RECTIFICACIN MONOFASICA DE MEDIA Y RECTIFICACION DE ONDA COMPLETA CON PUENTE DE GRAETZ.Manuel Carpio (wilicarpio@hotmail.com)Dorian Rivas (drivas@est.ups.edu.ec) Fernando Urgils (furgils@ups.edu.ec)

RESUMEN:Esta prctica se basa en conocer la composicin, funcionamiento y comportamiento de la rectificacin monofsica de media y onda completa, a travs de la conexin de diodos, analizando la curva V-I la cual demuestra la transformacin de la corriente alterna a corriente continua pura. Es decir a los diodos se les proporciono una tensin, la cual se modifica debido a la conexin y comportamiento del diodo.

MARCO TEORICOUn circuito rectificador convierte CA en CC pulsante, que luego puede filtrarse (alisarse) en corriente directa pura. Para rectificar, el circuito debe pasar corriente con el mnimo de resistencia en direccin hacia adelante y bloquear su flujo en direccin inversa. El diodo con sus caractersticas, es muy adecuado para la rectificacin.

Es ms simple y econmico generar, transmitir y distribuir corriente alterna que corriente contina, por lo que las empresas de energa elctrica suministran potencia de CA. Sin embargo, muchas aplicaciones de la energa elctrica, tales como los circuitos electrnicos, los de carga de bateras, la operacin de motores elctricos, soldadura, electro plateado, procesos qumicos y otros, necesitan corriente directa (o continua). Por ello es necesario rectificar la energa de CA a voltajes de CC. La rectificacin puede ser de media onda u onda completa, la diferencia radica en la forma final de la onda continua pulsante obtenida por cada tipo de rectificacin.

Rectificacin monofsica de media ondaTeniendo en cuenta que para esta rectificacin se utilizan diodos ideales que permiten el paso de toda la corriente en una nica direccin, la correspondiente a la polarizacin directa, y no conducen cuando se polarizan inversamente. Adems su voltaje es positivo.El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una seal de corriente alterna de entrada CA convirtindola en corriente directa de salida CC.Por lo cual pasaremos al anlisis de la misma observando el comportamiento del diodo como se ver a continuacin. A continuacin podremos observar como el diodo se comporta como un interruptor cerrado durante el ingreso de corriente alterna positiva.

Figura 1Por lo cual podremos observar cuando ingresa corriente alterna negativa al diodo, por lo que se comporta como un interruptor abierto.

Figura2Por lo cual se repite hasta completar el ciclo obtenemos una corriente continua pulsante en el diagrama de la resistencia.

Rectificacin monofsica de onda completa

En este caso, para rectificar la onda completa, se utilizan 4 diodos, en una configuracin denominada puente completo o puente de Graetz. Recibe el nombre de puente rectificador, por estar formado por cuatro diodos conectados en puente.A continuacin se puede observar Puente rectificador monofsico no controlado de onda completa.

Figura 3Ntese que en este caso, conducen siempre dos diodos simultneamente. Si la tensin en la entrada del rectificador es positiva (semiciclo positivo), conducirn D1 y D4 mientras que D2 y D3 estarn polarizados inversamente y, por tanto, estarn bloqueados (OFF). Si por el contrario, la tensin es negativa (semiciclo negativo), conducirn D2 y D4. A continuacin se muestra las formas de onda del rectificador en puente completo con carga resistiva.

Figura 4Lo cual podremos observar que en el voltaje mximo de la onda rectificada se disminuye por el consumo de voltaje por los dos diodos que en este caso seria 1.2 V, lo cual se puede observar en el grafico anterior.Teniendo en cuenta que para la observacin de cada una de las ondas es necesaria la utilizacin de un osciloscopio, por lo cual veremos su aplicacin y algunos aspectos importantes, que son necesarios para la utilizacin del mismo.[1]

OsciloscopioUn osciloscopio es 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 un analizador de espectro.

Figura 5Presenta 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. MATERIALES Transformador 110/12 VCA. 1A. Cables de conexin con terminales tipo banana. Cable multipar. Sonda de interfaz para el osciloscopio. Project board. 2 Resistencias 1k-1/2w 4 Diodos 1A-100v Multmetro, osciloscopio.DESARROLLOMEDIA ONDAConectamos el primario del transformador a 120VCA de la red monofsica existente en el laboratorio; medimos el voltaje eficaz en el secundario del transformador y con este valor de voltaje medido realizamos y detallamos los CALCULOS.Vef= 14.2 V (medido en el secundario, sirve para realizar los clculos).

