TRABAJO PRCTICO - ANALGICA I

Cindy Herminia Romero Tinoco; cromerot1@est.ups.edu.ec; Universidad Politcnica Salesiana, Sede Cuenca, Ecuador

December 9, 2014

DESARROLLO

0.1 Ejercicio 22 : Suponiendo un diodo ideal, trace vi, vd eid para el recticador de media onda de la gura 2.1.La entrada es una forma de onda senoidal con una

frecuencia de 60 Hz.

Figure 1:

Vdc = 0.318Vm

Vm =Vdc

0.318=

2V

0.318= 6.28V

Im =VmR

=6.28V

2.2k= 2.85mA

1

Figure 2: Simulacin de voltaje vi

Figure 3: Voltaje del diodo vd

2

Figure 4: Corriente del diodo id

0.2 Ejercicio25 : Para la red de la gura 2.5; trace vo ydetermine vcd.

Figure 5:

Vm =

210

Vm = 14.14V

Vcd = 0.318Vm

Vcd = 4.49V

3

Figure 6:

0.3 Ejercicio28 : Un recticador de onda completa en con-guracin de puente con una entrada senoidal de 120Vrmstiene un resistor de carga de 1k .

1. Si se emplean diodos de silicio, cul es el voltaje disponible en la carga?

2. Determine el valor nominal de PIV de cada diodo.

3. Encuentre la corriente mxima a travs de cada diodo durante la conduc-

cin.

4. Cul es la potencia nominal requerida de cada diodo?

Resoluci onpunto1 :

Vm =

2(120V )

Vm = 169.7V

VLm = Vim 2VD

VLm = 169.7V 2(0.7V ) = 169.7V 1.4V

VLm = 168.3V

Vdc = 0.636(168.3V ) = 107.04V

Resoluci onpunto2 :

4

PIV = Vm(load) + VD

PIV = 168.3V + 0.7V

PIV = 169V

Resoluci onpunto3 :

ID(max) =VLmRL

ID =168.3V

1k

ID = 168.3mA

Resoluci onpunto4 :

Pmax = VDID

Pmax = (0.7V )(168.3mA)

Pmax = 117.81mW

Figure 7: Onda completa simulada

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0.4 Ejercicio31 : Trace vo para la red de la gura 2.8 ydetermine el voltaje de cd disponible.

Figure 8:

Req =R1xR2R1R2

=(2.2)(2.2)

4.4= 1.1k

Pulso positivo

Vo =1.1k(170V )

1.1k + 2.2k= 56.67V

Pulso negativo

Vo =1.1k(170V )

1.1k + 2.2k= 56.67V

Vdc = 0.636(56.67V ) = 36.04V

Figure 9: Pulso positivo

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Figure 10: Pulso negativo

Figure 11: Pulso posiyivo y negativo

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0.5 Ejercicio32 : Determine vo para cada una de las redesde la gura 2.12 con la entrada mostrada.

Figure 12:

Grafica1 :

Si el diodo abierto para el pulso positivo vi y vo = 0VPara 20V < vi 0.7V diodo encendido y vo = vi + 0.7VPara vi = 20V , vo = 20V + 0.7V = 19.3VPara vi = 0.7V , vo = 0.7V + 0.7V = 0V

Figure 13: Grca para vi = 20V y vi = 0.7V

Grafica2 :

Para vi 5V ela batera 5V aegurar el diodo que est polarizado y vo = 5V.Para vi = 5V ; vo = 5V 5V = 0VPara vi = 20V ; vo = 20V 5V = 25VPara vi < 5V el diodo es inversamente polarizado con vo = 0V

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Figure 14: Con vi = 5V

0.6 Ejercicio36 : Trace iR y vo para la red de la gura 2.15con la entrada mostrada.

Figure 15:

Para la regin positiva de vi :La derecha del diodo esta polarizado.

La izquierda del diodo esta encendido para niveles de vi mayores que:5.3V+0.7V=6V. De hecho, vo = 6V para vi 6V.Para vi < 6V ambos diodos son inversamente polarizado.

