practica 1 rectificacion de medio onda y onda completa

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

TEMA: RECTIFICACIÓN MONOFASICA DE MEDIA ONDA Y RECTIFICACION

MONOFASICA DE ONDA COMPLETA CON PUENTE DE GRAETZ.

Integrantes: Moncayo Matute Freddy

Torres Díaz Christian

OBJETIVOS:

Rectificar CA monofásica mediante un solo diodo y con cuatro diodos en

configuración Puente.

Comprobar la teoría y los cálculos referentes a cada tipo de rectificación.

Simular los circuitos para verificar aún mejor sus resultados.

MATERIALES:

Transformador 110/12 VCA. 1A.

Cables de conexión con terminales tipo banana (Pareado)(0.5m).

Cable multipar.

Sonda de interfaz para el osciloscopio.

Project board.

2 Resistencias 1k-1/2w

4 Diodos 1A-100v. O un puente de GRAETZ prefabricado 1A.

Multímetro, osciloscopio.

MARCO TEORICO

La función de este circuito es eliminar uno de los dos semiperiodos de una señal

alterna senoidal, proveniente del secundario del transformador. El componente

electrónico que se usa para este fin es el diodo, que tiene la propiedad de

conducir

en un solo sentido.

El esquema y las formas de onda son las que se representan en la figura.

Figura 1: Circuito para Rectificación de media onda


Valor RMS: Un valor en RMS de una corriente es el valor, que produce

la misma disipación de calor que una corriente continua de la misma magnitud. En

otras palabras: El valor RMS es el valor del voltaje o corriente en C.A. que

produce el mismo efecto de disipación de calor que su equivalente de voltaje o

corriente directa.

El valor efectivo de una onda alterna se obtiene multiplicando su valor máximo

por 0.707.

Entonces VRMS = VPICO x 0.707.

Valor Pico: Si se tiene un voltaje RMS y se desea encontrar el voltaje

pico: VPICO = VRMS / 0.707. Valor promedio: El valor promedio de

un ciclo completo de voltaje o corriente es cero (0). Si se toma en cuenta solo un

semiciclo (supongamos el positivo) el valor promedio es: VPR = VPICO x 0.636. La

relación que existe entre los valores RMS y promedio es: VRMS = VPR x 1.11

VPR = VRMS x 0.9. [1]

Rectificación de media onda: Este es el circuito más simple que puede convertir

corriente alterna en corriente continua. Durante el semiciclo positivo de la tensión

del primario, el bobinado secundario tiene una media onda positiva de tensión

entre sus extremos. Este aspecto supone que el diodo se encuentra en

polarización directa. Sin embargo durante el semiciclo negativo de la tensión en el

primario, el arrollamiento secundario presenta una onda sinusoidal negativa. Por

tanto, el diodo se encuentra polarizado en inversa.

Figura 2: Rectification de media onda

El rectificador de media onda generalmente se usa sólo para aplicaciones de baja

corriente, o de alta frecuencia, ya que requiere una capacitancia de filtrado mayor

para mantener el mismo voltaje de rizado que un rectificador de onda completa.

Un rectificador simple de media onda de este tipo no es una buena aproximación

a una cc constante en forma de onda; contiene componentes de frecuencia de ca

a 6OHz y todos sus armónicos. Un rectificador de media onda tiene un factor de

rizado r = 121%, lo que significa que tiene más componentes de voltaje de ca en

su salida que componentes de voltaje de cc. Obviamente, el rectificador de media


onda no es, en consecuencia, una forma muy buena de producir voltaje de cc a

partir de una fuente de ca.

Durante el intervalo t=0 -> T/2, la polaridad del voltaje aplicado Vrms es igual a la

que contiene el diodo cuando sé esta polarizado directamente, por lo que conduce

el diodo y permite el pico positivo, pero cuando T/2 -> T, la polarización de la

entrada se invierte y el diodo no conduce.

RECTIFICACION MONOFASICA DE ONDA COMPLETA CON PUENTE DE

GRAETZ

El rectificador de onda completa utiliza ambas mitades de la señal senoidal de

entrada, para obtener una salida unipolar, invierte los semiciclos negativos de la

onda senoidal. se muestra una posible estructuración en la que el devanado

secundario es con derivación central para obtener dos voltajes vs, en paralelo con

las dos mitades del devanado secundario con las polaridades indicadas.

