Practica 2 Elec Pot

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA LAGUNA 
PRACTICA # 2 
Parámetros de rendimiento de un rectificador de onda completa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 
Ingeniería Mecatrónica Semestre 8 
Alumno(s): Christian Enrique González Robles No. Control: 19131206 
 
2 
 
 
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA LAGUNA 
Objetivo: 
Cálculo de los parámetros de rendimiento de un rectificador de onda completa. 
MATERIAL: 
• 1 Diodo 
• 1 Osciloscopio 
• 1 transformador 120v/12v 
• 1 Resistencia ≥100Ω 
DIAGRAMA: 
 
MARCO TEÒRICO: 
Rectificador de onda completa con puente de diodo 
En el circuito conocido como rectificador en puente de winstone y la señal de salida 
obtenida en este rectificador no hay variaciones en la señal de salida con respecto al 
rectificador con derivación central, la diferencia radica en que este no usa derivación y si 
dos diodos más. Su 
funcionamiento radica en 
que durante los semiciclos 
positivos del voltaje de 
entrada vs la corriente es 
conducida a través del 
diodo D1, la carga y el 
diodo D2 (por ser positivo). 
Entre tanto los diodos D3 y 
 
3 
 
 
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D4 están polarizados inversamente. Consideremos la situación durante los ciclos negativos 
del voltaje de entrada. 
El voltaje secundario vs será negativo y entonces -vs será positivo, forzando la corriente a 
circular por D3, la carga y D4; entre tanto los diodos D1 y D2 estarán polarizados 
inversamente. Cabe anotar que durante los dos ciclos la corriente circula por la carga en la 
misma dirección y por tanto v0 siempre será positivo. Este circuito posee una deficiencia 
que es la generación de una tierra virtual de vida a la conexión que posee además sabemos 
que este circuito decrementa el valor de la salida no en solo 0.7 voltios, debido a la 
conexión que posee en serie este circuito. Si una de las terminales de la fuente se aterra, 
ninguna de las terminales de la carga se puede aterrar; de lo contrario provocaría un lazo de 
tierra, que eliminaría uno de los diodos. Por tanto, es necesario introducir un transformador 
a este circuito para aislar entre sí las dos tierras. En este también el voltaje de salida es 
aproximadamente 0.9 voltaje máximo de la onda. 
PROCEDIMIENTO: 
 
Para realizar esta práctica tomamos como base la práctica anterior, pero con el cambio de 
que en este caso tendremos que realizar un puente de diodos el cual se realiza conectando 
cuatro diodos los cuales puedan complementar la segunda parte de la onda senoidal 
producida por la fuente de corriente alterna. 
 
Para proceder con el armado del circuito inicialmente tuvimos que hacer una revisión del 
diagrama del circuito para ver cómo lo terminaríamos conectando una vez viendo la manera 
en la cual tendrían que hacerse las conexiones procedimos a realizar las conexiones de 
manera física en este caso unimos cuatro diodos que estarían en que estarían dos 
encontrados con los otros dos, una vez esto tomamos la salida del punto donde cada 1 de 
los pares de diodos encontrados se unían, ya que en este punto en particular se podían 
tomar las dos partes que conforman la onda senoidal completa de la corriente alterna 
solamente que en este caso debido a la configuración del puente de diodos podría ser capaz 
de tomar tanto la 
parte positiva 
como la parte 
negativa y 
generar un 
rectificado 
debido a que 
daría una señal 
de onda completa 
pero en un solo 
sentido, en este 
caso positivo. 
 
 
4 
 
 
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Una vez ya teniendo armado el puente de diodos y la resistencia de carga procedimos 
nosotros a realizar la conexión de los y los copie en las partes pertinentes para poder tomar 
la señal de salida dada en la resistencia de carga lo cual permitiría visualizar por medio del 
osciloscopio y poder percibir la salida esperada. 
 
Cálculos 
a) 𝑉𝑐𝑑 =
1
𝑇
∫ 𝑉𝑚 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡 𝑑𝑡
𝑇
2
0
 
𝑇 =
1
𝑓
=
1
120𝐻𝑧
= 8.34 𝑚𝑠 
𝑉𝑐𝑑 =
1
0.00834
∫ (9.04) 𝑠𝑒𝑛 (
2𝜋
0.00834
) 𝑡 𝑑𝑡
0.00834
2
0
= 120 ∫ (9.04) 𝑠𝑒𝑛 (753.379)𝑡 𝑑𝑡
0.00417
0
 
𝑉𝑐𝑑 = 120(9.04) ∫ 𝑠𝑒𝑛 (753.379)𝑡 𝑑𝑡
0.00417
0
 
𝑉𝑐𝑑 =
1084.8
(753.379)
[− cos(753.379) 𝑡]
0.00417
0
 
𝑉𝑐𝑑 = −1.44[cos{(753.379) (0.00417)} − cos{(753.379) (0)}] 
𝑉𝑐𝑑 = −1.44(0.9984 − 1) = 0.136 𝑚𝑉 
𝑽𝒄𝒅 = 𝟐. 𝟑𝟎𝟒 𝒎𝑽 
b) 𝐼𝑐𝑑 =
𝑉𝑐𝑑
𝑅
. 
 