Para la regin negativa de vi :

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La izquierda del diodo esta inversamente polarizado.

La derecha del diodo esta encendido para niveles de vi ms negativos que7.3V+0.7V=8V. De hecho, vo = 8V para vi 8V.Para vi > 8V ambos diodos estan inversamente polarizados.

Figure 16: Grca de vi

iR : Para -8V

Figure 17: Simulacin de vi y vo

0.7 Ejercicio37 : Trace vo para cada una de las redes de lagura 2.18 con la entrada mostrada.

Figure 18:

Figura1 : Empezando con vi = 20V , el diodo esta en estado encendidoy el condensador llega rapidamente a -20V+. Durante este intervalo de

tiempo voes a travs de diodo encendido y vo = 0V .

Cuando vi cambia de 20V el diodo entra en el estado de apagado y vo =vi + vc = 20V + 20V = 40V c

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Figure 19: Simulacin

Grafica2 : Comenzando con vi = 20V, el diodo est en estado de en-cendido y el condensador cobr rpidamente a -15V+. Tenga en cuenta

que vi = 20V y la alimentacin de 5V son aditivos a travs del conden-sador.Durante este tiempo vo intervalo est al otro lado encendido eldiodo y 5V y vo = 5V.

Cuando vi cambia a 20V el diodo entra en estado de apagado y vo = vi +vc =20V + 15V = 35V.

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Figure 20: Simulacin

0.8 Ejercicio40 :Disee un sujetador para que realice lafuncin indicada en la gura 2.21

Figure 21:

0.9 Ejercicio 42

(a) Determine VL, IL, IZ e IR para la red de la gura 2.22 si RL = 180.

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Figure 22:

VL =180(20V )

180 + 220

VL = 9V < Vz = 10V

IL = IR =20V

220 + 180= 50mA

Con:

IZ = 0A

VL = 9V

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Figure 23: Simulacin

(b) Repita la parte (a) a RL = 470

RL = 470

VL =470(20V )

470 + 220

VL = 13.62V > Vz = 10V

IL = IRs =10V

220= 45.45mA

Con:

IZ = 24.17mA

VL = 9V

(c) Determine el valor de RL que establecer las condiciones de potenciamxima para el diodo Zener.

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PZmax = 400mW = VzIz = (10)(Iz)

400 = 10Iz

IZ =400

10= 40mA

ILmin = IRy IZmin = 45.45mA 40mA = 5.45mA

RL =VL

ILmin=

10V

5.45mA= 1834.86

(d) Determine el valor mnimo de RL para garantizar que el diodo estencendido

VL =RL(Ve)

RL + RS

10 =RL(20)

RL + 220

10RL = 2200

RL = 220

0.10 Ejercicio45 : Disee un regulador de voltaje que man-tendr un voltaje de salida de 20 V a travs de una

carga de 1 k con una entrada que variar entre 30 y

50 V. Es decir, determine el valor apropiado de RS yla corriente mxima IZM .

A 30V

Rs =?

VL =RLVi

RL + Rs

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20 =1k(30)

1k + Rs

20000 + 20Rs = 30000

20Rs = 10000

Rs = 0.5k

A 50V

IRs =Vi V1Rs

=50 20

0.5

IRs = 60mA

IL =VLRL

=20

1000

IL = 20mA

IZM = IRs IL = 60mA 20mA = 40mA

0.11 Ejercicio47 :Determine el voltaje disponible con el du-plicador de voltaje de la gura 2.118 si el voltaje

secundario del transformador es de 120 V (rms).

Figure 24:

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Vm = 1.414(120V )

Vm = 169.68V

2Vm = 2(169.68) = 339.36V

0.12 Ejercicio48 : Determine los valores nominales de PIVrequeridas de los diodos de la gura 2.118 en funcin

del valor pico del voltaje secundario Vm.

Figure 25:

PIV = 2(1.414)(Vrms)

PIV = 2

2 120 = 339.36V

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