Introduccin.-

En el siguiente trabajo se reportan los resultados obtenidos al realizar la prctica sobre transformacin de tensin y rectificado para realizar este trabajo utilizamos un trasformador reductor de tensin, diodos rectificadores y capacitores.

Objetivo.-

El Objetivo principal de esta prctica es adquirir un conocimiento acerca del funcionamiento del transformador de tensiones, de los diodos y diferentes tipos de rectificadores de ondas sinusoidales y filtros de voltaje.

Objetivo Especifico.-

El fin de este objetivo es lograr disear una fuente de tensin variable capaz de suministrar voltajes entre 0 y 25 Voltios, y una corriente entre 0 y 1,5 Amperios.Para lograr que el transformador no sufra daos en los picos de tensin, este ser sometido a diferentes tipos de pruebas de tensin que ya especificaremos ms adelante.Observar el comportamiento de la tensin en cada una de las etapas que componen la fuente.

Tensin (voltaje).-

Latensin elctricaodiferencia de potencial(tambin denominadavoltaje) es unamagnitud fsicaque cuantifica la diferencia depotencial elctricoentre dos puntos. Tambin se puede definir como eltrabajopor unidad decargaejercido por el campo elctricosobre unapartculacargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con unvoltmetro.3Su unidad de medida es elvoltio.

Voltaje AC.-

La tensin (AC) se refiere a al voltaje dado por la corriente alterna (abreviadaCAen espaol yACen ingls, dealternating current), la cual se representa por una grfica sinusoidal, eso quiere decir que vara de valores positivos a negativos en una frecuencia determinada, como lo muestra la imagen.

Voltaje DC.-El voltaje DC, se refiere al voltaje generado por la corriente directa (CC enespaol, eninglsDC, deDirect Current). A diferencia de la alterna, esta permanece estable casi sin variar en el tiempo.Este voltaje generalmente es generado por pilas o bateras, o en nuestro caso mediante mtodos de transformacin y regulacin, por nuestra fuente.

MODELOS.-

DISEO Y TRAZO

Componentes de una fuente de alimentacin:

La funcin de una fuente de alimentacin es convertir la tensin alterna en una tensin continua y lo ms estable posible, para ello se usan los siguientes componentes: 1.-Transformador 2.- Rectificador a diodos3.- Filtro para el rizado 4.-Regulador (o estabilizador) lineal. Este ltimo no es imprescindible.

DISEO FILTRADO Y RECTIFICACINTransformacinEl transformador es un dispositivo que convierte energa elctrica de un cierto nivel de voltaje, en energa elctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la accin de un campo magntico. Esta constituido por dos o ms bobinas de alambre, aisladas entre si elctricamente por lo general y arrolladas alrededor de un mismo ncleo de material ferromagntico.El arrollamiento que recibe la energa elctrica se denomina arrollamiento del primario, con independencia si se trata la mayor (alta tensin) o menor tensin (baja tensin). El arrollamiento del que se toma la energa elctrica a la tensin transformada se denomina arrollamiento del secundario. En concordancia con ello, los lados del transformador se denominan lado del primario y lado del secundario.El arrollamiento del primario y el secundario envuelven la misma columna del ncleo de hierro. El ncleo se construye de hierro porque tiene una gran permeabilidad, o sea, conduce muy bien el flujo magntico.En un transformador, el ncleo tiene dos misiones fundamentales:Desde el punto de vista elctrico -y esta es su misin principal- es la va por que discurre el flujo magntico. A travs de las partes de la culata conduce el flujo magntico siguiendo un circuito prescrito, de una columna a otra. Desde el punto de vista mecnico es el soporte de los arrollamientos que en l se apoyanPara generar el flujo magntico, es decir, para magnetizar el ncleo de hierro hay que gastar energa elctrica. Dicha energa elctrica se toma del arrollamiento del primarioTRANSFORMADOR IDEAL

Un transformador ideal es un artefacto sin prdidas, con una bobina del primario y una bobina del secundario. Las relaciones entre los voltajes de entrada y de salida, y entre la corriente de entrada y de salida, se establece mediante dos ecuaciones sencillas. La figura l muestra un transformador ideal.

Esquema de un transformador ideal.Smbolos esquemticos de un transformador ideal.En el transformador que se muestra en la figura tiene NP espiras de alambre sobre su lado primario y NS de espiras de alambre en su lado secundario. La relacin entre el voltaje VP(t) aplicado al lado primario del transformador y el voltaje VS(t) inducido sobre su lado secundario esVP(t) / VS(t) = NP / NS = aEn donde a se define como la relacin de espiras del transformadora = NP / NS RectificacinCuando un dispositivo llamado rectificador se coloca en serie con un circuito de ca, permite a la corriente circular solamente en un sentido.El trabajo del rectificador consiste en transformar el alto voltaje de ca en tensin pulsadora de cd.Como la tarea dl transformar el alto voltaje de ca en alto voltaje de cd es difcil, lo nico que puede hacer el rectificador es transformar la ca pulsadora en dos tipos.La rectificacin se clasifica ya sea como de media onda o de onda completa.

