Informe_práctica_3

Vista previa del material en texto

PRÁCTICA # 3
FUENTE NO REGULADA.
GRUPO: 1
L 10-12
PROFESOR:
EDGAR ALBERTO BETANCUR CATAÑO
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
MEDELLÍN
2020
INTRODUCCIÓN
La rectificación de señales es muy importante, ya que en la vida práctica existen muchas aplicaciones que utilizan voltaje continuo, la implementación de elementos como resistencias, diodos y capacitores nos facilita la obtención de dicha señal continua, hay que tener en cuenta que el capacitor juega un papel muy importante porque este realiza el filtrado de la señal que había sido rectificada mediante el arreglo de diodos para así obtener una señal que tenga baja fluctuación de voltaje y producir un nivel casi constante de voltaje DC.
Objetivo General.
· Comprobar el funcionamiento de circuitos de una fuente no regulada.
Objetivos Específicos.
· Observar y comprobar la acción de un capacitor colocado a la salida de la rectificación.
· Evaluar el efecto de la carga sobre la regulación; en un sistema con rectificación y filtrado (Fuente no regulada).
Montajes:
1. A los circuitos rectificadores con 1, 2 y 4 diodos, para una carga constante de 10 mA, adicionar condensadores de 0.1 μF, 1 μF, 10 μF, 100 μF y 1000 μF, y para cada caso observe la forma de onda obtenida a la salida, lea el valor de rizado.
Para realizar el montaje de los circuitos debemos hallar la resistencia de carga para cada uno usando la siguiente fórmula:
 (*)
Podemos hallar el valor de la resistencia de carga, teniendo en cuenta que y 
v, para el montaje 1 y 2, para el montaje 3 este valor es 1.4, teniendo en cuenta que los diodos son de silicio.
En el caso de la fuente de tención utilizaremos un voltaje rms de 9v para los 3 casos obteniendo así el siguiente resultado:
. Para el montaje 1 y 2
. Para el montaje 3
Circuito rectificador con 1 diodo:
A continuación, se presenta el diagrama del circuito en Proteus:
Una vez cumplidas las condiciones iniciales procedemos a variar el valor de los condensadores para revisar las señales que se generan.
En las imágenes podemos apreciar dos señales, la señal de color amarillo corresponde a una señal sinusoidal, la cual es generada por la fuente de voltaje que tiene un Vp de 12.75v, la segunda señal de color azul corresponde a la señal rectificada en media onda, la cual se mide en la forma DC del osciloscopio, teniendo así una amplitud máxima de 12v. 
-0.1μF: -1μF:
-10μF: -100μF: 
-1000μF: 
Circuito rectificador con 2 diodos:
A continuación, se presenta el diagrama del circuito en Proteus:
-0.1μF: -1μF:
:
 
-10μF: -100μF: 
 
-1000μF: 
 
Circuito rectificador con 4 diodo:
A continuación, se presenta el diagrama del circuito en Proteus:
 
Una vez cumplidas las condiciones iniciales procedemos a variar el valor de los condensadores para revisar las señales que se generan.
Igual que en los dos anteriores montajes, la señal de color amarillo corresponde a una señal sinusoidal, la cual es generada por la fuente de voltaje que tiene un Vp de 12.75v, la segunda señal de color azul corresponde a la señal rectificada en onda completa, la cual se mide en la forma DC del osciloscopio, teniendo así una amplitud máxima de 12v. 
 
-0.1μF: -1μF:
-10μF: -100μF: 
-1000μF: 
2. Calcular el porcentaje de rizado para cada caso.
Para el capacitor de 100uF:
Para el capacitor de 1000uF:
3. Con base en los resultados anteriores, elija un valor de capacitor (debe justificar su elección), y coloque diferentes cargas al sistema (10 mA, 50 mA, 500 mA, 800 mA). 
Evalúe el comportamiento del sistema (Fuente no regulada) para cada uno de los tipos de rectificación.
Con base en lo que se obtuvo en el numeral uno, el valor de capacitor que se debe usar es de -1000μF ya que este valor es el que nos permite tener menos factor de rizado, y los elementos del circuito pueden durar mucho más.
Aparte de lo anterior se realiza el cálculo del valor de resistencia con la fórmula (*), obteniendo así los siguientes resultados:
Para los montajes 1 y 2:
R=240.55 Ω 
R=24.05 Ω
R=15.03 Ω
Para el montaje 3:
R=226.56 Ω
R=22.65 Ω
R=14.16 Ω
Teniendo los valores de resistencia se procede a realizar la simulación de cada montaje.
Circuito rectificador con 1 diodo:
R=240 Ω R=24 Ω
 
