fijadores de tension

22
ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I 1 Contenido TEMA ................................................................................................................................................. 2 OBJETIVO.......................................................................................................................................... 2 MARCO TEORICO ............................................................................................................................ 2 Circuitos rectificadores ideales con filtros de salida........................................................................ 2 Rectificador de media onda con filtro capacitivo ............................................................................ 2 Multiplicador de tensión ................................................................................................................. 3 Rectificador de onda completa con filtro capacitivo ....................................................................... 4 FIJADORES DE TENSIÓN, SUJETADORES .......................................................................................... 5 FILTRO CAPACITIVO [Diodo real]................................................................................................... 15 FILTRO CAPACITIVO PARA RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA ................................................. 19 CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 22 RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 22 Bibliografía ................................................................................................................................... 22

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Page 1: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

1

Contenido TEMA ................................................................................................................................................. 2

OBJETIVO .......................................................................................................................................... 2

MARCO TEORICO ............................................................................................................................ 2

Circuitos rectificadores ideales con filtros de salida ........................................................................ 2

Rectificador de media onda con filtro capacitivo ............................................................................ 2

Multiplicador de tensión ................................................................................................................. 3

Rectificador de onda completa con filtro capacitivo ....................................................................... 4

FIJADORES DE TENSIÓN, SUJETADORES .......................................................................................... 5

FILTRO CAPACITIVO [Diodo real] ................................................................................................... 15

FILTRO CAPACITIVO PARA RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA ................................................. 19

CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 22

RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 22

Bibliografía ................................................................................................................................... 22

Page 2: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

2

TEMA

FIJADORES DE TENSIÓN, SUJETADORES

MULTIPLICADORES DE TENSIÓN

FILTRO CAPACITIVO [RMO]

FILTRO CAPACITIVO [ROC]

OBJETIVO

Comprobar el funcionamiento de los diodos en diferentes circuitos. Comprobar si su funcionamiento

es el correcto.

Aplicar conceptos aprendidos en clase acerca de la utilización de capacitores con diferentes ondas

de entrada.

Comprobar el funcionamiento de los sujetadores de tensión con una onda de entrada cuadrada,

dividiéndola en intervalos.

Lograr que nuestra onda de entrada en el circuito multiplicador sea el doble en la salida.

Comprobar conceptos de los filtros capacitivos, verificando sus respectivas fórmulas y demostrarlas.

MARCO TEORICO

Circuitos rectificadores ideales con filtros de salida

Los rectificadores ideales producen formas de ondas unidireccionales pero de ninguna manera constante, como sería deseable para su uso como fuente de alimentación. Dado que el problema es equivalente al de eliminar las componentes frecuenciales diferentes de la continua, la solución consiste en utilizar un filtro pasabajos cuya frecuencia de corte esté suficientemente por debajo de la frecuencia de la onda rectificada (igual a fS para un rectificador de media onda y a 2fS para uno de onda completa).

Dicho filtro puede implementarse mediante capacitores o inductores.

Rectificador de media onda con filtro capacitivo

Page 3: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

3

Son circuitos que sujetan la forma de onda a un valor o nivel de corriente diferente.

Esta formado básicamente por un diodo, un capacitor y una resistencia, pero puede también

tener una fuente de corriente directa para introducción de un desplazamiento adicional.

En la siguiente figura se ilustra un rectificador de media onda con filtro capacitivo:

Supongamos que inicialmente el capacitor está descargado. Mientras vS crece hacia valores positivos, el diodo se polarizará en forma directa y por lo tanto conducirá. Dado que la resistencia de la fuente y la resistencia dinámica del diodo se han considerado idealmente nulas, la tensión de salida (igual a la caída en el paralelo RL//C) seguirá a la de la entrada. Este proceso continuará hasta el momento t1 en que la tensión de entrada disminuya más rápidamente que la descarga de C a través de RL, ya que en ese caso el diodo pasará a estar polarizado inversamente y dejará de conducir. A partir de ese momento la tensión de salida se desvincula de la de la entrada, siguiendo la evolución exponencial de la descarga del capacitor a través de la resistencia de carga. Mientras tanto, la entrada continuará con su variación senoidal, se hará negativa y luego volverá a ser positiva. En un instante t2 la caída exponencial de la salida se cruzará con el ascenso senoidal de la entrada, y a partir de entonces el diodo volverá a conducir, repitiéndose el proceso anterior. Obsérvese que el diodo conduce sólo durante una fracción del período, por lo cual tanto su corriente de pico Ip como su corriente eficaz Irms pueden llegar a ser varias veces superiores a la corriente media, Imed. lo cual en general implica sobredimensionar los diodos.

