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Rectificador de Onda Completa Tipo Puente con Filtro de Condensador Aldo Alejandro Arteaga Tlallisco, Carlos Rivera Martínez, Hugo Cruz Cruz, Julio Alexis Pérez Núñez y Kevin Obed Lugo Peláez de CA obtenido a la salida del transformador en un voltaje de CD, el cual tiene una En esta práctica se realizó un circuito para Abstrac Abstracto to — En comparar cuantitativamente el funcionamiento de un rectificador polaridad única. Este proceso, denominado rectificación, es de onda completa con y sin filtro de salida, para eso se siguió una posible gracias a la utilización utilización guía el cual fue tomado desde el libro Curso fácil de electrónica de unos componentes electrónicos llamados diodos. básica. Se comenzó a simular el circuito en el programa Multisim donde se ocuparon los siguientes componentes; una fuente de corriente alterna, un transformador de 18V a 2A, 1 puente rectificador de 1 A/400V, resistencia de 470Ω y 100Ω, un condensador electrolítico de 3300 µF, 1000µF y 220µF. Teniendo ya los resultados de la simulación se realizó el circuito en físico siguiendo al pie de la letra la guía del l ibro. Circuitos analógicos, análisis por Í ndice de tér tér minos — Circuitos computadora de circuitos, simulación de circuitos, rectificadores de media onda, condensador electrolítico, puente de rectificador.
Diseñados específicamente para permitir la circulación de la corriente en un solo sentido y bloquearla en el sentido opuesto. Esta característica los hace adecuados para convertir corriente alterna bidireccional en corriente directa o continua unidireccional. Un diodo permite el paso de corriente cuando el ánodo (A) es positivo con respecto respecto al cátodo (K), y lo bloquea en el caso contrario
I. I NTRODUCCIÓN a misión de los rectificadores es conseguir transformar la tensión alterna en tensión continua, pero solamente con Puentes rectificadores integrados los rectificadores no obtenemos la tensión continua deseada. La rectificación de onda completa, mediante un puente de Entonces aplicamos el filtro con condensador conociendo las diodos, es una de las técnicas de conversión de CA a CC más alimentación, debido características de un condensador, y viendo su capacidad de utilizadas en el diseño de fuentes de alimentación, principalmente a que no requiere requiere un transformador transformador con almacenamiento de energía, lo podemos utilizar como filtro principalmente derivación central y proporciona un voltaje de salida con un para rizar la señal señal que obtenemos obtenemos de salida. Por medio de esta práctica se desarrolló un circuito que valor máximo igual al valor pico de entrada. proporciona las herramientas adecuadas para observar cómo Filtros para rectificadores actúa el rectificador de onda completa para medir la amplitud El voltaje de CD proporcionado por un rectificador, aunque del voltaje del rizado para distintos valores del condensador mantiene una polaridad única, no es adecuado para alimentar del filtro. circuitos electrónicos. electrónicos. Esto se debe que su valor no se mantiene constante, sino que varía periódicamente entre cero y el valor máximo de la onda seno de entrada. Para suavizar este II. MARCO TEÓRICO. voltaje y convertirlo en un voltaje de CD uniforme, Un filtro de condensador es un circuito eléctrico formado por similar al de una batería, debe utilizarse un filtro. Este último la asociación de diodo y condensador destinado a filtrar o a es generalmente un condensador electrolítico de muy alta aplanar el rizado, dando como resultado una señal eléctrica de capacidad. corriente continua cuya tensión no varía prácticamente en el tiempo. El circuito es el mismo que el empleado en la Rectificador de onda completa con filtro rectificación añadiendo un condensador, por lo que al igual Es un rectificador de media onda, el condensador de filtro se que existen rectificadores de media onda y de onda completa recarga solamente una vez durante cada ciclo de voltaje de existen filtros de condensador de media onda y onda o nda completa. entrada. Por tanto, debe suministrar corriente a la carga durante la mayor parte del tiempo. Esto obliga a utilizar La función básica del circuito rectificador en una fuente condensadores de gran capacidad para minimizar el rizado y sostener la corriente de carga. alimentación es convertir el voltaje
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C. Circuito en físico
III. DESARROLLO El sistema realizado consta de un circuito básico en serie con un diodo y una resistencia que es alimentada por un transformador de salida de 18 volts aproximadamente. A. Esquema
Figura 1. Esquema del circuito realizado en Multisim
Primero se planteó el esquema del circuito en el programa Multisim visto del libro con todos sus componentes, para después hacer la simulación con un osciloscopio y verificar la onda de salida que en este caso es de media onda. B. Transformador
Figura 3. Circuito en tablilla protoboard
Con la ayuda del esquema planteado se realizó el circuito guiándonos paso a paso, se colocó la salida del transformador de 18 volts a una bornera de dos salidas para posteriormente este sea la alimentación del circuito, conectamos un diodo 1N4004 y una resistencia de 1kΩ en serie y unos puentes para
cerrar el circuito, posteriormente se realizaron las pruebas que especificaba la práctica.
Figura 2. Transformador de 18 volts
Se compró un transformador de 18 volts a 2 amperes y después se le colocó una clavija para poder conectarlo y que redujera la corriente alterna que entraba en el circuito para poder alimentarla con una fuente de voltaje más pequeña.
