ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE MECÁNICA

ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

GUÍA DE LABORATORIO DE ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

PRACTICA No. 03

Tema: RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA Y ONDA COMPLETA

1. DATOS GENERALES:

Estudiante: Cuvi Unapucha Omar Adrian

Código: 1757

Grupo No. 02

Fecha de realización: 2014/12/30

Fecha de entrega: 2014/12/02

2. OBJETIVO(S):

2.1. GENERAL:

Rectificar la señal de onda emitida por un circuito A.C. Mediante la implementación de diodos y un puente de diodos en el laboratorio de Electrónica de la ESPOCH en el periodo académico Octubre 2014 – Enero 2015.

2.2. ESPECÍFICOS:

Diseñar un circuito D.C. utilizando diodos 1N4007 y 2 resistencias de 1KΩ y

3,3KΩ, aplicar valores de voltaje de 0,5V, 5V y 9V y medir las magnitudes presentes en el circuito.

Voltear los diodos en el circuito D.C. uno a la vez y medir nuevamente las magnitudes presentes.

Diseñar un circuito rectificador de media onda de corriente A.C. utilizando un diodo 1N4007 y 1 resistencia de 1,2KΩ, medir el voltaje presente en la resistencia y encontrar valores de periodo y frecuencia.

Diseñar un circuito rectificador de onda completa de corriente A.C. utilizando 4 diodos 1N4007 y 1 resistencia de 10K, medir el voltaje presente en la resistencia y encontrar valores de periodo y frecuencia.

Diseñar un circuito rectificador de onda completa de corriente A.C. utilizando un puente de diodos y 1 resistencia de 10K, medir el voltaje presente en la resistencia y encontrar valores de periodo y frecuencia.

Mediante el uso de Osciloscopio verificar las señales de entrada en los circuitos y dibujar las ondas obtenidas en cada caso.

3. METODOLOGÍA:

El desarrollo del presente laboratorio se lo llevará a cabo mediante la implementación de varios tipos de metodología, ya sean los siguientes:

Metodología Deductiva. Previo el conocimiento de las características y funcionamiento elementos y equipos empleados en la presente práctica de laboratorio se deducirá el comportamiento de los circuitos realizados, para posteriormente comprobar su veracidad.

Metodología Analítica. Mediante el uso del osciloscopio se obtendrá el valor de período y posteriormente se llevará a cabo el cálculo teórico de los valores de frecuencia en los circuitos realizados.

Metodología Experimental. El desarrollo de los circuitos y la comprobación de las magnitudes en los mismos se efectuará mediante la recreación del fenómeno en el Laboratorio de Electrónica.

4. EQUIPOS Y MATERIALES:1. Protoboard2. Multímetro3. Osciloscopio4. Resistencias (1k, 1.2k, 3.3k, 10k)Ω5. Diodos (1N4007)6. Puente de diodos7. Cable UTP8. Lagartos9. Fuente de voltaje D.C, A.C.

5. MARCO TEORICO:

OSCILOSCOPIO:Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada “eje THRASHER” o “Cilindro de Wehnelt” que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.

Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos, en teoría.

Figura 1.- Representación esquemática de un osciloscopio.En la Figura 1 se puede ver una representación esquemática de un osciloscopio con indicación de las etapas mínimas fundamentales. El funcionamiento es el siguiente:

En el tubo de rayos catódicos el rayo de electrones generado por el cátodo y acelerado por el ánodo llega a la pantalla, recubierta interiormente de una capa fluorescente que se ilumina por el impacto de los electrones.

OSCILOSCOPIO DIGITALEn la actualidad los osciloscopios analógicos están siendo desplazados en gran medida por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad de poder transferir las medidas a una computadora personal o pantalla LCD.

En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por un conversor analógico digital. Al depender la fiabilidad de la visualización de la calidad de este componente, esta debe ser cuidada al máximo.

Las características y procedimientos señalados para los osciloscopios analógicos son aplicables a los digitales. Sin embargo, en estos se tienen posibilidades adicionales, tales como el disparo anticipado (pre-triggering) para la visualización de eventos de corta duración, o la memorización del oscilograma transfiriendo los datos a un PC. Esto permite comparar medidas realizadas en el mismo punto de un circuito o elemento. Existen asimismo equipos que combinan etapas analógicas y digitales.

La principal característica de un osciloscopio digital es la frecuencia de muestreo, la misma determinara el ancho de banda máximo que puede medir el instrumento, viene expresada generalmente en MS/s (millones de muestra por segundo).

RECTIFICADOR DE MEDIA ONDAEl rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una señal de corriente alterna de lleno conducen cuando se polarizan inversamente. Además su voltaje es positivo

El rectificador de media onda es un circuito que elimina la mitad de la señal que recibe en la entrada, en función de cómo este polarizado el diodo: si la polarización es directa, eliminara la parte negativa de la señal, y si la polarización es inversa, eliminara la parte positiva

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETAUn rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua.

Existen dos alternativas, bien empleando dos diodos o empleando cuatro (puente de Graetz).

PROTOBOARDUn protoboard también denominado regleta “universal” como muestra la Figura a. consta de una rejilla de huecos en los que se insertan los componentes. Por dentro simplemente hay una conexión conductora con la forma mostrada en la Figura b. Cada línea continua indica que hay conexión eléctrica mientras que la no existencia de línea indica que no hay conexión entre los puntos. Obsérvese que las líneas de arriba y de abajo están conectadas horizontalmente, aportando muchos puntos de conexión. Por ello esas líneas suelen dedicarse a la alimentación y masa (GND) de los circuitos.