R=15 Ω
Circuito rectificador con 2 diodos:
R=240 Ω R=24 Ω
R=15 Ω
Circuito rectificador con 4 diodo:
R=230 Ω R=25 Ω
R=15 Ω
Preguntas de Análisis
a. Consulte el concepto de regulación de voltaje, ¿Cómo se define y qué lo afecta?
La regulación de voltaje describe la capacidad de un sistema para proporcionar voltajes casi constantes a las cargas que se le conecten. También es una medida del cambio de niveles de tensión para que la carga reciba el más óptimo para su funcionamiento. A este sistema lo afecta la señal de entrada, la etapa de rectificación, la etapa de filtrado y la etapa de regulación cada uno con sus componentes específicos de acuerdo con el circuito empleado. En la etapa de rectificación se pueden tener diferentes configuraciones de acuerdo con la señal de salida que se requiera, entonces los diodos empleados para estas funciones afectan el sistema. Por otra parte, en la etapa de filtrado, la elección de los capacitores de acuerdo con el nivel de voltaje que queramos ajustar es muy importante porque de esto depende la etapa de regulación.
b. ¿Qué ocurre a la tensión rectificada cuando se conecta el condensador?, ¿Qué ocurre cuando se conecta la carga?
A la señal rectificada, al adicionarle un capacitor, este va a hacer de filtro, dejando pasar un voltaje casi constante para las etapas posteriores del circuito. Esta señal filtrada va a tener la particularidad de ser casi plana o constante (DC) con un factor de rizado de acuerdo con el tamaño del capacitor y de sus voltajes de entrada y salida. Un capacitor más grande ayuda a filtrar mejor la señal y se recomienda que el factor de rizado no sea mayor al 10% de la señal de entrada.
Cundo se conecta la carga, la corriente en el capacitor disminuye conforme la carga sea más pequeña y la tensión en el capacitor se mantiene constante con el nivel de rizado que provee.
c. ¿En qué incide el valor de resistencia que actúa como carga?, ¿Qué ocurre si ésta es de mayor o menor valor?
d. ¿En qué incide el valor del capacitor sobre una carga determinada?, ¿Qué ocurre si ésta es de mayor o menor valor?
e. ¿Qué se puede decir de la regulación de los circuitos implementados?, ¿Cuál es el factor que más afecta?, ¿Qué aplicaciones pueden tener este tipo de fuentes?
Este tipo de circuitos son muy importantes para comprender el funcionamiento de todos los elementos involucrados y para entender cómo funcionan las fuentes DC y los inversores de tensión AC/DC. Hemos visto que uno de los factores que más afecta es el mal cálculo del capacitor de filtrado, porque sin éste, no tendríamos una buena calidad en la señal de salida. También es muy importante la configuración de la etapa de rectificación porque de esta también depende tanto la tensión máxima como la calidad de la señal de salida.
Estas fuentes tienen diversasaplicaciones ya que se nos es posible regular voltajes que son altos para aplicaciones electrónicas y además de convertirlas de AC a DC de manera muy sencilla y práctica.
f. Coinciden los resultados teóricos, simulados y prácticos. Explique.
Los resultados obtenidos en las simulaciones difieren un poco a los teóricos ya que en la teoría no se consideran las pérdidas de ninguna clase y se asumen ambientes y materiales óptimos para los cálculos. También se manejan valores generales para cada elemento y las conexiones son ideales. En las simulaciones nos encontramos con las barreras que contiene el programa de simulación en cuanto a los algoritmos para calcular las acciones que le pedimos.