Multiplicador de tensión

MULTIPLICADOR DE TENSIÓN DE CUATRO ETAPAS MULTIPLICADOR DE TENSIÓN CON UNA FUENTE DE 220 VCA

Un Multiplicador de tensión es un circuito eléctrico que convierte tensión desde una fuente de corriente alterna a otra de corriente continua de mayor voltaje mediante etapas de diodos y condensadores.

Page 4: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

4

La figura muestra un multiplicador de tensión con diodos ideales y condensadores de capacidad infinita. Las cifras en rojo muestran los valores de tensión alterna (RMS), mientras que las negras son la componente continua en cada etapa. Evidentemente, invirtiendo los diodos se obtienen tensiones negativas.

Advertencia: Un multiplicador de tensión sin cargar con una impedancia se comporta como un condensador, pudiendo proporcionar transitorios de elevada corriente, lo que los hace peligrosos cuando son de alta tensión. Habitualmente se agrega una resistencia en serie con la salida para limitar este transitorio a valores seguros, tanto para el propio circuito como ante accidentes eventuales.

Voltaje de ruptura.-Mientras esta configuración puede ser utilizada para generar miles de

voltios a la salida, los componentes de las etapas individuales no requieren soportar toda la

tensión sino solo el voltaje entre sus terminales, esto permite aumentar la cantidad de etapas

según sea necesario sin aumentar los requerimientos individuales de los componentes.

Usos.- Este circuito se utiliza para la generación del alto voltaje requerido en los tubos de

rayos catódicos, tubos de rayos X, para alimentar fotomultiplicadores para detectores de

rayos gamma. También se utiliza para la generación de altos voltajes para experimentos de

física de alta energía.

Rectificador de onda completa con filtro capacitivo

El funcionamiento de este circuito, es enteramente similar al de media onda, con la única diferencia de que la caída exponencial (o su aproximación lineal) se encuentra con el pico negativo rectificado, en lugar de con el siguiente pico positivo.

Todas las conclusiones correspondientes al rectificador de media onda con filtro son cualitativamente aplicables a este caso, cambiando sólo las fórmulas. Puede observarse por simple inspección que para una misma constante de tiempo el ripple disminuye y el valor medio aumenta.

Page 5: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

5

FIJADORES DE TENSIÓN, SUJETADORES

(TRABAJO PREPARATORIO)

Circuito

Son circuitos que sujetan la forma de onda a un valor o nivel de corriente diferente.

Esta formado básicamente por un diodo, un capacitor y una resistencia, pero puede también

tener una fuente de corriente directa para introducción de un desplazamiento adicional.

Voltaje de entrada

0 -1 D1 P.D.

V1

60 Hz

25 V

C1

1uF

V23 V

3

V30.7 V

2R1

100kΩ

1

0

0 1 2

3 + 0.7 = 𝑉0 𝑽𝟎 = 𝟑.𝟕

8 − 𝑉𝑐 − 3.7 = 0 𝑉𝑐 = 4.3

+ 𝑉 0

− 8 V

Page 6: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

6

1 - 2 D1 P.I.

