UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL

INGENIERA MECNICA

PRCTICA DE LABORATORIO

Grupo: A

Curso: Circuitos Elctricos

Tema: Fuente de Alimentacion

Profesor:Ing. Fidel Ros Noriega

Alumno: Lecca Pea Octavio Linconl

Nuevo Chimbote, Agosto del 2013

Fuente De Alimentacion

I. OBJETIVOS

Identificar el funcionamiento de fuente de alimentacin

Utilizacion del programa multisim

Como influye cada elemento en el circuito

Notar las diferencias

II. MARCO TEORICO

Unrectificadores el elemento o circuito que permite convertir lacorriente alternaencorriente continua.Esto se realiza utilizandodiodosrectificadores, ya seansemiconductoresde estado slido,vlvulas al vacoo vlvulas gaseosas como las de vapor de mercurio (actualmente en desuso).

Dependiendo de las caractersticas de la alimentacin en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofsicos, cuando estn alimentados por una fase de la red elctrica, otrifsicoscuando se alimentan por tres fases.

Atendiendo al tipo de rectificacin, pueden ser de media onda, cuando slo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados.

El tipo ms bsico de rectificador es elrectificador monofsico de media onda, constituido por un nicodiodoentre la fuente de alimentacin alterna y la carga.

Rectificador con dos diodos

En el circuito de la figura, ambos diodos no pueden encontrarse simultneamente en directa o en inversa, ya que las diferencias de potencial a las que estn sometidos son de signo contrario; por tanto uno se encontrar polarizado inversamente y el otro directamente. La tensin de entrada (Vi) es, en este caso, la mitad de la tensin del secundario deltransformador.

Tensin de entrada positiva

El diodo 1 se encuentra en polarizado directamente (conduce), mientras que el 2 se encuentra en inversa (no conduce). La tensin de salida es igual a la de entrada.

Tensin de entrada negativa

El diodo 2 se encuentra en polarizacin directa (conduce), mientras que el diodo 1 se encuentra en polarizacin inversa (no conduce). La tensin de salida es igual a la de entrada pero de signo contrario. El diodo 1 ha de soportar en inversa la tensin mxima del secundario.Puente de Graetz o Puente Rectificador de doble onda

En este caso se emplean cuatro diodos con la disposicin de la figura. Al igual que antes, slo son posibles dos estados de conduccin, o bien los diodos 1 y 3 estn en directa y conducen (tensin positiva) o por el contrario son los diodos 2 y 4 los que se encuentran en inversa y conducen (tensin negativa).

A diferencia del caso anterior, ahora la tensin mxima de salida es la del secundario del transformador (el doble de la del caso anterior), la misma que han de soportar los diodos en inversa, al igual que en el rectificador con dos diodos. Esta es la configuracin usualmente empleada para la obtencin de onda continua.

Tensin rectificada

Vo = Vi = Vs/2 en el rectificador con diodos.

Vo = Vi = Vs en el rectificador con puente de Graetz.

Si consideramos la cada de tensin tpica en los diodos en conduccin, aproximadamente 0,6V; tendremos que para el caso del rectificador de doble onda la Vo = Vi - 1,2V.

Tensin de rizado

Si a RL se le pone en paralelo un condensador, el voltaje desalidase ver como en la siguiente figura (lnea negra).

A la variacin del voltaje (v) en los terminales delcondensador / capacitordebido a ladescargade este en laresistenciade carga se le llama tensin de rizado. La magnitudde este rizado depender del valor de la resistencia de carga y al valor del capacitor.

Si se comparar este diagrama con su correspondiente de rectificacin de 1/2 onda, se puede ver que este circuito tiene un rizado de mayorfrecuencia(el doble), pero es menor. Ver V enel rectificador de 1/2 onda

En cada semiciclo eltransformadorentrega corriente (a travs de losdiodosD1 y D2) al condensador C y a la resistencia RL, Esto sucede mientras las ondas aumentan su valor hasta llegar a su valor pico (valor mximo), pero cuando este valor desciende es el condensador el que entrega la corriente a la carga (sedescarga).

