que se genera en los instrumentos o sondas que utiliza el osciloscopio.

6. CONCLUSIONES

Se concluyó que el voltaje Vdc [tabla1] medido del capacitor es menor que el voltaje calculado debido a que tanto la tolerancias de las resistencias como los diodos generan un error del 4.67% y esto factores produce que los resultados sean similares pero no exactos (iguales).

Se observo que el Voltaje Vrms y Vdc es muy similar ya que el factor de rizado es muy pequeño pero con la señal observada se verifico.

Se comprobó que el factor de rizado tuvo un error mínimo con un error del 0.0.07%, de ahí llegamos a la anterior conclusión entre Vrms Y Vdc , lo que significa que los resultados fueron precisos, por lo que se podrá decir que el error obtenido puede ser despreciable

7. REFERENCIAS

[1]http://www.unicrom.com/Tut_rectificador_media_onda.asp

[2]Manual de procedimientos de prácticas electrónica analógica

[3]http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema4/Paginas/Pagina5.htm

[4]http://www.unicrom.com/Tut_rectificador_onda_completa.asp

[5] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos ”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009

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