Comprobando funcionamiento del sujetador

∆𝑉 = 8 − 0 = 8[𝑉]

∆𝐕 = 𝟑. 𝟕 − (−𝟒. 𝟑) = 𝟖[𝐕]

Simulación

Sin resistencia [carga]

V1

60 Hz

25 V

C1

1uF

3

R1

100kΩ

1

0

V1

60 Hz

8 V

C1

1uF

V23 V

D11N4007

3 XSC1

AB

Ex

t T

rig

+

+

_

_+

_0

1 2

+ 𝑉 0

−4.3 − 𝑉0 = 0 𝑽𝟎 = −𝟒.𝟑

+ 𝑉𝑐 = 4.3 −

+ 𝑉 0

− 8 V

Page 7: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

7

Con resistencia [carga]

𝑇 =1

𝑓=

1

60𝑕𝑧= 16.66 𝑚𝑠𝑒𝑔

5𝜏 >𝑇

2 5𝜏 > 8.33 𝑚𝑠𝑒𝑔

Como 𝐶 = 1 𝜇𝐹

𝑹 > 1660 Ω

Con R=10 kΩ

Con R=100 kΩ

V1

60 Hz

8 V

C1

1uF

V23 V

D11N4007

3 XSC1

AB

Ex

t T

rig

+

+

_

_+

_

1

R110kΩ

2

0

V1

60 Hz

8 V

C1

1uF

V23 V

D11N4007

3 XSC1

AB

Ex

t T

rig

+

+

_

_+

_

1

R1100kΩ

2

0

𝜏 = 𝑅𝐶 = 10 𝑚𝑠𝑒𝑔

Cumple con la característica

de descarga

+ 𝑉 0

𝜏 = 𝑅𝐶 = 100 𝑚𝑠𝑒𝑔

Cumple con la característica

de descarga

+ 𝑉 0

Page 8: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

8

Con R=1 MΩ

FIJADORES DE TENSIÓN, SUJETADORES

(INFORME)

V1

60 Hz

8 V

C1

1uF

V23 V

D11N4007

3 XSC1

AB

Ex

t T

rig

+

+

_

_+

_

1

R11MΩ

2

0

𝜏 = 𝑅𝐶 = 1 𝑠𝑒𝑔

Cumple con la característica

de descarga

+ 𝑉 0

Page 9: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

9

VOLTAJE DE ENTRADA

𝑪 = 𝟏𝝁𝑭

NOTA:

Como podemos observar en el laboratorio no conseguimos la misma forma de onda que en nuestro

preparatorio, por que en nuestro generador de onda del simulador tenemos un tren de pulsos continuo en

cambio en el generador de onda del laboratorio tenemos un tren de pulsos alterno, las medidas para los

cálculos serán tomadas de la amplitud de la onda para comprobar el sujetador.

Nuestra onda de entrada escogida en el laboratorio fue, tren de pulsos alterna de una amplitud de 4[V],

Para igualar a una onda la que queremos obtener desplazamos el eje de la X a 4[V] hacia los puntos

positivos.

Entonces, debemos tomar en cuenta que las mediadas deben sumar se 4 [V].

Se tomaron las siguientes imágenes de referencia:

Sin carga:

TABLA DE ERRORES RESPECTO A LOS VALORES CALCULADOS

DATO MEDIDO CALCULADO ERROR

𝑽𝟎

0-1 4.4 3.7 15.9%

1-2 -3.6 -4.3 16.23%

∆𝑉 8 8 0%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =𝑉𝑚𝑒𝑑 − 𝑉𝑠𝑖𝑚

𝑉𝑚𝑒𝑑∗ 100

8[V]

Page 10: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

10

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =4.4 − 3.7

4.4∗ 100 = 15.9%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = −3.6 − (−4.3)

−3.6∗ 100 = 16.23%

TABLA DE ERRORES RESPECTO LOS VALORES SIMULADOS

DATO MEDIDO SIMULADO ERROR

𝑽𝟎

0-1 3.7 3.294 10.97%

1-2 -4.3 -4.726 9.77%

∆𝑉 8 8 0%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =𝑉𝑚𝑒𝑑 − 𝑉𝑐𝑎𝑙

𝑉𝑚𝑒𝑑∗ 100

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =−4.3— 4.72

−4.3∗ 100 = 9.77%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =3.7 − 3.294

3.7∗ 100 = 10.97%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =8 − 8

8∗ 100 = 0%

Con carga:

Con R=100 kΩ

Podemos ver que aunque los valore de C y R cumplen con las condiciones de descarga no son suficientes para mantener

sujetarla onda, debemos saber que 5𝜏 debe ser suficientemente grande para soportar el tiempo de descarga.

