El SCR es usado para controlar la potencia entregada a la carga de 50 Ohm por la fuente senoidal. Si la fuente VGG de la compuerta es ajustable: a) ¿sobre qué ángulo se puede variar continuamente el ángulo de conducción del SCR? b) ¿sobre qué ángulo se puede variar continuamente corriente la corriente DC de la carga si la frecuencia es 60 Hz?
FIGURA 1. DIAGRAMA PARA EL PROBLEMA 1.
FIGURA 2. FIGURA 18.31b del libro electrónica integrada.
Literal a: Para este caso utilizamos la curva de corriente de carga para poder observar el área donde el SCR conduce es por esto que l a conducción empieza en el ángulo φ y cesa a (π - φ) grados de cada ciclo. Como Vm>>Vo φ equivale a 0. El rango de conducción puede variar de 0 hasta π y llega hasta este último valor cuando VGG es muy grande.
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Literal b:
Para que exista corriente en la carga el SCR debe estar en conducción es por esto que el rango de conducción es el mismo que el obtenido en el literal a.
PROBLEMA 2.
El circuito mostrado es usado para controlar la potencia disipada en la resistencia de carga de 10 ohm. Asuma que el diodo de conmutación bilateral tiene un voltaje de ruptura de +2.8V y que los voltajes de sostenimiento (holding voltajes) del diodo y el triac son despreciables. El voltaje aplicado es 300 V rms a 60 Hz. a) Calcular el ángulo de conducción. b) Dibujar la forma de onda del voltaje aplicado a la carga. c)
Calcular la potencia total disipada por la resistencia de carga.
FIGURA 3. DIAGRAMA PARA EL EJERCICIO 2.
Literal a:
Para este caso se sabe que:
Y sabiendo que
Obtenemos que:
Transformando a grados lo cual representa el ángulo de disparo.
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Ahora para encontrar el ángulo de conducción solo basta con restar a 180 el ángulo de disparo.
Literal b: Para este literal nos referiremos a la figura 18.35 c del libro Electrónica integrada, para mostrar la forma de onda aplicada a la carga.
FIGURA 4. DIAGRAMA 18.35c
Literal c: Para este cálculo pasamos el ángulo de disparo a radianes usando el factor de conversión.
Para calcular la potencia usamos:
PD = 1/2 *
879.755 W
PROBLEMA 3.
El circuito se ajusta de manera la conducción comienza 90° después del inicio de cada semiciclos positivo de voltaje aplicado. La caía en el SCR es despreciable. El voltaje aplicado es 300 V rms senoidal y la carga es una resistencia de 50 ohm. Calcular : a) La corriente dc. b) La potencia disipada por la carga. c)
La corriente rms de la carga.
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FIGURA 5. DIAGRAMA PARA EL PROBLEMA 3.
Solucion: se utilizo la herramienta mathcad para realizar de manera mas presisa los calculos, en este caso asumimos que :
Literal a:
Usando la siguiente ecuacion .
Y sustituyendo los datos obtenemos:
Literal b:
Sabiendo que la carga disipara potencia solo cuando haya corriente circulando por la misma es por esto que se considera la siguiente ecuacion para calcular la potencia disipada.
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PD = 1/2
∗ 175.951 W
Literal c:
Se necesita calcular la corriente rms es por esto que utilizamos la corriente en dc.
PROBLEMA 4.
El circuito mostrado se ajusta de manera que el ángulo de conducción es 60°. Las caídas de voltaje del rectificador y el SCR son despreciables. El voltaje aplicado es 300 V rms y la carga es una resistencia de 10 ohm. Calcular:
a) La lectura de un amperímetro rms en serie con la carga. b) La lectura de un amperímetro dc en serie con la carga. c) La lectura de un voltímetro rms en paralelo con la carga. d) La lectura de un voltímetro dc en paralelo con la carga. e) La potencia dc en la carga. f)
La potencia total disipada por la resistencia de carga.
