Laboratorio 4 – Fuente no regulada y regulada
Jeison David Mateus González, Wilmer Ferney Romero Avellaneda, Ovalle Triana Ángel Daniel Corporación Unificada Nacional de Educación Superior CUN
Ingeniería Electrónica
Medidas e Instrumentos Gr.30101
Bogotá – Colombia Correo-1: [email protected]
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Correo–3: [email protected]
Resumen: En este artículo se presentara las etapas de desarrollo de una fuente regulada y una no regulada,
aplicando los conceptos de rectificación, filtrado y regulación. En las diversas etapas se elaborara un montaje, se
hará una medición, unos cálculos y se tomaran fotos de las señales medidas en el osciloscopio.
I. Introducción
Una fuente regulada se identifica cuando un voltaje
alterno que pasa por un transformador, llega y su
corriente se convierte en continua mediante la
rectificación, luego en el filtrado las componentes
alternas que quedaron son eliminadas, finalmente en la
regulación mediante un circuito integrado establecemos
el voltaje de salida, esto dependerá del integrado, las
resistencias y el voltaje de entrada. A continuación se
explicara detalladamente cada etapa.
II. Objetivos
Diferenciar las etapas de una fuente de
alimentación.
Realizar la rectificación, filtrado y regulación.
Establecer las mediciones y señales en el
osciloscopio.
III. Marco Teórico
Material y Equipo utilizado
Transformador de 9V a 2A.
Diodos Rectificadores de 1.5 A ref. 4002.
Resistencias en valores de KΩ.
Potenciómetro de 5 KΩ.
Condensadores de 220µF, 330µF, 1000µF.
Circuitos integrados LM317, LM7805.
Cableado.
Caimanes.
Osciloscopio.
Multímetro.
Protoboard
3.1 Rectificador de media onda:
Es un circuito que elimina la mitad de la señal que
recibe en la entrada, según la polarización del diodo
eliminara la componente positiva o negativa.
Fig 1. Rectificador de media onda.
3.1.1 Punto A
Voltaje de salida en el transformador = 9.3V r.m.s
Voltaje pico = Vr.m.s *√ = 13.15V
3.1.2 Punto B
Fig 2.Señal A.C del transformador.
La máxima amplitud medida fue de 13V.
3.1.3 Punto C
Fig. 3.Voltaje de salida en el rectificador.
Voltaje de salida en el rectificador es de -4.06 V y en la
resistencia es 4.06V, la polaridad de la resistencia varia
con respecto a la del diodo.
3.1.4 Punto D
Fig 4.Señal D.C rectificador
La máxima amplitud medida fue de 14V.
3.1.5 Punto E
La componente alterna que hay sobre la resistencia de
carga de 2KΩ es de 9 V r.m.s.
Fig. 5. Voltaje rms en la resistencia.
3.1.6 Punto F
La corriente que hay sobre la resistencia es de 2mA.
El cálculo es dado por:
I = 4.06V/2KΩ = 2.03mA
Fig. 6. Corriente que hay en la resistencia de carga.
3.2 Filtro por condensador de entrada en el
rectificador de media onda:
El propósito de este es alimentar algún dispositivo de
corriente continua, por lo que en paralelo con el
condensador existirá una carga representada por
la resistencia de carga.
Fig. 7. Condensador en el rectificador de media onda.
3.2.1 Punto A:
C1 = 100µF
Punto c:
El Voltaje de salida en el rectificador es de -12.2 V y en
la resistencia es 12.2V, la polaridad de la resistencia
varia con respecto a la del diodo.
Fig. 8 Voltaje de salida en el rectificador.
Punto d:
La máxima amplitud medida fue de 13V.
Fig. 9. Rizado del condensador C1.
Punto e:
La componente alterna que hay sobre la resistencia de
carga de 2KΩ es de 26.6 V r.m.s.
Fig. 10. Componente alterna sobre RL.
3.2.2 Punto B:
Factor de rizo se determina por:
Fr =
3.2.3 Punto C:
C2 = 1000µF
Punto c:
Fig. 11 Voltaje de salida en el rectificador.
El Voltaje de salida en el rectificador es de -12.75 V y
en la resistencia es 12.75V, la polaridad de la
resistencia varía con respecto a la del diodo.
Punto d:
La máxima amplitud medida fue de 13V.
Fig. 12. Rizado del condensador C2.
Punto e:
La componente alterna que hay sobre la resistencia de
carga de 5.1KΩ es de 27.5 V r.m.s.
Fig. 13. Componente alterna sobre RL.
3.3 Rectificador de onda completa:
Es un circuito que convierte una señal de corriente
alterna en una de corriente continua, en este caso según
la polarización de los diodos, se eliminara ambas
componentes al mismo tiempo.
Fig 14. Rectificador de onda completa.
3.3.1 Punto A
Voltaje de salida en el transformador = 9.2V r.m.s
Voltaje pico = Vr.m.s *√ = 13.01V
3.3.2 Punto B
Fig 15.Señal A.C del transformador.
La máxima amplitud medida fue de 14V.
3.3.3 Punto C
Fig. 16. Voltaje de salida en el rectificador.
Voltaje de salida en los rectificadores de -8.28 V y en la
resistencia es 8.28V, la polaridad de la resistencia varia
con respecto a la de los diodos.
3.3.4 Punto D
Fig 17.Señal D.C rectificador
La máxima amplitud medida fue de 14V.
3.3.5 Punto E
La componente alterna que hay sobre la resistencia de
carga de 1KΩ es de 17.3 V r.m.s.
Fig. 18. Componente alterna en RL.
3.3.6 Punto F
La corriente que hay sobre la resistencia es de 8.2mA.