IMÁGENES DE RESPALDO

Page 11: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

11

CIRCUITO MULTIPLICADOR DE VOLTAJE (TRABAJO PREPARATORIO)

La corriente mostrada va a polarizar

el capacitor.

D1 está en P.D….. 0.7v

Entonces nuestro circuito se ve así:

𝑉𝑖𝑛 − 𝑉𝑐1 − 0.7 = 0

𝑉𝑐1 = 𝑉𝑖𝑛 − 0.7

En 𝜋

2

𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝑝 = 5𝑣

𝑽𝒄𝟏 = 𝟒. 𝟑𝒗

De 𝜽 𝒉𝒂𝒔𝒕𝒂 𝟑𝝅

𝟐

(𝜃 𝑟𝑒𝑝𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎 𝑒𝑙 𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑒𝑛 𝑞𝑢𝑒 𝑉𝑖𝑛 𝑒𝑚𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 𝑎 𝑠𝑒𝑟 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑙 𝑉𝑐1 = 4.3𝑣)

Ahora el voltaje del capacitor supera al de entrada, por lo tanto:

V1

5 Vpk

60 Hz

C1

1uF

C21uF

D1DIODE_VIRTUAL

D2

DIODE_VIRTUAL

Vo

+

-

1

0 4

2

V1

5 Vpk

60 Hz

C1

1uF

D1DIODE_VIRTUAL

1

I

2

0

V1

5 Vpk

60 Hz

C1

1uF

1

I

+ -

V20.7 V

2

0

Page 12: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

12

D1 está en P.I….. circuito abierto

D2 está en P.D….. fuente de 0.7v

−𝑉𝑖𝑛 − 0.7 − 𝑉𝑐2 + 𝑉𝑐1 = 0

𝑉𝑐2 = −𝑉𝑖𝑛 − 0.7 + 4.3

𝑉𝑐2 = −𝑉𝑖𝑛 + 3.6

Como 𝑉𝑖𝑛 = −𝑉𝑝 = −5𝑣

𝑉𝑐2 = −(−5) − 0.7 + 4.3

𝑽𝒄𝟐 = 𝟖. 𝟔𝒗

El voltaje de salida es:

𝑉𝑜 = −𝑉𝑐2

𝑽𝒐 = −𝟖. 𝟔𝒗

SIMULACIÓN EN MULTISIM

Voltaje del Capacitor 1

V1

5 Vpk

60 Hz

C1

1uF

Vo

+

-

1

I

+ -

V2

0.7 V

0

C21uF

2

3

+

-

Page 13: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

13

Voltaje del Capacitor 2

Voltaje de Salida

CIRCUITO MULTIPLICADOR DE VOLTAJE

(INFORME)

V1

5 Vpk

60 Hz

C1

1uF

C21uF

D1DIODE_VIRTUAL

D2

DIODE_VIRTUAL

Vo

+

-

1

0 4

2

Page 14: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

14

VOLTAJE DE ENTRADA 𝑽𝒊𝒏 = 𝟓𝒔𝒆𝒏(𝒘𝒕)

TABLA DE ERRORES RESPECTO A LA SIMULACIÓN

DATO MEDIDO SIMULADO ERROR

𝑽𝒄𝟏 4.32V 4.424V 2.4%

𝑽𝒄𝟐 8.6V 8.83V 2.67%

𝑽𝑶 -8.6V -8.83V 2.67%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =𝑉𝑚𝑒𝑑 − 𝑉𝑠𝑖𝑚

𝑉𝑚𝑒𝑑∗ 100

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =4.32 − 4.424

4.32∗ 100 = 2.4%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =8.6 − 8.83

8.6∗ 100 = 2.67%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = −8.6 − (−8.83)