5 
 
 
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𝐼𝑐𝑑 =
2.304𝑥10−3 𝑉
100 Ω
= 23.04 𝜇𝐴 
𝑰𝒄𝒅 = 𝟐𝟑. 𝟎𝟒 𝝁𝑨 
c) 𝑃𝑐𝑑 = 𝑉𝑐𝑑𝐼𝑐𝑑 
𝑃𝑐𝑑 = (2.304 𝑥10
−3 𝑉)(23.04 𝑥10−6 𝐴) 
𝑷𝒄𝒅 = 𝟎. 𝟒𝟔𝟖𝟔𝟑 𝒏𝑾 
d) 𝑉𝑟𝑚𝑠 = [
1
𝑇
∫ (𝑉𝑚 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡)
2 𝑑𝑡
𝑇
2
0
]
1
2
 
𝑉𝑟𝑚𝑠 =
[
 
 
 
 
1
𝑇
∫(𝑉𝑚 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡)
2 𝑑𝑡
𝑇
2
0
]
 
 
 
 
1
2
=
[
 
 
 
 
𝑉𝑚
2
𝑇
∫ ( 𝑠𝑒𝑛 (
2𝜋
𝑇
) 𝑡)
2
 𝑑𝑡
𝑇
2
0
]
 
 
 
 
1
2
=
[
 
 
 
 
𝑉𝑚
2
𝑇
∫ ( 1 − 𝑐𝑜𝑠 (
2𝜋
𝑇
) 𝑡)
2
 𝑑𝑡
𝑇
2
0
]
 
 
 
 
1
2
=
[
 
 
 
 
𝑉𝑚
2
𝑇
{
 
 
 
 
∫ 𝑑𝑡 − ∫ ( 𝑐𝑜𝑠 (
2𝜋
𝑇
) 𝑡)
2
 𝑑𝑡
𝑇
2
0
𝑇
2
0
}
 
 
 
 
]
 
 
 
 
1
2
 
𝑉𝑟𝑚𝑠 =
[
 
 
 
 
𝑉𝑚
2
𝑇
{
 
 
 
 
∫ 𝑑𝑡 − ∫ [
1
2
−
1
2
𝑐𝑜𝑠2 (
2𝜋
𝑇
) 𝑡 𝑑𝑡]
𝑇
2
0
𝑇
2
0
}
 
 
 
 
]
 
 
 
 
1
2
=
[
 
 
 
 
𝑉𝑚
2
𝑇
{
 
 
 
 
∫ 𝑑𝑡 −
[
 
 
 
 
∫
1
2
𝑑𝑡
𝑇
2
0
−∫
1
2
𝑐𝑜𝑠2 (
2𝜋
𝑇
) 𝑡 𝑑𝑡
𝑇
2
0
]
 
 
 
 
𝑇
2
0
}
 
 
 
 
]
 
 
 
 
1
2
 
𝑉𝑟𝑚𝑠 =
[
 
 
 
 
𝑉𝑚
2
𝑇
{
 
 
 
 
∫ 𝑑𝑡 −
[
 
 
 
 
1
2
∫𝑑𝑡
𝑇
2
0
−
1
2
∫ 𝑐𝑜𝑠 (
4𝜋
𝑇
) 𝑡 𝑑𝑡
𝑇
2
0
]
 
 
 
 
𝑇
2
0
}
 
 
 
 
]
 
 
 
 
1
2
= [
𝑉𝑚
2
𝑇
{[𝑡]
𝑇
2
0
− [
1
2
[𝑡]
𝑇
2
0
−
1
2
[𝑠𝑒𝑛 (
4𝜋
𝑇
) 𝑡]
𝑇
2
0
]}]
1
2
= [
𝑉𝑚
2
𝑇
{
𝑇
2
− [
1
4
𝑇 −
1
2
𝑠𝑒𝑛 (
4𝜋
𝑇
) (
𝑇
2
)]}]
1
2
= [
𝑉𝑚
2
𝑇
{
𝑇
2
− [
1
4
𝑇 −
1
2
𝑠𝑒𝑛(2𝜋)]}]
1
2
 
𝑉𝑟𝑚𝑠 = [
𝑉𝑚
2
𝑇
{
𝑇
2
−
1
4
𝑇 +
1
2
𝑠𝑒𝑛(2𝜋)}]
1
2
= [
(9.04)2
8.34𝑥10−3
{
8.34𝑥10−3
2
−
1
4
(8.34𝑥10−3) +
1
2
𝑠𝑒𝑛(2𝜋)}]
1
2
 
𝑉𝑟𝑚𝑠 = 9.04[0.4757𝑥10
−6]
1
2 = 
𝑽𝒓𝒎𝒔 = 𝟔. 𝟐𝟑𝟓 𝒎𝑽 
e) 𝐼𝑟𝑚𝑠 =
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅
 
