PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIN DE ELECTRICIDAD (PNFE)

DISEO DE UNA FUENTE AC-DC CON TRANSFORMADOR Y (TEORA Y CONSTRUCCIN DE FUENTES DE VOLTAJES LINEALES)

Profesor Participantes:

Arturo Betancourt Agreda Jorge C.I: 23.551.145

Duerto Rubn C.I: 24.542.101

Jaramillo Jhonfrei C.I:19078845Prez Anthony CI: 25361463

Ciudad Bolvar, Agosto de 2013

Introduccin

La corriente continua es el flujo continuo de electrones a travs de un conductor entre dos puntos de distinto potencial, en ella las cargas elctricas circulan siempre en la mismadireccin(es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comnmente se identifica la corriente contina con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batera), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.

Cualquier circuito electrnico necesita energa para funcionar, esta energa la podemos obtener desde una pila o batera o a travs de la red elctrica. La tensin que nos suministra la red elctrica es alterna (AC) y habitualmente excede en mucho el voltaje que necesitamos, por lo que tenemos que insertar un circuito electrnico que nos transforme el voltaje y tipo de corriente de la red ( 220v AC RMS ) al voltaje y tipo de corriente ( AC o DC ) que necesitamos en nuestro circuito. Este circuito se denomina fuente de alimentacin.

Las ventajas de la fuente de alimentacin lineal es su sencillez y que generan menos ruido electromagntico, las desventajas son su mayor tamao y su menor eficiencia (disipan ms energa en forma de calor que las fuentes conmutadas).

Conocer ms acerca de la naturaleza de la electricidad que se utiliza a diario, coopera a la vez con la necesidad de entendimiento sobre lasestructuraselctricas que se poseen en casa y con las que el campo industrial genera los artculos utilizados a diario y que solo funcionan con la misma electricidad.

Objetivos

El principal objetivo de una fuente de alimentacin es de proporcionar un valor de tensin adecuado para el funcionamiento de cualquier dispositivo.

Obtener y analizar de los circuitos circuitos con filtros, forma de onda, valor del condensador, resistencia de carga y factor de rizado.

La fuente de alimentacin se encarga de convertir la entrada de tensin alterna de la red en una tensin continua y consta de varias etapas que son: Transformacin, rectificacin, filtrado y regulacin.

Fundamentos Tericos Conexin red elctrica.Est formada por el enchufe, bornes o cualquier dispositivo fsico, que nos permite conectar nuestra fuente de alimentacin a la red elctrica. Los parmetros que hay que tener en cuenta a la hora de elegir el enchufe es que soporte la tensin de la red ( 220v RMS 60Hz ) y la corriente que va a consumir el circuito. Los mismos parmetros utilizaremos para elegir el cable de alimentacin. Enchufe

Fusible

El fusible es un elemento de proteccin de sobre carga de los circuitos elctricos, funciona con un alambre muy fino, que, cuando la corriente supera los valores estimados para la instalacin elctrica, se corta por el calor que produce al tener tan poca seccin (o sea ancho) los electrones no pueden pasar por l y se calienta tal como una lmpara solo que este si est diseado para que se corte y la sobre tensin o corriente no llegue a las instalaciones a proteger Fusible Electrnico

Filtro de red.

Este dispositivo no es estrictamente necesario ya que su funcin es la de eliminar las posibles perturbaciones electromagnticas que puedan llegar a nuestra fuente de alimentacin desde la red elctrica, pero su uso es imprescindibles si queremos hacer a nuestro equipo inmune a dichas interferencias.

Condensador Un condensador o capacitor es un dispositivo que almacena energa elctrica, es un componente pasivo. Est formado por un par de superficies conductoras en situacin de influencia total (esto es, que todas las lneas de campo elctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o lminas, separados por un material dielctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo elctrico, ya que acta como aislante) o por el vaco, que, sometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga elctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).

La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. Condensador electroltico

Resistencia Elctrica Se le llamaresistencia elctricaa la igualdad de oposicin que tienen los electrones para desplazarse a travs de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (), en honor al fsico alemnGeorge Ohm, quien descubri el principio que ahora lleva su nombre

Resistencia de Carbn

Transformador.Se denominatransformadora undispositivo elctricoque permite aumentar o disminuir latensinen un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo lapotencia. Lapotenciaque ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin prdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las mquinas reales presentan un pequeo porcentaje de prdidas, dependiendo de su diseo y tamao, entre otros factores.Est constituido por dos o ms bobinas de material conductor, devanadas sobre un ncleo cerrado de materialferro magntico, pero aisladas entre s elctricamente. La nica conexin entre las bobinas la constituye elflujo magnticocomn que se establece en el ncleo. El ncleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de lminas apiladas deacero elctrico, aleacin apropiada para optimizar el flujo magntico. Las bobinas o devanados se denominanprimarioysecundariosegn correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestin, respectivamente.