Cuando el voltaje de línea de entrada (que alimenta al primario) es positivo, las

señales vs serán positivas; el D1 conduce y D2 esta polarizado inversamente, la

corriente que pasa por D1 circulara por R y regresara a la derivación central del

secundario. El circuito se comporta entonces como rectificador de media onda, y

la salida durante los semiciclos positivos positivos será idéntica a la producida por

el rectificador de media onda.

Durante el semiciclo negativo del voltaje de CA de la línea, los dos voltajes

marcados como Vs serán negativos; el diodo D1 estará en corte yD2 conduce, la

corriente conducida por D2 circulara por R y regresa a la derivación central. Por lo

tanto durante los semiciclos negativos también el circuito se comporta como

rectificador de media onda, excepto que ahora D2 es el que conduce. Es

importante decir que la corriente que circula por R siempre circulara en la misma

dirección y por lo tanto Vo será unipolar


A: PROCEDIMIENTO. (MEDIA ONDA)

1A. Conectamos el primario del transformador a 110VCA de la red monofásica

existente en el laboratorio; medimos el voltaje eficaz en el secundario del

transformador con un voltímetro de CA, y con este valor de voltaje medido

realizamos y detallamos los CALCULOS según lo vimos en teoría.

Vef = 13.8V (Medido en el secundario, sirve para realizar los cálculos).

CALCULOS ADJUNTOS PARA EL RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

Vef=13.8v

Vp=13.8 √2=19.51V

Vinvmax=19.51V

Vmax=19.51−0.7=18.81VVoltaje del diodo

VRC=Vmedio=Vmax∗0.318=5.981V

IRC=VRCRC

=5.981mA

IRC=ID=5.981mA


2A. Una vez realizados los cálculos, procedemos a ARMAR el circuito de la

figura.

CIRCUITO DE MEDIA ONDA


3A. Utilizar el osciloscopio para visualizar las ondas correspondientes:

GRAFICAR exactamente la forma de onda obtenida en el SECUNDARIO del

transformador, en el DIODO y sobre la RC. En cada onda ACOTAR los valores

observados. (Tener en cuenta las escalas en tiempo y amplitud que se emplean

en el osciloscopio)

SECUNDARIO:

ESCALAS PARA LA MEDICIÓN EN EL SECUNDARIO:

X: 2.5 ms

Y: 5 V

ACOTACION DE LA ONDA EN EL SECUNDARIO

Vp= 19.5 V

Vpp= 39 V

T=16.5 ms

Vinmax= 19.5 V


EN EL DIODO:

ESCALAS PARA LA MEDICIÓN EN EL DIODO:

X: 2.5 ms Y: 5V

ACOTACION DE LA ONDA EN EL DIODO

V= 0.7 V

T=16.5 ms

Vmax= 18.81 V


SOBRE LA RC:

ESCALAS PARA LA MEDICIÓN EN RC:

X: 2.5 ms

Y: 5V

ACOTACION DE LA ONDA EN LA RESISTENCIA

Vmax= 18.80 V

T=16.5 ms


4A. MEDIR el Voltaje Medio sobre la RC (con un voltímetro CC en paralelo a RC)

y la IRC (con un amperímetro CC en serie a la RC).

VRC = 6.15 V

IRC = 6.21 mA

5A. Realizar algunas fotografías que den soporte al proceso (circuito, mediciones,

etc.).

ANALISIS DE RESULTADOS

Con los datos obtenidos en los puntos anteriores LLENAR el siguiente cuadro

comparativo de resumen, ANALIZAR y EXPLICAR las diferencias en caso de

haber.

MEDICION DEL VOLTAJ E EN RC MEDICION DE LA CORRIENTE EN RC

Resultados obtenidos en el

CALCULO (punto 1A)


LABORATORIO (punto 3A, 4A)

Vef = 13.8 V Vef = 1 3 . 8 V

Vp = 19.51 V Vp = 19 .8V

Vmax= 18.81 V Vmax= 18.5 V

F = 60Hz (dato conocido) F = 59.76 HZ

T = 16.66 ms (1/60) Hz T = 1 6 . 5 m s

VRC= 5.981 V (valor medio) VRC= 6.15 V

IRC = 5.981 mA IRC = 6.21mA

ID = 5.981 mA ID = 6.17 mA


Los valores de los cálculos, son más altos debido a que se toman más decimales, ylos de el laboratorio se toma con instrumentos distintos, pero es una toleranciapequeña. Esto se debe a los errores en la medición en el laboratorio, ya que losvoltajes no son constantes en el transformador debido a que en la red está variandoconstantemente este valor.El período no se puede medir con precisión, ya que se realiza una visualización en la


pantalla del osciloscopio, y a lo mucho se puede diferenciar una décima de medida.Los valores de los cálculos, son más altos debido a que se toman más decimales, ylos de el laboratorio se toma con instrumentos distintos, pero es una toleranciapequeña. Esto se debe a los errores en la medición en el laboratorio, ya que losvoltajes no son constantes en el transformador debido a que en la red está variandoconstantemente este valor.


El período no se puede medir con precisión, ya que se realiza una visualización en lapantalla del osciloscopio, y a lo mucho se puede diferenciar una décima de medida.Los valores de los cálculos, son más altos debido a que se toman más decimales, ylos de el laboratorio se toma con instrumentos distintos, pero es una toleranciapequeña. Esto se debe a los errores en la medición en el laboratorio, ya que los


voltajes no son constantes en el transformador debido a que en la red está variandoconstantemente este valor.El período no se puede medir con precisión, ya que se realiza una visualización en lapantalla del osciloscopio, y a lo mucho se puede diferenciar una décima de medida.

Los valores del laboratorio, son más altos debido a que se toman más decimales,

y los del laboratorio se toma con instrumentos distintos, pero es una tolerancia

pequeña. Esto se debe a los errores en la medición en el laboratorio, ya que los

voltajes no son constantes en el transformador debido a que en la red está

variando constantemente este valor.

El período no se puede medir con precisión, ya que se realiza una visualización

en la pantalla del osciloscopio, y a lo mucho se puede diferenciar una décima de

medida.

B: PROCEDIMIENTO. (ONDA COMPLETA)


1B. Conectamos el primario del transformador a 110VCA de la red monofásica

existente en el laboratorio; medimos el voltaje eficaz en el secundario del

transformador y con este valor de voltaje medido realizamos y detallamos los

CALCULOS según lo vimos en teoría.

Vef= 13.8 V (Medido en el secundario, sirve para realizar los cálculos).

Vef=13.8v

Vp=13.8 √2=19.516V

Vmaxinv=19.516V

Vmax=Vp−1.4=18.116V

VRC=Vmedio=Vmax∗0.636=11.52V

IRC=VRCRC

=11.52mA

ID= IRC2

=5.76mA

2B. Una vez realizados los cálculos, procedemos a ARMAR el circuito de la

figura.


CIRCUITO ARMADO

3B. Utilizar el osciloscopio para visualizar las ondas correspondientes:

GRAFICAR exactamente la forma de onda obtenida en el SECUNDARIO del

transformador y sobre la RC. En cada onda ACOTAR los valores observados.

(Tener en cuenta las escalas en tiempo y amplitud que se emplean en el

osciloscopio).

SECUNDARIO.


ESCALAS PARA LA MEDICIÓN EN EL SECUNDARIO EN EL OSCILOSCOPIO:

X: 2.5ms Y: 5V

ACOTACION DE LA ONDA EN EL SECUNDARIO

EN EL DIODO:

Vp= 19.5 V

Vpp= 39 V

T=16.5 ms

Vinmax= 19.5 V


ESCALAS PARA LA MEDICIÓN EN EL DIODO: X: 2.5ms Y: 5V

ACOTACION DE LA ONDA EN EL DIODO

SOBRE LA RC.

V= 0.7 V

T=16.5 ms


ESCALAS PARA LA MEDICIÓN EN RC.

X: 2.5msY: 5V

ACOTACION DE LA ONDA EN LA RESISTENCIA

4B. MEDIR el Voltaje Medio sobre la RC (con un voltímetro CC en paralelo a RC)

y la IRC (con un amperímetro CC en serie a la RC).

VRC = 11.76 VIRC = 11.78 mA

5B. Realizar algunas fotografías que den soporte al proceso (circuito, mediciones)

Vmed= 11.52V

T=16.5 ms

T = 8.33 ms

F = 120 Hz


ANALISIS DE RESULTADOS

Con los datos obtenidos en los puntos anteriores LLENAR el siguiente

cuadro comparativo de resumen, ANALIZAR y EXPLICAR las diferencias en

caso de haber.


CALCULO (punto 1B)


LABORATORIO (punto 3B,4B)

Vef = 1 3 . 8 V Vef = 13.8 V

Vp = 19.516 V Vp = 19.5 V

Vmax= 18.116 V Vmax= 18.5 V

F = 120 Hz T = 119.94 Hz (en la onda RC)

T = 8.33 ms F = (1/T) = 8.3 ms (en la onda RC)

VRC = 11.52 V VRC = 11.76 V

IRC = 11.52 mA IRC = 11.78 mA

ID = 5.76 mA ID = 6.76 mA

*(El periodo T y la frecuencia F, se obtendrán con relación a la onda en RC, mida

El T en el gráfico de RC y calcule F = 1/T).

CONCLUSIONES

(¿Se cumplieron los objetivos planteados?, ¿Que experiencias obtuvo en el desarrollo de esta primera práctica?, etc, etc.)

¿Se cumplieron los objetivos planteados?

Los objetivos planteados al comienzo de la práctica se cumplieron, los valores obtenidos en la simulación como los obtenidos en la el laboratorio son similares.

También se pudo observar que la corriente alterna al ser rectificada este no da 12V exactos varia siendo en nuestro caso medimos y salió el valor eficaz 13.8V el cual ocupamos para los cálculos y comparar con la simulación la cual hay un error no mayor al 3% en dato numérico es aceptable.

¿Qué experiencias obtuvo en el desarrollo de esta primera práctica?

También se pudo observar que el valor de la frecuencia experimentado en la práctica de rectificación de corriente alterna de media honda es de 60 Hz

MEDICION DE LA IDMEDICION DE LA IRC


mientras que rectificación en onda completa es el doble, es decir 120 Hz eso se debería a que en la rectificación en onda completa solo se toma en cuenta los ciclos positivos y estos son continuos.

Se logró rectificar la corriente alterna a continua, por medio de un puente de Graetz o cuatro diodos, con esto nos damos cuenta que podemos rectificar completamente la corriente con ayuda de este tipo de puente, logrando una mejor utilización, aunque no sea aplicable aún a instrumentos que requieren una corriente pura o estable, por ello es necesario filtrar esta corriente pulsante mediante un condensador como ya lo veremos más adelante.Como se observa en los respectivos gráficos, las ondas obtienen diferente forma ya sea para el secundario del transformador como para la resistencia RC, esto se debe a que el puente toma tanto el lado positivo (D1 y D3) como el lado negativo (D2 y D4) de la onda del secundario del transformador. Por estética se recomienda utilizar un puente de Graetz ya fabricado, porque se puede compactar los circuitos y trabajar con comodidad, a la vez que brinda una mejor apariencia y la electrónica también busca reducir los tamaños de los circuitos.Los valores obtenidos en las mediciones y cálculos difieren en lo mínimo, debido a los distintos valores que puede tomar el secundario del transformador de la red de energía eléctrica ya que el voltaje varía constantemente.

BIBLIOGRAFIA Y DIRECCIONES ELECTRONICAS VERIFICABLES.

Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos R.L Boylestad 10

ed.

http://html.rincondelvago.com/rectificador-de-onda-completa.html

http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema4/Paginas/

Pagina9.htm

ANEXO: Simulación en EWB MULTISIM, presentar para cada tipo de

rectificación:

SIMULACION PARA MEDIA ONDA

http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema4/Paginas/Pagina9.htm

http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema4/Paginas/Pagina9.htm

http://html.rincondelvago.com/rectificador-de-onda-completa.html


Se observa la medición del voltaje en RC y la corriente IR

Media onda en el RC

SE OBSERVA LA ONDA EN EL SECUNDARIO


SE OBSERVA LA ONDA EN EL DIODO

Al haber experimentado todo lo teórico podemos concluir que se cumple

en osciloscopio y en el simulador.


SIMULACION PARA ONDA COMPLETA

Se observa la medición del voltaje en RC

SE OBSERVA LA ONDA COMPLETA EN EL RC


SE OBSERVA LA ONDA EN EL SECUNDARIO

SE OBSERVA LA ONDA EN EL DIODO 2,3

SE OBSERVA LA ONDA EN EL DIODO 1,4

practica 1 rectificacion de medio onda y onda completa

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