−8.6∗ 100 = 2.67%

TABLA DE ERRORES RESPECTO LOS VALORES CALCULADOS

DATO MEDIDO CALCULADO ERROR

𝑽𝒄𝟏 4.32V 4.3V 0.46%

𝑽𝒄𝟐 8.6V 8.6V 0%

𝑽𝑶 -8.6V -8.6V 0%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =𝑉𝑚𝑒𝑑 − 𝑉𝑐𝑎𝑙

𝑉𝑚𝑒𝑑∗ 100

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =4.32 − 4.3

4.32∗ 100 = 0.46%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =8.6 − 8.6

8.6∗ 100 = 0%

IMÁGENES DE RESPALDO

Page 15: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

15

FILTRO CAPACITIVO [Diodo real]

(TRABAJO PREPARATORIO)

Voltaje de entrada

Circuito

Sin carga

V1

8 Vpk

60 Hz

D1

1N4007

C11uF

XSC1

AB

Ex

t T

rig

+

+

_

_+

_

1

R1

1MΩ

2

0

V1

8 Vpk

60 Hz

C11uF

XSC1

AB

Ex

t T

rig

+

+

_

_+

_

0

V2

0.7 V 2

1

+ 𝑉 0

+ 𝑉 0

𝟎 −𝝅

𝟐 𝑫𝟏 𝑷. 𝑫

𝑉𝑐 = 8sen wt − 0.7 = 7.3

𝝅 − 𝟐𝝅 𝑫𝟏 𝑷. 𝑰

𝑉𝑐 = 𝑉𝑝 − 0.7=7.3

Page 16: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

16

V1

8 Vpk

60 Hz

D1

1N4007

C11uF

1

R1100kΩ

XMM1

2

0

Con carga 𝑹 = 𝟏𝟎𝟎𝒌Ω

𝑉𝐷𝐶=

𝑉𝑝

1 +1

2𝑓𝑅𝐶

=8 − 0.7

1 +1

2 ∗ 60 ∗ 1 ∗ 10−6 ∗ 100𝑘

= 6.74[𝑉]

𝑉𝑟 𝑝−𝑝 = 2𝑉𝑝 − 2𝑉𝐷𝐶

𝑉𝑟 𝑝−𝑝 = 2 ∗ 7.3 − 2 ∗ 6.74 = 1.12 𝑉

𝑉𝑟𝑚𝑠 =?

𝑉𝑟𝑚𝑠 =1.12

2 3= 0.32 𝑉

Factor de Rizado

𝛾 =𝑉𝑟𝑚𝑠 𝑎𝑙𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑠

𝑉𝐷𝐶∗ 100 =

0.32

6.74∗ 100 = 4.81%

Toma de datos

V1

8 Vpk

60 Hz

D1

1N4007

C11uF

XSC1

AB

Ex

t T

rig

+

+

_

_+

_

1

R1100kΩ

2

0

+ 𝑉 0

𝜏 = 𝑅𝐶 = 0.1 𝑠𝑒𝑔

5𝜏 = 0.5 𝑠𝑒𝑔

Page 17: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

17

FILTRO CAPACITIVO [Diodo real]

(INFORME)

Voltaje entrada

𝑉𝑠 = 8sen wt

Toma de datos

Los datos son sacados de la hoja de datos, que está en el ademdum del presente trabajo

laboratorio.

Voltaje de salida

Page 18: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

18

TABLA DE ERRORES RESPECTO A LA SIMULACIÓN

DATO MEDIDO SIMULADO ERROR

𝑽𝑫𝑪 7 [V] O* 7.15 [V] M* 7.041 [V] -0.59%

𝑽𝒓(𝒑−𝒑) 1.8 V 1.017 [V] 5.55%

𝑽𝒓𝒎𝒔 500 mV 312.275 [mV] 37.5%

𝑽𝒓(𝒑−𝒑) [superior] 6.84 V 7.55 V -10.38%

𝑽𝒓(𝒑−𝒑) [inferior] 6.66 V 6.53 V 1.95%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =𝑉𝑚𝑒𝑑 − 𝑉𝑠𝑖𝑚