CIRCUITO ARMADO

Figura 6ONDAS CORRESPONDIENTESSECUNDARIO:

Vp =19 VESCALAS PARA LA MEDICIN EN EL SECUNDARIO:X: 5 ms / divY: 10 V /div

Figura 7

EN EL DIODO:

V. max. inv =19 V VD =0.6 VESCALAS PARA LA MEDICIN EN EL DIODO:X: 5 ms / divY: 5 V /div Figura 8SOBRE LA RC:

V. max. = 19.1 V T = 16.9 ms ESCALAS PARA LA MEDICIN EN RC.X: 5 ms / divY: 5 V /div Figura 9Voltaje Medio sobre la RC y la IRC VRC = 6.2 V

IRC = 6.27 mA

RESULTADOSResultados obtenidos en elCALCULO Resultados obtenidos en elLABORATORIO

Vef = 14.2 V (medido en el secundario)Vef = 14.2 V (medido en el secundario)

Vp = 20.08 VVp = 19 V

Vmax= 19.48 VVmax= 19 V

F = 60Hz (dato conocido)T = 16.9 ms (medido en grafico RC)*

T = 16.66 ms (1/60Hz)F = 59.17 Hz (1/T)*

VRC= 6.19 V (valor medio)VRC= 6.2 V (valor medio)

IRC = 6.28 mAIRC = 6.27 mA

ID = 6.28 mAID = 6.27 mA

Tabla 1

Los valores mostrados en la tabla anterior no varan mucho es decir se comprob lo calculado con los valores tericos.

ONDA COMPLETA

Medimos el voltaje eficaz en el secundario del transformador y con este valor realizamos y detallamos los clculos.Vef = 14.73 V (medido en el secundario, sirve para realizar los clculos).

CIRCUITO ARMADO

Figura 10ONDAS CORRESPONDIENTES

SECUNDARIO.

Vp = 19.5 V ESCALAS PARA LA MEDICIN EN EL SECUNDARIO:X: 5 ms / divY: 5 V /divFigura 11

SOBRE LA RC.

V max = 19 VT = 8.3 msESCALAS PARA LA MEDICIN EN RC.X: 5 ms / divY: 5 V /div

Voltaje Medio sobre la y la IRC VRC = 11.85 VIRC = 11.7 mARESULTADOS

Resultados obtenidos en elCALCULO Resultados obtenidos en elLABORATORIO

Vef = 14.73 V (medido en el secundario)Vef = 14.73 V (medido en el secundario)

Vp = 20.83 VVp = 20 V

Vmax= 19.73 VVmax= 19 V

F = 120Hz (en la onda RC)T = 8.3 ms (en la onda RC)*

T = 8.33 ms (en la onda RC)F = (1/T) = 120 Hz(en la onda RC)*

VRC = 12.54 V (valor medio)VRC = 11.85 V (valor medio)

IRC = 12.72 mAIRC = 11.7 mA

ID = 6.36 mAID = 5.85 mA

Tabla 2Los valores calculados y los valores obtenidos en el laboratorio por medio del osciloscopio no varan mucho es decir se comprueba los datos obtenidos en el clculo con los del laboratorio.

SIMULACIN Media onda

Onda completa

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Al finalizar la prctica se podr decir que se cumpli con cada uno de los objetivos, como es el caso de la rectificacin de CA monofsica con uno y mediante cuatro diodos, por lo cual es una parte fundamental para la transformacin a corriente continua ya que esta se utiliza para el funcionamiento de la mayora de componentes que utilizamos en nuestra vida diaria, por lo cual es necesario comprender como se realiza el inicio de la rectificacin, ya que despus veremos cmo obtener una CC pura.

Tambin hay que tener en cuenta que al comprobar los clculos de lo terico con los referentes obtenidos en el laboratorio, porque en un futuro cuando elaboremos, circuitos y no tengamos a la mano un osciloscopio podremos tener una idea ms clara del funcionamiento y el comportamiento de la CA y CC, para verificar nuestro funcionamiento en componentes que elaboremos o repralos. Es importante simular los circuitos para verificar aun mejor sus resultados, ya que esto nos ayuda para la verificacin de los datos obtenidos tericamente, donde tambin constatamos los comportamientos que obtenemos, ayudndonos a guiarnos en la elaboracin de dichos circuitos

BIBLIOGRAFIA

[1]; figura (1, 2).http://www.etitudela.com/Electrotecnia/electronica/01d56994c00dc4601/01d56994c00df600b.html Figura (3,4). http://tec.upc.es/el/TEMA-3%20EP%20%28v1%29.pdf Figura5.http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio

Creada Figura (6,7,8,9,10); tabla(1,2); Simulacin