ELECTRÓNICA III, Informe de laboratorio 1.

INFORME DE LABORATORIO 1,RECTIFICADORES MONOFÁSICOS CON CARGA RL

Andrés Ricardo Moreno Ducone-mail:arda802@hotmail.com

RESUMEN: En la práctica se busca observar las diferencias de los circuitos rectificadores de media onda y onda completa en la vida real y su diferencia con los cálculos. Para esto primero se hizo la simulación de cada circuito propuesto, para tener una idea clara de los valores que podríamos obtener y comparándolas con las del laboratorio.

PALABRAS CLAVE: Diodo, onda, rectificación, puente, corriente y voltaje.

1 INTRODUCCIÓN

En el informe se presenta una solución y una idea clara sobre el comportamiento de los rectificadores de media y onda completa con carga RL. Se presentan fotos del osciloscopio y del montaje, simulaciones de los circuitos y las mediciones para cada circuito.

2 OBJETIVOS

Analizar el efecto de las cargas inductivas en los rectificadores monofásicos de media y onda completa, identificando las diferencias entre el modelo matemático y los resultados obtenidos de dichos circuitos.

Analizar el funcionamiento de los diodos en los circuitos de aplicación.

3 MATERIALES Y EQUIPOS

3.1 EQUIPOS DEL LABORATORIO

1 Osciloscopio.1 Multímetro.1 transformador reductor 120Vrms-6Vrms, 1A, Con clavija para conexión a la red.3 Bobinas de diferente valor, entre H y mH

3.2 MATERIALES

1 Protoboard

Varios Diodos 1N4007Conectores y caimanesResistencias de 1KΩ, ½ WCable para protoboard, 1 Pelacables, 1 Cortafríos.

4 RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA

4.1 MODELO CIRCUITO El modelo del circuito rectificador de media onda

aparece Fig. 1, sobre el que se basaremos nuestro estudio:

Figura 1. Configuración del rectificador de media onda con opciones de carga

RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA (cortocircuito en los terminales a y b)

Figura 2. Onda del rectificador de media onda con corto circuito.

Como se puede observar en la gráfica, la onda es rectificada por tan solo medio ciclo, y donde la corriente va a tener la misma forma de onda que el voltaje en la

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ELECTRÓNICA III, Informe de laboratorio 1.

resistencia solo que su valor es obtenido por la ley de ohm que es tomar el voltaje y dividirlo en la resistencia.

RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA (bobina de 150 mH en los terminales a y b)

Figura 3 Onda de la carga RL con el rectificador de media onda y con una bobina de 150 mH.

Como se pude observar en la gráfica del osciloscopio la onda es rectificada tan solo media onda pero aun así muestra un pico para el semi-ciclo negativo el cual está dado o es producido por la corriente que se almacena en la bobina.

Figura 4. Onda de la carga RL con el rectificador de media onda y con una bobina de 150 mH medición de β.

β= tiemo decaida x 2πperiodo

x180°π

Ecuación (1)

Tiempo de caída = 9,6 mS Periodo = 1/60

β = 207,36°

Figura 5. Onda de la carga R con el rectificador de media onda y con una bobina de 150 mH.

El pico que se ve en la onda del voltaje de la carga R es producida por la inductancia ya que en este punto es donde se inicia a cargar y por este instante tiende a ser constante la corriente, una forma de saber la forma y el valor de la corriente es tomar la onda del voltaje dividirla en la resistencia.

Aunque la corriente tiene la misma forma de onda que el voltaje en la resistencia está desfasada a causa de la bobina, y si necesitáramos saber el valor de la inductancia a partir de las señales de voltaje y de corriente seria aplicando ley de ohm para hallar la impedancia total, y sabiendo la frecuencia y el valor de la resistencia podremos hallar el valor de la inductancia.

RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA (bobina de 500 H en los terminales a y b)

Figura 6. Onda de la carga RL con el rectificador de media onda y con una bobina de 500 mH.

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Figura 7. Onda de la carga RL con el rectificador de media onda y con una bobina de 500 mH medición de β.

Utilizando la ecuación 1.

Tiempo de caída = 8,8mS Periodo = 1/60

β = 190,08°

Figura 8. Onda de la carga R con el rectificador de media onda y con una bobina de 500 mH.

Las ondas mostradas en este caso se comportan igual que en el anterior solo que acá los cambios por la carga inductiva son más notorios ya que la bobona es más grande.

Además otro efecto que produce la carga inductiva es que el tiempo de recuperación del diodo se haga más largo.

Figura 9. Onda de la carga R y RL con el rectificador de media onda y con una bobina de 500 mH.

