Diodo Zener y fuentes reguladasDescripción completa
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Dido zener
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Diodo Zener
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Descripción: Fuentes lineales con componentes analógicos pasivos.
Dispositivos y Circuitos Electrónicos II Ciclo
Laboratorio N° 5 FUENTES DE ALIMENTACION REGULADA CON DIODO ZENER
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Fuente de Alimentación Regulada con Zener
Curso:
Dispositivos y Circuitos Electrónicos
Lab. Nro.:
05
Mesa Nro.:
Fuentes de Alimentación Regulada con Diodos Zener
Tema:
Sección:
Fecha:
Observaciones:
Participantes Nombres
Nro. Apellidos 1 2
Profesor: Edgard Oporto 2017-II Fuente de alimentación Regulada con Diodo Zener Objetivos 1. Implementar fuentes de alimentación DC no reguladas. 2. Implementar fuentes de alimentación DC reguladas con diodo Zener
Introducción La función de los diodos comunes es rectificar la señal de entrada, convertirla en DC pulsante. Esta consiste en una señal DC que cambia por arriba y debajo de su valor. Estas variaciones de voltaje, por encima y debajo de la DC, se le conoce como rizado y constituyen la llamada señal de rizado. Casi todos los equipos electrónicos requieren VDC sin variaciones ni picos de voltaje. Por ello, la salida de un rectificador no se puede aplicar directamente a esos equipos y deberán reducirse dichas variaciones. A los circuitos que permiten eliminar las variaciones pulsantes se les conoce con el nombre de circuitos de filtro. El voltaje de rizado es una ondulación que suministra energía en pulsos a la carga. La tensión de rizado se puede reducir si se almacena parte de dicha energía mientras que el rectificador esta suministrando un pulso, luego puede liberar esa energía almacenada a la carga entre los pulsos del suministro. 2
Fuente de Alimentación Regulada con Zener
Un filtro capacitivo es simplemente un condensador electrolítico conectado a la salida del rectificador. El condensador se carga rápidamente al voltaje máximo del rectificador y luego de un tiempo se descarga proporcionando corriente a la carga, repitiéndose el ciclo periódicamente obteniéndose a la salida de la carga una señal continua, aunque con pequeñas pulsaciones de rizado, las que se pueden eliminar al agregarle una etapa reguladora con dispositivos discreto o con dispositivos integrados. En esta primera parte analizaremos el comportamiento de una fuente regulada con diodo Zener.
Preparación Para el desarrollo de esta experiencia el alumno debe tener claro los conceptos dados en la clase teórica sobre el funcionamiento de las fuentes de alimentación regulada con diodo Zener, revisar sus apuntes y afianzar sus conocimientos con el texto base y la bibliografía del curso
Equipos y Materiales 01 Osciloscopio 01 Transformador 15-0-15V 01 Multímetro Digital 01 Protoboard 01 Pelacables 01 Condensador de 10 uF / 50 V 01 Condensador de 100 uF / 50 V 02 Condensadores de 1000 Uf / 50 V 01 Condensador 0.01 Uf / 50 V 02 Diodo Zener de 12 V( 1N4742A)
02 Resistencia de 1KΩ / 2 W 01 Diodo tipo puente 04 Diodos de silicio 1N4001 02 Resistencia de 10 / 5 W 02 Resistencia de 100 / 5W 02 Potenciómetros 1K 01 Resistencia de 470 /2 W 01 Condensador de 470 Uf / 50 V 01 Condensador de 2200 Uf / 50 V 02 Resistencia de 220 / 2 W
Procedimiento PARTE I: RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA CON FILTRO DE SALIDA 1. Implemente el circuito mostrado en la Figura 1.
Figura 1 – Rectificador de media onda con filtro de salida Determine: 3
Fuente de Alimentación Regulada con Zener
T = Periodo de la señal de entrada (Vs) τ = Constante de tiempo del circuito RC
= =
2. Grafique la forma de onda obtenida en el secundario del transformador y en la resistencia R1 (acoplo DC). Muestre escalas de tiempo y amplitud, también voltajes pico-pico.
Vi (t)
Vo(t)
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Aplicaciones con Diodos Semiconductores
Explique lo sucedido en el circuito y la función que cumple. ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... 3. Muestre la señal de salida en acoplo AC para medir el _______________________ Complete la siguiente tabla para la señal de salida.
Vo(t) (acoplo ________) VDC
Vrms
Vmáx
Vr pp
Rizado (%)
4. Implemente el circuito mostrado en la Figura 2. Grafique las formas de onda indicando escalas. Explique lo sucedido en el circuito y diga que función cumple el circuito.
PARTE II: RECTIFICADOR TIPO PUENTE CON FILTRO DE SALIDA 5. Implemente el circuito rectificador tipo puente con filtro de salida.
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Fuente de Alimentación regulada con Zener
Figura 3 – Circuito rectificador tipo puente con filtro de salida 6. Grafique la forma de onda obtenida en la resistencia R2 (Vo). Indique las escalas empleadas.
VR2(t) - DC
VR2(t) - AC
7. Complete la tabla para cada valor de condensador. Capacitancia 10uF 100uF 1000uF 2200uF
Vrpp
VRMS
VDC
Rizado (%)
Diga que observa en el osciloscopio a medida que aumenta el valor del condensador: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Diga para cual valor de capacitancia circula más corriente por los diodos: ..................................... PARTE III: FUENTE REGULADA CON DIODO ZENER 8. Implemente el circuito de la fuente regulada con diodo Zener mostrada en la Figura 4. Obtenga la forma de onda de salida precisando el valor DC y el rizado (AC).
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Fuente de Alimentación regulada con Zener
V Zener = P Zener
Figura 4 – Fuente regulada con diodo Zener 9. Mida el rizado de la salida: _______________________ V RMS pp Gire el potenciómetro R3 a un valor tal que el diodo Zener salga de regulación. Anote el valor de RLmín para el cual todavía regula (consideramos que el diodo ya no regula cuando su voltaje decae en un 10% del valor máximo). RLmin = ................................... ¿Por qué el voltaje del Zener puede decaer por debajo de su valor nominal? ____________________ FUENTE DUAL REGULADA CON ZENER 10. Armar el siguiente circuito de la Figura 5 y obtenga las formas de onda de salida precisando los valores DC y AC (rizado).
Figura 5 – Fuente dual regulada con Zener 11. ¿Mida el valor en R2 y R4, anote los valores obtenidos? R1
R2
R3 9
R4
Fuente de Alimentación regulada con Zener
Mida los voltajes y corrientes (DC) en el circuito y complete la siguiente tabla. VC1
VR1
VR2
IR1
IR2
IZ1 (D2)
P Z1
VC2
VR3
VR4
IR3
IR4
IZ2 (D3)
P Z2
12. ¿Qué puede concluir de los datos obtenidos en el paso anterior? ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................
Anexos Visitar las paginas WEB http://www.ciencia.net/VerArticulo/Diodo?idArticulo=dsfjuad716h4e4r7bmy534 http://usuarios.lycos.es/oscargomezf/utilidades_electronica/diodo.htm http://es.geocities.com/allcircuits4/diodos.htm http://electronred.iespana.es/electronred/Diodo.htm www.unicrom.com/Tut_fuentepoder.asp www.comunidadelectronicos.com/proyectos/fuente5.htm
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Fuentes de Alimentación Regulada con Zener
Informe Modelo de Informe Carátula Deberá contener lo siguiente: 1. Logo de la institución 2. Nombre del curso 3. Nombre del laboratorio 4. Nombres de los integrantes 5. Sección a la que pertenecen 6. Fecha de realización 7. Fecha de presentación 8. Nombre del Profesor
Fundamento Teórico Deberá ser conciso y redactado con lenguaje propio. Estará basado en las lecturas recomendadas o cualquier otra información relacionada con el tema. No debe exceder de una página
Resultados del Laboratorio Según lo solicitado en los pasos de la presente guía.
Características de los Diodos a) Muestre una tabla resumen donde se muestre el comportamiento de las fuentes de tensiones no reguladas y reguladas. b) Cómo afecta la carga a la calidad de una fuente de tensión.
Aplicación de lo aprendido 1.- Diseñe una fuente no regulada dual que entregue una tensión de salida de 15 VDC, el factor de rizado debe ser 5%, fundamente su diseño mediante los cálculos necesarios y de las características técnicas de los dispositivos a utilizar. 2.- Diseñe una fuente regulada dual que entregue una tensión de salida de +/- 24 VDC, fundamente su diseño mediante los cálculos necesarios y de las características técnicas de los dispositivos a utilizar. 3. Mencione algunos equipos industriales que se alimentan y/o entregan una tensión de 24 VDC.
Observaciones y conclusiones Observaciones: se deben resaltar los logros alcanzados y también las dificultades o errores de carácter técnico que pudieran haber encontrado en el desarrollo de las tareas, respaldados por los cálculos o gráficos pertinentes si fuese el caso. Conclusiones: esta parte contiene la síntesis de los resultados alcanzados a la finalización del experimento.
Nota: Utilice el software que requiere su informe y la Aplicación de lo aprendido
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Fuentes de Alimentación Regulada con Zener Observaciones Generales 1. La presentación del informe se realiza al ingresar al laboratorio en la clase siguiente a su realización. 2. Se tomará en cuenta las reglas de ortografía en la redacción del informe. 3. La evaluación se realizará del siguiente modo RUBRICA DE EVALUACION
Realización
Puntos
Resultados del laboratorio (en amarillo)
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Características de los diodos Pregunta a del modelo de informe: 1 Pregunta b del modelo de informe: 1
