Práctica 3 Rectificador de Onda Completa Tipo Puente

8/9/2019 Prctica 3 Rectificador de Onda Completa Tipo Puente

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Mecatrnica 1

UNITECUniversidad Tecnolgica de Mxico

Campus Marina-Cuitlhuac.Ingeniera Mecatrnica

MATERIA:INSTRUMENTACIN Y MEDICIN

REA:INGENIERA

CUATRIMESTRE:CUARTO

Rectificador de Onda Completa Tipo PuenteFecha Elaboracin: 04-Febrero-2015

Fecha Revisin: ______________

Profesor: Gerson Villa Gonzlez


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OBJETIVOS.

Comparar cuantitativamente el funcionamiento de unrectificador de onda completa con y sin filtro de salida.

Observar en un osciloscopio las formas de onda de voltaje desalida de un rectificador de onda completa con y sin filtro. Medir la amplitud del voltaje de rizado de un rectificador de

onda completa para distintos valores del condensador filtro.

NORMAS DE SEGURIDAD.Trabajar dentro de la lnea de seguridad

EQUIPO DE SEGURIDAD.Bata.Lentes de proteccin.Zapatos cerrados.Guantes de Ltex


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INVESTIGACIN PREVIA

A) Que es un transformador y como funciona

B) Que es un diodo, tipos de diodo y como funcionan

C) Que es un puente de diodos

D) La funcin bsica de un circuito rectificador

E) Que es un rectificador onda completa

F) Como funciona un rectificador onda completa

EQUIPO:

UNIVERSIDAD: ALUMNO:

1 Multmetro1 Osciloscopio de dos canales

Juego de Puntas Necesarias a criterio del alumno (Caimn - Caimn, BNC-BNC,BNCCaimn, CaimnBanana, Banana - Banana)1 Computadora con Multisim

MATERIALES:

UNIVERSIDAD: ALUMNO:1 Cable de potencia trifsico o monofsico

1 Transformador de Potencia (M501 o similar)

Primario: 115V 220V

Secundario: 9V -0V -9VCorriente: 200mA

1 Puente rectificador de 1A/400W (W04M o equivalente) (BR1)

(Traer Hoja de especificacin es obligatorio del Puente rectificador)

1 Protoboard1 Resistencia de 470 ,1 / 2 ( 2)W RL

1 Resistencia de 100 ,1 / 2 ( 3)W RL

1 Condensador electroltico de 3300 / 35 , ( 1)F V CF




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MARCO TERICO:

La funcin bsica del circuito rectificador en una fuente alimentacin es convertir el voltajede CA obtenido a la salida del transformador en un voltaje de CD, el cual tiene unapolaridad nica. Este proceso, denominado rectificacin, es posible gracias a la utilizacinde unos componentes electrnicos llamados diodos.

Figura 1. Aspecto fsico y simbologa de un diodo rectificador

Diseados especficamente para permitir la circulacin de la corriente en un solo sentidoy bloquearla en el sentido opuesto. Esta caracterstica los hace adecuados para convertircorriente alterna bidireccional en corriente directa o continua unidireccional.


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Figura 2. Comportamiento de la polarizacin de un diodo de manera fsica y elctrica.

Un diodo permite el paso de corriente cuando el nodo (A) es positivo con respecto alctodo (K), y lo bloquea en el caso contrario.

En la figura 2 En el primer caso se dice que esta polarizado directamente y en el segundoque lo esta inversamente. Un diodo polarizado directamente se comporta como uninterruptor cerrado y no polarizado inversamente como un interruptor abierto.

Los diodos rectificadores se especifican por su mxima capacidad de corriente encondiciones de polarizacin directa y de voltaje en condiciones de polarizacin inversa. Eldiodo 1N4001, por ejemplo, es de 50V/1A. Esto significa que puede soportar hasta 50Vcon polarizacin inversa o hasta 1 A con polarizacin directa. Cuando el voltaje o lacorriente, bajo estas condiciones, exceden los valores especificados, el diodo se destruye.Como regla, practica, estos valores pueden escogerse de modo que sean, por lo menos,el doble de los valores mximos utilizados en el circuito.

