UNIVERSIDAD CATÓLICA CATÓLICA SANTA SANTA MARÍA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECÁNICA, MECÁNICA – ELECTRICA Y MECATRÓNICA
Informe Nº 02
TEMA: CIRCUITOS CON DIODOS
ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I
DOCENTE: ING. COLLADO OPORTO CHRISTIAM OPORTO CHRISTIAM GUILLERMO ALUMNOS: -
APAZ APAZA A COL COLCA CA FABR FABRIC ICIO IO VICTO ICTOR R - CANA CANALE LES S MINA MINAYA YA,, CES CESAR AR GAB GABRI RIEL EL - MACE MACEDO DO HUAM HUAMAN AN AL ALAN AN GABR GABRIE IELL - MART MARTIN INEZ EZ MAYC MAYCA A NIC NICOL OLAE AE EMMA EMMANU NUEL EL GRUPO: 03 DIA: MIERCOLESDE 1 A 3 PM 18-0-!01"
TEMA: CIRCUITOS CON DIODOS
1. OBJETIVOS Estudio del diodo y constara de dos sesiones en laoratorio en el !ue anali"are#os si los $alores otenidos en la %r&ctica con'r#an nuestros datos ilio(r&'cos) *uscar las res%ecti$as #ediciones co#o $olta+e o corriente en circuitos con dic,os diodos y $er el co#%orta#iento !ue este #uestra cuando se ,ace uso del #ult-#etro)
2. INTRODUCCION: DIODO LED: Lo !"#$!o $%&"'(! )*$ $+ * LED, o #$-o! "'/o * "oo LED. Los diodos son co#%onentes electr.nicos !ue %er#iten el %aso de la corriente en un solo sentido/ en sentido contrario no de+a %asar la corriente 0co#o si 1uera un interru%tor aierto2) Un diodo Led es un diodo !ue ade#&s de %er#itir el %aso de la corriente solo un sentido/ en el sentido en el !ue la corriente %asa %or el diodo/ este e#ite lu") Cuando se conecta un diodo en el sentido !ue %er#ite el %aso de la corriente se dice !ue est& %olari"ado directa#ente) A,ora si la de'nici.n correcta ser&: Un diodo Led es un diodo !ue cuando est& %olari"ado directa#ente e#ite lu") Ade#&s la %alara LED $iene del in(les Li(,t E#ittin( Diode !ue traducido al es%a3ol es Diodo E#isor de Lu") Los Leds tienen dos %atillas de cone4i.n una lar(a y otra corta) 5ara !ue %ase la corriente y e#ita lu" se dee conectar la %atilla lar(a al %olo %ositi$o y la corta al ne(ati$o) En caso contrario la corriente no %asar& y no e#itir& lu") En la i#a(en si(uiente $e#os un diodo led %or dentro)
Este es el s-#olo !ue se usa %ara los diodos led en los es!ue#as el6ctricos/ donde el &nodo ser& la %atilla lar(a)
Los led traa+an a tensiones de 7V 0dos $oltios2) Si !uere#os conectarlos a otra tensi.n di1erente deere#os conectar una resistencia en serie con 6l %ara !ue %arte de la tensi.n se !uede en la resistencia y al led solo le !ueden los 7V) 0C#o *'"o(3
El 1unciona#iento es #uy sencillo) Cuando conecta#os con %olari"aci.n directa el diodo led el se#iconductor de la %arte de arria %er#ite el %aso de la corriente !ue circular& %or las %atillas 0c&todo y &nodo2 y al %asar %or el se#iconductor/ este se#iconductor e#ite lu")
En la '(ura de arria %uedes $er un led %olari"ado directa#ente e in$ersa#ente en serie con una o#illa) Lo #is#o ocurre con el led/ lo !ue %asa !ue no ,ace 1alta la o#illa %or !ue el ya e#ite lu" %or si solo en %olari"aci.n directa)
