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ACADEMIA DE INGENIERIA ELECTRONICA 2010

1

Instituto Tecnológico Superior de Zapopan

Ingeniería Electrónica

MANUAL DE PRÁCTICAS

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

M. en C. Teth Azrael Cortés Aguilar

Enero 2010


2

CONTENIDO DESCRIPCIÓN PAGINA

Introducción 3

Descripción de los campos del reporte de practica 4

Practica 1

Parámetros de rendimiento de un rectificador de media onda

5

Practica 2

Características de encendido de un TRIAC en los cuatro

cuadrantes de disparo

8

Practica 3

Circuito de disparo de TRIAC por red RC

10

Practica 4

Circuito de disparo por DIAC

11

Practica 5

Rectificador de media onda controlado por fase con circuito

detector de cruce por cero

12

Practica 6

Oscilador de relajamiento

14

Practica 7

Control de fase por SCR en puente de diodos con disparo por

oscilador de relajamiento

15

Practica 8

Dimmer digital para el control de la velocidad y sentido de giro

de un motor monofásico

16

Practica 9

Inversor serie de puente completo MOSFET

18

Practica 10

Inversor con transistores de potencia

19

Practica 11

Convertidor Cd-Cd

20

ANEXO I

Formato de entrega del reporte de práctica

21

ANEXO II

Rubrica de Evaluación

23


3

Introducción

Llevar a cabo un experimento de laboratorio puede parecer algo sencillo, más sin embargo ello requiere estar familiarizado con los métodos de medición y análisis, actualmente las técnicas de medición han evolucionado con el uso de la computadora o los sistemas de medición automáticos. Aun con todo ello se requiere que el Ingeniero determine cuando los datos obtenidos en las mediciones de los diversos equipos de medición, se encuentra dentro de lo especificado.

Anteriormente la experimentación se llevaba

a cabo en forma rudimentaria, actualmente se tiene mayor control sobre las variables que se desean analizar, y de esta manera poder conocer su comportamiento ante diversas situaciones.

La investigación combina el trabajo analítico con el experimental. El teórico se esfuerza en explicar o predecir los resultados de experimentos con base en los modelos analíticos que están de acuerdo con los principios físicos, y es la experimentación es la que valida las teorías sujetas a su comprobación.

Existen ocasiones en las que, no tomar en

cuenta los posibles errores en que se incurren, al utilizar instrumentos, nos puede llevar a obtener resultados inadecuados, y por consiguiente tomar una decisión equivocada ya sea en un experimento o en un proceso de producción. El llevar a cabo una medición es importante, pero igualmente importante es determinar si la medición es correcta determinando si existe algún tipo de error en la medición, el cual puede ser provocado por el equipo, la instalación, o un error humano de medición.

Las prácticas a realizar en la carrea de

electrónica, tienen como finalidad, desarrollar en el alumno una actitud crítica y objetiva hacia la misma electrónica, así como el desarrollo de su capacidad de resolución de problemas y su verdadera comprensión de lo que es, el trabajo en equipo.

Toda experimentación está sujeta a

limitaciones sobre los recursos, y gran parte de la habilidad para la experimentación consiste en optimizar el rendimiento experimental a partir de esos recursos. Las restricciones en el tiempo simplemente simulan las circunstancias en las que se hace la mayor parte de la experimentación real. Los instrumentos mismos que se utilizan en las prácticas, nunca serán ideales. Sin embargo, esto no debe verse como un defecto sino como un reto.

El experimentador debe aprender a

identificar las fuentes de errores por sí mismo y, de ser posible, eliminarlas o hacer las correcciones que requieran. El uso del tiempo de laboratorio resultara más fructífero cuando los experimentos se acepten como problemas que deben ser resueltos por el estudiante mismo y no ver al profesor como el que tiene que proporcionar todas las respuestas, es decir, ser proactivo y responsabilizarse de su propio aprendizaje.

Ciertamente se comentarán errores de

juicio, pero podemos aprender de manera más eficiente de la experiencia personal, con la consecuencia de nuestras decisiones, que de seguir rígidamente algún procedimiento “CORRECTO” establecido. Lo que aprendemos es más importante

que lo que hacemos. Esto no quiere decir, sin embargo, que debemos mostrar indiferencia complaciente con el resultado del experimento. El desarrollo de nuestras habilidades experimentales solo se logrará si tomamos en serio el reto de obtener el mejor resultado posible de cada experimento.

