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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERÍAS FÍSICOMECÁNICAS

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y

TELECOMUNICACIONES

ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA BÁSICA

Edwin Alfredo Orduz González 2100014 Grupo: O1

Juan David Gómez Moreno 2102828 Subgrupo: 8

Andrés Felipe Garnica Ortega 2101180

Fabio Daniel Gutiérrez Serrano 2101306

LABORATORIO 7: FUENTE DC REGULADA

Para este laboratorio, decidimos continuar con el proceso de rectificación de una onda A.C., como

sucede en las fuentes reguladoras de voltaje; solo que para nuestros análisis utilizaremos un

regulador de voltaje fijo de 5[V]: el LM7805.

Por el tiempo que requiere el montaje de este circuito, la precaución con los materiales, y lo

extenso de la toma de datos, en esta práctica hicimos un solo montaje grupal, donde

presentaremos a continuación el proceso y análisis.

DESCRIPCIÓN MONTAJE EXPERIMENTAL.

Montaje del circuito rectificador de onda completa

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Para empezar, con ayuda del docente realizamos el montaje del circuito, y posteriormente, por medio del osciloscopio tomamos los datos para cada una de las resistencias de carga RL. Con estas características medidas del circuito, analizaremos por medio de graficas el comportamiento del

circuito.

Imagen del montaje experimental para R=110 [KΩ]

1. HAGA C=100 [µF]. OBSERVE EN EL OSCILOSCOPIO AL MISMO TIEMPO LA TENSION DE ENTRADA (CH1) Y DE SALIDA (CH2) DEL REGULADOR DE VOLTAJE. LLENE LA TABLA PARA CADA UNO DE LOS VALORES DE RL.

En la siguiente tabla, tomamos los valores en los cuales se basan las gráficas posteriores donde se encontrarán los análisis.

RL [Ω] Vin máx. [V] Vin mín [V] Vin DC [V] Vout DC [V] Idc= (Vout dc)/RL [A] Regula (S/N)

100000 15,8 15 15,4 5,1 0,000051 S

10000 16 15,2 15,7 5 0,0005 S

1000 16 15 15,6 5 0,005 S

100 16 12,4 14,5 5 0,05 S

10 15,6 4,2 10,6 4,2 0,42 N

A continuación, tenemos las imágenes del osciloscopio para cada uno de los valores de la resistencia RL, donde por medio del multímetro de la imagen podemos ver si el LM7805 de voltaje está o no regulando.

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1.1. Para R= 100 [kΩ]

Para este caso, podemos ver por medio del canal 1 (línea amarilla) que el voltaje de rizado es muy pequeño, debido al valor tan elevado de la resistencia. Para este valor de resistencia, el LM7805 si se encuentra regulando. 1.2. Para R= 10 [kΩ]

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1.3. Para R= 1 [kΩ]

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Para este valor de resistencia, podemos ver que el LM7805 sigue regulando, pero al

disminuir la RL, vemos que el llamado voltaje de rizado ha aumentado su rango.

1.4. Para R= 100 [Ω]

Como podemos observar en la imagen, seguimos disminuyendo el valor de RL, y se sigue

presentando un aumento en el voltaje de rizado, debido a la siguiente relación que existe

entre estas:

Podemos decir también, que para este caso, el regulador sigue funcionando, porque su

señal de salida aún sigue siendo 5[V].

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1.5. Para R= 10 [Ω]

En esta ocasión, podemos ver que el voltaje de rizado ha aumentado demasiado, estando por

debajo de lo estandarizado por el regulador, lo cual causa que este no regule los 5[V] que

debería estar generando. En conclusión, para este caso, el voltaje de entrada no se encuentra

dentro de los márgenes establecidos por el fabricante, o sea, el voltaje de entrada no sirve.

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2. ANÁLISIS GRÁFICO

2.1 Gráfica Voltaje de Rizado contra Corriente DC

Podemos observar que el comportamiento del Voltaje de rizado (V r), hallado por la

diferencia del Voltaje de entrada máximo menos el Voltaje de entrada mínimo, es

directamente proporcional con respecto a la corriente promedio (IDC). Teóricamente

podemos llegar al mismo análisis partiendo de la fórmula

2.2 Gráfica Voltaje de Entrada Mínimo contra Corriente DC

La relación obtenida entre el voltaje de entrada mínimo y la corriente continua es de

carácter lineal, donde la ecuación que la representa está dada por:

y = 24,679x + 1,1728

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

-0,2 0 0,2 0,4 0,6

Vo

ltaj

e d

e R

izad

o

Corriente DC

Vr Vs Idc

Vr Vs Idc

Lineal (Vr Vs Idc)

y = -25,509x + 14,786 R² = 0,982

0

5

10

15

20

-0,2 0 0,2 0,4 0,6

Vo

ltaj

e (

IN)

Mín

imo

Corriente DC

Vin mín. Vs Idc

Vin mín. Vs Idc

Lineal (Vin mín. VsIdc)

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La pendiente es negativa, indicando que a medida que aumenta la corriente, el voltaje

mínimo disminuye.

2.3 Gráfica Voltaje de Entrada DC contra Corriente DC

El voltaje de salida siempre va conservarse igual (5 voltios), dejando por consiguiente que

la corriente IDC de salida (ley de ohm) únicamente dependa de la resistencia de carga. Esto

lo podemos ver en el funcionamiento del regulador, debido a que si la tensión de entrada

VIN aumenta o disminuye dentro del margen establecido por el fabricante, la salida será

constante, sucediendo que en la gráfica anterior, la inclinación se dé debido a la variación

de RL y no de VIN.