(a)

(b)

MULTÍMETROUn multímetro es un instrumento eléctrico portátil que realizan medidas de distintos parámetros eléctricos (resistencias, tensiones, intensidades, etc). Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una.

6. PROCEDIMIENTO:

Previo la explicación docente acerca de la rectificación de media onda y onda completa y la instrumentación que se implementará en la práctica, se efectuará la conexión de los circuitos electrónicos mediante el siguiente procedimiento:

1. Reconocer el valor teórico de cada elemento electrónico a utilizarse.

2. Comprobar el valor teórico mediante el uso del multímetro.

3. Realizar las conexiones en el protoboard, siguiendo el diagrama propuesto.

4. Comprobar la señal de entrada mediante el uso del osciloscopio.

5. Energizar el circuito con el voltaje solicitado en el diagrama.

6. Medir las magnitudes solicitadas mediante el uso del multímetro.

7. Comprobar la señal de salida mediante el uso del osciloscopio y obtener el valor

de periodo en el mismo.

8. Obtener el valor de frecuencia presente en el circuito mediante el cálculo

correspondiente.

9. Presentar al docente los resultados obtenidos.

6.1. TOMA Y RECOLECCIÓN DE DATOS:

CIRCUITO No. 1

Valores 0,5V 5V 9V9V (DIODO 1

VOLTEADO)

9V (DIODO 1

VOLTEADO)

VS 0,5 V 5 V 9 V 9 V 9 V

VD1 0,14 V 0,67 V 0,7 V 8,93 V 0,64 V

VD2 0,03 V 0,66 V 0,69 V 0 V 6,36 V

VR1K 0,01 V 3,66 V 7,57 V 0 V 1,91 V

VR3,3K 0,03 V 0,66 V 0,7 V 0 V 6,37 V

IT 0,01 mA 3,7 mA 7,44 mA 0 mA 1,93 mA

I1 0,01 mA 3,5 mA 7,33 mA 0 mA 0 mA

I2 0,01 mA 0,02 mA 0,21 mA 0 mA 1,93 mA

CIRCUITO No. 2

V Out=11,3V

CÁLCULO DE PERÍODO (T)Medida :3,15Tiempo

¿ :5ms

T=3,15x 51000

T=0,01575

CÁLCULO DE FRECUENCIA (f)

f= 1T

f= 10,01575

f=63,15Hz

CIRCUITO No. 3

V Out=24,9VMedida :1,5Tiempo

¿ :5ms

T=1,5x 51000

T=0,00778

CÁLCULO DE FRECUENCIA (f)

f= 1T

f= 10,00778

f=126,9Hz

CIRCUITO No. 4

V Out=24,8VMedida :1,5Tiempo

¿ :5ms

T=1,5x 51000

T=0,00778

CÁLCULO DE FRECUENCIA (f)

f= 1T

f= 10,00778

f=126,9Hz

6.2. OBSERVACIONES:

La polaridad de los diodos debe ser correcta para un funcionamiento adecuado.

El puente de diodos contiene la conexión para rectificar onda completa interiormente.

7. CONCLUSIONES:

Al realizar el circuito 1 se concluye lo siguiente:o Cuando el voltaje es inferior a 0,6 V los diodos no se energizan, por

consiguiente la IT = I1 = I2

o Si se voltea los diodos (se cambia la polaridad), el circuito no tiene el

funcionamiento adecuado.o Dependiendo del diodo volteado (cambiado la polaridad) en el circuito, los

valores de las magnitudes presentes en el circuito difieren considerablemente.

Al realizar el circuito 2 se concluye lo siguiente:o El rectificador de media onda rectifica la mitad de la onda negativa generada

transformándola en magnitud cero, de esta manera la parte negativa de la onda sinusoidal se transforma en una recta en el eje x entre T/2 y T.

o El valor de frecuencia encontrado es cercano a la de la red suministradora

de energía (60 Hz). Al realizar el circuito 3 se concluye lo siguiente:

o El rectificador de onda completa rectifica la mitad de la onda negativa

generada transformándola en magnitud positiva, de esta manera la parte negativa de la onda sinusoidal se transforma en una onda positiva en I cuadrante del plano cartesiano entre T/2 y T.

o El valor de frecuencia encontrado es el doble de la red suministradora de

energía (60 Hz) debido a que la parte negativa de la señal se transforma en positiva.

Al realizar el circuito 4 se concluye lo siguiente:o El puente de diodos cumple con las mismas funciones que el circuito

anterior (rectificar la parte negativa de la onda sinusoidal y transformarla en positiva).

Mediante el uso de Osciloscopio se obtienen las gráficas de las señales de salida emitidas por los rectificadores de media onda y de onda completa, mismas que se detallarán en anexos.

8. RECOMENDACIONES:

Tomar en cuenta la forma correcta de conexión del multímetro conforme la magnitud que se desee medir.

Evitar conexiones erróneas en la polaridad de los elementos.

Manejar las puntas lógicas del osciloscopio cuidadosamente.

9. REFERENCIAS WEB:

http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/generador.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio http://www.slideshare.net/OthonielHernandezOvando/25-rectificador-de-media-

onda