Se recomienda al estudiante que antes de

realizar las prácticas las analice y determine el comportamiento esperado en el laboratorio, en algunos casos posiblemente no coincida la teoría con la práctica, no se desilusione, existe una explicación objetiva para ello (como no haber contemplado las tolerancias de los elementos de circuito, falla de los instrumentos, errores de medición, efectos de carga, lazos de tierra etc.). Para lograr un mejor resultado de las prácticas es necesario llevarlas a cabo con paciencia, sin desesperarse, muchos de los errores en el laboratorio se deben a cansancio y/o desesperación.

No importa cuán bueno sea un experimento o cuan brillante sea un descubrimiento, no tiene valor a menos que la información se comunique a otras personas, la cual deberá ser clara y sencilla evitando repetir los vocablos utilizados.

Los reportes representan una fuente de

información de los sucesos de cada experimento. Contienen la teoría, métodos usados en el desarrollo del experimento, datos para experimentos que se efectuarán después. El reporte nos proporciona las experiencias obtenidas durante su elaboración y evitar posibles errores en el desarrollo de otros experimentos. La redacción que se utilice deberá ser lo más clara y sencilla posible, sin limitar el estilo de redactar de cada uno de nosotros, mas sin embargo esto no nos libera de usar el significado que cada palabra tiene, y evitar el decir “es que yo quería expresar eso”, el desconocimiento de las palabras nos lleva a escribir y ofrecer información diferente de la obtenida.

“Para escribir en forma clara y precisa es

necesario practicar “, y quizás terminemos por adquirir diferentes estilos de escribir, pero siempre que el mensaje sea claro, la diversidad puede ser enriquecedora más que perjudicial. Observe el siguiente aforismo:

Una persona que usa un gran número de palabras para expresar sus ideas es como un mal tirador que en lugar de apuntar una sola piedra hacia un objeto, toma un puñado de ellas y lo lanza con la esperanza de hacer blanco. Samuel Johnson

Por lo general, el tiempo pasado en tercera

persona se acepta como el estilo gramatical más formal para los informes técnicos, y es raramente incorrecto usar dicho estilo. En ciertas circunstancias puede emplearse la primera persona, con objeto de destacar un punto o recalcar el hecho de que una afirmación es opinión del redactor, como por ejemplo: Tercera persona >> La ecuación (5) se recomienda para la correlación final de acuerdo con las limitaciones de la información como se explicó antes << Primera persona >> nosotros (yo) recomendamos la ecuación (5) para la correlación final de acuerdo con las limitaciones de la información presentada en nuestra (mi) exposición anterior <<


4

El análisis es una parte integral del informe,

en el que se hace una comparación entre lo esperado y lo obtenido en nuestro experimento, o sea, se trata de comprobar si nuestro modelo responde a la realidad.

El resultado de esta comparación es

decisivo para el experimento, en la etapa del informe, debemos hacer una afirmación franca y desprejuiciada de ese resultado. A veces una discrepancia tendrá un origen que es fácil de identificar. En otras ocasiones, sin embargo, es necesaria una mayor explicación. Si, finalmente, estamos tratando con una situación que es verdaderamente desconcertante, puede ser que no tengamos mucho que ofrecer en lo que respecta a la especulación, pero siempre vale la pena intentarlo.

A veces, pese a nuestros mejores esfuerzos, fallaremos, y no seremos capaces de aportar ninguna idea constructiva, en este punto debemos actuar con toda honradez, cuando intentemos ser creativos con respecto a nuestras discrepancias, experimentales, debemos recordar que estamos haciendo algo importante. Todos los modelos y las teorías pasan por proceso de refinamiento, y esos procesos se basan en los diversos casos de fallas observadas en los modelos. Por tanto, debemos procurar responsabilizarnos al especular en nuestro trabajo. En vez de lanzarnos en cualquier idea absurda que imaginemos, debemos tratar de conseguir que nuestras sugerencias tengan alguna conexión lógica con la evidencia de las discrepancias.

Descripción de los campos del reporte de práctica.

PORTADA

Estará conformada por el logotipo de la institución, nombre de la carrera, numero de reporte de práctica, nombre de la practica y de la materia, nombre del(os) alumno(s), nombre del profesor, fecha de realización y calificación.

1. OBJETIVO O COMPETENCIA

Describir claramente el conocimiento, habilidad o competencia que se pretende alcanzar con la realización de esta práctica.