Puentes rectificadores integrados

La rectificacin de onda completa, mediante un puente de diodos, es una de las tcnicas

de conversin de CA a CC mas utilizadas en el diseo de fuentes de alimentacin, debidoprincipalmente a que no requiere un transformador con derivacin central y proporcionaun voltaje de salida con un valor mximo igual al valor pico de entrada. Aunque los puentesrectificadores pueden ser construidos con diodos discretos (individuales), una prctica muycomn es el empleo de puentes rectificadores integrados, los cuales incorporan los cuatrodiodos de un circuito puente, con sus respectivas conexiones, en una misma capsula.


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Figura 3. Puentes rectificadores integrados

Filtros para rectificadores

El voltaje de CD proporcionado por un rectificador, aunque mantiene una polaridad nica,no es adecuado para alimentar circuitos electrnicos. Esto se debe que su valor no semantiene constante, sino que vara peridicamente entre cero ye l valor mximo de la ondaseno de entrada. Para suavizar este voltaje y convertirlo en un voltaje de CD uniforme,similar al de una batera, debe utilizarse un filtro. Este ltimo es generalmente uncondensador electroltico de muy alta capacidad.

Rectificador de onda completa con filtro

Es un rectificador de media onda, el condensador de filtro se recarga solamente una vezdurante cada ciclo de voltaje de entrada. Por tanto, debe suministrar corriente a la cargadurante la mayor parte del tiempo. Esto obliga a utilizar condensadores de gran capacidadpara minimizar el rizado y sostener la corriente de carga.

Un mejor resultado se obtiene utilizando un rectificador de onda completa, figura 4. En estecaso el condensador se recarga dos veces por semiciclo, lo cual implica que su tiempo dedescarga se reduce a la mitad. Como resultado, disminuye el rizado y el voltaje de salida

se mantiene casi constante, muy prximo al valor pico.Observe que los diodos D3 y D2 conducen durante los semiciclos positivos del voltaje deentrada (V2), mientras que los diodos D1 y D4 lo hacen durante los semiciclos negativos.


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Figura 4. Forma de onda del voltaje de salida de un rectificador de onda completa confiltro de condensador.

Figura 5. Rectificador de onda completa con filtro condensador

En cada caso, a travs de los diodos circula la mitad de la corriente der carga, ay que laotra mitad es suministrada por el condensador de filtro. La amplitud del rizado se calcula


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de la misma forma que para el rectificador de media onda, excepto que ahora la frecuenciade ondulacin (f) es el doble de la frecuencia de entrada.

Procedimiento:1. Identifique las terminales de los devanados primario y secundario. En nuestro caso,

el primario tiene dos terminales, identificados con los rtulos 0V y 115V ( 0V y

220V). El secundario, por su parte, tiene tres terminales, identificados con los rtulos9V, 0V y 9V. Se trata, por tanto, de un transformador, reductor. En este experimentono utilizaremos la derivacin central (0V).

2. Los devanados del transformador pueden ser tambin probados e identificadosmidiendo su resistencia interna. Para ello, configure su multmetro como hmetro ymida, en su orden, las resistencias del primario (RI) y dl secundario (R2), como seindica en la siguiente figura 6. Notar que la resistencia del primario es mayor quela del secundario, por qu?

Figura 6. Midiendo la resistencia de los devanados

3. Una vez identificado el primario, sold entre sus terminales los extremosdel cable de potencia, Figura 7. Sold tambin tres alambres telefnicosde 15cm, u otra longitud adecuada, a las terminales del secundario.

Estos ltimos permitirn conectar el transformador al Protoboard.

Figura 7. Conectando el cable de potencia4. Conecte el cable de potencia a un tomacorriente monofsico o trifsico

segn sea el caso de 120V/60Hz 220V/50Hz. Con su multmetroconfigurando como voltmetro de CA mida, en su orden, el valor real delos voltajes del primario (VI) y del secundario (V2) en circuito abierto,figura 8.


