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Práctica#2: REGIMEN TRANSITORIO -RL-RC-RCL Auquilla Juan Fernando, Carrera Daniela, Jara Paul
[email protected] ,
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[email protected] [email protected] Universidad Politécnica Salesiana Sede Cuenca Laboratorio de Potencia I
Abstract — In In
the following report, we will be able to observe the behavior of the current and the voltage of different types of charges in a rectifier circuit of wave media, in this way, through the graphs observed previously.
Resumen. – En el siguiente informe vamos a poder observar el
comportamiento de corriente y voltaje de diferentes tipos de cargas en un circuito rectificador de media onda, de esta manera mediante las gráficas obtenidas observaremos el comportamiento ya mencionado antes. I.
OBJETIVOS.
Objetivo General:
Potencias: Potencia máxima disipable. Potencia media disipada. Potencia inversa de pico repetitivo. Potencia inversa de pico no repetitivo.
Características térmicas. Protección contra sobre intensidades.
Conocer el funcionamiento en régimen transitorio de los Diodos de potencia
Objetivo específico:
Características dinámicas: Tiempo de recuperación inverso (trr). Influencia del trr en la conmutación. Tiempo de recuperación directo.
Realizar los cálculos matemáticos para los circuitos R, RL, R-C en régimen transitorio. Simular y armar los circuitos. Obtener las gráficas de respuesta para cada circuito. II.
MARCO TEORICO
Diodos de potencia Los diodos de potencia poten cia se caracterizan porque en estado de conducción, deben ser capaces de soportar una alta intensidad con una pequeña caída de tensión. En sentido inverso, deben ser capaces de soportar una fuerte tensión negativa de ánodo con una pequeña intensidad de fugas. [1]
Tipos de diodos de potencia: En el caso ideal, un diodo no debería tener tiempo de recuperación inversa, los diodos de potencia se pueden clasificar en las tres categorías siguientes: [1]
Diodos normales de propósito general. Diodos de recuperación rápida. Diodos de Schottky.
Rectificadores de Media Onda
La función de este circuito es eliminar uno de los dos semiperiodos de una señal alterna senoidal, proveniente del secundario del transformador. El componente electrónico que se usa para este fin es el diodo, que tiene la propiedad de conducir en un solo sentido. [2]
Figura 2. Circuito del rectificador de media onda. [2] Figura 1. Curva característica de los diodos. [1]
El rectificador de media onda se suele utilizar en aplicaciones de baja potencia, en las que la corriente media de d e la red no será 0. Una A continuación, vamos a ir viendo las características más corriente media distinta de 0 puede causar problemas en el importantes del diodo, las cuales podemos agrupar de la siguiente funcionamiento de los transformadores. Y aunque tiene aplicaciones forma: [1] limitadas vale la pena estudiar su funcionamiento para luego Características estáticas: entender con más facilidad los lo s otros tipos de rectificadores que Parámetros en bloqueo (polarización inversa). pueden llegar a tener más aplicaciones. [3] Parámetros en conducción. Modelo estático.
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Rectificador de media onda con filtro RC
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.
III.
Un circuito RC sirve como filtro para hacer que el voltaje alterno se Circuito RL: vuelva directo casi como el de una batería, esto es gracias a las pequeñas oscilaciones que tiene la salida del voltaje, las cuales son prácticamente nulas. La primera parte del circuito consta de una fuente de voltaje alterna, seguido de un diodo que en esta ocasión será ideal y finalmente el filtro RC. [3]
Figura 5. Circuito con carga RL Figura 3. Rectificación con carga RC. [3] El circuito funciona de la siguiente manera: 1. 2. 3.
Entra corriente alterna al circuito, la cual se rectifica con el diodo. En el momento que el voltaje sale del diodo el condensador se empieza a cargar y la caída de voltaje se recibe en la resistencia. En el entender que es lo que está pasando y como calcular el filtro. [3]
Respuesta Natural
Rectificador de media onda con carga RL
Respuesta forzada En este caso al final del primer semiciclo, la corriente será menor que la corriente calculada anteriormente debido a la caída de voltaje y a la pérdida de potencia en R. Durante el segundo semiciclo la resistencia continuará disipando energía mientras fluya corriente por el circuito. Dado que la energía retornada a la fuente es distinta a la Aplicando Laplace consumida, la corriente siempre llegará cero antes de concluir el segundo semiciclo. A diferencia de la carga netamente inductiva, ahora el diodo si conmuta a estado de bloqueo pero no lo hace inmediatamente cuando la fuente cambia de polaridad sino cuando la corriente se reduce a cero y deja de forzar la conducción del diodo ideal que sería con una carga resistiva pura. Esto es así ya que las cargas industriales suelen contener una cierta inductancia, además de la resistencia propiamente dicha. [3]
Transformada inversa de Laplace
Sumamos la respuesta forzada con la respuesta natural
Reemplazamos los valores de la R y L
Figura 4. Rectificación con carga RL. [3]
Condiciones iniciales cero
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Grafica:
Sumamos la respuesta forzada con la respuesta natural
Reemplazamos los valores de la R y C
Figura 6. Grafica osciloscopio circuito RL Circuito RC:
Condiciones iniciales cero
Grafica:
Figura 7. Circuito con carga RLC
Derivamos la ecuación
Figura 8. Grafica osciloscopio circuito RC Circuito RLC:
Respuesta Natural
Respuesta forzada
Figura 9. Circuito con carga RLC Aplicando Laplace Derivamos la ecuación
Respuesta Natural
Transformada inversa de Laplace
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por conclusión con el desarrollo de esta práctica se ha logrado hacer un análisis de la respuesta de los circuitos de rectificación de media onda con cargas LR, RC y RLC cuando se someten a una señal de tipo escalón unitario, este estudio es básicamente el de régimen transitorio del sistema de potencia. V.
Respuesta forzada
BIBLIOGRAFÍA
[1] L. Masa. [En línea]. Available: https://sites.google.com/site/2009/rectificadoresdemendia. [Último acceso: 30 Abril 2018]. [2] «Tuveras,» [En línea]. Available: http://www.tododiodo.com/diodopencia1.htm. [Último acceso: 30 Abril 2018]. [3] Rectificadores no controlados [En línea]. Available: frrq.cvg.utn.edu.ar/pluginfile.php/3391/mod.../Rectificadores_NO_ controlados.pdf? [Último acceso: 30 Abril 2018].
Aplicando Laplace
Transformada inversa de Laplace y reemplazando términos
Sumamos la respuesta forzada con la respuesta natural
Encontramos valor de las incógnitas
Grafica:
Figura 10. Grafica osciloscopio circuito RLC IV.
CONCLUSIONES.
Como conclusión a la práctica realizada nos podemos dar cuenta el funcionamiento correcto de una rectificación de media onda con cargas no controladas ya sean estas RL-RC-RLC, por otro lado se puede enfatizar que el comportamiento de estos diodos es similar al comportamiento de los diodos normales. Para observar la corriente y el voltaje de la carga se colocaron distintas configuraciones de carga para de esta manera poder observar la respuesta que nos da el circuito rectificador de media onda con respecto a cada una de ellas. Entonces