2. FUNDAMENTOS

Es el marco teórico necesario para llevar a cabo la práctica, fenómenos, principios, leyes, teorías, postulados, funcionalidad de componentes y circuitos, que serán la base para la solución de la práctica del laboratorio, incluyendo además, las respuestas a las preguntas planteadas por el instructor durante el desarrollo del experimento.

3. PROCEDIMIENTO

Equipo: Se listará el equipo y herramienta necesarios para la realización de la práctica.

Material: Se listarán los componentes del circuito a armar, valores y datos nominales.

Desarrollo de la práctica: Se indicará la secuencia en que se llevará a cabo el experimento, anotando los principios, leyes, ecuaciones que se utilizaron al llevar la práctica. También deberá anotarse los problemas surgidos durante el experimento, la forma en que se resolvieron, el principio aplicado.

Diagramas, cálculos y concentrado de resultados: Los diagramas Indicarán la forma en que se alambraran los componentes y donde se llevaran a cabo las mediciones del circuito. Los cálculos deberán ser ordenados y claros subrayando o encuadrando los resultados significativos. Cuando se repiten los cálculos, únicamente se indica como se hizo en el primero. La Recopilación de Datos. Es el conjunto de lecturas y observaciones registradas durante el experimento, las cuales pueden presentarse en forma de tablas y/o en forma gráfica (p.ej. pantallas del osciloscopio, indicando claramente los datos que se representan).

4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Resultados: Es el análisis o interpretación de los datos obtenidos, ya sean valores, graficas, tabulaciones, etc., debe contestar lo más claramente posible, lo sucedido durante el desarrollo de la práctica.

Conclusiones: Es una explicación breve del análisis de los datos y de los resultados. Señala las observaciones más importantes y las fuentes de error. Efectuar una comparación de los resultados experimentales con los teóricos e indicar cuál fue el aprendizaje adquirido.

5. BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS

Se listara la bibliografía utilizada, sean libros y/o páginas de internet. En el caso de los libros, se nombrara el titulo, autor y tema. En el caso de páginas de internet se pondrá la ruta completa y el tema. En cuanto a los anexos, podrán incluirse hojas de datos de componentes, fotografías de circuitos, copias del manual de sustituciones (ECG-NTE), así como cualquier documento al cual se pueda hacer referencia en el desarrollado en la práctica.


5

TEORIA: • Chilet, Sales, Díaz , Grau. “Electrónica de potencia, Fundamentos básicos”,

Alfaomega, 1 ed., páginas 110-121.

• Rashid, “Electrónica de potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones”

Pearson, 3 ed., páginas 68-71

• Hojas de datos diodo

PRACTICA # 1 Parámetros de rendimiento de un rectificador de media

onda

OBJETIVO: Calculo de los parámetros de rendimiento de un rectificador de media onda.

MATERIAL: 1 Diodo 1 Osciloscopio

1 transformador 1 Resistencia 100

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Parámetros de rendimiento de un rectificador de media onda.

El valor promedio del voltaje de salida o de la carga es Vcd y se define como

2/

0

1T

mcd tdtsenVT

V .

El valor promedio de la corriente de salida o de la carga es Icd y se define como R

VI cd

cd .

La potencia de salida en cd es Pcd=VcdIcd.

El valor de raíz cuadrada media rms del voltaje de salida es Vrms y se define como

2

12/

0

21

T

mrms dttsenVT

V .

El valor rms de la corriente de salida es Irms y se puede calcular por R

VI rms

rms .

La potencia de salida en ca es Pca=VrmsIrms.

La eficiencia o razón de rectificación de un rectificador se define como

ca

cd

P

P .

Se puede considerar que el voltaje de salida está formado por dos componentes: 1) el valor cd y 2) el


6

componente ca o rizo.

El valor efectivo o rms del componente de ca en el voltaje de salida es 22

cdrmsca VVV .

El factor de forma, que es una medida de la forma del voltaje de salida es

cd

rms

V

VFF .

El factor de rizo o RF ripple factor, es una medida del contenido alterno residual y se define como

11 2

2

FF

V

V

V

VRF

cd

rms

cd

ca .

El factor de utilización del transformador o TUF transformer utilization factor se define como

ss

cd

IV

PTUF , donde Vs e Is son el voltaje rms y la corriente rms del secundario del transformador

respectivamente.

El voltaje rms del secundario del transformador es 2

1

0

21

T

ms dttsenVT

V .

El valor rms de la corriente por el secundario del transformador es igual que el de la carga R

VI s

s .