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Figura 8. Midiendo voltajes primario y secundario en circuito abierto5. Tome el puente rectificador e identifique sus terminales, figura

9.Observe que las terminales de entrada de CA estn ambas marcadascon el smbolo , mientras que las terminales de salida de CD estnmarcadas con los smbolos + (positivo) y - (negativo).

Figura 9. Identificando las terminales del puente rectificador6. Pruebe el puente rectificador. Para ello, configure su multmetro como

hmetro o como probador de diodos y efectu todas o algunas de lasmediciones de resistencia indicadas en la figura 10. Observe que debeobtenerse una lectura de alta resistencia entre las terminales de CA, sinimportar la polaridad de las puntas de prueba, as como entre lasterminales de CD o entre cualquier terminal de CD y cualquiera de CAcon la punta de prueba positiva en +, o la negativa en -. Bajecualquier otra condicin, debe obtenerse una lectura de bajaresistencia. Podra usted explicar porque se obtienen esas lecturas?


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Figura 10. Probando el puente rectificador7. Arme sobre el Protoboard el circuito mostrado en la figura 11. Antes de

instalar la resistencia de carga (RL2), mida su valor real con elmultmetro. Si este ultimo dispone de un capacitometro, mida tambinel valor real del condensador de filtro (CF2).

Figura 11. Montaje del rectificador de onda completa sobre elProtoboard.

8. Mida el valor rms del voltaje de CA entregado por el secundario deltransformador (Vi), que es el mismo voltaje de entrada del puenterectificador, figura 12. Calcule el valor pico del mismo (Vip).


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Figura 12. Medicin del voltaje de CA del puente con carga

9. Mida el valor medio del voltaje de CC sobre la carga (Vo), que es elmismo voltaje de salida del rectificador o entre las terminales delcondensador, figura 13.

Figura 13. Midiendo el voltaje de CD de salida

10. Retire instal ahora el condensador de filtro en su posicin originaly retire la resistencia de carga, figura 14. Mida nuevamente el valor devoltaje de CA de entrada (Vi) y del voltaje de CD de salida (Vo).


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Figura 14. Medicin de voltaje de salida del rectificador con filtro y sincarga

10. Repita los pasos 8,9 y 10 con las dems combinaciones deresistencias de carga (RL) y de condensadores filtro (CF), relacionadosen la lista de materiales. Llene entonces una tabla como la mostrada en

la figura 15, donde aparecen registrados los valores del voltaje de salida(Vo) medidos bajo diferentes condiciones. Derive sus propiasconclusiones.

Figura 15. Tabla de resultados

11. El comportamiento del circuito anterior puede ser tambinanalizado con la ayuda de un osciloscopio. Este ltimo nos permitir, adems, observar y medir el voltaje de rizado, hgalo.

12. Arme el circuito en multisim y compruebe los resultadosanteriormente mediante esta herramienta.

NOTAS PARA LOS ALUMNOS: (OPTATIVO)

1. El reporte final de la prctica deber ser entregado a mquina o en procesador detextos (PC) sin excepcin.

2. Las prcticas impresas solo sirven de gua y referencia.3. No se aceptan copias fotostticas del reporte final.4. La entrega del reporte final de la prctica es por alumno.

CONCLUSIONES DE APRENDIZAJE:

RECURSOS BIBLIOGRAFICOS:


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Fascinating I.C Projects, P.K. Aggarwal,Editorial BPB, 1990. Power Supplies for All Occasions, M.C. Sharma, Editorial BPB, 1990. Fundamentos de microelectrnica, nanoelectrnica y fotnica Albella Martn, Jos

Mara Pearson 2005 Electrnica: teora de circuitos Boylestad, Robert L. Pearson 1997

Fundamentals of semiconductor devices Anderson, Betty Lise McGraw Hill 2005

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