Practica 1 Elec Pot

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA LAGUNA 
PRACTICA # 1 
Parámetros de rendimiento de un rectificador de media onda 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 
Ingeniería Mecatrónica Semestre 8 
Alumno(s): Christian Enrique González Robles No. Control: 19131206 
 
 
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Objetivo 
Cálculo de los parámetros de rendimiento de un rectificador de media onda. 
MATERIAL: 
• 1 Diodo 
• 1 Osciloscopio 
• 1 transformador 120v/12v 
• 1 Resistencia ≥100Ω 
DIAGRAMA: 
 
MARCO TEÒRICO: 
Rectificador de media onda. 
El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de 
una señal de corriente alterna, de lleno conducen cuando se polarizan inversamente. Además su 
voltaje es positivo. 
Son los circuitos encargados de convertir la corriente alterna en corriente continua. Los más 
habituales son los construidos con diodos o con tiristores, aunque existen otros que son para casos 
especiales y algunos que ya no se utilizan. 
Uso de los rectificadores 
Hay muchos tipos diferentes de rectificadores, que se utilizan en electrónica con muy variados 
propósitos. Las dos variedades principales que requieren un análisis en profundidad, son los 
rectificadores de media onda y los rectificadores de onda completa. Uno u otro de estos dos tipos 
básicos de rectificadores se puede encontrar en la gran mayoría de productos de electrónica de 
consumo. En cualquier caso, ambas formas de rectificador funcionan a base de transformar la 
corriente alterna en corriente directa; sólo el método a proceder es el diferente, y esto depende del 
resultado que se desee obtener. 
 
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Los rectificadores de media onda funcionan haciendo pasar 
la mitad de la corriente alterna a través de uno o más diodos, 
convirtiendo en este paso dicha mitad de la corriente alterna 
en corriente eléctrica directa. Los rectificadores de media 
onda no son muy eficientes porque sólo convierten la mitad 
de la corriente alterna (bien la positiva, bien la negativa) en 
corriente directa. Por lo tanto, los rectificadores de media 
onda son mucho menos complicados, siendo así que con tan 
solo un diodo basta para su funcionamiento. 
Los rectificadores se utilizan prácticamente en toda la 
electrónica de consumo y son necesarios para el correcto 
funcionamiento de la mayoría de los dispositivos. 
Casi todos los aparatos electrónicos necesitan corriente directa para funcionar, pero la forma 
estándar en que la energía se transmite a los hogares es la corriente alterna. Por ello, los 
rectificadores son necesarios para convertir la corriente alterna en directa en el interior de los 
dispositivos para que funcionen correctamente. 
PROCEDIMIENTO: 
Debido a que las prácticas se realizan en equipos primeramente tuvimos que ponernos de 
acuerdo respecto a cómo armaríamos el circuito. Inicialmente acudimos a revisar el 
diagrama con el cual nosotros afectaríamos las conexiones para generar el circuito posterior 
a esto procedimos a tomar los materiales con los cuales trabajaríamos que nuestro caso era 
un transformador de 120 V a 12 V algunos diodos rectificadores una resistencia de 100 
ohmios y un osciloscopio. Una vez recabado el material procedimos a verificar de qué 
manera podríamos hacer las conexiones para generar el circuito y que trabajará de manera 
adecuada por lo cual iniciamos montando el único diodo de manera tal que quedara 
orientado en la forma en la que debe y posteriormente establecimos la resistencia. Una vez 
que teníamos tanto la resistencia como el diodo acomodado de la manera correcta 
procedimos a hacer la conexión proveniente desde el transformador hacia el diodo lo cual 
sería el que generaría la entrada de un voltaje en corriente alterna. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Una vez montada esta conexión del circuito procedimos a conectar el osciloscopio tanto a 
tierra como a la salida de la resistencia la cual sería la resistencia de carga para poder 
evaluar de qué manera se estaba comportando el circuito y percibir qué salida nos arrojaba 
el mismo. En este caso particular al ser un circuito bastante simple no tuvimos mayor 
complicación y pudimos hacer las conexiones de manera directa por medio de caimanes y 
obtener los resultados que esperábamos. 
Cálculos 
a) 𝑉𝑐𝑑 =
1
𝑇
∫ 𝑉𝑚 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡 𝑑𝑡
𝑇
2
0
 
