Rectificadores, Recortadores y fijadores LABORATORIO LABORATORIO No 1 UNIPANAMERICANA ELECTRÓNICA ELECTRÓNICA ANÁLOGA HOLLMAN ERNESTO ROJAS M. ESTUDIANTE
Resumen — En esta práctica se busca verificar como es el comportamiento de los diodos y las aplicaciones que tiene comúnmente. Para lograr esto se diseñaron circuitos básicos con el fin de observar el comportamiento de dicho elemento en diferentes entornos, como por ejemplo su respuesta a AC y DC, o el comportamiento del flujo de la corriente en diferentes polarizaciones. La función principal de un circuito recortador es la de recortar una porción de una señal alternante. También puede ser la de limitar el valor máximo que puede tomar una señal de referencia o bien una señal de control, en cuyo caso estos circuitos son también conocidos como circuitos limitadores. [1]
Rectificadores de media onda Debido a su capacidad para conducir corriente en una dirección opuesta, los diodos se utilizan en circuitos denominados rectificadores que convierten voltaje de AC en voltaje DC. Los rectificadores se encuentran en todas las fuentes de alimentación de DC que operan a partir de una fuente de voltaje de AC. Una fuente de poder es una parte esencial de todos los sistemas electrónicos, desde el más simple hasta el más complicado. Rectificadores de onda completa
I. I NTRODUCTION 1. OBJETIVOS Verificar el funcionamiento del diodo en un sistema de rectificación. rectificación. Determinar los diferentes parámetros. Simulación de Diferentes circuitos con diodos Análisis y diseño de circuitos básicos y verificación de comportamiento en el osciloscopio •
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EQUIPOS Y MATERIALES 1 transformador con derivación central. 4 diodos. D1N4004. 2 condensadores 700uF 1 condensador de 100uF 2 resistencias de 1k. Osciloscopio. Multímetro. Software de simulación (Proteus) • • • •
Aunque los rectificadores de media onda tienen aplicaciones, el tipo de rectificador más usado en fuentes de alimentación de DC es el de onda completa. La diferencia entre rectificación de onda completa y de media onda es que el rectificador de onda completa permite corriente unidireccional hacia la carga durante todo el ciclo de entrada, mientras que el rectificador de media onda permite lo anterior solo durante medio ciclo. Las dos clases de rectificación de onda completa es el de derivación central y el tipo puente. Circuito recortador Los circuitos recortadores se utilizan para eliminar parte de una forma de onda que se encuentre por encima o por debajo de algún nivel de referencia. También se conocen como co mo limitadores, limitadores, selectores de amplitud o rebanadores. [2] Figura1
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II. MARCO TEÓRICO Diodos rectificadores. rectificadores. Los diodos rectificadores son un grupo importante de los diodos semiconductores. Además de la rectificación, hay otros usos a los cuales pueden aplicarse este tipo de diodos. De hecho, muchos diodos en esta categoría se conocen como diodos de propósito general. .
Figura1 Circuito recortador
III. ANÁLISIS DE LABORATORIO Para la realización de los siguientes laboratorios se realizaron los montajes en el programa de simulación proteus el cual es un software de circuitos electrónicos y donde podemos utilizar los componentes antes de utilizarlos en físico.
resistencias las cuales se encuentran en serie, obtendremos que para el semi ciclo (+) Cuando la señal pasa por el diodo 1 y el diodo 4 y los diodos 2 y 3 quedan abiertos por la polaridad de los mismos, tendremos el análisis más detallado en la (figura 5).
3.1 Para el siguiente laboratorio tenemos el diseño de un circuito rectificador de onda completa tipo puente. (Figura2), verificaremos cómo se comporta al simular sus componentes en el programa proteus (Figura3), y con la ayuda del osciloscopio observaremos cómo se comporta a la entrada y salida del circuito. (Figura4).
Figura 2. Rectificador de onda completa tipo puente.
Figura 5.
3.2 El siguiente laboratorio realizaremos el montaje de una Fuente primaria con condensadores iguales. (Figura6), verificaremos cómo se comporta simulando sus componentes en el programa proteus (Figura7), y con la ayuda del osciloscopio observaremos cómo se comporta a la entrada y salida del circuito. (Figura8). Figura 3. Simulación en programa proteus.
Figura 6. Fuente primaria con condensadores iguales.
Figura4. Osciloscopio, Donde podemos visualizar la entrada de la señal de color amarillo, y como sale ya rectificada de color Azul.
ANALISIS MATEMATICO Para este circuito como tenemos dos fuentes de 6v en serie la podemos reducir a una sola fuente, por el otro lado podemos realizar una equivalencia de
Figura 7. Simulación en programa proteus.
Figura 10 Circuito recortador.
Figura 8. Osciloscopio, Donde podemos visualizar la entrada de la señal de color amarillo, y su salida aplicando los condensadores para su filtrado.