La capacidad volt-ampere VA del transformador es VA=VsIs.

El factor de cresta CF, es una medida de la corriente pico de entrada, 2)(

mpicos

VI , en comparación

con Is, su valor rms, interesa con frecuencia para especificar las capacidades de corriente pico de los

dispositivos y los componentes. El CF de la corriente de entrada se define por

s

picos

I

ICF

)( .

Sea Is1 la componente fundamental de la corriente de entrada Is y el ángulo entre los componentes

fundamentales de la corriente y el voltaje de entrada, a se le llama ángulo de desplazamiento. El factor

de desplazamiento se define como cosDF y el factor de potencia se define como

coscos 11

s

s

ss

ss

I

I

IV

IVFP .

Para una carga resistiva FP se puede calcular como VA

PFP ca .


7

TABLA DE PARAMETROS DE RENDIMIENTO:

(1)

Vm (2)

Vcd Icd Pcd (2)

Vrms Irms Pcd Vca

FF RF (2)(3)

Vs (3)

Is TUF VA Is(pico) CF FP

(1) Se obtiene la medición por el voltaje pico Vm observado en el osciloscopio. (2) Se calcula resolviendo la integral definida; algunas identidades útiles son Tf 1 y f 2 .

Incluya la solución analítica para las integrales

2/

0

1T

mcd tdtsenVT

V

2

12/

0

21

T

mrms dttsenVT

V

2

1

0

21

T

ms dttsenVT

V

(3) Vs e Is se pueden medir a la salida del transformador usando un multimetro en valores rms.

Nota: El reporte de practica, deberá entregarse redactado en hojas blancas a mano o en computadora,

engrapadas, con la siguiente estructura: hoja de presentación, objetivo, teoría (máximo 2 páginas),

material, diagrama, descripción comentada y personalizada del procedimiento, mediciones, cálculos,

gráficas, tablas de datos y conclusiones.

EVALUACION:

1. Entregar un reporte por escrito que contenga los siguientes datos:

1.1. Gráficas de la caída de tensión en el diodo y la carga.

1.2. Tabla de parámetros de rendimiento completa.

1.3. Solución analítica a las integrales de Vcd, Vrms y Vs


8

TEORIA: • Rashid, “Electrónica de potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones”


• ON Semiconductor, “Thyristor Device Data DL137/D” Rev. 7 May-2000

páginas 29-35

• Hojas de datos del TRIAC (2N6344 / 2N6349)

PRACTICA # 2 Características de encendido de un TRIAC en los cuatro

cuadrantes de disparo

OBJETIVO: Comprobar IGT y VGT a partir de las hojas de datos para el encendido de un

TRIAC en los cuatro cuadrantes de disparo.

MATERIAL: 1 Triac 2N6344 / 2N6349 (8 A, 800 V) ON Semiconductor

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Un TRIAC es un tiristor que puede conducir corriente en ambas direcciones entre las terminales MT1 y

MT2. En la curva característica de V-I se observa que el TRIAC conduce en los cuadrantes I y III. Otra

característica importante, es el disparo del dispositivo por una circulación de corriente positiva o

negativa entre la compuerta G y la terminal MT1, lo cual conduce a cuatro posibles modos de disparo:

Cuadrante I. MT2(+), G(+), voltaje positivo y corriente de gatillo positiva.

Cuadrante II. MT2(+), G(-), voltaje positivo y corriente de gatillo negativa.

Cuadrante III. MT2(-), G(-), voltaje negativo y corriente de gatillo negativa.

Cuadrante IV. MT2(-), G(+), voltaje negativo y corriente de gatillo positiva.

La mayoría de los TRIACs son más sensibles en los cuadrantes I y III, menos sensibles en el cuadrante

II y mucho menos sensibles en el cuadrante IV. Por lo que se recomienda no operarlos en el cuadrante

IV a excepción de circunstancias especiales.

Cabe señalar que al apagar o conmutar un TRIAC la corriente de carga debe ser menor que la corriente

de manteniendo < IH, por un tiempo suficiente para permitir que este retorne al estado de bloqueo.