𝑇 =
1
𝑓
=
1
60𝐻𝑧
= 0.167 𝑠𝑒𝑔 
𝑉𝑐𝑑 =
1
0.0167
∫ (11.6) 𝑠𝑒𝑛 (
2𝜋
0.0167
) 𝑡 𝑑𝑡
0.0167
2
0
= 60 ∫ (11.6) 𝑠𝑒𝑛 (376.2386)𝑡 𝑑𝑡
0.00835
0
 
𝑉𝑐𝑑 =
60(11.6)
(376.2386)
[− cos(376.2386) 𝑡]
0.00835
0
 
𝑉𝑐𝑑 = −1.8498[cos{(376.2386) (0.00835)} − cos{(376.2386) (0)}] 
𝑉𝑐𝑑 = −1.8498(0.9984 − 1) = 2.78 𝑚𝑉 
𝑽𝒄𝒅 = 𝟐. 𝟕𝟖 𝒎𝑽 
b) 𝐼𝑐𝑑 =
𝑉𝑐𝑑
𝑅
. 
𝐼𝑐𝑑 =
2.78 𝑥10−3 𝑉
100 Ω
= 0.0278 𝑚𝐴 
 
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𝑰𝒄𝒅 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟕𝟖 𝒎𝑨 
c) 𝑃𝑐𝑑 = 𝑉𝑐𝑑𝐼𝑐𝑑 
𝑃𝑐𝑑 = (2.78 𝑥10
−3 𝑉)(0.0278 𝑥10−3 𝐴) 
𝑷𝒄𝒅 = 𝟕𝟕. 𝟐𝟖𝟒 𝒏𝑾 
d) 𝑉𝑟𝑚𝑠 = [
1
𝑇
∫ (𝑉𝑚 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡)
2 𝑑𝑡
𝑇
2
0
]
1
2
 
𝑉𝑟𝑚𝑠 =
[
 
 
 
 
1
0.0167
∫ ([11.6] 𝑠𝑒𝑛 (
2𝜋
0.0167
) 𝑡)
2
 𝑑𝑡
0.0167
2
0
]
 
 
 
 
1
2
= [60(11.6)2 ∫ ( 𝑠𝑒𝑛 (376.2386)𝑡)2 𝑑𝑡
0.00835
0
]
1
2
= [8073.6 ∫ ( 𝑠𝑒𝑛 (376.2386)𝑡)2 𝑑𝑡
0.00835
0
]
1
2
 
𝑉𝑟𝑚𝑠 = [8073.6 ∫ {1 − cos
2(376.2386)𝑡} 𝑑𝑡
0.00835
0
]
1
2
= [8073.6( ∫ 𝑑𝑡
0.00835
0
− ∫ {cos2(376.2386)𝑡} 𝑑𝑡
0.00835
0
)]
1
2
= [8073.6([𝑡]
0.00835
0
− ∫ {
1
2
−
1
2
𝑐𝑜𝑠 2(376.2386)𝑡} 𝑑𝑡
0.00835
0
)]
1
2
 
𝑉𝑟𝑚𝑠 = [8073.6(0.00835 − (
1
2
∫ 𝑑𝑡
0.00835
0
−
1
2
∫ {cos(752.4772) 𝑡} 𝑑𝑡
0.00835
0
))]
1
2
 
𝑉𝑟𝑚𝑠 = [8073.6 (0.00835 − (
1
2
[0.00835] −
1
2(752.4772)
[𝑠𝑒𝑛(752.4772)𝑡]
0.00835
0
))]
1
2
 
𝑉𝑟𝑚𝑠 = [8073.6(0.00835 − (4.175 𝑥10
−3 − 7.2721 𝑥10−5))]
1
2 
𝑉𝑟𝑚𝑠 = [8073.6(0.00835 − 4.175 𝑥10
−3 + 7.2721 𝑥10−5)]
1
2 = [8073.6(4.2472 𝑥10−3)]
1
2 = [34.2944]
1
2 
𝑽𝒓𝒎𝒔 = 𝟓. 𝟕𝟓𝟔 𝒗 
e) 𝐼𝑟𝑚𝑠 =
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅
 