CIRCUITOS RECTIFICADORES: Una de las a%licaciones #&s i#%ortantes de los diodos/ es el dise3o de los circuitos recti'cadores) Un diodo recti'cador es esencial en las 1uentes de ali#entaci.n cd necesarias %ara ali#entar e!ui%os electr.nicos) Oser$e#os en la '(ura !ue nos #uestra un dia(ra#a en lo!ues/ la 1uente de ali#entaci.n se conecta a la l-nea de 879V0r#s2 y a una 1recuencia de 9;" to#ados de la red de ca/ y este entre(a un $olta+e V9 de cd a un circuito electr.nico re%resentado %or la car(a) V9 de cd dee de ser tan constante co#o sea %osile) El diodo "ener asa su 1unciona#iento en el e1ecto "ener/ de a,- su no#re) Recordare#os !ue/ en %olari"aci.n in$ersa y alcan"ada esta "ona/ a %e!ue3os au#entos de tensi.n corres%onden (randes au#entos de corriente) Este co#%onente es ca%a" de traa+ar en dic,a re(i.n cuando las condiciones de %olari"aci.n lo deter#inen y una $e" ,ayan desa%arecido 6stas/ recu%era sus %ro%iedades co#o diodo nor#al/ no lle(ando %or este 1en.#eno a su destrucci.n sal$o !ue se alcance la corriente #&4i#a de "ener I#&4 indicada %or el 1aricante)
DIODO: Los diodos %er#iten desarrollar circuitos con distintas a%licaciones/ destacando la recti'caci.n/ en cual!uiera de sus $ariantes) El diodo e4,ie una relaci.n no lineal entre la tensi.n entre sus ter#inales y la corriente !ue circula %or 6l)
D"oo 4ENER: Usado co#o re(ulador o '+ador de $olta+e de re1erencia) 5ara el an&lisis de las redes !ue e#%lean diodos =ener dee deter#inarse el estado del diodo: conducci.n o no conducci.n) >enerador de se3ales: Un >enerador de
8. E9UIPO Y MATERIALES: • • • • • • •
enerador de se3ales Oscilosco%io Mult-#etro 5rotooard Resistores 8F: 8GH/ 89GH/ 899GH/ 7G7H/ GH/ 8GH Resistencia $ariale Diodo: Silicio 8N997/ LED/ Diodo =ener 89V Los #ateriales !ue %rocedi#os a utili"ar en nuestra %ri#era %r&ctica de circuitos el6ctricos son los si(uientes:
. PARTE PROCEDIMIENTO E;PERIMENTAL: a2 5ara co#en"ar nuestra %ri#era %r&ctica/ el in(eniero nos dio un introducci.n %ara #ane+o correcto de los #ateriales !ue se ian a tratar en la %ractica 2 Lue(o de una %autas y una e4%licaci.n sore el 1unciona#iento de un los nue$os ele#entos con los !ue -a#os a traa+ar/ o co#o 1unciona un diodo "ener/ o co#o se lee PARTE 1 c2 5rocedi#os a #edir con el $olt-#etro/ el $olta+e in$erso de los diodos) Usa#os la escala de %ruea de diodo en el DMM y deter#inar la condici.n de cada diodo/ CARACTERÍSTICAS DEL LED d2 5ara co#en"ar nuestra se(unda %r&ctica co#en"a#os ar#ando el circuito de la '() 98
e2 Lue(o se Incre#ent. el $olta+e V8 ,asta !ue se oser$e #-ni#o rillo de lu" en el LED) Re(istre el $alor de VD y VR usando el DMM) 12 Des%u6s se Incre#ent. el $olta+e V8 ,asta !ue se oser$. #&4i#o rillo de lu" en ei LED) Re(istre el $alor de Vo y Va usando ol DMM/ y con los datos otu$i#os %rocedi#os a calcular/ Calcule el ni$el del lD VRR
a2 En esta %arte de la %r&ctica/ co#o se #uestra en la i#a(en calira#os el oscilosco%io/ se conecta co#o esta en la i#a(en/ en la %arte in1erior derec,a donde ta#i6n nos indica la cantidad de $olta+e/ ti%o de onda y ;" in(res&ndole V) ;ay !ue #odi'car las escalas de oscilosco%io %ara !ue #ar!ue lo !ue indica en la %arte in1erior)
2 Des%u6s/ calira#os la 1uente %ara el e4%eri#ento a 89 $oltios y 9;"/ %ara lo(rarlo se dee conectar las %untas %ositi$as y nati$as/ tanto del oscilosco%io y de la 1uente) ;ay !ue usar una o%ci.n del #en %ara %oder $er los datos 'nales de la 1uente
c2 La i#a(en #uestra co#o ar#a#os el circuito co#o se #uestra en la (u-a de %r&cticas y con los $alores !ue nos indica la (u-a %ara %roceder a conectar la 1uente %re$ia#ente calirada y con el oscilosco%io $er la se3al de salida)
PARTE 2: CIRCUITOS LIMITADORES
d2 Ar#a#os el circuito limitador positivo de la '(ura 97) Los $alores de los %ar&#etros son: R8GH/ y RL899GH) A%licar el (enerador de se3al con una tensi.n sinusoidal a+ustada de 89V5 a 9;")