Tomando como referencia la información suministrada por el fabricante para el 2N6344 bajo

condiciones VD = 12 Vdc, RL = 100 , tome las mediciones de IGT y VGT en los cuatro cuadrantes y


9

TABLA DE DATOS:

H. D.* MEDICIONES H. D.* MEDICIONES

IGT IGT VGT VGT

Cuadrante I MT2(+) G(+) 12mA 0.9V

Cuadrante II MT2(+) G(-) 12mA 0.9V

Cuadrante III MT2(-) G(-) 20mA 1.1V

Cuadrante IV MT2(-) G(+) 35mA 1.4V

H. D.* Hojas de datos 2N5344 / 2N6349 VD = 12 Vdc, RL = 100





compárelas. Complete la tabla de datos.

EVALUACION:


1.1. Tabla de datos.

1.2. Diagramas experimentales para la medición de IGT y VGT en los cuatro cuadrantes de disparo.

2. Responder a las siguientes preguntas en las conclusiones que presente en su reporte

de practica, según los datos obtenidos en sus mediciones:

2.1. ¿Se comprueba que el TRIAC es más sensible para el cuadrante I?

2.2. ¿Es el TRIAC más sensible en el cuadrante I que en el cuadrante II?

2.3. ¿Cómo interpretamos las mediciones de IGT y VGT en el cuadrante IV para asegurar que el

TRIAC presenta la sensibilidad mas baja?

2.4. Para el 2N6344 la corriente de mantenimiento IH típica es de 6mA, ¿Este parámetro se cumple

durante las mediciones que realizó?, aporte un argumento a su respuesta.


10

TEORIA: • ON Semiconductor, “Thyristor Device Data DL137/D” Rev. 7 May-2000

• Prácticas de Electrónica, Zbar, Malvino, Miller, Practica 49, pag. 339





PRACTICA # 3 Circuito de disparo de TRIAC por red RC

OBJETIVO: Comprobar el funcionamiento de un circuito de disparo por red RC

MATERIAL: 4 diodos 1N4001 1 2N6344 1 R4 100

1 R3 4.7k 1 Potenciómetro 1 M

2 C1,C3 100nF 1 foco 120V/100 W

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Armar el circuito de disparo RC según el diagrama, hacer un muestreo de 5 mediciones de las

corrientes de la red RC, del gatillo del TRIAC y potencia de la carga de los datos desde la potencia

mínima a la potencia máxima.

EVALUACION:


1.1. Tabla de mediciones de corrientes, potencia y ángulo de disparo.


de practica:

2.1. ¿Qué efecto se observa en el foco al variar el valor del potenciómetro?

2.2. ¿Qué efecto tiene la resistencia de 4.7k?


11


• Prácticas de Electrónica, Zbar, Malvino, Miller,

• Hojas de datos DIAC DB3





PRACTICA # 4 Circuito de disparo por DIAC

OBJETIVO: Comprobar el funcionamiento de un circuito de disparo por DIAC

MATERIAL: 1 3.3k 1 Potenciometro 200k

2 100nF/100V capacitor de poliéster 1 foco 120V/100 W

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Armar el circuito de disparo por DIAC según el diagrama, hacer un muestreo de 5 mediciones de las

corrientes de la red RC, del gatillo del TRIAC y potencia de la carga de los datos desde la potencia

mínima a la potencia máxima.

EVALUACION:


1.1. Tabla de mediciones de corrientes, potencia y ángulo de disparo.


de practica:

2.1. ¿Qué efecto se observa en el foco al variar el valor del potenciómetro?

2.2. ¿Qué efecto tiene el capacitor?


12



• Coughlin, Driscoll, “Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados

Lineales”, 5 ed., páginas 20-21

PRACTICA # 5 Rectificador de media onda controlado por fase con circuito

detector de cruce por cero.

OBJETIVO: Crear un rectificador de media onda controlado por fase con disparo

sincronizado al pulso de un circuito detector de cruce por cero.

MATERIAL: 2 potenciometros 2.2k y 100k 1 LM741 (amplificador operacional)

3 resistencias 150k, 27k, 220 1 generador de señales

1 diodo 1N4148 1 osciloscopio

1 SCR C106x

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

1. Arme el circuito del diagrama.

2. Observe la señal entre P1 y C1, debe producir un desfase controlado, cuando haga variar P1.

3. El amplificador operacional esta cumpliendo la función de un detector de cruce por cero, ajuste

adecuadamente el valor de P2 para determinar el umbral (aprox. 0.5 volts).

4. Coloque el canal 1 del osciloscopio en la señal CA de entrada y el canal 2 del osciloscopio en la

resistencia de carga R3


13





EVALUACION:


1.1. Gráficas de la señal de entrada y la señal rectificada


de practica:

2.1. ¿Qué ocurre en la señal rectificada de R3 al variar el potenciómetro P1?