El cálculo es dado por:
I = 8.28V/1KΩ = 8.28mA
Fig. 19. Corriente que hay en la resistencia de carga.
3.4 Filtro por condensador de entrada en el
rectificador de onda completa:
Este está destinado a filtrar o aplanar el rizado, dando
como resultado una señal de corriente continua cuya
tensión no varía en el tiempo.
Fig. 20. Condensador en el rectificador de onda
completa.
3.4.1 Punto A:
C1 = 100µF
Punto c:
Fig. 21 Voltaje de salida en el rectificador.
El Voltaje de salida en los rectificadores es de -12.57 V
y en la resistencia es 12.57V, la polaridad de la
resistencia varía con respecto a la de los diodos.
Punto d:
La máxima amplitud medida fue de 14V.
Fig. 22. Rizado del condensador C1.
Punto e:
La componente alterna que hay sobre la resistencia de
carga de 1KΩ es de 27.5 V r.m.s.
Fig. 23. Componente alterna sobre RL.
3.4.2 Punto B:
Factor de rizo se determina por:
Fr =
3.4.3 Punto C:
C2 = 330µF
Punto c:
Fig. 24 Voltaje de salida en el rectificador.
El Voltaje de salida en los rectificadores es de -12.70 V
y en la resistencia es 12.70V, la polaridad de la
resistencia varía con respecto a la de los diodos.
Punto d:
La máxima amplitud medida fue de 14V.
Fig. 25.Rizado del condensador C2.
Punto e:
La componente alterna que hay sobre la resistencia de
carga de 1KΩ es de 27.1 V r.m.s.
Fig. 26. Componente alterna sobre RL.
3.5 Fuente con regulador fijo:
Con el LM7805 es una fuente fija que entrega 5 Voltios
según este regulador, con capacidad de entrega
de corriente continua de hasta de 1 Amperio.
Fig. 27. Montaje con un circuito LM7805.
3.5.1 Punto A:
C1 = 220
RL =1KΩ
a) Voltaje de entrada al rectificador = 9.3 V r.m.s
Fig. 28. Voltaje del rectificador.
b) Voltaje de entrada al regulador = 12,30 V
Fig. 29. Voltaje de entrada al regulador.
c) Voltaje de salida del regulador = 5,06 V
Fig. 30. Voltaje de salida del regulador.
Fig. 31. Voltaje de salida del regulador.
d) Voltaje en RL = 5,05V
El voltaje en la resistencia de carga por estar en
paralelo es el mismo.
Corriente en RL = 4,96mA
Fig. 32. Corriente en RL.
3.5.2 Punto B:
C1 = 1000
RL =2KΩ
a) Voltaje de entrada al rectificador = 9.3 V r.m.s
“la medición y la señal del osciloscopio son las mismas
que en el punto anterior”
b) Voltaje de entrada al regulador = 12,33 V
Fig. 33. Voltaje de entrada al regulador.
c) Voltaje de salida del regulador = 5,06 V
Fig. 34. Voltaje de salida del regulador.
d) Voltaje en RL = 5,06 V
El voltaje en la resistencia de carga por estar en
paralelo es el mismo.
Corriente en RL = 5,06 V / 3KΩ = 1,68 mA
Fig. 35. Corriente en RL.
3.6 Fuente con regulador variable:
Con el LM317, es una fuente variable que va de (1.25
V a 12 Voltios) con capacidad de entrega de corriente
continua de hasta de 2 Amperios.
Fig. 36. Montaje con un circuito LM317.
3.6.1 Punto A:
El voltaje de entrada al regulador es de 12.18 V
Fig. 37. Voltaje de entrada al regulador.
El voltaje de salida del regulador es de 1.25V
Fig. 38. Voltaje de salida del regulador.
R =500Ω
(
)
V salida = 3.124 V
V salida en medición = 3.75 V
3.6.2 Punto B:
R =220Ω
(
)
V salida = 2.63 V
V salida en medición = 2.38 V
3.6.3 Punto C:
Puesto que la resistencia de carga RL va en paralelo. El
voltaje será el mismo.
IV. Conclusiones
Se comprobó que los rectificadores convierten
la corriente alterna en continua mediante la
señal observada en el osciloscopio.
Se observó en el momento del filtrado que al
variar el condensador su factor de rizado se
hace más o menos notable según la capacidad
del condensador.
Se demostró que el regulador variable parte de
un voltaje de referencia y llega hasta un límite,
el cual se puede variar con el potenciómetro.
Se Identificó las diversas etapas de la fuente.
V. Referencias
[1] Rectificador de media onda, Slideshare [Sitio web]
http://www.slideshare.net/OthonielHernandezOvando/2
5-rectificador-de-media-onda
[28 de mayo a las 13:20]
[2] Rectificador de onda completa, Scribd [blog web]
http://es.scribd.com/doc/15462087/Rectificador-de-
Onda-Completa
[29 de mayo a las 14:13]
[3] Filtro con condensador a la entrada, Electrónica
[página web]
http://electronica.webcindario.com/tutoriales/fuentes10.
htm
[30 de mayo a las 16:39]
[4] Fuente de alimentación con tensión fija, tutorial de
elaboración [blog web]
http://fuentedealimentacioncontensionfi.blogspot.com/
[31 de mayo a las 17:14]
[5] Fuente regulable de voltaje, Electrónica unicrom,
[sitio web]
http://www.unicrom.com/cir_fuenteconlm317T.asp
[01 de junio a las 18:02]
[6] Construcción de una fuente continua, Universidad
Católica de Chile, [informe pdf]
http://www2.ing.puc.cl/~iee2172/files/fuente/FUENTE
-GUIA2004.pdf
[02 de junio a las 11:22]