Universidad Jurez Autnoma de Tabasco

Divisin Acadmica de Ingeniera y ArquitecturaIngeniera Mecnica Elctrica

Materia: Electrnica bsica

Ttulo de la prctica:

Estudio del comportamiento de un rectificador de media onda y de onda completa a travs de un osciloscopio

Integrantes: Francisco Lpez Hernndez Jess del Carmen Lpez Lpez David Balladares de la cruz Omar Federico Hernndez Trevio Felipe de Jess de dios castillo

Marzo 2014,Cunduacn, Tabasco

Antecedentes:RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA

Por su capacidad para conducir corriente en una direccin y bloquearla en la otra, se utilizan diodos en circuitos llamados rectificadores que convierten voltaje de ca en voltaje de cd. Se encuentran rectificadores en todas las fuentes de alimentacin de cd que operan con una fuente de voltaje de caTodos los dispositivos electrnicos activos requieren una fuente de cd constante que provenga de una batera o una fuente de alimentacin de cd. La fuente de alimentacin de cd convierte el voltaje de ca estndar de 120 V, 60 Hz disponible en las tomas de corriente de pared en un voltaje cd constante. Se utiliza el voltaje producido para alimentar todo tipo de circuito electrnico, incluyendo aparatos electrnicos tales como televisiones, reproductores de DVD, computadoras, controladores industriales y la mayora de los sistemas y equipos de instrumentacin de laboratorio.

El rectificador puede ser de media onda o de onda completa. El rectificador convierte el voltaje de entrada de ca en un voltaje de cd pulsante, llamado voltaje rectificado de media onda, como muestra la figura 2-1(b). El filtro elimina los rizos de voltaje en el rectificador y produce un voltaje de cd relativamente uniforme

La figura 2-2 ilustra el proceso llamado rectificacin de media onda. Se conecta un diodo a una fuente de ca y a un resistor de carga, RL, para forma un rectificador de media onda. Cuando el voltaje senoidal de entrada (Vent) se hace positivo, el diodo est polarizado en directa y conduce corriente a travs del resistor de carga, como se muestra en la parte (a). La corriente produce un voltaje de salida a travs de la carga RL, cuya forma es igual a la forma del semiciclo positivo del voltaje de entrada.Cuando el voltaje de entrada se vuelve negativo durante el segundo semiciclo, el diodo se polariza en inversa. No hay corriente, por lo que el voltaje a travs del resistor de carga es de 0 V, como lo muestra la figura 2-2(b). El resultado neto es que slo los semiciclos positivos del voltaje de entrada de ca aparecen a travs de la carga. Como la salida no cambia de polaridad, es un voltaje de cd pulsante con una frecuencia de 60 Hz, como se muestra en la parte (c).

Rectificadores De Onda Completa

Un rectificador de onda completa permite corriente unidireccional (en un sentido) a travs de la carga durante los 360 del ciclo de entrada, mientras que un rectificador de media onda permite corriente a travs de la carga slo durante la mitad del ciclo. El resultado de la rectificacin de onda completa es un voltaje de salida con una frecuencia del doble de la frecuencia de entrada y que pulsa cada semiciclo de la entrada, como lo muestra la figura 2-11.

Rectificador de puente de onda completaEl rectificador de puente utiliza cuatro diodos conectados como ilustra la figura 2-20. Cuando el ciclo de entrada es positivo como en la parte (a), los diodos D1 y D2 estn polarizados en directa y conducen corriente en la direccin mostrada. Se desarrolla un voltaje a travs de RL parecido al semiciclo positivo de entrada. Durante este tiempo, los diodos D3 y D4 estn polarizados en inversa.

Figura 2-3

Cuando el semiciclo de entrada es negativo como en la figura 2-20(b), los diodos D3 y D4 estn polarizados en directa y conducen corriente en la misma direccin a travs de RL que durante el semiciclo positivo. Durante el semiciclo negativo, D1 y D2 estn polarizados en inversa. A consecuencia de esta accin a travs de RL aparece un voltaje de salida rectificado de onda completa.Filtros Un filtro de fuente de alimentacin idealmente elimina los rizos del voltaje de salida de un rectificador de media onda o de onda completa y produce un voltaje de cd de nivel constante. El filtrado es necesario porque los circuitos electrnicos requieren una fuente constante de voltaje y corriente continuos para proporcionar alimentacin y polarizacin para la operacin apropiada. Los filtros se implementan con capacitores, como se ver en esta seccin.La figura 2-25 muestra un rectificador de media onda con un filtro de entrada con capacitor. El filtro simplemente est conectado de la salida del rectificador a tierra. RL representa la resistencia equivalente de una carga. Se utilizar el rectificador de media onda para ilustrar el principio bsico y luego se ampliar el concepto a la rectificacin de onda completa.