2.2. ¿Qué función tiene el potenciómetro P2 y como afecta la respuesta de la señal rectificada?

2.3. ¿Qué ocurre cuando reduces el valor del capacitor?


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• ON Semiconductor, “Thyristor Device Data DL137/D” Rev. 7 May-2000

páginas 139-145

• Hojas de datos del PUT (2N6027)

Nota: El reporte de practica, deberá entregarse redactado en hojas blancas a mano o en computadora, engrapadas, con

la siguiente estructura: hoja de presentación, objetivo, teoría (máximo 2 páginas), material, diagrama, descripción

comentada y personalizada del procedimiento, mediciones, cálculos, gráficas, tablas de datos y conclusiones.

PRACTICA # 6 Oscilador de relajamiento

OBJETIVO: Crear un oscilador de relajamiento usando un PUT

MATERIAL: 2N6027 PUT 1 capacitor (calcular)

4 resistencias (calcular) 1 Osciloscopio

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

1. Revise la teoría del oscilador de relajamiento (Tip. Ejemplo 17.2, pag.774, Rashid)

2. Armar el circuito del diagrama, para crear un oscilador de relajamiento ajustado a una frecuencia de

120 Hz. Mediante la formula:

1

21ln1

R

RRC

fT

3. En general el valor de RK se limita a un valor menor que 100.

4. Coloque en R un preset cuyo valor medio se aproxime al valor calculado.

5. Observe en un osciloscopio la señal de salida Vo y corrobore que la frecuencia corresponda a 120Hz,

realice el ajuste fino mediante el preset.

EVALUACION:


1.1. Cálculos de R1, R2, R y C.

1.2. Diagrama con los valores del circuito.

1.3. Gráfica del oscilador de relajamiento mostrada en el osciloscopio.


de practica:

2.1. ¿Qué efecto se observa al variar el valor del preset R?

2.2. ¿Qué proporción recomienda en R2/R1 respecto al valor de C?

2.3. ¿Existe alguna diferencia relevante entre los cálculos analíticos y los valores usados en su

circuito?


15


Página 141





PRACTICA # 7 Control de fase por SCR en puente de diodos con disparo

por oscilador de relajamiento.

OBJETIVO: Crear un circuito de control de fase por SCR en excitación por PUT

MATERIAL: 4 diodos 1N4004 1 SCR 2N6402 1 PUT 2N6027

1 R1 1.5k 2 W 2 R2,4 1k 1 Potenciómetro 250 k

1 C1 0.1F 1 foco 120V/100 W 1 diodo Zener 1N4114 Vz= 20 V

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

El circuito del diagrama usa un PUT para el control de fase por SCR. El oscilador de relajación de PUT

provee un control en la conducción del SCR de aproximadamente 1 - 7.8ms o 21.6º- 168.5º, lo cual

constituye un control del 97% de la potencia disponible en la carga. Por la colocación del 2N6402 a

través del puente de diodos, solo es necesario el SCR para generar el control de fase en ambas porciones

positiva y negativa de la onda sinusoidal.

1. Armar el circuito del diagrama.

2. Comprobar el funcionamiento del circuito en el control de fase para la carga.

EVALUACION:


1.1. Cálculos del rango de frecuencia del oscilador de relajación PUT.

1.2. Gráficas del control de fase en la carga.


de practica:

2.1. ¿Qué efecto se observa en el foco al variar el valor del potenciómetro R3?

2.2. ¿Por qué el SCR esta rectificando sobre ambos ciclos positivo y negativo?


16

TEORIA: • ON Semiconductor, Application Notes AND8011/D

PRACTICA # 8 Dimmer digital para el control de la velocidad y sentido de

giro de un motor monofásico

OBJETIVO: Crear un circuito de control de fase por tiristor

MATERIAL: 2 Puentes de diodos 1 LM339 1 transformador 120V / 12V

1 LM555 1 TRIAC (MAC9M) 1 optoacoplador MOC3022

3 R 10k 1 C 1000F 1 C 2.75F

1 R 100 1 C 0.001F 2 C 0.01F

1 R 2k 1 R 510 1 R 620

1 Trimmer 2.5k 1 Trimmer 10k 1 2N222

1 motor 1 diodo MUR160 1 R 1k

DIAGRAMA DIMER:


17





DIAGRAMA MOTOR:

PROCEDIMIENTO:

En el diagrama, el amplificador operacional es un detector de cruce por cero, que activa el circuito

LM555 cada vez que ocurre una condición de cruce por cero. Una vez que el LM555 sea activado,

existirá un tiempo de retardo, que al finalizar conmutara el transistor y encenderá el triac. El tiempo de

retardo provoca el control del ángulo fase, esté puede ser ajustado por el trimmer de 2.5k, entre el 10%

y el 95% de la onda sinusoidal. Cabe señalar que el control de fase con Triac presenta como desventaja

la generación de interferencia electromagnética EMI, cada vez que el Triac es disparado la corriente de

carga va de 0 a su valor limite en un periodo de tiempo muy corto; el resultante di/dt genera un ancho

espectro de ruido que puede interferir la operación de circuitos electrónicos cercanos, si no esta presente

una etapa de filtrado. Para el control de giro del sentido del motor, primero de debe acondicionar el

motor para que funcione en avance y retroceso, después se debe diseñar la etapa lógica para disparar los

optoacopladores alternativamente, se recomienda no conectar el MOC3010 y el TRIAC en el

protoboard.

1. Armar el circuito del diagrama, el Triac se debe seleccionar en función del voltaje, corriente y

potencia de la carga.

2. Comprobar el funcionamiento del circuito en el control de fase para la carga y para el circuito de

cambio del sentido de giro del motor.

EVALUACION:


1.1. Gráficas del control de fase en la carga.

1.2. Demostración de control sobre la velocidad y sentido de giro del motor monofásico.


18


Pearson, 3 ed., páginas





PRACTICA # 9 Inversor serie de puente completo MOSFET

OBJETIVO: Demostrar el funcionamiento de un inversor de puente completo H.

MATERIAL: 3 10k 2 IRF5305 1 Transformador 1:10

3 330 2 W 2 IRFZ44N 1 Astable 60Hz 50%

3 2N2222 1 foco 60W/120 W

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Se genera un pulso cuadrado de 60Hz con un ciclo de trabajo del 50%. La señal cuadrada conmuta un

arreglo de puente completo H, formado por MOSFET. La alimentación es de 12V. La carga del puente

H es un transformador 1:10 con el secundario hacia los MOSFET y en el primario se alimenta un foco

de 60W /120 V. La señal de alimentación del foco se observará con una forma de onda cuadrada y de

una amplitud superior a los 50 volts. Las señales para los arreglos de canal P y canal N encontrados

deberán recibir pulsos complementarios.

EVALUACION:


1.1. Demostrar el funcionamiento de circuito y formas de onda de voltaje en la carga.

1.2. Medición del voltaje y corriente de salida del transformador


19


Pearson, 3 ed., páginas





PRACTICA # 10 Inversor con transistores de potencia

OBJETIVO: Demostrar el funcionamiento de un inversor.

MATERIAL: 3 4.7k 2 2.2f 1 Transformador 1:10

3 100 / 1 W 2 NPN 2N3055

3 PNP 2N2905

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Armar el circuito de la figura, utilice un transformador 1:10 de 3 Amperes. Observe que la salida es el

primario del transformador y en el secundario conectamos la derivación central a +12V y a los

colectores de los transistores NPN.

El voltaje de salida señalado en el multimetro debe ser mayor a 75 volts rms.

EVALUACION:


1.1. Demostrar el funcionamiento de circuito y formas de onda de voltaje en la carga.

1.2. Medición del voltaje y corriente de salida del transformador


20


Pearson, 3 ed., páginas.

• Data Sheet LM317HV





PRACTICA # 11 Convertidor cd-cd

OBJETIVO: Demostrar el funcionamiento del convertidor conmutado cd-cd

MATERIAL: Q1 2N3792 1 22 1 potenciometro 5k 1 100F

1 LM317HV 1 0.25 1 50F

1 L1 600H 1 240 1 0.01F

1 1N3880 1 100 1 300pF

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Armar el circuito del diagrama experimental y comprobar su funcionamiento como fuente de DC

variable.

EVALUACION:


1.1. Demostrar el funcionamiento del circuito y formas de onda de voltaje en la carga.

1.2. Medición del voltaje y corriente de salida del circuito.


21

ANEXO I. Formato de entrega del reporte de práctica.

