CONTROL DE LUMINOSIDA L UMINOSIDAD D Laboratorio #3
MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO E INSTRUMENTAL INDUSTRIAL(35587) Mantenimiento Mantenimiento electrónico de equipos e instrumentos de laboratorio de CEET Ed ar Alexander Alexander Niño Niño Florez Florez
EANINO52 EANI NO52
RESUMEN En el siguiente informe de laboratorio se realiza un análisis de circuitos de control de potencia utilizando tiristores (SCR) para el control de la luminosidad de uan bomnilla
ABSTRACT
sentidos). Es por esto que debemos conocer los diferentes tipos de semiconductores, constitución física, principio de funcionamiento, características técnicas, y otros conceptos que nos permiten utilizarlos en aplicaciones específicas.
OBJETIVOS
Thyristors are semiconductor devices thata allow us to monitor your driving current, due to control loads connected in series to them efficiently and effectively. We also have two major classification, depending on the direction that allows circular current: unidirectional (allow electric current to flow in single direction). and bidirectional allow electric current to flow in both direction). That is why we must know the different types of semiconductors, constitution physical principle of operation, technical, and other concepts that allow us to use inspecific applications.
INTRODUCCION Los tiristores son dispositivos semiconductores que nos permiten controlar su conducción de corriente, como consecuencia controlar las cargas que conectamos en serie a ellos de una forma eficiente y efectiva. Además, tenemos dos grandes clasificaciones, dependiendo el sentido que permite circular la corriente: unidireccionales (permiten que la corriente eléctrica circule en una sola dirección), y bidireccionales (permiten que la corriente eléctrica circule en ambos VWRG
MISENA.E MISE NA.EDU DU .COM
Diseñar, montar y poner en funcionamiento circuitos básicos de la electrónica de potencia Observar, analizar y comprender el principio de funcionamiento de un tiristor SCR Calcular y predecir los niveles de tensión a la entrada y salida del SCR asi como las corrientes de disparo Observar, analizar y comprender el comportamiento de un circuito de control de potencia. Determinar las características electrónicas técnicas de los tiristores SCR observando su ficha técnica. Determinar y medir las señales eléctricas de un tiristor con exactitud y seguridad en un montaje electrónico que de solución a una necesidad planteada.
MATERIAL Y EQUIPO
Resistencia (6 K/5W) Protoboard SCR c106D = 1 Diodos 1n 4001 = 300 pesos Potenciómetro 1M = 500 pesos
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Bombilla de 40W/120voltios = 2000 pesos Fusible 0.5 A = 500 pesos Capacitor cerámico de 0.1uF = 100 pesos Cable conector = 1000 pesos Fuentes de alimentacio (tomacorriente) osciloscopio Multimetro = 20000 pesos Calculadora = 30000 pesos Hojas y Boligrafo = 2000 pesos
J3 ya tienen polarización directa, habrá un movimiento libre de portadores a través de las tres uniones que provocará una gran corriente directa del ánodo. Se dice entonces que el dispositivo está en estado de conducción o activado.
MARCO TEORICO Un tiristor es uno de los tipos más importantes de los dispositivos semiconductores de potencia. Los tiristores se utilizan en forma extensa en los circuitos electrónicos de potencia. Se operan como conmutadores biestables, pasando de un estado no conductor a un estado conductor. Para muchas aplicaciones se puede suponer que los tiristores son interruptores o conmutadores ideales, aunque los tiristores prácticos exhiben ciertas características y limitaciones. C aracterísticas de los tiristores:
Un tiristor es un dispositivo semiconductor de cuatro capas de estructura pnpn con tres uniones pn tiene tres terminales: ánodo cátodo y compuerta. La fig. 1 muestra el símbolo del tiristor y una sección recta de tres uniones pn. Los tiristores se fabrican por difusión. Cuando el voltaje del ánodo se hace positivo con respecto al cátodo, las uniones J1 y J3 tienen polarización directa o positiva. La unión J2 tiene polarización inversa, y solo fluirá una pequeña corriente de fuga del ánodo al cátodo. Se dice entonces que el tiristor está en condición de bloqueo directo o en estado desactivado llamándose a la corriente fuga corriente de estado inactivo ID. Si el voltaje ánodo a cátodo VAK se incrementa a un valor lo suficientemente grande la unión J2 polarizada inversamente entrará en ruptura. Esto se conoce como ruptura por avalancha y el voltaje correspondiente se llama voltaje de ruptura directa VBO. Dado que las uniones J1 y VWRG
Tiristores de control de fase o de conmutación rápida (S CR).