Rectificador a diodosEl 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 se conecta despus del transformador, por lo tanto le entra tensin alternay tendr que sacar tensin continua, es decir, un polo positivo y otro negativo:

Rectificador en puenteEl 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 ViCuando 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:

FiltradoLa corriente que circula por la carga no es continua pura sino continua pulsante. Si alimentamos un equipo de sonido, por ejemplo un amplificador, las variaciones rpidas de tensin corresponden a una seal que aparece en el parlante del aparato en la forma de un fuerte zumbido.Llamamos a este zumbido ripple y en este caso corresponde a un 100% de la tensin, pues se obtiene e la carga variaciones de 0 a 100% de la tensin

Una fuente de corriente continua pura no puede tener estas ondulaciones o debe reducirlas a un mnimo (entre 1% a 5%), de modo que no influyan en el funcionamiento del aparato alimentado.Para eliminar estas ondulaciones se usan filtrosEl tipo de filtro ms sencillo consiste en un capacitor, o un banco de capacitores conectado en paralelo con la carga

Cuando el diodo conduce el primer semiciclo, el capacitor se carga con la tensin de pico correspondiente, lo que resulta en aproximadamente 1,41 veces la tensin RMS del transformador.Cuando la tensin aplicada en el diodo en sentido directo comienza a caer, el capacitor compensa esta cada previendo su carga en el circuito aumentado de modo de mantener constante la tensin. Est claro que el capacitor no consigue mantener exactamente constante la tensin en la carga, pues es el mismo se descarga gradualmente hasta que un nuevo ciclo polariza el diodo en sentido directo y nuevamente se haga su carga con la tensin de pico

El voltaje de rizo puede calcularse por: Vr = IN / C*fDISEO:Simulacin.-

Resultados de Laboratorio.-Seccin del ncleo: Este ncleo tiene la particularidad de aprovechar casi al mximo el flujo magntico, evitndose las prdidas por dispersin. La forma correcta de armar un transformador, particularmente un transformador de potencia - consiste en montar las chapas, en forma invertida, una con respecto a la siguiente. De esta forma se evita el entrehierro o espacio de aire que tanto contribuye a disminuir la permeabilidad magntica del circuito, lo cual se traduce en una prdida en la intensidad o densidad del campo magntico, que. En caso de unidades de potencia, resulta un inconveniente.

S= a*b [=] cm2S= (2,2*4,3)= 9,46 cm2Potencia en el Ncleo:

PRUEBA EN VACIO

Vacp [V]Vacs [V]N

303,87,89473684n = Coeficiente de transformacin

607,77,79220779Vacp = Voltaje AC Primario

120,515,67,72435897Vacs = Voltaje AC Secundario

7,80376787

Segunda Prueba CARGA

Vacp [V]Vacs [V]Iacs [A]R(variable) []m []Vacp= Voltaje AC Primario

22028,40,12842,131Vacs= Voltaje AC Secundario

22028,10,2140,5m= Resistencia Interna del trafo

22027,60,4857,5

22026,90,7934,0506329

22026,41,0225,8823529

22025,61,418,2857143

Rectificacin

Vdcs [V]Idcs [A]m []Vdcs= Voltaje DC de salida

36,60,125,226Idcs= Corriente DC de salida

35,40,21m= Resistencia interna del trafo, ms resistencia interna del puente de diodos

34,50,41

330,71

31,40,99

30,21,22

29,31,49

Voltaje AC primarioVacp220 v

SeccinS9,46 cm2

Potencia Mxima del trafoP73,96 W

Voltaje Ac SecundarioVacs28,19151 V

Resistencia de prdida del trafoRpp/n2+Rps2,131

Corriente NominalIn1,5 A

Resistencia de prdida totaRpt5,226

Resistencia de Perdida del DiodoRpd3,095

Corriente pico del diodoIpd8,39181 A

%2,819151

Filtrado

Vac [v]220Vr Mili voltios316

Vdcf [v]Idcf [V]Vdcf +20% [V]Idcf [A]Vdcf -20% [v]Idcf [A]

37,50,157450,157300,157

35,90,33743,080,33728,720,337

35,20,5842,240,5828,160,58

32,80,90839,360,90826,240,908

29,11,534,921,523,281,5

CALCULO DEL CAPASITOR.-

REGULADOR.-

Ajuste.-

CARACTERISTICAS DE LOS TRANSISTORES.-

TIP 41CTYP 31C

BVCEO = 100 VBVCBO = 140 VHfe = = 40P MAX,T = 65 WI MAX,T = 6 A

BC 548

BVCEO = 40 VBVCBO = 75 VBVBEO = 6 VHfe = = 200P MAX,T = 0.5 WI MAX,T = 0.6 A

Conclusiones.-

Despus de un necesario anlisis de cada una de las etapas de nuestra fuente, pudimos concretar los objetivos y los objetivos especficos. Ya que la fuente construida permanece con un voltaje estable y regulable, en un rango de 0.0 voltios, llegando a 24.45 voltios, con un amperaje mximo de 1.5 Amperios.Tambin comprobamos la utilidad del uso de transistores y capacitores para el filtrado y ajuste de seales.

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