Preparation of Papers in Two-Column Format for the Proceedings of the 2004 Sarnoff Symposium

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICAINFORME FINAL DEL 4 LABORATORIO DE ELECTRNICA I. EE441 MCIRCUITORECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON TOMA CENTRAL20111003B AYALA SILVA, Joshua20111004I CCOILLO RAMOS, Nim20104041J HOYOS QUISPE, Jos20090292K MERCADO HINOSTROZA, Eduardo20120028D PEALOZA APONTE, Diego20002559A YAURI GALINDO, Manuel

Abstract-These Final Report is about full-wave rectifier circuit of center-type plug. It containscharacteristics and a detailed analysis, finishing with conclusions and recommendations.

Introduccin (EDITAR)El objetivo de este laboratorio es mostrar al estudiante las caractersticas y funcionamiento de los circuitos duplicadores y enclavadores (o fijadores) de voltaje.Este informe de laboratorio contiene un anlisis matemtico, terico (simulacin) y experimental sobre el tema abordado en la experiencia, como los resultados experimentales, justificaciones a ciertas cuestiones y fenmenos importantes y, finalmente, las conclusiones y observaciones.EL ENCARGADO DEL FORMATO DEBE VERIFICAR QUE TODAS LAS FOTOS TIENEN UN NMERO, COMO Fig. 12

Solucin al circuito 1, Rectificador con diodos en directa Circuito rectificador onda completa, solucin terica por medio de las series de Fourier.Definimos la funcin peridica en un periodo T = Como es una funcin par, la serie de Fourier solo tiene componente cosenoPrimer trmino de la serie.

Trmino general de la funcin

Usamos la identidad trigonomtrica

La serie de Fourier de la funcin ser

Para hallar el valor DC sabiendo que el valor pico es igual a

Siendo entonces

Simulacin

Fig. 1: grafica del circuito con diodos directa en DC.

El valor del voltaje de la carga en DC es:

Fig. 2: grafica del circuito con diodos Directa en AC la carga.

Fig. 3: grafica del voltaje en la carga.

Fig. 4: grafica del voltaje en los diodos.

Solucin al circuito 2, Rectificador con diodos en inversaCircuito rectificador de media onda, solucin terica por medio de las series de Fourier.Definimos

Clculos de variables utilizando software (PREG 1 IP)Colocando instrumentos medidores d voltaje y corriente obtenemos los valores del voltaje y corriente en los puntos mencionados en la experiencia de laboratorio.Valores en DC:VALOR

VDC CARGA13.358 V

VDC(D1)-13.366 V

VDC(D2)-13.369 V

IDC(D1)3.036 mA

IDC(CARGA)6.071 mA

Valores en DC del circuito Rectificador de Onda Completa con diodos en directa.

Valores en AC:VALOR

VAC CARGA6.691 V

Valores en AC del circuito Rectificador de Onda Completa con diodos en directa.

Simulacin del circuito rectificador con diodos en directa, forma de onda en la carga (PREG 2 IP)

En el circuito 1, la forma de la onda de la carga, luego de la simulacin es la siguiente:

Para qu sirve Rs? (PREG 3 IP)

Las resistencias tienen una funcin primordial en un circuito elctrico, ya que controlan (limitan) la intensidad de corriente elctrica a travs de un conductor, protegiendo a los conductores de sufrir desperfectos por sobre intensidades o cortocircuitos.

En este circuito, Rs (o R1) tiene la funcin de proteger al transformador ante una conexin accidental en lugar de colocar a la carga (que es de 2.2k). Usualmente se colocan resistencias de bajo ohmiaje, este valor depende de la corriente nominal del transformador.

Formas de onda de los diodos y el transformador. Comparacin de las ondas. (PREG 4 IP)Despus de haber realizado la simulacin, obtenemos las grficas de la forma de onda de los diodos y del secundario del transformador, representado como una fuente AC con el voltaje eficaz indicado en la grfica de la seccin anterior.

Para el diodo D1:

Para el diodo D2:

Para el transformador: Tensin de la mitad del valor eficaz del secundario:

Comparando las formas de onda, vemos que el valor de voltaje instantneo est desfasado con respecto al del diodo 2 en 180.Mientras, en el transformador, el valor de la tensin hasta la toma central es la mitad de la suma de los valores instantneos de voltaje en los ambos diodos.Si el voltaje en D1 es , y en D2, , y el valor de la mitad del transformador es , entonces:

inviertaInvierta los diodos y repita los pasos v y vi del informe previo.( YAURI) (PREG 5 IP)Circuito Rectificador de onda completaAnlisis en DC

Fig. 1: circuito con diodos invertidos.

La simulacin resulta de la siguiente forma:

Fig. 2: grafica del circuito con diodos invertidos en DC.

