Informe_Práctica_7

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PRÁCTICA # 7
TIRISTORES.
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
Los tiristores son elementos similares a unas compuertas que permiten el paso de corriente a lo largo de un circuito, son lo más parecidos a suiches mecánicos con la diferencia de que para activarse y permitir el paso de la corriente atreves de ellos es necesario generar un impulso atreves de la terminal GATE del elemento.
En este laboratorio se pretende realizar varios montajes con el simulador Proteus, en el cual se introduce este elemento y las diferentes familias, las cuales tienen diferentes aplicaciones.
 
Objetivo General.
· Comprobar el funcionamiento de los tiristores.
Objetivos Específicos.
· Diseñar un circuito para controlar el voltaje de una carga con SCR.
· Diseñar un circuito para controlar el voltaje de una carga con TRIAC.
· Diseñar un circuito para activar un bombillo en la oscuridad TRIAC.  
Montajes:
· Montaje 1 
1. Funcionamiento del SCR.
El tiristor SCR permite el paso de corriente por el circuito a una resistencia muy baja en una sola dirección, por este motivo es usado como controlador de potencia y rectificador.
Si estos son activados con una corriente DC, solo se volverán a desactivar cuando la corriente que se aplica en la terminal GATE es menor a la corriente de sostenimiento del dispositivo.
Figura 1. Montaje del circuito en Proteus.
2. Observe la forma de onda de voltaje en la resistencia de carga variando el valor del potenciómetro. Explique.
Al simular el circuito en Proteus se observa que cuando el potenciómetro tiene su mayor valor de resistencia, la corriente que pasa por la terminal GATE del tiristor es mínima a la corriente de sostenimiento, por este motivo el voltaje en la resistencia de carga es cero. En el caso en que el potenciómetro tiene una resistencia en la cual la corriente en la compuerta GATE es mayor a la corriente de sostenimiento, la resistencia de carga empieza a tener una señal de voltaje ya que el tiristor empieza a funcionar.
 
(a) (b) 
Figura 2. Señal de voltaje de carga (a) cuando el tiristor está en funcionamiento,
(b) cuando el tiristor está alcanzando corriente de mantenimiento.
3. Observe la forma de onda de voltaje ánodo-cátodo y del Gate del SCR variando el valor del potenciómetro. Explique.
En este caso se evidencia el mismo comportamiento que en el caso de la resistencia de carga, la señal de color amarillo corresponde al valor del voltaje en el ánodo del tiristor, la señal de color azul corresponde a la señal de la entrada del Gate si la corriente de la terminal Gate no supera el valor de la corriente de sostenimiento el osciloscopio no mostrara la señal de voltaje en el tiristor.
(a) (b) 
Figura 3. Señal de voltaje de ánodo y gate del tiristor (a) Alcanzando corriente de mantenimiento, (b) cuando el tiristor ya superó la corriente de mantenimiento.
4. Observe que pasa si se quita el diodo D1. Explique.
Cuando quitamos el diodo podemos observar que por la terminal de Gate del tiristor que corresponde a la señal de color azul pasa más voltaje, lo cual nos indica que el dispositivo esta consumiendo mas potencia, por este motivo sin el diodo este tiende a sufrir más calentamiento.
(a) (b) 
Figura 4. Señal de voltaje de ánodo y gate del tiristor sin diodo (a) Alcanzando corriente de mantenimiento, (b) cuando el tiristor ya superó la corriente de mantenimiento.
· Montaje 2
Figura 5. Circuito con TRIAC.
1. Explique el funcionamiento del TRIAC
El TRIAC es un tiristor que permite que circule corriente por ambos lados, además de ello este se puede desactivar al invertir la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor de sostenimiento, es usado en aplicaciones donde la frecuencia es baja y se requiere usar alto voltaje y corriente.
 
Figura 6. Circuito con TRIAC en Proteus.
2. Observe la forma de onda de voltaje en la resistencia de carga variando el valor del potenciómetro. Explique.
En este circuito al ser una fuente de corriente alterna, se tiene que el valor del voltaje percibido por el tiristor, este variando su valor, por tal motivo el TRIAC estará activándose y desactivándose continuamente, además de lo anterior al variar la corriente con la ayuda del potenciómetro esta nunca llega a un límite inferior a la corriente de sostenimiento, por tal motivo este comportamiento no cambiara y de igual forma será percibido por la carga conectada al circuito.
Figura 7. Señal de voltaje en la carga. 
3. Observe la forma de onda en el ánodo-cátodo del TRIAC y de la terminal gate variando el valor del potenciómetro. Explique.
Las señales que se presentan a continuación corresponden a las señales de voltaje de el ánodo en color amarillo y a la señal de voltaje de Gate en color azul, Al variar el valor del potenciómetro de su valor máximo a su valor mínimo observamos que el TRIAC en ningún momento deja de tener el comportamiento descrito anteriormente, lo que si se puede evidenciar es que el valor de la amplitud del voltaje varia conforme se mueve la perilla del potenciómetro.
 
(a) (b) 
Figura 8. Señal de voltaje de ánodo y gate del TRIAC (a) Con potenciómetro en su valor máximo de resistencia, (b) Con potenciómetro en su valor mínimo de resistencia.
· Montaje 3
Figura 9. Circuito con TRIAC.
1. Explique el funcionamiento del TRIAC.
El TRIAC es un tiristor que permite que circule corriente en ambas direcciones, además de ello este se puede desactivar al invertir la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor de sostenimiento. Es usado en aplicaciones donde la frecuencia es baja y se requiere usar altos voltaje y corriente.
En este circuito, el TRIAC se polariza en AC y sólo depende de una corriente de sostenimiento para que quede activado, lo que quiere decir, que se comportará como un conductor que varía su ciclo a la frecuencia de la fuente.
2. Observe la forma de onda de voltaje en la resistencia de carga variando el valor del potenciómetro. Explique.
La forma de onda del voltaje en la carga (línea amarilla) variando el valor del potenciómetro no cambia ya que en TRIAC está activado y por la carga circula corriente en ambos sentidos de los semiciclos de la fuente.
3. Observe la forma de onda de en el TRIAC variando el valor del potenciómetro. Explique.
En el TRIAC la forma de onda (línea azul) tampoco varía ya que este dispositivo está activado por la corriente de sostenimiento y la forma de onda es igual a la de la fuente.
4. Observe la forma de onda de corriente del gate del TRIAC variando el valor del potenciómetro. Explique.
La corriente de Gate es muy pequeña y hace que el tiristor se active. Esta señal (línea roja) tiene la misma forma de la señal de entrada de la fuente y varía al variar el potenciómetro.
Figura 10. Montaje 3 en Proteus.
Figura 11. Forma de onda de la señal de salida.
Figura 12. Formas de onda de las señales del TRIAC.
· Montaje 4
Figura 13. Montaje 4.
1. Calcule las resistencias del comparador R1, R2 y R3 de modo que cuando haya ausencia de luz significativa, la salida del amplificador operacional sea alta.
2. CalculeR4 de modo que la corriente por el LED del MOC no sea superior a 30mA.
3. Analice, explique y resuelva el circuito.
4. ¿Qué pasa con el encendido de la bombilla si las entradas del Amplificador operacional se invierten?
Cálculos
Entonces tenemos:
Para el resto de los cálculos, debemos asumir algunas resistencias, y tener en cuenta los siguientes datos:
Asumimos: 
Si el amplificador operacional estará en alta entones . Calculamos las tensiones para R1 y R3
 para garantizar que se encienda la bombilla:
En nuestro caso tomamos 
Por lo tanto 
Para las corrientes tenemos: