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 el Colector?
En electrónica, el "colector" se refiere a una de las tres regiones o terminales de un transistor bipolar, que es un tipo común de dispositivo semiconductores utilizado para amplificar y controlar señales eléctricas. Los transistores bipolares están compuestos por tres capas de material semiconductor: una región emisora (E), una región base (B) y una región colectora (C). Estas regiones están diseñadas de manera específica para cumplir funciones distintas en la operación del transistor.
A continuación, se proporciona una descripción más detallada del colector en un transistor bipolar:
-
Ubicación y Características: El colector es una de las dos regiones de semiconductor tipo "P" en un transistor bipolar NPN (el tipo más común de transistor bipolar). En un transistor PNP, la región colectora sería del tipo "N". El colector está ubicado entre la región base y la región emisora. Su función principal es proporcionar una estructura física para recoger las cargas eléctricas que fluyen desde la región emisora hacia el transistor.
-
Mayoritarios y Minoritarios: En un transistor NPN, la región colectora está dopada con átomos de impurezas tipo "P", lo que significa que tiene huecos (deficiencias de electrones) como portadores de carga mayoritarios. Cuando se aplica una tensión adecuada entre el colector y la base, se crea una zona de depleción en la región colectora que evita que los electrones (portadores de carga minoritarios) de la región emisora se recombinen con los huecos del colector. Esto permite que las corrientes de electrones fluyan desde la base hacia el colector.
-
Amplificación de Corriente: Uno de los propósitos principales del colector en un transistor NPN es recoger la corriente amplificada que fluye desde la región emisora a través de la base. La corriente de base controla la cantidad de corriente que fluye del colector hacia el emisor. Pequeñas variaciones en la corriente de base pueden resultar en cambios significativos en la corriente de colector, lo que permite la amplificación de señales.
-
Características de Potencia: Dado que la región colectora se encarga de recoger la corriente de salida, generalmente está diseñada para manejar altas corrientes y altas tensiones. Esto es especialmente importante en aplicaciones de potencia, donde los transistores NPN se utilizan para controlar cargas como motores, relés y otros dispositivos de alta corriente.
En resumen, el colector en un transistor bipolar es una de las tres regiones del dispositivo y desempeña un papel crucial en la amplificación y el control de señales eléctricas. Su diseño y características permiten recoger la corriente amplificada de la región emisora y dirigirla hacia una carga externa, lo que hace posible la función de amplificación y conmutación en una variedad de aplicaciones electrónicas.
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