Construcción de fuente de alimentación no regulada
I.- OBJETIVOS
Observar mediante el Osciloscopio la rectificación de la corriente alterna a media onda y onda completa.
Comprobar la disminución de la componente alterna de la señal rectificada usando filtros.
Determinar el factor de rizado de los filtros estudiados.
Verificar la dependencia de la señal continua de salida de la carga y con el condensador.
II.- INFORMACION PRELIMINAR
EL TRANSFORMADOR DE ENTRADA
El transformador de entrada es usualmente un transformador reductor. En este tipo de transformador, el voltaje se reduce y la corriente se eleva. Una forma de no olvidar esto es recordar que la potencia de salida es igual a la potencia de entrada en un transformador sin pérdidas.
EL RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
El rectificador de media onda tiene un diodo en serie con un resistor de carga. El voltaje en la carga es la mitad de una onda sinusoidal rectificada con un valor pico aproximadamente igual al voltaje secundario pico. El voltaje de carga promedio o de cd cd igual al 31.8 % del voltaje de carga pico.
EL RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA
El rectificador de onda completa tiene un transformador con conexión al centro, con dos diodos y un resistor de carga. El voltaje de la carga es una onda sinusoidal completa rectificada con un valor pico aproximadamente igual a la mitad del voltaje secundario pico. El voltaje de carga promedio o de cd es igual al 63.6 % del voltaje de carga pico.
La frecuencia de rizo es igual al doble de la frecuencia de entrada.
RECTIFICADOR DE PUENTE
El Rectificador de puente tiene cuatro diodos. El voltaje de carga es una onda sinusoidal rectificada completa con un valor pico aproximadamente igual al voltaje secundario pico. El voltaje de carga promedio o de cd es igual al 63.6 % del voltaje de carga pico. La frecuencia de rizo es el doble de la frecuencia de línea.
FILTRO CON CAPACITOR A LA ENTRADA
Este es un capacitor conectado entre los extremos del resistor de carga. La idea es la de cargar el capacitor al voltaje pico y dejar que suministre corriente a la carga cuando los diodos no estén conduciendo. Con un capacitor grande, el rizo es pequeño y el voltaje de carga es casi un voltaje de cd puro.
III.- EQUIPO Y MATERIALES
- O : Osciloscopio
- V : Voltímetro
- A : Amperímetro
- P : Puente de diodos 1A
- D : Diodos de Silicio (2) 1N4002
- C : Condensadores 22uF/50V, 47uF/50V, 100uF/ 16V, 470uF/ 16V,
- RL : 220Ώ, 1KΩ, 4.7KΩ
IV.- PROCEDIMIENTOS
1.- Se Calibró el Osciloscopio y luego se instaló el circuito de la Fig. 1
Si 1 VPP = 29 mm, entonces 600 mm = 20.68 VPP (voltaje de entrada)
Voltaje de Entrada
La medición de voltaje alterno fue de 20.68 VPP y nos dio una forma de onda sinusoidal tal como se muestra en la siguiente figura:
RL=1KΩ
Voltaje de Salida
La forma de onda de salida es la que se muestra:
2.- Circuito de la Fig. 2
La forma de onda de la salida es la siguiente:
RL=1KΩ
3.- Circuito de la Fig. 3
La forma de onda de la salida es la siguiente:
RL=1KΩ
4.- Circuito de la Fig. 4
La forma de onda de la salida es la siguiente:
De los resultados se construyó la siguiente tabla:
Para RL = cte
| RL | C | Vrpp | VCC | VCC(V) | Vef (V) |
| 22uF | 1.72 V | 8.27 V | 8.08 V | 6.7 V | |
| 1KΩ | 47uF | 1.37 V | 8.62 V | 8.25 V | 6.7 V |
| 100uF | 0.48 V | 8.96 V | 8.7 V | 6.7 V |
Para C = cte
| C | RL | Vrpp | VCC | VCC(V) | Vef (V) |
| 220Ω | 0.45 V | 8.27 V | 8.71 V | 6.7 V | |
| 470mF | 1KΩ | 0.14 V | 8.62 V | 8.87 V | 6.7 V |
| 4.7KΩ | 0.03 V | 9.31 V | 8.92 V | 6.7 V |
CONCLUSIONES
De los resultados del cuadro se puede notar que:
- Si tenemos RL = Cte. y aumentamos la capacidad del condensador se produce un menor rizado en la salida del circuito.
- Si tenemos C = Cte, y aumentamos el valor de la resistencia RL, menor es el voltaje de rizado que se obtiene.
- El voltaje de rizado es directamente proporcional a la corriente en el circuito.
- Si queremos tener un voltaje continuo en la salida tenemos que aumentar la capacidad del condensador. Por lo que generalmente para estos casos se utiliza una capacidad de 2200uF.
V.- CUESTIONARIO
1.- Compare los gráficos obtenidos para los tres primeros circuitos y haga un comentario sobre los mismos
En el primer gráfico se puede apreciar que el diodo conduce solamente en un sentido, por lo que se observa el semiciclo positivo solamente.
En el segundo gráfico se puede apreciar los dos semiciclos, pero uno de ellos a sido invertido debido a la posición que tienen los diodos y de que la salida del transformador tiene una derivación central.
En el tercer gráfico se puede apreciar la misma forma de onda que la anterior, debido a que ahora son los cuatro diodos los que hacen que en la carga se tenga los dos semiciclos como positivos.
Diccionario electrónico
¿Qué es un Cortocircuito?
Un cortocircuito es una condición anormal en un circuito eléctrico en la que se establece una conexión de baja resistencia o virtualmente nula entre dos puntos que normalmente no deberían estar conectados directamente. Esta conexión de baja resistencia permite que una corriente eléctrica fluya por una vía no deseada y generalmente resulta en un flujo de corriente excesivamente alto, lo que puede tener consecuencias peligrosas, como dañar componentes electrónicos, causar un sobrecalentamiento, incendio o incluso provocar una explosión, dependiendo de la magnitud de la corriente y de la capacidad del sistema eléctrico para limitarla.
A continuación, se detallan algunos aspectos clave sobre los cortocircuitos en electrónica:
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Causas comunes: Los cortocircuitos pueden ocurrir por varias razones, incluyendo cables o alambres dañados o pelados que hacen contacto entre sí, componentes defectuosos que se han averiado internamente, errores en la conexión de componentes, o incluso condiciones ambientales extremas como humedad o contaminantes que pueden conducir la electricidad entre puntos donde no debería fluir.
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Consecuencias: Los cortocircuitos pueden ser peligrosos, ya que pueden causar daños a los dispositivos electrónicos, generación de calor excesivo, incendios e incluso explosiones en sistemas de alta energía. La magnitud de la corriente en un cortocircuito depende de la resistencia de la conexión no deseada y de la fuente de alimentación.
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Protección: Para evitar los peligros asociados con los cortocircuitos, se utilizan diversas medidas de protección en sistemas eléctricos y electrónicos. Los fusibles y los interruptores automáticos de circuito (breakers) son dispositivos diseñados para desconectar rápidamente un circuito cuando detectan corrientes excesivas, como las que ocurren en un cortocircuito. Además, en electrónica, se suelen usar diodos protectores y resistencias limitadoras de corriente para reducir el riesgo de daño en caso de cortocircuito.
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Solución: Cuando se detecta un cortocircuito, es esencial identificar la causa subyacente y corregirla antes de restaurar la alimentación eléctrica. Esto podría implicar reemplazar componentes dañados, aislar el área afectada y, en algunos casos, realizar pruebas de continuidad para asegurarse de que no haya otras conexiones defectuosas.
Un cortocircuito en electrónica es una situación no deseada en la que se establece una conexión de baja resistencia entre dos puntos en un circuito, lo que puede provocar un flujo de corriente excesivo y dañar componentes electrónicos o incluso representar un riesgo para la seguridad. Por lo tanto, es fundamental tomar medidas para prevenir, detectar y solucionar cortocircuitos de manera eficiente y segura en cualquier sistema eléctrico o electrónico.
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