𝑉𝑚𝑒𝑑∗ 100

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =7 − 7.041

7∗ 100 = −0.59%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =1.8 − 1.07

1.8∗ 100 = 5.55%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =500 − 312.27

500∗ 100 = 37.5%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =1.8 − 1.07

1.8∗ 100 = 5.55%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =6.66 − 6.53

6.66∗ 100 = 1.95%

TABLA DE ERRORES RESPECTO LOS VALORES CALCULADOS

DATO MEDIDO CALCULADO ERROR

𝑽𝑫𝑪 7 [V] O* 7.15 [V] M* 6.74 [V] 3.71%

𝑽𝒓(𝒑−𝒑) 1.8 V 1.12 [V] 5.55%

𝑽𝒓𝒎𝒔 312.275 mV 320 [mV] -2.48%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =𝑉𝑚𝑒𝑑 − 𝑉𝑐𝑎𝑙

𝑉𝑚𝑒𝑑∗ 100

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =7 − 6.74

7∗ 100 = 3.71%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =1.8 − 1.12

1.8∗ 100 = 5.55%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =312.27 − 320

312.27∗ 100 = −2.48%

IMÁGENES DE RESPALDO

Voltaje de salida

* O valor tomado con osciloscopio * M valor tomado con voltímetro

Page 19: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

19

FILTRO CAPACITIVO PARA RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

(PREPARATORIO)

Analicemos el tiempo de descarga del circuito RC:

5𝜏 = 5𝑅𝐶 = 5 1 × 106 1 × 10−6 = 5𝑠𝑒𝑔

Mientras que el período de la onda rectificada completamente es: 𝑇 =1

2𝑓=

1

2(60)= 8.33𝑚𝑠𝑒𝑔

Entonces si podemos trabajar con estos elementos.

𝑉𝐷𝐶 = 𝑉𝑝 −𝑉𝑟(𝑝−𝑝)

2=

𝑉𝑝 − 1.4

1 +1

4𝑓𝐶𝑅

=8 − 1.4

1 +1

4 60 1 × 10−6 1 × 106

= 6.57𝑣

𝑉𝑟(𝑝−𝑝) =1

𝐶 𝑖𝑑𝑡 =

𝐼𝐷𝐶𝑇

𝐶=

𝐼𝐷𝐶

2𝑓𝐶=

𝑉𝐷𝐶

2𝑓𝐶𝑅=

6.57

2 60 1 × 10−6 1 × 106 = 0.0547𝑣

Vrms2 =

2

T

4Vrp

Tt

2

dt + −4Vrp

Tt + 2Vrp

2

dt

T2

T4

T4

0

Vrms2 =

2

T

4Vrp

T

2

t 2dt + 4Vrp2 − 4Vrp

4Vrp

Tt +

16Vrp2

T2 t2dt

T2

T4

T4

0

Vrms2 =

2

T 16Vrp

2

T2 t 2dt + 4Vrp2 (1)dt −

T2

T4

T4

0

16Vrp2

T t dt +

16Vrp2

T2 t2 dt

T2

T4

T2

T4

Vrms2 =

2

T

4Vrp

T

2

t3

3

0

T4

+ 4Vrp2 t T

4

T2 −

16Vrp2

T t2

2

T4

T2

+16Vrp

2

T2 t3

3

T4

T2

Vrms2 =

2

T 16Vrp

2

T2

T3

192+ 4Vrp

2 T

4−

16Vrp2

T

3

32T2 +

16Vrp2

T2

7T3

192

Vrms2 =

2

T Vrp

2 T

12+ Vrp

2T −3

2Vrp

2T +7Vrp

2T

12 =

Vrp2

6+ 2Vrp

2 − 3Vrp2 +

7Vrp2

6 =

4Vrp2

3− Vrp

2

𝑽𝒓𝒎𝒔 =𝑽𝒓𝒑

𝟑=

𝑽𝒓(𝒑−𝒑)