ANALISIS MATEMATICO. Como podemos ver en la (figura9), ocurre lo mismo que en el anterior circuito lo reducimos, tenemos que para el diodo 1 y 4 en semi ciclo (+) y para semi ciclo (-) la señal pasa por los diodos 2 y 3 quedando los otros abiertos donde no pasa señal. Figura 11. Circuito recortador simulación hecha con Proteus.
Figura 12. Señal visualizada con Osciloscopio.
ANALISIS MATEMATICO. (Figura 13) Para este circuito recortador este se comporta en su semi ciclo (+) donde su señal llega a 4,3 v y en su ciclo semi (-) su señal es 0 ya que el diodo se comporta como abierto. Figura 9.
3.3 El siguiente laboratorio realizaremos el montaje básico de un circuito recortador. (Figura10), verificaremos cómo se comporta al simularlo en el programa proteus (Figura11), mostraremos su señal de entrada y salida con la ayuda del osciloscopio. (Figura12)
Figura 13.
3.4 El siguiente laboratorio realizaremos el montaje básico de un circuito recortador doble. (Figura14), verificaremos cómo se comporta al simularlo en el programa proteus (Figura15), mostraremos su señal de entrada y salida con la ayuda del osciloscopio. (Figura16)
Figura 14. Circuito recortador Doble
Figura 17.
Figura 15. Circuito recortador doble simulación realizada con Proteus.
Figura 16. Señal visualizada con Osciloscopio.
ANALISIS MATEMATICO Para este circuito no es posible realizar fórmula matemática ya que la señal pasa de AC a DC. Pero se puede definir la señal en su estado semi (+) y semi (-) como podemos visualizar en la figura17.
3.5 El siguiente laboratorio realizaremos el montaje básico de un circuito sujetador y recortador. (Figura18), verificaremos cómo se comporta al simularlo en el programa proteus (Figura19), mostraremos su señal de entrada y salida con la ayuda del osciloscopio. (Figura16)
Figura 18. Circuito sujetador y recortador.
3.6 El siguiente laboratorio realizaremos el montaje básico de un circuito recortador con una batería de 3 voltios (Figura22), verificaremos cómo se comporta al simularlo en el programa proteus (Figura23), mostraremos su señal de entrada y salida con la ayuda del osciloscopio. (Figura24)
Figura 19. Circuito recortador y sujetador simulación realiza da con Proteus.
Figura22. Circuito recortador.
Figura 20. Señal visualizada con Osciloscopio.
ANALISI MATEMATICO. Para este circuito ocurre lo mismo con el anterior solo que la batería es de 3v y esta influye cuando la señal se encuentra en su ciclo semi(-) mientras que en el ciclo semi (+) toma el mismo valor de la fuente. 5V véase figura 21.
Figura 23. Circuito recortador con batería de 3V simulación realizada con Proteus.
Figura 24. Señal de entrada (amarillo) y señal de salida azul visualizada con Osciloscopio.
Figura 21.
ANALISIS MATEMATICO 3.7 El siguiente laboratorio realizaremos el montaje básico de un circuito sujetador (Figura20), verificaremos cómo se comporta al simularlo en el programa proteus (Figura 21), mostraremos su señal de entrada y salida con la ayuda del osciloscopio. (Figura22)
Figura25. Circuito Sujetador
Figura 28. Análisis matemático de los diferentes circuitos diseñados y emulados en el laboratorio.
CONCLUSIONES Del anterior laboratorio realizado en clase podemos concluir que. •
Figura 26. Circuito sujetador simulación realizada con Proteus. •
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Figura 27. Señal de entrada (amarillo) y señal de salida azul visualizada con Osciloscopio.
Un diodo es un elemento electrónico que tiene un cierto comportamiento cuando se le induce una corriente eléctrica a través de él.
En esta práctica me di cuenta que la parte práctica y la simulación coincidían bastante en valores y resultados. Al realizar cada uno de los montajes se pudo verificar y analizar muchos conceptos y situaciones explicadas en clase. A partir de las simulaciones hechas en clase y datos suministrados por el osciloscopio se puede concluir que la función del diodo es la de permitir el paso de la corriente en una dirección determinada. El diodo tiene dos estados de funcionamiento, en polarización directa donde el este conduce la corriente directa, pero a la vez es limitada por la fabricación del mismo. Polarización inversa es todo lo contrario a la directa el circuito se comporta como abierto.
R EFERENCIAS [1] HTTP://OCW.UM.ES/INGENIERIAS/TECNOLOGIA -Y-SISTEMASELECTRONICOS /MATERIAL -DE-CLASE-1/TEMA-2.-CIRCUITOS-CONDIODOS .PDF [2] HTTP://WWW.PROFESORMOLINA.COM.AR /TUTORIALES /DIODO.HTM [3] HTTPS://REFERENCIAS111.WIKISPACES .COM/FILE/VIEW/CAPITULO 1_ CE1 .PDF