Lab 3 Rectificador _ Filtro 20 Grupo

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Lab 3. Rectificador + Filtro
Materiales:
· 4 diodo 1N4004; 2 Potenciómetros (5kΩ y 20kΩ de ½ W); 1 Resistencia 1kΩ de ½ W
· Transformador 120/24 con center tap (12 / 12 /24) con conexión al enchufe
· 1 Osciloscopio; Capacitor de 10 µF; 2 Potenciómetros (5kΩ; 20kΩ)
· Plantilla; Cables de Conexión; 2 Lagartos
Parte 1. Rectificador de Media Onda Preguntas preliminares:
1. ¿Qué es un transformador y cómo funciona?
R/. Un transformador es una máquina eléctrica que, basándose en los principios de inducción electromagnética, transfiere energía de un circuito eléctrico a otro, sin cambiar la frecuencia. La transferencia se lleva a cabo con el cambio de voltaje y corriente. Un transformador aumenta o disminuye la corriente alterna cuando es necesario.
2. ¿Qué es un potenciómetro y cómo funciona?
R/. Un potenciómetro es un componente electrónico similar a los resistores, pero cuyo valor de resistencia en vez de ser fijo es variable, permitiendo controlar la intensidad de corriente a lo largo de un circuito conectándolo en paralelo o la caída de tensión al conectarlo en serie. Un potenciómetro tiene una resistencia variable en cada extremo y una tercera conexión hacia un control deslizante, el cual nos permitirá aumentar o disminuir la resistencia propiamente. El propósito de esto es conseguir un valor variable entre las conexiones, el cual podremos controlar nosotros mismos.
Figura 1. Rectificador de Media Onda
1. Arme el circuito del capacitor de la figura 1. Fije el potenciómetro a 1k (La fuente representa el enchute).
2. Utilizando el osciloscopio, obtenga los voltaje máximo y mínimos del a señal de salida del secundario y de la señal de la resistencia. Tome foto de las señales.
	Medición
	Señal de salida
	Señal de la resistencia
	Vmax(V)
	16.9
	16.3
	Vmin(V)
	-16.9
	-120x10-6
3. Arme el circuito de la figura 2.
4. Utilizado el osciloscopio, obtenga el voltaje de rizado (Vpico-pico). Tome foto de las señales y la señal de voltaje del secundario.
5. Observe como se ve la descarga del capacitor y responda las preguntas.
Figura 2. Rectificador de Media Onda con Filtro
1. En la gráfica defina la región donde el capacitor se carga y la región donde se descarga.
Zona de descarga
Zona de carga
2. ¿Qué es el voltaje de rizado?
R/. Es la diferencia entre el voltaje máximo y el voltaje mínimo de la forma de onda de salida de la fuente de Voltaje DC.
3. La descarga del capacitor observada, ¿es lineal o exponencial?
R/. Si se le ve ampliada se podría decir que es lineal pero al observarla de manera detallada se logra apreciar que es exponencial.
4. Suba lentamente la resistencia del potenciómetro. Por simple vista ¿En algún punto la descarga del capacitor se ve lineal? ¿A partir de que valor puede decir eso?
R/. A medida que vamos subiendo la resistencia podemos observar que se empieza a ver lineal a un 45%. 
5. Adjunte imagen del osciloscopio a dicho valor.
6. Solo si la respuesta de la pregunta 3 es no, repita el paso 3 ahora con el potenciómetro de 20kΩ, ajuste el mismo a 5kΩ y aumente lentamente.
Parte 2. Rectificador de Onda Completa
Figura 3. Rectificador de Onda Completa
1. Arme el circuito del capacitor de la figura 3.
2. Utilizando el osciloscopio, obtenga los voltaje máximo y mínimos del a señal de salida de la resistencia y la señal de voltaje entre el positivo del transformador y el center tap.
R/. Positivo del transformador: Vmax: 16.9 V; Vmin: -16.9 V 
Salida de la resistencia: Vmax: 16.3 V; Vmin: 703uV
3. Tome foto de las señales del osciloscopio.
4. Ahora mida las señales del diodo inferior y la del secundario del transformador como se muestra en la figura 4. Tome foto de estas con sus valores máximos y mínimos.
Preguntas.
Figura 4. Rectificador de Onda Completa 2
1. Dibuje el flujo de la corriente para el semiciclo positivo. Repita para el negativo con otro color.
R/. 
2. Demuestre que tanto el voltaje del secundario, como el voltaje del diodo en inversa, son el doble del voltaje de la resistencia, asuma diodos ideales.
3. Demuestre que el Voltaje equivalente en DC, voltaje promedio, del rectificador de media onda es igual a 0.318Vp. ¿Por qué le llamamos voltaje equivalente en DC?
4. Si quiero un rectificador de onda completa alimente a una carga de 24V: ¿Cuánto voltaje debe poder bloquear el diodo? ¿Cuánto voltaje debe haber en el secundario del transformador? Asuma diodos de silicio.
Parte 3. Rectificador por Puente de Diodos (Simulado)
Figura 5. Rectificador por Puente de Diodos
1. Arme en multisim el circuito de la figura 5.
2. En el osciloscopio observe las señales de la resistencia y el secundario del transformador. Tome una captura de las señales.
3. Arme el circuito de la figura 6.
4. Repita el paso 2 para este circuito.
5. En las opciones del osciloscopio presione guardar, esto le va a generar un archivo de texto. Guárdelo en una carpeta donde lo pueda encontrar.
6. Abra el archivo de texto en Excel y grafique las señales del osciloscopio, con la excepción que ahora en vez de graficar el canal del secundario, saque el valor absoluto de los datos de este y con ellos haga la gráfica.
Preguntas.
Figura 6. Rectificador por puente con Filtro
Preguntas
1. Dibuje el flujo de la corriente para el semiciclo positivo. Repita para el negativo con otro color.
2. Demuestre que el Voltaje equivalente en DC del rectificador por puente de diodos es igual a 0.636 (Vp-2Vt), donde Vt es la caída de voltaje en el diodo cuando esta en directa.
3. Si quiero un rectificador por puente de diodo alimente a una carga de 24V: ¿Cuánto voltaje debe poder bloquear el diodo? ¿Cuánto voltaje debe haber en el secundario del transformador? Asuma diodos de silicio.
4. ¿Qué ventajas tiene el rectificador por puente sobre el rectificador de onda completa?
5. ¿Ayuda el capacitor a mejorar el voltaje DC de los rectificadores?
6. Demuestre que para el rectificador de media onda, el voltaje de rizado del capacitor
𝑰𝒑𝒓𝒐𝒎
puede estimarse con la ecuación 𝑽𝒓 =
donde f es la frecuencia.
𝒇𝑪
7. Porque para el rectificador por puente de diodos esta ecuación la escriben como
𝑽𝒓
= 𝑰𝒑𝒓𝒐𝒎 si ambos circuitos tienen la misma frecuencia en el secundario.
𝟐𝒇𝑪
8. ¿Cuándo son válidas estas aproximaciones?