En la figura 9 podemos apreciar las dos señales de onda (R y RL) y ver el comportamiento en los dos casos, y una de las cosas a resaltar es que cuando la señal de onda de la carga RL muestra un pico la señal de onda de la carga R muestra una curva suavizada lo cual da a entender el cambio de la corriente por la bobina, ya que en ese instante es cuando se descarga y hace una caída suave.

4.2 RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA DATOS OBTENIDOS.

Tabla 1. Registro de resultados, rectificador de media onda

Caso I II III

En R R RL R RL

V medio 8,5 V 4,8 V 1,88V 7,26 V 6,7 V

Vsalida máx.

20,2 V 15,6 V 14,8 V 23.6 V 21,0 V

Vrms 14,28 V 11,03 V 7,96 V 16,7 V 14,84 V

vpico-pico

24,0 V 14,6 V 17,2 V 25,8 V 23,2 V

Irms 10 mA2,82 mA

2,53 mH

13,7 mA

9,6 mA

Valor de L

0 150 mH 150 mH 500 mH 4H

Valor de β

0 0 207,36° 0 190.08°

Observación del

comportamiento del circuito

El circuito se comporta como un rectificador de media onda convencional.

En este caso se observa una señal de tensión que comprende un periodo de conducción más largo, con presencia de armónicos

Al conectar el relé se ve el mismo efecto del caso anterior pero es más notorio el periodo de conducción en el semi-ciclo negativo, al igual que el desfasé entre las señales de tensión y corriente.

4.3 RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA.El modelo del circuito rectificador de onda completa

aparece Fig. 10, sobre el que se basaremos nuestro estudio:

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Figura 10. Configuración del rectificador de onda completa con opciones de carga

4.3.1 RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA (cortocircuito en los terminales a y b)

Figura 11. Onda de la carga R del rectificador de onda completa con corto circuito.

En la figura 11 se muestra la forma de onda rectificada en ambos ciclos, y en este circuito también podemos decir que la forma de la corriente va hacer la misma que la del voltaje en la resistencia y su valor es obtenido dividiendo el voltaje en la resistencia.

4.3.2 RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA (bobina de 150 mH en los terminales a y b)

Figura 12. Onda de la carga R del rectificador de onda completa con una bobina de 150 mH.

Como en este caso se utiliza un rectificador de onda completa no se notan los picos producidos por la carga de la bobina y es a causa que como hay voltaje y paso de corriente es continuo la bobina se mantiene cargada y el cambio que produce está a la corriente es muy pequeño.

A igual que en el circuito rectificador de media onda la corriente tiene la misma forma que el voltaje pero se desfasa por la carga inductiva, y el valor de la bobina lo podemos obtener aplicando la ley de ohm, y conociendo los valores de la resistencia y la frecuencia.

4.3.3 RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA (bobina de 500 mH en los terminales a y b)

Figura 13. Onda de la carga R del rectificador de onda completa con una bobina de 500 mH.

Como se puede apreciar en la gráfica de la figura 19 el comportamiento es igual que el anterior aunque si nos damos cuenta la amplitud es más pequeña lo cual da a concluir que si utilizamos una bobina muy grande podremos obtener algo muy similar a una señal DC tanto en el voltaje como en la corriente.4.4 RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

DATOS OBTENIDOS.

Tabla 2. Registro de resultados, rectificador de onda completa

Caso I II III 

En R RL RL

V medio 6,25 V 6,18 V 6,1 VVsalida

máx. 20,2V 19,8 V 19,2 V

Vrms 14,28 V 14,0 V 13,57V

vpico-pico 23,2 V 22,8 V 21,4 V

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Irms 10,1 mA 4,53 mA 13,4 mA

Valor de L 0 4150 mH 500 mH

Observación del comportamiento

del circuito

En el primer caso el circuito se comporta como un rectificador de onda completa convencional.

En este caso la señal de la carga RL permanece invariable, pero la señal en la resistencia comienza a ser más constante

La señal de la resistencia es más constante lo que sugiere corriente constante a un valor elevado de inductancia.

5 SIMULACIONES

Figura 14. Simulación del rectificador de media onda.

Figura 15. Simulación de las ondas del rectificador de media onda

Figura 16. Simulación del rectificador de onda completa.

Figura 17. Simulación de las ondas del rectificador de onda completa.

6 CONCLUSIONES

1. Si en un rectificador de onda completa utilizamos una bobina muy grade podremos obtener una señal muy similar a una DC con muy pocos armónicos.

2. Al utilizar cargas inductivas vamos a tener cambios en las ondas de corriente lo que es bueno ya que esto ayuda a que la carga no tenga cambios bruscos en el voltaje pero afecta el factor de potencia de la carga.

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