Transformador CA

DiodoUndiodoes uncomponente electrnicode dos terminales que permite la circulacin de lacorriente elctricaa travs de l en un solo sentido. Este trmino generalmente se usa para referirse aldiodo semiconductor, el ms comn en la actualidad; consta de una pieza de cristalsemiconductorconectada a dos terminales elctricos. Eldiodo de vaco(que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologas de alta potencia) es untubo de vacocon doselectrodos: una lmina comonodo, y unctodo.Smbolo del Diodo

Diodo Rectificador La funcin principal de un diodo rectificador es eliminar la fase negativa de la corriente alterna ya que no conduce esta polarizacin. Se usa principalmente en fuentes de alimentacin elctrica, mas especficamente en la fase de rectificacin donde se pasa de corriente alterna a directa por un arreglo de diodos llamado puente de diodos.

Puente Rectificador

Polarizacin del diodoEl diodo es unidireccional, esto es, que si el diodo se polariza en Directa, se permite el paso de corriente atravsde l, como si fuera un interruptor cerrado, si se polariza en inversa, entonces la corriente que pasa por el diodo es tan pequea (del orden de los nano Amperios en diodos de silicio, y de los microamperios en los diodos de germanio), que por ser tan pequea, el diodo se podra considerar como un interruptor abierto.Polarizacin del Diodo

Carga elctricaLacarga elctricaes unapropiedad fsicaintrnseca de algunaspartculas subatmicasque se manifiesta mediantefuerzasde atraccin y repulsin entre ellas. Lamateriacargada elctricamente es influida por loscampos electromagnticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La denominadainteraccin electromagnticaentre carga y campo elctrico es una de las cuatrointeracciones fundamentalesde lafsica. Desde el punto de vista delmodelo estndarla carga elctrica es una medida de la capacidad que posee una partcula para intercambiarfotones.

Rectificacin Media Onda

Rectificacin Media OndaCompleta

Resumen General En Diagrama

CONSTRUCCIN DE LA FUENTE

Materiales

Transformador elctrico 12-0-12 volt AC rms a 500 mA. Puente rectificador Capacitoreselectrolticos. Resistencia

SolucinVoltaje mximo del Transformador Corriente Mxima 12V(rms) x= 16.97 17Vpp Imax = 0.5A x=0.707 A

Potencias del Transformador P= 12V( rms) x 0,5 A =6WVoltaje rectificadoEl voltaje pico rectificado es igual, al voltaje pico de la tensin AC, menos dos veces la tensin de los diodos.17v - 1.4v = 15.6 voltios continuos pulsantes

Cada de tensin del diodo Rectificador Cuando un diodo est cerrado tiene una cada de tensin de entre 0,7 voltios y 1 voltio, dependiendo de la corriente que este conduciendo esta cada puede ser mayor. En el rectificador en puente conducen siempre dos diodos a la vez, se dice que conducen dos a dos, por lo tanto la tensin de pico de la salida Vmaxser dos voltios inferior a la Vmaxde entrada. Tensin de pico que te queda al ponerle un rectificador en puente, la tensin de salida de pico Vmaxser la siguiente:Vmax= 12 * 1.4142 2 = 14,97 V Tensin despus del puente rectificadorEn esta parte se ven los diodos y se restan 0.7V por cada diodo que haya Por lo tanto4 x 0.7 =2,817 Vp - 2,8 = 14.2 V

Caractersticas de Las Fuentes DC Voltaje

Forma de onda de salida de una Fuente de Voltaje DCVoltaje de RizadoSe denomina Voltaje de Rizado a la diferencia entre el voltaje mximo y el voltaje mnimo de la forma de onda de salida de la fuente de Voltaje DC. Por lo tanto:

Vr = Vmax - VminVr mx = V despues del puente V integrado

Vr mx = 14,2-12V= 2.2

Factor de RizadoSe denomina Factor de Rizado a la relacin porcentual entre el Voltaje de Rizado y el valor mximo de la Fuente de Voltaje DC. Esto es:

Fr = Vr /Vmax x 100% = Vmax - V min/ Vmax x 100%

Fr= 2.2/17 x100%= 0.12 %Condensador Ahora con el capacitorelectroltico, que es el encargado de filtrar el voltaje constante pulsante, para que este pase a ser voltaje DC, la propiedad de los capacitores de almacenar energa en forma de voltaje hace que sean indispensables para el diseo de fuentes de alimentacin.

Factor de rizado de una onda senoidal es = 0.707

Para Onda completa Para Media Onda

C= Condensador en faradios Ic= Corriente de consumo del circuito en Amperios F= Frecuencia en hertz ( 60 Hz) Vr= Voltaje ripple o rizado

C= 0.5 A/ 2x60Hz x2,2C= 1893,93 Se le asignara un condensador 2200 por ser comercial 50V

Resistencia de 1 K Tabla de Condensadores

Diseo del Circuito ( Circuit maker 2000)