ANLISIS EN AC

Fig. 3: grafica del circuito con diodos invertidos en AC

TABLA DE COMPARACIN DE LOS VALORES TERICOS CON LOS VALORES EXPERIMENTALES. (PREG 1 IF)Se recalca que el valor pico (VP) es 21.21 V medido con multimetro.

Circuito limitador de voltajeTERICOEXPERIMENTALERROR

VDC-5.877 V-5.5 V0.377 V

El valor de la fuente a.c variaba en algunos decimales por ello de lo considerable del error. CIRCUITO RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA1. DIODO POLARIZADO DIRECTAMENTETERICOEXPERIMENTALERROR

VDC6.426 V6.34 V0.086 V

VDC(Diodo)-6.426 V-6.38 V0.046 V

VP20.515 V20.6 V0.085 V

T de R116.67 ms16.64 ms0.03 ms

T/2 de R18.335 ms8.32 ms0.015 ms

2. DIODO POLARIZADO INVERSAMENTETERICOEXPERIMENTALERROR

VDC-6.426 V-6.34 V0.086 V

VDC(Diodo)-6.426 V-6.40 V0.026 V

Vp20.515 V20.6 V0.085 V

T de R116.67 ms16.64 ms0.03 ms

T/2 de R18.335 ms8.32 ms0.015 ms

Viendo los datos de la experiencia, el primer comentario es para VDC del R1 y del diodo, los signos de estos concuerdan con el anlisis terico que se hizo al circuito.Las medidas del periodo (T) y el voltaje pico (VP) fueron obtenidos del osciloscopio y los VDCde R1 y del diodo se obtuvieron a partir de las medidas con los multmetros.DESCRIBA A LA Pregunta 2 del IF (PREG 2 IF)S

DESCRIBA A LA Pregunta 3 del IF (PREG 3 IF)

DESCRIBA A LA Pregunta 4 del IF (PREG 4 IF)Debido a la polaridad Inversin del sentido del diodo en el rectificador, Qu sucede? (PREG 5 IF)

DESCRIBA A LA Pregunta 6 del IF (PREG 6 IF)

Para qu puede servir Rs? (PREG 7 IF). Las resistencias tienen una funcin primordial en un circuito elctrico, ya que controlan (limitan) la intensidad de corriente elctrica a travs de un conductor, protegiendo a los conductores de sufrir desperfectos por sobre intensidades o cortocircuitos.

En este circuito, Rs (o R1) tiene la funcin de proteger al transformador ante una conexin accidental en lugar de colocar a la carga (que es de 2.2k). Usualmente se colocan resistencias de bajo ohmiaje, este valor depende de la corriente nominal del transformador.

relacin entre la corriente promedio de un diodo y la corriente promedio de la carga (YAURI) (PREG 8 IF)

Debido a que cualquiera de los diodos, conducen en solo uno de los semiciclos (el + el -) de la tensin de alimentacin.

Y llamaremos Vi a la tensin de entrada, luego la corriente para la carga y el diodo (en el semiciclo de conduccin de este) ser:

Mientras que en el siguiente semiciclo:

De manera que en dos semiciclos contiguos, la corriente en la carga (iRL) y en la de un diodo (iD) tendran la forma:

(I) corriente de RL: iRL. (II) Corriente del diodo: iDPor lo que notoriamente se cumple que:

Por qu en este circuito no se debe invertir solo un diodo (YAURI) (PREG 9 IF)

Circuito con los dos diodos invertidos

Fig. 10: circuito con diodos invertidos.

Fig. 11: grafica del circuito con diodos invertidos

Circuito con un solo diodo invertido

Fig. 1: circuito con diodos invertidos.

Fig. 12: circuito con un diodo invertido.

Fig. 13: grafica del circuito con un diodo invertido

Se puede observar en la simulacin en donde un solo diodo es invertido, la tensin de salida est expresado en nano voltios, esto es debido a que en cada semiciclo los diodos conducen a la vez y es entonces que las tensiones de entrada se suman y se cancelan.

RESPONDER LA PREGUNTA 10 DEL IF (PREG 10 IF)RESPONDER LA PREGUNTA 11 DEL IF (PREG 11 IF)RESPONDER LA PREGUNTA 12 DEL IF (PREG 12 IF)

Grafique las ondas de voltaje y corriente, si la carga es R - L (inductiva). (YAURI) (PREG 13 IF)

Fig. 17: circuito con carga R-L. (Inductiva)

Fig. 17: circuito con carga R-L. (Inductiva)

Para este caso se utiliza una carga inductiva. El rizado puede ser ms pequeo de acuerdo a los valores de la bobina y de la carga. = 10x10-3/2.2x103 = 4.67x10-6 seg