Figura 2-4

Durante el primer cuarto de ciclo positivo de la entrada, el diodo est polarizado en directa, lo que permite que el capacitor se cargue a 0.7 V del valor pico de entrada, como lo ilustra la figura 2-25(a). Cuando la entrada comienza a decrecer por debajo de su valor pico, como se muestra en la parte (b), el capacitor retiene su carga y el diodo se polariza en inversa porque el ctodo es ms positivo que el nodo. Durante la parte restante del ciclo, el capacitor se descarga slo a travs de la resistencia de carga a una velocidad determinada por la constante de tiempo RLC, la cual es normalmente larga comparada con el periodo de la entrada. Mientras mayor sea la constante de tiempo, menos se descargar el capacitor. Durante el primer cuarto del siguiente ciclo, como se ilustra en la parte (c), el diodo de nuevo se polarizar en directa cuando el voltaje de entrada excede el voltaje del capacitor en aproximadamente 0.7 V

Osciloscopio.Unosciloscopioes un instrumento de medicin electrnico para la representacin grfica de seales elctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrnica de seal, frecuentemente junto a unanalizador de espectro.Presenta los valores de las seales elctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen as obtenida se denomina oscilograma. Los osciloscopios, clasificados segn su funcionamiento interno, pueden ser tantoanalgicoscomodigitales, siendo el resultado mostrado idntico en cualquiera de los dos casos, en teora.

Utilizacin

En un osciloscopio puede existen, bsicamente, dos tipos de controles que son utilizados como reguladores que ajustan la seal de entrada y permiten, consecuentemente, medir en la pantalla una gran lnea roja que es una medicin de calor y de esta manera se puede ver la forma de la seal medida por el osciloscopio, esto denominado en forma tcnica se puede decir que el osciloscopio sirve para observar la seal que quiera medir.Para medir se lo puede comparar con el plano cartesiano.El primer control regula el eje X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempo (segundos, milisegundos, microsegundos, etc., segn la resolucin del aparato). El segundo regula el eje Y (vertical) controlando la tensin de entrada (en Voltios, milivoltios, microvoltios, etc., dependiendo de la resolucin del aparato).Estas regulaciones determinan el valor de la escala cuadricular que divide la pantalla, permitiendo saber cunto representa cada cuadrado de sta para, en consecuencia, conocer el valor de la seal a medir, tanto en tensin como en frecuencia. (En realidad se mide el periodo de una onda de una seal, y luego se calcula la frecuencia)

Objetivo:Visualizar a travs de un osciloscopio, cual es el comportamiento de de un puente rectificador de media onda y de onda completa. Materiales y equipo: Osciloscopio 5 diodos rectificadores Protoboard Transformador de 127 V a 12 o 6 V 1 capacitor de 1F y 160V Un par de caimanes 1 resistencia de 1k

Desarrollo experimental: Rectificador de media onda sin filtro

1. conectamos en el protoboard el rectificador de acuerdo al diagrama de la figura 2-22. calibrar el osciloscopio3. conectar los testers del osciloscopio con el voltaje de salida rectificado4. revisar que el acoplamiento del osciloscopio sea de cc5. presionar el botn autoconfigurar para definir la grfica del voltaje cc Rectificador de media onda con filtro

1. conectamos en el protoboard el rectificador de acuerdo al diagrama de la figura 2-43. conectar los testers del osciloscopio con el voltaje de salida rectificado y filtrado4. revisar que el acoplamiento del osciloscopio sea de cc5. presionar el botn autoconfigurar para definir la grfica del voltaje cc

Rectificador de puente de onda completa sin filtro

1. conectamos en el protoboard el rectificador de acuerdo al diagrama de la figura 2-33. conectar los testers del osciloscopio con el voltaje de salida rectificado y filtrado4. revisar que el acoplamiento del osciloscopio sea de cc5. presionar el botn autoconfigurar para definir la grfica del voltaje cc Rectificador de puente de onda completa con filtro

1. conectamos en el protoboard el rectificador de acuerdo al diagrama de la figura 2-3 pero en la salida del voltaje rectificado conectaremos un capacitor3. conectar los testers del osciloscopio con el voltaje de salida rectificado y filtrado4. revisar que el acoplamiento del osciloscopio sea de cc5. presionar el botn autoconfigurar para definir la grfica del voltaje cc

Rectificador de media onda sin filtro

Rectificador de media onda con filtro

Rectificador de puente de onda completa sin filtro

Rectificador de puente de onda completa con filtro

Presentacin de resultados

Seal secundaria del transformador

Seal rectificada y filtrada de media onda y onda completa

CasoVoltaje se salida (rms)

Rectificador de media onda sin filtro11.22

Rectificador de media onda con filtro23.6

Rectificador de puente de onda sin filtro11.82

Rectificador de puente de onda con filtro23.9

ConclusionesComo pudimos observar con ayuda de diodos rectificadores podemos cambiar un voltaje de ca a cc, adems de que es importante que conozcamos como en realidad funcionan estos dispositivos ya que son muy comunes en circuitos electrnicos. Tambin pudimos notar que un voltaje rectificado no se obtiene un voltaje muy definido, pero con ayuda de un filtro (capacitor) podemos hacer ms finas estas seales y as lograr un voltaje totalmente en cc.

Referencias1. dispositivos electrnicos, Thomas L. Floyd, 8 edicin, editorial PEARSON