a2 Anali"a#os el circuito y calcula#os el V9) ,ici#os un diu+o !ue re%resente la se3al de salida) @ coloca#os las #edidas corres%ondientes en las talas o en los +u(ar en lanco !ue los rinda las ,o+as de %r&ctia 2 La i#a(en #uestra co#o ar#a#os el circuito co#o se #uestra en la (u-a de %r&cticas %ara la se(unda %arte y con los $alores !ue nos indica la (u-a) )
c2 La i#a(en nos #uestra co#o es la se3al de salida !ue #uestra el oscilosco%io) Con la cual %ode#os reali"ar los c&lculos !ue nos %ide la (u-a a continuaci.n)
d2 Lue(o #edi#os el $alor de %ico ne(ati$o 0V52 de la se3al de salida 0en RL2 con el oscilosco%io) Trans'era a la re+illa la se3al !ue a%arece en el oscilosco%io to#ando nota de las escalas tanto %ara el e+e B co#o %ara el e+e @ y usa#os los datos reco(idos de la %r&ctica %ara llenar nuestras ,o+as de %ractica e2 La i#a(en nos #uestra co#o (racias al oscilosco%io %udi#os diu+ar y calcular el V9 Co#%letando los datos y %rocedi#ientos de la (u-a)
PARTE 8: CIRCUITOS RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA Ar#e el circuito rectifcador de media onda de la 1i(ura 9) RL89GH) La a#%litud de la se3al sinusoidal es de 89V5 a una 1recuencia de 9;" VS V9 P D R
<. ANALISIS DE DATOS PARTE 1: CARACTERISTICAS DEL LED a2 Se construy. el circuito #ostrado a continuaci.n y se di+o el $olta+e de la 1uente DC $alor #-ni#o y re(istro el $alor #edido de la resistencia)
al
*rillo #&4i#o y #-ni#o:
VOLTAQE CON EL MINIMO *RILLO LED V)diodo 8)KJ V 0#edido2 V)resist 9)8 V 0#edido2 I)diodo 9)8 #A 0#edido2 VOLTAQE CON EL MABIMO *RILLO LED V)diodo 7)98 V 0#edido2 V)resist 7J) V 0#edido2 I)diodo 7J) #A 0#edido2
O*SERVACIONES: P P
Al e#%e"ar con 9 $oltios el led no %rende al instante/ sino !ue ,asta !ue lle(ue 9)7 $oltios) No se %uede ase(urar a !ue $olta+e lle(a al #&4i#o rillo)
2 Se au#ent. el $olta+e de la 1uente a una %ro%orci.n constante ,asta lle(a a $oltiosP V082 V)diodo0V2 V)resist0V2 ID0A2
9)97 7J)K 9 9
8 9)J 9 9
TA*LA DE VOLTAQES P INTENSIDAD 7 8)7 8)J 8)J8J 9) 8) 7) 9)999 9)998 9)997
K 8)JJ )7J 9)997J
8)JK )7 9)997
CURVA: VOLTAJE = INTENSIDAD 9 9 9 9 9 INTESIDAD DE CORRIENTE 9 9 9 9 9
9
8
7
K
J
VOLTAJE
OBSERVACIONES: P
En la (r&'ca se #uestra !ue si no ,asta sore%asar 8 7 $oltios el %aso de corriente se es #&s di1-cil #ientras !ue %asado estos $olta+es la %endiente au#ente y esta crece a #ayores %ro%orciones)
PARTE 2: CIRCUITOS LIMITADORES c2 Se ar#. el circuito li#itador donde los $alores de los %ar&#etros son: R8Giloo,#nio/ y RL899G al a%licar el (enerador de se3al con una tensi.n sinusoidal a+ustada de 89V5 a 9;")
Usando el oscilosco%io se otu$o la si(uiente (ra'ca de corriente alterna:
Oser$aciones:
La (ra'ca nos #uestra !ue en esta 1uente de corriente se dan 7 ti%os de $olta+e/ %ositi$o y ne(ati$o/ cada uno con %icos i(uales en cada %ico e4tre#o %ositi$o y ne(ati$o) Esta se3a se da cada cierto tie#%o continua#ente y cada cierto tie#%o/ es una se3al sinusoidal)
d2 Lue(o se usando el oscilosco%io se #idi. la se3al del $olta+e del diodo)
OBSERVACIONES: P
P
En la se3al nos %ode#os dar cuenta !ue ya no es una onda co#%leta/ esto ocurre %or la resistencia interna del diodo/ en este caso del diodo de (er#anio/ y cuando est& car(ado in$ersa#ente este se car(a con 9)J $oltios) Los %icos de los $olta+es ne(ati$os crecen #uc,o #&s !ue antes/ esto %or!ue el %ar de diodos conectados ,acen !ue la corriente ne(ati$a %ase ,asta un ter#inal/ ya sea cuando sea %ositi$o un lado y ne(ati$o el otro y $ice$ersa)