Instituto Tecnológico Superior de Zapopan

Ingeniería Electrónica Prácticas No. ____

“Titulo de la práctica”

Nombre del alumno: ____________________________ Nombre del profesor: M. en C. Teth Azrael Cortés Aguilar Fecha de realización: ____________ Calificación: ____________


22

CARRERA PLAN DE ESTUDIO

CLAVE DE LA ASIGNATURA

NOMBRE DE LA ASIGNATURA

Ingeniería electrónica

PRACTICA No.

LABORATORIO DE:

DURACION EN HORAS:

NOMBRE DE LA PRACTICA:

1. OBJETIVO O COMPETENCIA

2. FUNDAMENTOS

3. PROCEDIMIENTO

EQUIPO MATERIAL

DESARROLLO DE LA PRACTICA

DIAGRAMAS,CALCULOS Y RECOPILACION DE DATOS

4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES

5. BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS


23

Rubrica de valoración de prácticas

Criterios de Excelente Bien Regular Deficiente

Evaluación 15 puntos 13 puntos 11 puntos 9 puntos 1º Funcionalidad y

tiempo.

El estudiante presenta su arreglo

experimental cumpliendo en

funcionalidad y adelantando a sus

compañeros.


experimental funcionando y en

tiempo.


experimental funcionando con

deficiencias y en límite de tiempo.

El estudiante presenta el arreglo

experimental funcionando en forma

parcial, con deficiencias y solicita

prórroga para su entrega final.

2º Control o estabilidad

del experimento.

Arreglo experimental robusto sin

fallas.

Arreglo experimental con errores

mínimos

Arreglo experimental con fallas

identificadas y reparaciones

improvisadas.

Arreglo experimental con fallas

intermitentes por cortos o falsos

contactos.

3º Creatividad y

economía del diseño.

El estudiante aporta elementos de

mejora al arreglo experimental,

excediendo las especificaciones.


experimental dentro de

especificaciones.


experimental dentro de

especificaciones pero utiliza

dispositivos redundantes.


experimental en tiempo y funcionando

al mínimo. No cumple con todas las

especificaciones de diseño.

4º Forma de elaboración

del ensamble y estética.

Cableado ordenado o diseño en

baquelita, terminación en prototipo.

Cableado ordenado por colores en

protoboard o diseño en baquelita.

Cableado desordenado, difícil

identificación de conexiones.

Cableado desordenado en protoboard,

cables excesivamente largos y

descubiertos con riesgos de cortos.

5º Claridad en la

exposición oral,

profundidad en la

comprensión de

principios y dispositivos.

El estudiante es capaz de hacer

inferencias sobre las mediciones y la

funcionalidad de los componentes.

El estudiante es capaz de tomar

mediciones eficientes y de responder

correctamente en la funcionalidad de

componentes y circuitos.

El estudiante es capaz de tomar

mediciones eficientes, pero responde

incorrectamente en la funcionalidad

de componentes y circuitos.

El estudiante no es capaz de responder

las preguntas del profesor acerca de

las mediciones o funcionalidad de

componentes y circuitos.

6º Contenido y

organización del reporte

de practica.

Reporte completo, y sobresaliente por

las ideas que infiere en las

conclusiones.

Reporte completo con hoja de

presentación, objetivo, diagramas,

mediciones y conclusiones. Presenta

la teoría a través de un resumen o

cuadro sinóptico.

Reporte con hoja de presentación,

objetivo, diagramas, mediciones y

conclusiones. No anexa teoría.

Reporte sin algunos de los siguientes

elementos: hoja de presentación,

objetivo, teoría y conclusiones. Solo

presenta diagramas y mediciones.

7º Redacción del reporte

de practica.

Redacción coherente y sin errores

ortográficos.

Redacción coherente con errores

ortográficos mínimos.

Redacción no coherente, falta de

claridad en la exposición de sus ideas,

pobre dominio de tecnicismos.

Presenta errores ortográficos.

Redacción no coherente, sin claridad,

sin tecnicismos y limitada en las ideas

que expone. Presenta abundantes

errores ortográficos.

Cada practica se evalúa sumando los puntos de valoración (Excelente =15 puntos, Bien =13 puntos, Regular =11 puntos, Deficiente = 9 puntos) asignados a cada uno de los criterios de

evaluación. La calificación máxima aprobatoria es 100 y la mínima aprobatoria es 70. No se otorgaran puntos si el alumno no presenta su arreglo experimental. No se otorgaran puntos en los

criterios de evaluación 6º y 7º, si el alumno no entrega su reporte de práctica. Es obligatorio durante la presentación de práctica entregar el reporte.

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