El miembro más importante de la familia de los tiristores es el tiristor de tres terminales, conocido también como el rectificador controlado de silicio o SCR. Este dispositivo lo desarrolló la General Electric en 1958 y lo denominó SCR. El nombre de tiristor lo adoptó posteriormente la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI). En la figura siguiente se muestra el símbolo de un tiristor de tres terminales o SCR. Tal como su nombre lo sugiere, el SCR es un rectificador controlado o diodo. Su característica voltaje-corriente, con la compuerta de entrada en circuito abierto, es la misma que la del diodo PNPN. Lo que hace al SCR especialmente útil para el control de motores en sus aplicaciones es que el voltaje de ruptura o de encendido puede ajustarse por medio de una corriente que fluye hacia su compuerta de entrada. Cuanto mayor sea la corriente de la compuerta, tanto menor se vuelve VBO. Si se escoge un SCR de tal manera que su voltaje de ruptura, sin señal de compuerta, sea mayor que el mayor voltaje en el circuito, entonces, solamente puede activarse mediante la aplicación de una
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corriente a la compuerta. Una vez activado, el dispositivo permanece así hasta que su corriente caiga por debajo de IH. Además, una vez que se dispare el SCR, su corriente de compuerta puede retirarse, sin que afecte su estado activo. En este estado, la caída de voltaje directo a través del SCR es cerca de 1.2 a 1.5 veces mayor que la caída de voltaje a través de un diodo directo-oblicuo común.
presentan cierta resistencia. Las resistencias son componentes eléctricos pasivos en lo que la tensión que se les aplica es proporcional a la intensidad que circula por ellos. Generalmente la resistencia de un material aumenta cuando crece la temperatura. También la resistencia de conductor es proporcional a la longitud de ésta e inversamente proporcional a su sección. Hay que puntualizar, para que no haya malos entendidos, que a veces llamarlas resistencias se le denominan resistores.
Los tiristores de tres terminales o SCR son, sin lugar a dudas, los dispositivos de uso más común en los circuitos de control de potencia. Se utilizan ampliamente para cambiar o rectificar aplicaciones y actualmente se encuentran en clasificaciones que van desde unos pocos amperios hasta un máximo de 3,000 A.
La medición en resistencias se hace en ohmios, su símbolo que es este
Un SCR. 1. Se activa cuando el voltaje VD que lo alimenta excede VBO 2. Tiene un voltaje de ruptura VBO, cuyo nivel se controla por la cantidad de corriente iG, presente en el SCR 3. Se desactiva cuando la corriente iD que fluye por él cae por debajo de I H 4. Detiene todo flujo de corriente en dirección inversa, hasta que se supere el voltaje máximo inverso.
Resistencias Eléctricas Cualquier material natural ofrece oposición al paso de la corriente eléctrica a través de ella. Este efecto se llama resistividad.
POTENCIOMETRO La resistencia variable es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante. Este contacto móvil se llama cursor o flecha y divide la resistencia en dos resistencias cuyos valores son menores y cuya suma tendrá siempre el valor de la resistencia total.
Los materiales conductores presentan una resistividad casi nula, los aislantes no permiten el flujo de corriente y los resistivos VWRG
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Símbolo del diodo ( A - ánodo, K - cátodo) Los diodos constan de dos partes, una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura llamada barrera o unión.
CONDENSADOR Es un componente electrónico que almacena cargas eléctricas para utilizarlas en un circuito en el momento adecuado. Está compuesto, básicamente, por un par de armaduras separadas por un material aislante denominado dieléctrico. La capacidad de un condensador consiste en almacenar mayor o menor número de cargas cuando está sometido a tensión.
Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el diodo de germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio . BOMBILLA O FOCO
El bombillo o también denominado foco, es un cilindro de vidrio ensanchando en uno de sus extremos. En su interior lleva finos filamentos de volframio o tungsteno que con el paso de la corriente, se vuelven incandescentes generando la luz. Su inventor fue el estadounidense Thomas Alba Edison en 1879, siendo este, su invento más importante, debido a que a partir de éste, se logró desarrollar la energía eléctrica.
DIODO
El diodo semiconductor es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar, prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio.
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FUSIBLE
se denomina fusible a un dispositivo, constituido por un soporte adecuado, un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión que se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.
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Se realizo la búsqueda del circuito para implementar en montaje posterior Se procede a montar el circuito de control de potencia de la luminosidad de una bombilla de a cuerdo con los planos. Realiza las pruebas de funcionamiento de circuito se optimiza para cambiar la intensidad lumínica al máximo y minimo con el potenciometro . Una vez puesto el circuito al punto deseado se procede a hacer los cálculos necesarios para hallar varias intensidades en el circuito. Hechos los cálculos se procede a tomar datos directamente sobre el circuito para realizar una comparación.
COSTOS
PLANO ELECTRONICO
Resistencia (6 K/5W) = 500 pesos Protoboard = 10000 pesos SCR c106D = 1000 pesos Diodos 1n 4001 = 300 pesos Potenciómetro 1M = 500 pesos Bombilla de 40W/120voltios = 2000 pesos Fusible 0.5 A = 500 pesos Capacitor cerámico de 0.1uF = 100 pesos Cable conector = 1000 pesos Fuentes de alimentacio (tomacorriente) osciloscopio Multimetro = 20000 pesos Calculadora = 30000 pesos Hojas y Boligrafo = 2000 pesos
CÁLCULOS CIRCUITO DE CONTROL DE LUMINOSIDAD
Voltaje RMS 129 v entrada de alimentacion
Voltaje Maximo -
PROCEDIMIENTO VWRG
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CONCLUSIONES Podemos observar que la importancia de los diodos semiconductores controlados pueden controlar la intensidad del bombillo variando las resistencias q a su vez varia la intensidad en el circuito de control q entra en al puerta del SCR El ángulo de disparo del SCR es inversamente proporcional a la intensidad lumínica dela bombilla Se observo en al fiche técnica y se comprobó en la practica que el SCR comienza a conducir cuando en su puerta se aplica una tensión mínima de 200µA Pude concluir que para un voltaje de 129V es necesario utilizar resistencias de mayor vatiaje para que resistan la potencia del circuito.
También es conveniente resaltar la importancia del conocimiento de la funciones de control para este tipo de dispositivos, pues permite reafirmar el conocimiento del comportamiento de dicho dispositivo.
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DATOS TOMADOS DE EL MONTAJE EN FISICO Valor de resistencia Intensidad 782K 166µA 684K 185,4µA 330K 395µA 75,6K 1,69mA 6K 20,3mA
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Intensidad y
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BIBLIOGRAFIA
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AUTOR (EDGAR ALEXANDER NIÑO)
http://www.tecnologiaindustrial.info/in dex.php?main_page=document_gen eral_info&products_id=181 http://www.mitecnologico.com/Main/ TiposDeErroresEnMediciones http://tec.upc.es/el/TEMA3%20EP%20(v1). pdf
Nacido en 1984 (sogamoso-boyaca) lleve acabo mis estudios en el colegio cooperativo acerias paz del rio. Egresado en el año 2000 como técnico en sistemas desde el año 2006 estudie en la universidad pedagógica y tecnológica de colombia donde curse 2 semestres de ingeniería electrónica tuve q retirarme por causas económicas y actualmente estudio en el SENA ³MANTENIMIENTO ELECTRONICO E INSTRUMENTAL INDUSTRIAL´ esperando poder obtener mi titulo y desarrollarme como un gran electrónico que es la carrera que me apaciona y por esta razón estoy estudiando para poder salir trabajar y terminar mi ingeniería de forma satisfactoria pára poder esempeñarme en la carrera del futuro .
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CARACTERISTICAS TECNICAS
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