UNIVERSIDAD DE CUENCA

Escuela de Electrónica y TelecomunicacionesLaboratorio de Electrónica AnalógicaNombre: Jairo Armijos

Pre informe Práctica # 3

Tema:

Rectificación Monofásica de Onda Completa: Transformador a Toma Central y Puente Rectificador

1. Objetivo General:

Determinar y analizar el comportamiento del diodo semiconductor, en una red con ingreso de corriente alterna senoidal

2. Materiales: Fuente AC 110V, Protoboard, osciloscopio, Multímetro, dos diodos 1N4148, resistencia de 10KΩ, Transformador 110V/24V (a toma central), capacitores 1uF, 10uF, 100uF, 1000uF/50V. cables de conexión. Puente rectificador 2A (Puente de Graetz).

3. Desarrollo de la Practica:

- Rectificación Monofásica de Onda Completa con Transformador a Toma Central

a) Armar el circuito de figura:

T1VAC

110 Vrms 60 Hz 0°

1

2

D1

1N4148

D2

1N4148

Rc10kΩ

5

0

3

4

24V/12V - 12V

Figura 1: Rectificación Monofásica de Onda Completa con Transformador a Toma Central

b) Empleando el osciloscopio, visualice las formas de onda sobre los diodos D1 y D2. Completar la tabla 1.

Escala: x=10ms/div, y=10Volt/div

Escala: x=10ms/div, y=20Volt/div

Escala: x=10ms/div, y=20Volt/div

Elemento Voltaje Máximo sobre el DiodoD1 33.5VD2 34.17V

Tabla 1: Voltaje Máximo sobre los diodos

c) Empleando el canal 1 y canal 2, del osciloscopio visualice las formas de onda sobre los diodos D1 y D2. Realizar un análisis del comportamiento de los diodos.

Escala: x=10ms/div, y=20Volt/div

d) Visualizar la forma de onda sobre la resistencia de carga RC. Completar la tabla 2.

Escala: x=10ms/div, y=10Volt/div

Resistencia de Carga RC

VMAX 16.2 VVDC 10.1V

f 120HzT 8.33ms

Tabla 2: Valores Medidos sobre la RC

e) Calcular el valor DC sobre la resistencia de carga RC. Comparar el resultado con el valor VDC obtenido en la tabla 2.

Como se puede observar, nuestro valor calculado es muy semejante al obtenido mediante la simulación.

f) Calcular el factor de rizo del rectificador de onda completa de la figura 1, mediante el método del voltímetro AC y DC estudiado en clases.

g) Conectar el condensador en el circuito como se muestra en la figura 2. Visualizar las formas de onda en cada caso:

T1VAC

110 Vrms 60 Hz 0°

D1

1N4148

D2

1N4148

Rc10kΩ

24V/12V - 12V

2

13

4

5

0

Figura 2: Rectificación Monofásica de Onda Completa con Transformador a Toma Central

Escala: x=10ms/div, y=10Volt/div

Escala: x=10ms/div, y=10Volt/div

Calcular el factor de rizo y realizar un análisis de los resultados obtenidos:- Factor de rizo con C=1uF

- Factor de rizo con C=1000uF

Como se puede observar en los cálculos, a medida que aumentamos la capacitancia, disminuye el factor de rizo. Esto se debe a que el tiempo de descarga del condensador ( =RC), es directamente proporcional a la capacitancia del capacitor; es decir elτ capacitor tarda mas en descargarse, por lo que observaremos una línea mas continua en nuestra salida (VDC).

- Rectificación Monofásica de Onda Completa con Puente Rectificador

h) Armar el circuito de la figura 3:

T1VAC

110 Vrms 60 Hz 0°

24V/12V - 12V

2

1

D11N4148

D21N4148

D31N4148

D41N4148

56 R1

10kΩ

3

0

Figura 3: Rectificación Monofásica de Onda Completa con Puente Rectificador

i) Analice el funcionamiento del circuito rectificador con puente, indicar el estado de encendido o apagado (polarización directa o inversa), para cada diodo. Completar la tabla 3.

Básicamente lo que hace un rectificador de onda completa con puente de Graetz es optimizar nuestra salida en corriente continua, mediante el uso de cuatro diodos, dispuestos de manera que se rectifiquen tanto el semiciclo positivo como el negativo.Esto se da, ya que en el semiciclo +, nuestro transformador se polariza en sus terminales + y -; lo cual produce una circulación de corriente a través de los diodos 1 y 4 (activados), mientras que los diodos 2 y 3 permanecen desactivados. Nuestra resistencia de carga quedara polarizada + y -.

Para el semiciclo negativo sucede algo similar, solo que en esta ocasión nuestra transformador se polariza en sus terminales - y +; lo cual produce una circulación de corriente a través de los diodos 2 y 3 (activados), mientras que los diodos 1 y 4 permanecen desactivados, y nuestra resistencia de carga quedara nuevamente polarizada de la misma manera + y -.

De esta forma logramos un sistema más eficiente que el rectificador de media onda, aprovechando toda la onda de ingreso.

Diodo

Semiciclo + o - Estado

D1+ Activado- Desactivado

D2- Activado+ Desactivado

D3- Activado+ Desactivado

D4+ Activado- Desactivado

Tabla 3: Estado de los Diodos de un Puente Rectificador en cada Semiciclo

j) Empleando el osciloscopio, visualice las formas de onda sobre los diodos que conduzcan en semiciclos distintos. Completar la tabla 4.

Escala: x=10ms/div, y=20Volt/div

Escala: x=10ms/div, y=20Volt/div

Elemento Voltaje Máximo sobre el DiodoD1 32.45VD2 33.545V

Tabla 4: Voltaje Máximo sobre los diodos

k) Visualizar la forma de onda sobre la resistencia de carga RC. Completar la tabla 5.

Escala: x=10ms/div, y=20Volt/div

Resistencia de Carga RC

VMAX 32.4 VVDC 20.2V

f 120HzT 8.33ms

Tabla 5: Valores Medidos sobre la RC

l) Calcular el valor DC sobre la resistencia de carga RC. Comparar el resultado con el valor VDC obtenido en la tabla 5.

Como se puede observar, nuestro valor calculado es muy semejante al obtenido mediante la simulación.

m) Calcular el factor de rizo del rectificador de onda completa de la figura 1, mediante el método del voltímetro AC y DC estudiado en clases.

n) Comparar y comentar los resultados del numeral f y m.

Como se puede observar, los valores son muy semejantes. Esto se debe a que ambos tipos de circuitos de rectificación aprovechan toda la onda de ingreso, es decir tanto el semiciclo positivo como el negativo.

o) Conectar el condensador en el circuito como se muestra en la figura 4. Visualizar las formas de onda en cada caso:

T1VAC

110 Vrms 60 Hz 0°

24V/12V - 12V

2

1

D11N4148

D21N4148

D31N4148

D41N4148

R110kΩ

5

6

3

0

Figura 4: Rectificación Monofásica de Onda Completa con Puente Rectificador

Escala: x=10ms/div, y=20Volt/div

Escala: x=10ms/div, y=20Volt/div

Calcular el factor de rizo y realizar un análisis de los resultados obtenidos:- Factor de rizo con C=1uF

- Factor de rizo con C=1000uF

Como se puede observar en los cálculos, a medida que aumentamos la capacitancia, disminuye el factor de rizo. Esto se debe a que el tiempo de descarga del condensador ( =RC), es directamente proporcional a la capacitancia del capacitor; es decir elτ capacitor tarda mas en descargarse, por lo que observaremos una línea mas continua en nuestra salida (VDC).