Si el capacitor es grandesignificamenos rizado, pero aun cumplindose esta condicin, el rizado podra ser grande si la resistencia de carga es muy pequea (corriente en la carga es grande).

Nota: Hay que tomar en cuenta que elvoltajemximo que se podr obtener depender del voltaje que haya entre uno de los terminales del secundario deltransformadory el terminal de la derivacincentral.

FUENTES DE ALIMENTACIN

Convierten tensin ac en tensin dc.

Fuente de alimentacin:

Circuito que convierte la tensin alterna (red industrial)en una tensin prcticamente continua.

Caractersticas y utilidad:

Casi todos los circuitos electrnicos necesitan una fuente de alimentacin continua.

En sistemas porttiles (poca potencia) batera

Bloques constituyentes:

A grandes rasgos la fuente de alimentacin regulada o estabilizada

Consta de tres bloques:

Rectificador: Obtiene de la tensin alterna de la red industrial, una tensin unidireccional, variable en amplitud (pero no en sentido).

Transformador

Bloque de filtrado: Consigue una reduccin importante de la variacin en amplitud de la tensin rectificada desde el p.d.v. matemtico: El FILTRO disminuye la amplitud los armnicos de la onda rectificada.

Bloque estabilizador. La seal rectificada y filtrada va a depender de la tensin de entrada, de la carga que alimenta el circuito, y de sus variaciones.

Este bloque trata de limitar al mximo estos efectos -> MINIMIZARLOS

Bloque de Rectificacin: formador por un transformador y un elemento rectificador

Transformador: Adecua la tensin alterna a valores apropiados a la tensin de continua que se desea obtener al final de la fuente de alimentacin: Aumenta o reduce la tensin de forma adecuada para nuestros propsitos

Est formado, bsicamente por dos arrollamientos:

Primario: n de espiras n1

Secundario: n de espiras n2 Dependiendo de n1, n2 Vo Vi

La potencia es la misma (no se amplifica ni se reduce como en divisores de tensin)

III. MATERIALES Y METODOS

Se utiliz los siguientes instrumentos:

Software multisim

Nota de apuntes y lpiz

IV. RESULTADOS Y DISCUSIN

Transformador:

Eltransformadorentrega en su secundario una seal con una amplitud menor a la seal de entrada. La seal que se entrega en el secundario del transformador deber tener un valor acorde a la tensin (voltaje)final, de corriente continua, que se desea obtener.

Rectificador: El rectificador convierte la seal anterior en una onda de corriente continuapulsante, y en el caso deldiagrama, se utiliza unrectificador de 1/2 onda(elimina la partenegativade la onda.)Filtro:Elfiltro, formado por uno o mscondensadores (capacitores), alisa o aplana la onda anterior eliminando el componente de corriente alterna (c.a.) que entreg el rectificador.Los capacitores se cargan al valor mximo de voltaje entregado por el rectificador y se descargan lentamente cuando la sealpulsantedel desaparece. Ver eldiagramaanterior yproceso de descarga de un capacitor.

Regulador:Elreguladorrecibe la seal proveniente del filtro y entrega un voltaje constante sin importar las variaciones en la carga o delvoltaje de alimentacin.

Rectificador a diodos:El rectificador es el que se encarga de convertir la tensin alterna que sale del transformador en tensin continua. Para ello se utilizan diodos. Un diodo conduce cuando la tensin de su nodo es mayor que la de su ctodo. Es como un interruptor que se abre y se cierra segn la tensin de sus terminales:El rectificador convierte la seal anterior en una onda de corriente continuapulsante, y en el caso deldiagrama, se utiliza unrectificador de 1/2 onda(elimina la partenegativade la onda.)