Figura 5. Voltaje secundario
Figura 6. Valor de la resistencia
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Para calcular Vrms y la Irms 31.11 = = = 15.55 2 2 31.11 = = = 15.55 2 2(1000Ω)
Figura 7. Valor medio de la corriente de salida
D. Prueba de osciloscopio
Figura 4. Onda generada por el circuito
Finalmente con la ayuda del programa Multisim y con la ayuda del osciloscopio comprobamos que efectivamente las ondas que generaban el circuito son de media onda.
Medición Valor mostrado Valor obtenido Voltaje primario 119.2 V 133.6 V Voltaje secundario 18.2 V 22 V 980 Ω 1000Ω Resistencia de carga Valor rms del 18.8 V 22 V voltaje de salida secundario Valor medio del 8.35 V 9.3 V voltaje sobre la resistencia de carga Valor medio de la 8.51 mA 8.9 mA corriente de salida Para calcular l potencia absorbida por la resistencia (15.55) 0.24 = = = 1000Ω Ω Y el factor de potencia 0.24 = = = 0.017 13.36
F. Tabla de comparaciones
Se realizaron mediciones con el multímetro pero hubo una diferencia en las mediciones obtenidas mediante la práctica con las mostradas en la guía. En la siguiente tabla se muestra una comparación de estas mediciones.
E. Matemáticas y ecuaciones
Para sacar el voltaje máximo se multiplica por √ 2 = √ 2 Tenemos que el voltaje de salida del transformador es de 22V a 2A por lo tanto. = (22)(√ 2) = 31.11 Para el sacar el Vo: =
31.11 = = 9.90 Componente continua de la corriente para la carga resistiva es = Y tenemos que = 1000Ω 9.9 = 1000Ω = 9.9
Tabla 1. Comparación entre valores obtenidos y valores mostrados
IV. CONCLUSIONES Los rectificadores de media onda están presentes en diversos aparatos electrónicos, por ejemplo en televisores, radios, ordenadores, entre otros. Estos son creados a travez de una red electrica conectado con un cable a corriente alterna a un voltaje de 120V aunque este valor no siempre es preciso, varia depende la instalación electrica y el lugar. Este tema conforma la parte de una fuente de alimentación, solo que este rectificador aun no convierte totalmente la corriente alterna a corriente directa. Finalmente tomando nuestros resultados podemos darnos cuenta como las ondas senosoidales van cambiando al hacer toda esta configuración convirtiendo estas ondas en ondas con una amplitud mas pequeña que la que tenia antes de meter toda esta configuración. La forma mas fácil de encontrar un rectificador de media onda es mediante un circuito en serie en los que están conectados una resistencia y un diodo que a su
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vez se alimentan con un transformador reductor para no dañar el circuito. V. R EFERENCIAS Libros: [1] R. L. Boylestad, Electronica: teoria de circuitos y dispositivos electronicos, vol. I. 2002, p. 74-75. [2] CEKIT, Curso facil de electronica basica, 1a ed., vol. 7, pp. 114-116.
VI. BIOGRAFÍAS Nota del Editor: J. W. Hagge fue jefe del Consejo Técnico de
PES y L. L. Grigsby fue jefe del Departamento de Publicaciones de PES cuando la versión original de este documento fue publicada (enero 1, 1993). Greenleaf Whittier Pickard (14 de febrero de 1887, Portland, Maine, Estados Unidos - 8 de enero de 1956) fue un ingeniero estadounidense. Pickard probó una ingente cantidad de minerales con el propósito de descubrir el detector de puntas de contacto ( cat´s wiskers) más efectivo. Finalmente descubrió que una muestra de silicio fundido, obtenido de la Westinghouse Electric Company, producía excelentes resultados, por lo cual obtuvo una patente ; el detector de cristal de silicio en 1906; se dice que para ello hizo pruebas, de distintos materiales, con más de 30.000 combinaciones, para construir los detectores. John Ambrose Fleming (Lancaster, 29 de noviembre de 1848Devon, 18 de abril de 1945) fue un físico e ingeniero eléctrico británico, considerado como uno de los precursores de la electrónica. El 16 de noviembre de 1904 registró la patente de su invento, el diodo o válvula termoiónica usando el efecto Edison que este había descubierto en 1883. Posteriormente en 1905, un año después, patentó la "Válvula Fleming" que servía de diodo rectificador, antecediendo al triodo y otras estructuras. Este invento es considerado el inicio de la electrónica. Carl Ferdinand Braun (Fulda, Alemania, 6 de junio de 1850 – Nueva York, 20 de abril de 1918) fue un físico, inventor y profesor universitario alemán galardonado con el Premio Nobel de Física en 1909. En 1897 desarrolló el primer osciloscopio al adaptar un tubo de rayos catódicos, de manera que el chorro de electrones del tubo se dirigiera hacia una pantalla fluorescente por medio de campos magnéticos generados por la corriente alterna. Desde 1898 también trabajó en la telegrafía sin hilos, inventando el rectificador de cristal. Guglielmo Marconi admitió haber "tomado prestada" la patente de Braun.
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VII. A NEXOS Datasheet del diodo rectificador IN4004:
