“Año del Centenario de Machu Picchu para el Mundo”

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y MECATRÓNICA

CURSO: Laboratorio de Electrónica Analógica 1

PROFESOR: Ing. Alvarado Rivera, Alberto Duane.

INFORME Nro.: 05

TEMA : Rectificador de Onda Completa con Filtro por Capacidad.

AULA: E403

INTEGRANTES: Roncal Romero, Fannyng.

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: Jueves 09 de Febrero del 2012

2011-3

1

ÍNDICE

Página

Índice 02

Introducción 03

Experiencia Simulada y Experimental 04

Observaciones y Conclusiones 13

Cuestionario 15

2

ÍNTRODUCCIÓN

Este es el informe Final al Laboratorio N°5 del Curso de Electrónica

Analógica 1, el cual contiene un marco teórico referencial que ha sido elaborado

para tener presente los conceptos previos con respecto al tema a tratar

“Rectificador de Onda Completa con Filtro por Capacidad”.

Se presentarán las simulaciones del circuito, efectuadas paso a paso, y una

comparación de datos experimentales y teóricos para así poder lograr una buena

comprensión del tema tratado.

Deseamos expresar nuestro más profundo agradecimiento a quienes hacen

posible que podamos llevar a cabo con seguridad y orientación nuestras

prácticas en los laboratorios.

3

SIMULACIONES DE LOS CIRCUITOS

Circuito # 01

1. Ensamble el siguiente Circuito:

2. Medición del Voltaje eficaz en el secundario del Transformador.( 0.00 S a 150.0 mS)

3. Medición del Voltaje Eficaz en la Carga. Periodo de 0.00 S a 150.0 mS.4. Medición del Voltaje DC en la Carga. Periodo de 0.00 S a 150.0 mS.

4

5. La corriente Promedio en la Carga. Periodo de 0.00 S a 150.0 mS

6. La corriente AC en la Carga. Periodo de 0.00 S a 200.0 mS

Comparación de DatosDatos Experimentales

ELEMENTO TENSIÓN DC TENSIÓN EFICAZ CORRIENTE PROMEDIO

CORRIENTE RMS

SECUNDARIO DEL TRANSFORMADOR

2.10 mV 23.83 2.72 mA -

CARGA 15.22 V 40.00 mV 7.10 mA 0.00 A

Datos Simulados

ELEMENTO TENSIÓN DC TENSIÓN EFICAZ CORRIENTE PROMEDIO

CORRIENTE RMS

SECUNDARIO DEL TRANSFORMADOR

- 3.975 mV 12.00 V 68.26 mA 501.0 mA

CARGA 15.65 V 2.44 7.113 mA 929.2 uA

5

7. Forma de la Onda de Tensión en la Señal de salida.

Datos Experimentales

ASPECTO MEDICIÓNVOLTAJE DC 15.2 VPERIODO 16.72 mS

FRECUENCIA 59.7

Datos Simulados

Periodo de 0.00 S a 120.0 mS

6

0.000ms 25.00ms 50.00ms 75.00ms 100.0ms 125.0ms 150.0ms

20.00 V

17.50 V

15.00 V

12.50 V

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

A: mm3_1

Periodo de 10.00 S a 10.2 S

8. Forma de la Onda de Corriente en la señal de salida.

Datos Simulados

Periodo de 0.00 S a 150.0 mS

Periodo de 10.00 S a 10.2 S

9. La Tensión DC en cada Diodo. Periodo de Análisis de 0.00 S a 200.0 Ms

7

9.9750 s 10.000 s 10.025 s 10.050 s 10.075 s 10.100 s 10.125 s 10.150 s 10.175 s 10.200 s

18.90 V

18.85 V

18.80 V

18.75 V

18.70 V

18.65 V

18.60 V

18.55 V

18.50 V

A: mm3_1

0.000ms 25.00ms 50.00ms 75.00ms 100.0ms 125.0ms 150.0ms

0.000mA

-1.000mA

-2.000mA

-3.000mA

-4.000mA

-5.000mA

-6.000mA

-7.000mA

-8.000mA

A: rl[i]

9.9750 s 10.000 s 10.025 s 10.050 s 10.075 s 10.100 s 10.125 s 10.150 s 10.175 s 10.200 s

-8.425mA

-8.450mA

-8.475mA

-8.500mA

-8.525mA

-8.550mA

-8.575mA

-8.600mA

-8.625mA

A: rl[i]

10. La Tensión Eficaz en cada Diodo. Periodo de Análisis de 0.00 S a 200.0 mS

11. La Corriente Promedio o DC en Diodos. Periodo de Análisis de 0.00 S a 200.0 mS

Comparación de Datos

8

Datos Experimentales

ELEMENTO CORRIENTE PROMEDIO

DIODO 1 2.72 mA

Datos Simulados

ELEMENTO TENSIÓN DC TENSIÓN EFICAZ CORRIENTE PROMEDIO

DIODO 1 -15.89 V 10.11 V 68.24 mA

DIODO 2 -15.76 V 10.22 V 19.57mA

12. Forma de la Onda de Corriente en Diodos.

Periodo de Análisis de 0.00 S a 50.0 mS

Periodo de Análisis de 10.00 S a 10.01 mS

13. Forma de la Onda de Tensión en Diodos.

9

0.000ms 5.000ms 10.00ms 15.00ms 20.00ms 25.00ms 30.00ms 35.00ms 40.00ms 45.00ms 50.00ms

4.500 A

3.500 A

2.500 A

1.500 A

0.500 A

-0.500 A

A: d1[id]

10.000 s 10.001 s 10.002 s 10.003 s 10.004 s 10.005 s 10.006 s 10.007 s 10.008 s 10.009 s 10.010 s

750.0mA

500.0mA

250.0mA

0.000mA

-250.0mA

-500.0mA

-750.0mA

A: d1[id]

Datos Experimentales

ASPECTO MEDICIÓNVOLTAJE DC 15.6 VPERIODO 16.72 mS

FRECUENCIA 59.7

Datos Simulados

Periodo de Análisis de 0.00 S a 50.0 mS

Periodo de Análisis de 10.00 S a 10.050 mS

10

0.000ms 5.000ms 10.00ms 15.00ms 20.00ms 25.00ms 30.00ms 35.00ms 40.00ms 45.00ms 50.00ms

20.00 V

17.50 V

15.00 V

12.50 V

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

A: c1_1

14. Medición del Voltaje Eficaz en la Resistencia Rs.15. Medición del Voltaje DC en la Resistencia Rs.16. Forma de la Onda de Tensión, Valor Pico y Tiempos en una Resistencia Rs.

Datos Experimentales

ASPECTO MEDICIÓNVOLTAJE PICO A PICO 33.4 V

VOLTAJE EFICAZ 12.4 VVOLTAJE DC 16.6 VPERIODO 16.72 mS

FRECUENCIA 59.7

Datos Simulados

11

10.000 s 10.005 s 10.010 s 10.015 s 10.020 s 10.025 s 10.030 s 10.035 s 10.040 s 10.045 s 10.050 s

17.900 V

17.875 V

17.850 V

17.825 V

17.800 V

17.775 V

17.750 V

17.725 V

17.700 V

A: c1_1

Periodo de Análisis de 0.00 S a 200.0 mS

12

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Se pudo observar en las simulaciones, utilizando el Circuit Maker, que el voltaje en el

secundario del transformador va aumentando conforme transcurre el tiempo,

tomamos barridos de tiempo de 200 ms, en el tiempo 0, en el tiempo 5s y en el

tiempo 10s, la tensión que entregaba el transformador iba en aumento; en la

experiencia de laboratorio esto no ocurría pues la tensión era fija en el secundario

con una medición de 23.83V.

El profesor luego nos explicó esto se debía a que en el simulador la bobina iba

almacenado tensión conforme pasaba el tiempo, y para evitar ello habría que revisar

los datos de especificaciones del transformador, como su impedancia reactiva, etc,

pero que lamentablemente, estos datos ya vienen preestablecidos por los datos

iniciales del software, y no pueden ser modificados.

En conclusión, en ciertos casos será necesario no sólo basarnos en las simulaciones, si

no que la parte experimental será la que sustente toda hipótesis, y usando nuestra

lógica y conocimientos podremos darnos cuenta de cuando una simulación parece

estar errada.

Con respecto al circuito, el D1 conduce en el semiciclo positivo y sólo cuando se carga

el Capacitor. El Diodo 2 conduce en el semiciclo negativo y sólo cuando se carga el

Capacitor.

Las ondas que tendríamos con y sin C serán estas, comparadas con la onda del

secundario:

13

Sin Condensador

Con Condensador

Señal de Entrada

Si la C (capacidad) es grande el condensador se descarga más lentamente y tenemos

menos tiempo para cargar el condensador, por lo tanto la intensidad de pico del

condensador es muy grande.

Lo mejor es un Capacitor grande pero hay que tener cuidado con el Diodo porque

tiene que sufrir valores de pico mayores.

Bueno y el resultado final será una señal de onda completa con rizado en la

resistencia de carga.

14

CUESTIONARIO

1. Haga una tabla comparando los valores teóricos con los valores experimentales.

Circuito 1

Datos Experimentales

ELEMENTO TENSIÓN DC TENSIÓN EFICAZ CORRIENTE PROMEDIO CORRIENTE RMS

SECUNDARIO DEL TRANSFORMADOR 2.10 mV 11.915 2.72 mA -

DIODO 1 - - 2.72 mA -

CARGA 15.22 V 40.00 mV 7.10 mA 0.00 A

Datos Simulados

ELEMENTO TENSIÓN DC TENSIÓN EFICAZ CORRIENTE PROMEDIO CORRIENTE RMS

SECUNDARIO DEL TRANSFORMADOR - 3.975 mV 12.00 V 68.24 mA 501.0 mA

DIODO 1 -15.89 V 10.11 V 68.24 mA -

DIODO 2 -15.76 V 10.22 V 19.58mA -

CARGA 15.66 V 2.45 V 7.113 mA 929.2 uA

Porcentaje Error Relativo ER=|Valor Teórico−Valor Experimental|

Valor Teórico

ELEMENTO TENSIÓN DC % TENSIÓN EFICAZ % CORRIENTE PROMEDIO % CORRIENTE RMS %

SECUNDARIO DEL TRANSFORMADOR

47.16 % 0.7 % 96.01 % -

DIODO 1 - - 96.01 % -

CARGA 2.809 98.36 % 0.183 % 100 %

15

2. ¿Qué porcentaje de error hay entre los valores experimentales y los valores teóricos? Como los explica.

Existe un porcentaje de error medio, aunque los porcentajes de error más grandes que hemos obtenido se han dado entre las cantidades más pequeñas, en relación a los microamperios, estas variaciones se dan por muchas motivos, por ejemplo el falso contacto en la conexión de los componentes, por la falla en los instrumentos de medición pues eran unidades muy pequeñas (para lo cual el simulador si puede detectarlas) la resistencia en los cables, etc. Estos errores deberemos de tratar de minimizarlos en lo futuro.

3. ¿Cuánto es la máxima tensión inversa que soportan los diodos?La tensión inversa en el Diodo se da cuando este está en OFF.

4. ¿Cuánto es la corriente pico que circula por el condensador?

La corriente pico que circula por el capacitor será aproximadamente 3.6644 Amperios.

Observación de 0 a 200 ms.

Observación de 0 a 30 ms.

16

0.000ms 25.00ms 50.00ms 75.00ms 100.0ms 125.0ms 150.0ms 175.0ms 200.0ms

4.500 A

3.500 A

2.500 A

1.500 A

0.500 A

-0.500 A

A: c1[i]

0.000ms 5.000ms 10.00ms 15.00ms 20.00ms 25.00ms 30.00ms

4.500 A

3.500 A

2.500 A

1.500 A

0.500 A

-0.500 A

A: c1[i]

0.000ms 10.00ms 20.00ms 30.00ms 40.00ms 50.00ms 60.00ms 70.00ms 80.00ms 90.00ms 100.0ms

20.00 V

15.00 V

10.00 V

5.000 V

0.000 V

-5.000 V

-10.00 V

-15.00 V

-20.00 V

A: r1_2

Measurement Cursors

1 r1_2 X: 20.892m Y: 16.864

2 r1_2 X: 29.219m Y: -16.937

Cursor 2 - Cursor 1 X: 8.3271m Y: -33.802

5. ¿Qué sucede en el paso 12 y cómo lo explica?

El paso 12 corresponde a la medición de la onda de tensión en la resistencia, en ella podemos observar que la tensión es una onda senoidal muy similar a la tensión dada por el transformador, con un mismo valor pico e igual valor eficaz; la única diferencia entre ambas ondas se encuentra en los primeros 15 ms, donde se puede observar una pequeña caída de tensión, la cual luego cambia a una tensión similar a la de salida del transformador.

Tensión en Rs

Tensión en el Secundario del Transformador

6. ¿Qué relación hay entre la corriente promedio y la corriente en la carga?

A simple vista podemos notar que la corriente en la carga es aproximadamente el doble de la corriente en el diodo. Y es en la corriente de carga donde tenemos que tener mayor cuidado, previniendo de que nuestro diodo pueda soportar dicha intensidad, que se dará pequeños lapsos de tiempo

17

0.000ms 10.00ms 20.00ms 30.00ms 40.00ms 50.00ms 60.00ms 70.00ms 80.00ms 90.00ms 100.0ms

20.00 V

15.00 V

10.00 V

5.000 V

0.000 V

-5.000 V

-10.00 V

-15.00 V

-20.00 V

A: t1_3

Measurement Cursors

1 t1_3 X: 20.892m Y: 16.953

2 t1_3 X: 29.219m Y: -16.936

Cursor 2 - Cursor 1 X: 8.3271m Y: -33.889

0.000ms 10.00ms 20.00ms 30.00ms 40.00ms 50.00ms 60.00ms 70.00ms 80.00ms 90.00ms 100.0ms

20.00 V

15.00 V

10.00 V

5.000 V

0.000 V

-5.000 V

-10.00 V

-15.00 V

-20.00 V

A: t1_3

Measurement Cursors

1 t1_3 X: 20.892m Y: 16.953

2 t1_3 X: 29.219m Y: -16.936

Cursor 2 - Cursor 1 X: 8.3271m Y: -33.889

0.000ms 10.00ms 20.00ms 30.00ms 40.00ms 50.00ms 60.00ms 70.00ms 80.00ms 90.00ms 100.0ms

20.00 V

15.00 V

10.00 V

5.000 V

0.000 V

-5.000 V

-10.00 V

-15.00 V

-20.00 V

A: r1_2

Measurement Cursors

1 r1_2 X: 20.892m Y: 16.864

2 r1_2 X: 29.219m Y: -16.937

Cursor 2 - Cursor 1 X: 8.3271m Y: -33.802