2.4 Gráfica Voltaje de Salida DC contra Resistencia de Carga

0

5

10

15

20

-0,2 0 0,2 0,4 0,6

Vo

ltaj

e D

C (

IN)

Corriente DC

Vin DC Vs Idc

Vin DC Vs Idc

0

1

2

3

4

5

6

-50000 0 50000 100000 150000

Vo

ltaj

e D

C (

OU

T)

Resistencia de Carga

Vout DC Vs RL

Vout DC Vs RL

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Básicamente la tensión de salida permanece constante, debido a que el regulador de

voltaje utilizado en la práctica fue el LM7805.

Este regulador tiene una salida de tensión determinada, siempre y cuando las entradas

cumplan con las condiciones establecidas por el fabricante.

Por otra parte, vemos que el voltaje de salida presenta una baja cuando la resistencia RL

marcó un valor de 10 [Ω] porque para esta resistencia el voltaje mínimo de entrada es

menor al establecido.

2.5 Gráfica Voltaje de Salida DC contra Corriente DC

En esta grafica podemos observar que la tensión de salida presenta una relación lineal con

respecto a la corriente IDC. Está pendiente es negativa debido a que a medida que aumenta

el valor de la resistencia, la corriente aumenta, pero el voltaje disminuye, porque se

aproxima a los limites teóricos del regulador, hasta el punto que deja de funcionar

óptimamente.

0

1

2

3

4

5

6

-0,2 0 0,2 0,4 0,6

Vo

ltaj

e D

C (

OU

T)

Corriente DC

Vout DC Vs Idc

Vout DC Vs Idc

Lineal (Vout DC VsIdc)

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3. INVESTIGUE LA APLICACIÓN DEL REGULADOR DE TENSIÓN LM317

Como su nombre lo indica el LM317 es un regulador de tensión de

tipo ajustable de tres terminales que puede entregar más de 1.5

amperios de corriente en un rango entre 1,25 hasta 37 voltios.

El LM317 tiene numerosas aplicaciones gracias a que este regulador

solo ve la diferencia de potencial entre la entrada y la salida puede ser utilizado para regular

tensiones muy altas del orden de los cientos de volts mientras no sobrepase el diferencial de

entrada-salida.

No sobra aclarar que los 3 terminales (In, Out, Adjust) varían su orden, dependiendo del

fabricante. Para conocer más acerca de cada uno de estos, debemos remitirnos al archivo

Datasheet de los fabricantes, donde se encuentran todas las especificaciones técnicas de este

aparato electrónico.

Permite la limitación de corriente y la protección térmica contra sobrecargas.

Impide los cortocircuitos a la salida.

Es un componente muy importante de las fuentes de

alimentación.

Permite evitar los daños causados por los rayos eléctricos,

sobretensiones, caídas de voltaje, apagones que pueden destruir

componentes internos de aparatos electrónicos, juguetes, entre

otros.

Aplicaciones industriales en motores que necesitan altas potencias para el arranque y

soportar altas cargas.

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4. CONCLUSIONES

Se pudo observar que el LM7805 es un regulador de voltaje fijo, de montaje sencillo,

comparado con el LM317, que presenta un sistema regulable un poco complejo.

Analizamos que en esta fuente, sin importar los voltajes máximos y mínimos de

entrada, siempre y cuando estén dentro del rango establecido por el fabricante, el

voltaje de salida será de 5[V].

Por medio de esta práctica experimental detallamos que al aumentar el voltaje de

rizado, disminuía el voltaje mínimo del regulador, incluso por debajo del l ímite y por

consiguiente este no regulaba.

Verificamos con ayuda de la relación dada por la Ley de Ohm, que la corriente de

salida Idc, únicamente dependerá de la resistencia de carga RL, debido a que el voltaje

de salida permanece constante.

Concluimos que a medida que se disminuye el valor de RL, el voltaje de rizado aumenta,

hasta el punto que el LM7805 deja de regular eficazmente.

Comprobamos la relación lineal entre el voltaje de salida Vout DC y la corriente de salida

IDC; y su independencia con los voltajes máximos y mínimos de entrada.

Cuando se pierde regulación como nos sucedió en la segunda parte de la experiencia,

es muy útil aumentar la capacidad del condensador para solucionar este problema

porque así hacemos que el voltaje de rizado disminuya. De acuerdo con la teoría vista

en clase en la cotidianidad se utilizan condensadores de altas capacidades (de 3300 a

4700 [µF]) para hacer que el voltaje de rizado tienda a cero y poder conseguir que el

voltaje promedio (Vdc) sea el máximo posible.

Vimos que el regulador de voltaje LM317 tiene mayor utilidad en la industria, debido a

que este puede ser graduable, con salidas mayores, menores e iguales a 5[V]; lo que

hace que sea adaptable al uso que decida dársele.

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5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Documentos electrónicos disponibles en:

http://tecnoface.com/component/content/article/27-integrados/48-regulador-de-

tension-regulable-lm317

http://es.wikipedia.org/wiki/LM317

http://cavarcomputacion.com/index.php/8

http://www05.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/9146478e6e30e650c12574

ec002bec1a/$file/1txa114004m0701.pdf