El rectificador se conecta despus del transformador, por lo tanto le entra tensin alterna y tendr que sacar tensin continua, es decir, un polo positivo y otro negativo:

La tensin Vi es alterna y senoidal, esto quiere decir que a veces es positiva y otras negativa. En un osciloscopio veramos esto:

La tensin mxima a la que llega Vi se le llama tensin de pico y en la grfica figura como Vmax. La tensin de pico no es lo mismo que la tensin eficaz pero estn relacionadas, Por ejemplo, si compramos un transformador de 6 voltios son 6 voltios eficaces, estamos hablando de Vi. Pero la tensin de pico Vmax vendr dada por la ecuacin:

Vmax = Vi * 1,4142

Vmax = 6 * 1,4142 = 8,48 V

Rectificador a un diodo:

El rectificador ms sencillo es el que utiliza solamente un diodo, su esquema es este:

Cuando Vi sea positiva la tensin del nodo ser mayor que la del ctodo, por lo que el diodo conducir: en Vo veremos lo mismo que en Vi

Mientras que cuando Vi sea negativa la tensin del nodo ser menor que la del ctodo y el diodo no podr conducir, la tensin Vo ser cero.

Segn lo que acabamos de decir la tensin Vo tendr esta forma:

Como puedes comprobar la tensin que obtenemos con este rectificador no se parece mucho a la de una batera, pero una cosa es cierta, hemos conseguido rectificar la tensin de entrada ya que Vo es siempre positiva. Aunque posteriormente podamos filtrar esta seal y conseguir mejor calidad este esquema no se suele usar demasiado.

Rectificador en puente:

El rectificador ms usado es el llamado rectificador en puente, su esquema es el siguiente:

Cuando Vi es positiva los diodos D2 y D3 conducen, siendo la salida Vo igual que la entrada Vi

Cuando Vi es negativa los diodos D1 y D4 conducen, de tal forma que se invierte la tensin de entrada Vi haciendo que la salida vuelva a ser positiva.

El resultado es el siguiente:

Vemos en la figura que todava no hemos conseguido una tensin de salida demasiado estable, por ello, ser necesario filtrarla despus.

Es tan comn usar este tipo de rectificadores que se venden ya preparados los cuatro diodos en un solo componente. Suele ser recomendable usar estos puentes rectificadores, ocupan menos que poner los cuatro diodos y para corrientes grandes vienen ya preparados para ser montados en un radiador. Este es el aspecto de la mayora de ellos:

Tienen cuatro terminales, dos para la entrada en alterna del transformador, uno la salida positiva y otro la negativa o masa. Las marcas en el encapsulado suelen ser:

~ Para las entradas en alterna

+ Para la salida positiva

- Para la salida negativa o masa.

Rectificador a dos diodos:

La forma de la onda de salida es idntica a la del rectificador en puente, sin embargo este rectificador precisa de un transformador con toma media en el secundario. Un transformador de este tipo tiene una conexin suplementaria en la mitad del arrollamiento secundario:

V. CONCLUSIONES:

Lostransformadoresse utilizan para disminuir o elevar voltajes de corriente alterna. En nuestro caso para disminuir el voltaje. Los filtros, son de varios tipos y se utilizan para eliminar los componentes de C.A. no deseados. Losreguladoresson un grupo de elementos, que se encarga que el voltaje de salida no vare de su valornominalen cualquier condicin. La diferencia ms importante es que la tensin inversa que tienen que soportar los diodos es la mitad de la que tienen que soportar los diodos en un rectificador de onda completa con 2 diodos, con lo que se reduce el coste del circuito.

Diodo son dispositivos que permiten el paso de la corriente elctrica en un solo sentido.

Rectificador es un circuito que convierte la corriente en corriente continua, utilizando diodos rectificadores.

Puente rectificador es un circuito formado por 4 diodos, configurados de tal forma que la corriente pase por los diodos 1 y 3 o 2 y 4, al entrar la corriente tiene forma senoidal y al salir es una onda completa.

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

BUBAN, Peter y otro. Electrnica y Electricidad. Mac GRAWHILL. Santa Fe de Bogot D.C. 1992.

JHONSON, David y otros. Anlisis de circuitos elctricos. Mac GRAW HILL. Mxico. 1990.

KEMERLLY, Jack y otro. Anlisis de circuitos en Ingeniera. Compaa Continental S.A.,1974

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