𝟐 𝟑

𝑉𝑟𝑚𝑠 =𝑉𝑟(𝑝−𝑝)

2 3=

0.0547

2 3= 0.0158𝑣

V

8 Vpk

60 Hz

D1

D2 D3

D4

0

C11uF

R11MΩ

3

0

1

4

Vo

+

-

Page 20: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

20

𝛾 =𝑉𝑟𝑚𝑠

𝑉𝐷𝐶× 100 =

0.0158

6.57× 100 = 0.24%

SIMULACIÓN EN MULTISIM

Voltaje medio 𝑉𝐷𝐶

𝑉𝑟(𝑝−𝑝) =𝑉𝐷𝐶

2𝑓𝐶𝑅=

6.798𝑣

2 60 (1)= 0.0566𝑣

Voltaje en alternas 𝑉𝑟𝑚𝑠

Voltaje de Salida

DATO C ALCULADO SIMULADO ERROR

𝑉𝐷𝐶 6.57v 6.798v 3.35%

𝑉𝑟𝑚𝑠 0.0158 0.016v 1.25%

V

8 Vpk

60 Hz

D1

D2 D3

D4

0

C11uF

R11MΩ

4

Vo

+

-

VDC6.798 V

+

-

0

1

3

V

8 Vpk

60 Hz

D1

D2 D3

D4

0

C11uF

R11MΩ

4

Vo

+

-

VAC0.016 V

+

-

0

1

3

Page 21: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

21

FILTRO CAPACITIVO PARA RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

(INFORME)

VOLTAJE DE ENTRADA 𝑽𝒊𝒏 = 𝟖𝒔𝒆𝒏(𝒘𝒕)

DATO MEDIDO SIMULADO ERROR

𝑉𝐷𝐶 6.74v 6.798v 3.35%

𝑉𝑟𝑚𝑠 0.025v 0.016v 1.25%

𝑉𝑟(𝑃−𝑃) 0.18v 0.0566

DATO MEDIDO C ALCULADO ERROR

𝑉𝐷𝐶 6.74v 6.57v 3.35%

𝑉𝑟𝑚𝑠 0.025v 0.0158 1.25%

𝑉𝑟(𝑃−𝑃) 0.18v 0.0547v

IMÁGENES DE RESPALDO

V

8 Vpk

60 Hz

D1

D2 D3

D4

0

C11uF

R11MΩ

3

0

1

4

Vo

+

-

Page 22: Fijadores de Tension

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

22

CONCLUSIONES

El diodo real, tiene su voltaje de ruptura en 0.7 [V], a partir de ese valor actúa como una

fuente de voltaje del mismo valor de ruptura.

El capacitor actúa como un almacenador de voltaje que se opone a cambios bruscos en el

voltaje, y se descarga sobre una resistencia si esta está presente en el circuito en un

tiempo parecido a 5𝜏.

Los sujetadores de tensión, son circuito que sujeta la onda a un medio diferente que el

original.

Los capacitores se cargan de acuerdo a la onda de entrada hasta su valor máximo, cuando

el diodo que lo acompaña se encuentra en polarización directa.

El filtro capacitivo logra que la onda de salida se la observe en forma de rizado, y las

formulas conceptuales han sido verificadas y comprobadas.

RECOMENDACIONES

Comprobar el funcionamiento de los diodos en diferentes circuitos. Comprobar si su

funcionamiento es el correcto.

Aplicar conceptos aprendidos en clase acerca de la utilización de capacitores con

diferentes ondas de entrada.

Comprobar el funcionamiento de los sujetadores de tensión con una onda de entrada

cuadrada, dividiéndola en intervalos.

Lograr que nuestra onda de entrada en el circuito multiplicador sea el doble en la salida.

Comprobar conceptos de los filtros capacitivos, verificando sus respectivas fórmulas y

demostrarlas.

Bibliografía

http://www.fceia.unr.edu.ar/enica3/rectif.pdf

http://inspeccion-uvmi6.iespana.es/inde9227.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador

recortadores.pdf “DIODOS Y APLICACIONES, guía de clase”