𝐼𝑟𝑚𝑠 =
5.856 𝑣
100 Ω
 
 
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𝑰𝒓𝒎𝒔 = 𝟓𝟖. 𝟓𝟔 𝒎𝑨 
f) 𝑃𝑐𝑎 = 𝑉𝑟𝑚𝑠𝐼𝑟𝑚𝑠 
𝑃𝑐𝑎 = (5.856 𝑣)(58.56 𝑥10
−3𝐴) 
𝑷𝒄𝒂 = 𝟎. 𝟑𝟒𝟐𝟗 𝑾 
g) 𝜂 = 𝑃𝑐𝑑
𝑃𝑐𝑎
. 
𝜂 =
77.284𝑥10−9𝑊
0.3429
 
𝜼 = 𝟐𝟐𝟓. 𝟑𝟖𝟑𝟒 𝒙𝟏𝟎−𝟗 
h) 𝑉𝑐𝑎 = √𝑉𝑟𝑚𝑠2 − 𝑉𝑐𝑑2 
𝑉𝑐𝑎 = √(5.856)
2 − (2.78𝑥10−3)2 = √34.2927 − 7.7284𝑥10−6 = √34.2926 
𝑽𝒄𝒂 = 𝟓. 𝟖𝟓𝟓𝟗 𝒗 
i) 𝐹𝐹 = 𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑐𝑑
 
𝐹𝐹 =
5.856𝑣
2.78𝑥10−3𝑣
= 2,106.4748 
𝑭𝑭 = 𝟐, 𝟏𝟎𝟔. 𝟒𝟕𝟒𝟖 
j) 𝑅𝐹 = 𝑉𝑐𝑎
𝑉𝑐𝑑
= √(
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑐𝑑
)
2
− 1 = √𝐹𝐹2 − 1 
𝑅𝐹 = √(2106.4748)2 − 1 = 2,106.4745 
𝑹𝑭 = 𝟐,𝟏𝟎𝟔.𝟒𝟕𝟒𝟓 
k) 𝑉𝑠 = [
1
𝑇
∫ (𝑉𝑚 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡)
2 𝑑𝑡
𝑇
0
]
1
2
 
𝑉𝑠 = [
1
𝑇
∫(𝑉𝑚 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡)
2 𝑑𝑡
𝑇
0
]
1
2
= [
𝑉𝑚
2
𝑇
∫ ( 𝑠𝑒𝑛 (
2𝜋
𝑇
) 𝑡)
2
 𝑑𝑡
𝑇
0
]
1
2
= [
𝑉𝑚
2
𝑇
∫ ( 1 − 𝑐𝑜𝑠 (
2𝜋
𝑇
) 𝑡)
2
 𝑑𝑡
𝑇
0
]
1
2
= [
𝑉𝑚
2
𝑇
{∫ 𝑑𝑡 − ∫ ( 𝑐𝑜𝑠 (
2𝜋
𝑇
) 𝑡)
2
 𝑑𝑡
𝑇
0
𝑇
0
}]
1
2
 
𝑉𝑠 = [
𝑉𝑚
2
𝑇
{∫ 𝑑𝑡 − ∫ [
1
2
−
1
2
𝑐𝑜𝑠2 (
2𝜋
𝑇
) 𝑡 𝑑𝑡]
𝑇
0
𝑇
0
}]
1
2
= [
𝑉𝑚
2
𝑇
{∫ 𝑑𝑡 − [∫
1
2
𝑑𝑡
𝑇
0
− ∫
1
2
𝑐𝑜𝑠2 (
2𝜋
𝑇
) 𝑡 𝑑𝑡
𝑇
0
]
𝑇
0
}]
1
2
 