PARTE 8: CIRCUITOS RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA
e2 Se ar#. el circuito recti'cador de #edia onda con una nue$a resistencia de 89 iloo,#nios con una a#%litud sinusoidal de 89V o 1recuencia de 9 ;")
En la se3al #ostrada/ la (r&'ca no ca#ia a co#%araci.n de la anterior %or !ue no se #odi'ca el $olta+e alterno)
Al ar#ar el circuito con los diodos de esta #anera en serie/ las cur$as $ar-an/ solo se %ueden $er en un lado)
VA#%: 8)99V Ti#e: K #s V% : 7)9 V OBSERVACIONES: P
En este caso las oscilaciones solo se #uestran en la %arte %ositi$a del e+e @/ esto ocurre %or!ue al estar ar#ado en serie cuando trate de %asar la corriente ne(ati$a el diodo se car(ar& ne(ati$a#ente y no de+ara %asar corriente)
PARTE : CIRCUITO DE ONDA COMPLETA
OBSERVACIONES:
P
En la (r&'ca se #uestra co#o ,ay 7 %icos %ositi$os/ %ero ta#i6n 8 ne(ati$o/ esto ocurri. %or !ue 8 de los diodos estu$o #al %osicionado de+ando %asar la corriente ne(ati$a al lado ne(ati$o de nuestra salida)
P
El recti'cador de onda co#%leta se encar(a de des$iar la corriente ne(ati$a %or un lado y la %ositi$a %or el otro d&ndonos 7 %icos al %arecer %ositi$os)
>. CONCLUSIONES: Se %udo co#%roar el co#%orta#iento de los diodos co#o los estudiados te.rica#ente/ es decir/ conduciendo corriente en %olari"aci.n directa y ariendo el circuito en in$ersa) Durante esta %r&ctica ,e#os lo(rado co#%render el co#%orta#iento del los diodos "ener/ y ,e#os %odido oser$ar %or !u6 ra".n es !ue estos son utili"ados en los re(uladores de $olta+es %ues ,an sido dise3ados es%ecial#ente %ara traa+ar en la "ona de ru%tura) Cuando un "ener esta %olari"ado de #anera directa/ se co#%ortar& co#o un diodo nor#al/ y cuando est& %olari"ado de #anera in$ersa/ #ientras el $olta+e sea #enor al $olta+e indicado en la ,o+a de datos del "ener nica#ente %asar& una #ini#a corriente %or el diodo/ sin e#ar(o/ cuando el $olta+e de entrada a su%erado al $olta+e del "ener el $olta+e del "ener se #antendr& constante en sus ter#inales) Es i#%ortante colocar una resistencia en serie entre la 1uente y el diodo "ener %ara li#itar la corriente a un $alor #enor al de la li#itaci.n/ %ues de no ser as- el diodo "ener se !ue#ar-a) >racias a la si#ulaci.n y los datos to#ados e4%eri#ental #ente/ se %uedo $eri'car !ue todo lo calculado #ate#&tica#ente es correcto)
Si no se traa+a con diodos reales/ los $alores no ser&n co#o los te.ricos >racias a los resultados/ se %uede $er clara#ente el 1unciona#iento del diodo
?. RECOMENDACIONES PCalirar ien la 1uente %ara e$itar errores al #edir los datos/ ya !ue (enera errores en los resultados) PCalirar ien el (enerador de se3ales %ara e$itar errores al #edir los datos/ ya !ue (enera errores en los resultados) PUsar las resistencias adecuadas co#o se #uestra en el es!ue#a %ara tener los datos adecuados) PReali"ar $arias #ediciones %ara $er la $eracidad de ella y tener #e+ores resultados) PVeri'car el estado de los cales y del e!ui%o %ara e$itar errores de #edici.n) PUsar adecuada#ente el e!ui%o %ara e$itar da3arlo PColocar adecuada#ente los cales de contacto con la 1uente %ara e$itar %osiles cortes de circuito) @. BIBLIOGRAFIA -
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