𝐼𝑟𝑚𝑠 =
6.235 𝑋10−3𝑣
100 Ω
 
𝑰𝒓𝒎𝒔 = 𝟔. 𝟐𝟑𝟓𝒙𝟏𝟎
−𝟓𝑨 
 
6 
 
 
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f) 𝑃𝑐𝑎 = 𝑉𝑟𝑚𝑠𝐼𝑟𝑚𝑠 
𝑃𝑐𝑎 = (6.235 𝑋10
−3 𝑣)(6.235𝑥10−5𝐴) 
𝑷𝒄𝒂 = 𝟑. 𝟖𝟖𝟕𝒙𝟏𝟎
−𝟕 𝑾 
g) 𝜂 = 𝑃𝑐𝑑
𝑃𝑐𝑎
. 
𝜂 =
0.46863 𝑥10−9𝑊
3.887𝑥10−7𝑊
 
𝜼 = 𝟏. 𝟐𝟎𝟓𝒙𝟏𝟎−𝟑 
h) 𝑉𝑐𝑎 = √𝑉𝑟𝑚𝑠2 − 𝑉𝑐𝑑2 
𝑉𝑐𝑎 = √(6.235 𝑋10
−3)2 − (2.304𝑥10−3)2 = 
𝑽𝒄𝒂 = 𝟓. 𝟕𝟗𝟑 𝒎𝒗 
i) 𝐹𝐹 = 𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑐𝑑
 
𝐹𝐹 =
6.235 𝑋10−3𝑣
2.304𝑥10−3𝑣
= 
𝑭𝑭 = 𝟐. 𝟕𝟎𝟔 
j) 𝑅𝐹 = 𝑉𝑐𝑎
𝑉𝑐𝑑
= √(
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑐𝑑
)
2
− 1 = √𝐹𝐹2 − 1 
𝑅𝐹 = √(2.706)2 − 1 = 
𝑹𝑭 = 𝟐.𝟓𝟏𝟒𝟒 
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
 
 
7 
 
 
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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
= [
(9.04)2
0.00834
{0.00834 −
1
2
(0.00834) +
1
2
𝑠𝑒𝑛(4𝜋)}]
1
2
 
𝑽𝒔 = 𝟗. 𝟒𝟐 𝒗 
l) 𝐼𝑠 =
𝑉𝑠
𝑅
 
𝐼𝑠 =
9.42𝑣
100Ω
 
𝑰𝒔 = 𝟎. 𝟎𝟗𝟒𝟐 𝑨 
m) 𝑇𝑈𝐹 = 𝑃𝑐𝑑
𝑉𝑠𝐼𝑠
 
𝑇𝑈𝐹=
0.46863 𝑥10−9
(9.42𝑣)(0.0942)
= 
𝑻𝑼𝑭 = 𝟓. 𝟐𝟖𝟏𝒙𝟏𝟎−𝟏𝟎 
n) 𝑉𝐴 = 𝑉𝑠𝐼𝑠 
𝑉𝐴 = (9.42𝑣)(0.0942𝐴) = 
𝑽𝑨 = 𝟎. 𝟖𝟖𝟕𝟑𝟔 𝑾 
o) 𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜) =
𝑉𝑚
2
 
𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜) =
9.04𝑣
2
= 
𝑰𝒔(𝒑𝒊𝒄𝒐) = 𝟒. 𝟓𝟐 𝒗 
p) 𝐶𝐹 =
𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜)
𝐼𝑠
 
𝐶𝐹 =
4.52 𝑣
0.0942 𝐴
= 
𝑪𝑭 = 𝟒𝟕. 𝟗𝟖𝟑 
q) 𝐹𝑃 = 𝑃𝑐𝑎
𝑉𝐴
 
𝐹𝑃 =
3.887𝑥10−7𝑊
0.88736𝑊
= 
 
8 
 
 
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𝑭𝑷 = 𝟒. 𝟑𝟖𝟎𝟒𝒙𝟏𝟎−𝟕 
 
𝑽𝒎 𝑽𝒄𝒅 𝑰𝒄𝒅 𝑷𝒄𝒅 𝑽𝒓𝒎𝒔 𝑰𝒓𝒎𝒔 𝑷𝒄𝒂 𝜼 𝑽𝒄𝒂 
2.304 𝑚𝑉 0.136 𝑚𝑉 23.04 𝜇𝐴 0.46863 𝑛𝑊 6.235 𝑚𝑉 6.235𝑥10−5𝐴 3.887𝑥10−7 𝑊 1.205𝑥10−3 5.793 𝑚𝑣 
 
𝑭𝑭 𝑹𝑭 𝑽𝒔 𝑰𝒔 𝑻𝑼𝑭 𝑽𝑨 𝑰𝒔(𝒑𝒊𝒄𝒐) 𝑪𝑭 𝑭𝑷 
2.706 2.5144 1.972 𝑣 0.0942 A 5.281𝑥10−10 0.88736 𝑊 4.52 𝑣 47.983 4.3804𝑥10−7 
 
Conclusión: 
Para esta práctica tuvimos que hacer unos cambios respecto al trabajo que se había hecho 
con la práctica anterior debido a que el circuito era diferente y un poco más complejo pero 
más allá de eso realmente no caímos en dificultades ya que no es un circuito tan 
complicado.