 
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𝑉𝑠 = [
𝑉𝑚
2
𝑇
{∫ 𝑑𝑡 − [
1
2
∫ 𝑑𝑡
𝑇
0
−
1
2
∫ 𝑐𝑜𝑠 (
4𝜋
𝑇
) 𝑡 𝑑𝑡
𝑇
0
]
𝑇
0
}]
1
2
= [
𝑉𝑚
2
𝑇
{[𝑡]
𝑇
0
− [
1
2
[𝑡]
𝑇
0
−
1
2
[𝑠𝑒𝑛 (
4𝜋
𝑇
) 𝑡]
𝑇
0
]}]
1
2
= [
𝑉𝑚
2
𝑇
{𝑇 − [
1
2
𝑇 −
1
2
𝑠𝑒𝑛 (
4𝜋
𝑇
)𝑇]}]
1
2
= [
𝑉𝑚
2
𝑇
{𝑇 − [
1
2
𝑇 −
1
2
𝑠𝑒𝑛(4𝜋)]}]
1
2
 
𝑉𝑠 = [
𝑉𝑚
2
𝑇
{𝑇 −
1
2
𝑇 +
1
2
𝑠𝑒𝑛(4𝜋)}]
1
2
= [
(11.6)2
0.0167
{0.0167 −
1
2
(0.0167) +
1
2
𝑠𝑒𝑛(4𝜋)}]
1
2
 
𝑉𝑠 = [8057.4850(0.1171)]
1
2 = √943.815= 30.7215 𝑣 
𝑽𝒔 = 𝟑𝟎. 𝟕𝟐𝟏𝟓 𝒗 
l) 𝐼𝑠 =
𝑉𝑠
𝑅
 
𝐼𝑠 =
30.7215𝑣
100Ω
 
𝑰𝒔 = 𝟎. 𝟑𝟎𝟕𝟐 𝑨 
 
m) 𝑇𝑈𝐹 = 𝑃𝑐𝑑
𝑉𝑠𝐼𝑠
 
𝑇𝑈𝐹 =
77.284𝑥10−9
(30.7215)(0.3072)
= 8.188𝑥10−9 
𝑻𝑼𝑭 = 𝟖. 𝟏𝟖𝟖𝒙𝟏𝟎−𝟗 
n) 𝑉𝐴 = 𝑉𝑠𝐼𝑠 
𝑉𝐴 = (30.7215𝑣)(0.3072𝐴) = 9.4376 𝑊 
𝑽𝑨 = 𝟗. 𝟒𝟑𝟕𝟔 𝑾 
o) 𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜) =
𝑉𝑚
2
 
𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜) =
11.6𝑣
2
= 5.8 𝑣 
𝑰𝒔(𝒑𝒊𝒄𝒐) = 𝟓. 𝟖 𝒗 
p) 𝐶𝐹 =
𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜)
𝐼𝑠
 
𝐶𝐹 =
5.8 𝑣
0.3072 𝐴
= 18.8802 
𝑪𝑭 = 𝟏𝟖. 𝟖𝟖𝟎𝟐 
 
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q) 𝐹𝑃 = 𝑃𝑐𝑎
𝑉𝐴
 
𝐹𝑃 =
0.3429𝑊
9.4376𝑊
= 0.0363 
𝑭𝑷 = 𝟎. 𝟎𝟑𝟔𝟑 
 
𝑽𝒎 𝑽𝒄𝒅 𝑰𝒄𝒅 𝑷𝒄𝒅 𝑽𝒓𝒎𝒔 𝑰𝒓𝒎𝒔 𝑷𝒄𝒂 𝜼 𝑽𝒄𝒂 
𝟏𝟏. 𝟔𝒗 2.78𝑥10−3 27.8𝑥10−6 77.284𝑥10−9 5.856 58.56𝑥10−3 0.3429 225.3834𝑥10−9 5.8559𝑣 
 
𝑭𝑭 𝑹𝑭 𝑽𝒔 𝑰𝒔 𝑻𝑼𝑭 𝑽𝑨 𝑰𝒔(𝒑𝒊𝒄𝒐) 𝑪𝑭 𝑭𝑷 
𝟐𝟏𝟎𝟔. 𝟒𝟕𝟒𝟖 2106.4745 30.7215𝑣 0.3072𝐴 8.188𝑥10−3 9.4376𝑊 5.8𝑣 18.8802 0.0363 
 
Conclusión: 
Para esta práctica realmente fue muy sencillo lograr el objetivo debido a que al ser la 
primera práctica y ser un repaso de lo visto en electrónica analógica no fue muy difícil 
cumplir con el circuito y poder obtener los resultados que esperábamos.