PROYECTO DE INGENIERIA DE MATERIALES

FACULTAD

: INGENIERA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

ESCUELA

: INGENIERA MECNICA ELCTRICA

TITULO

: FUENTE ESTABILIZADA REGULABLE DE 5 V A

50V DC/ 1.5 A.

CURSO

: INGENIERA DE MATERIALES

DOCENTE

: DIAZ VISITACIN JUAN CARLOSINTEGRANTES

:

TULLUME PISFIL JUNIOR GAMARRA MIRANDA ANGEL CAJUSOL BALDERA HENRY HUAMANCHUMO ISIQUE LORENZOPIMENTEL-2014FUENTE ESTABILIZADA REGULABLE DE 5 V A 50 V DC / 1.5 AEn todo taller es necesario disponer de una fuente capaz de proveer cualquier tensin y suficiente corriente dentro de un rango aceptable de posibilidades. Este dispositivo va ms all de las fuentes convencionales (que rara vez superan los 24V de salida) dndonos un mximo de 50V con una corriente de 1.5A.INTRODUCCIN

En el siguiente trabajo podremos darnos cuenta de cuan fcil resulta la realizacin de una fuente variable, es muy sencillo, rpido y es algo que se acomoda a aquellos estudiantes que estudian cualquier ingeniera o alguna materia relacionada con circuitos.

Esto denota no solo una ayuda prctica para la realizacin y prueba de montajes, sino tambin una experiencia personal para quien lo realice, ya que una vez hecho esto, ser ms fcil para la persona realizar otro tipo de montajes y poder satisfacer sus necesidades o incluso, porque no, siguiendo sus estudios, ser capaz de crear muchos ms dispositivos que ayuden a la solucin de problemas cotidianos o quizs no tan cotidianos de las personas.

El costo de este proyecto es muy bajo con relacin a la compra de una ya hecha, y adems cuenta con la ventaja de que cada quien ser capaz de repararla en caso de algn dao o algo relacionado.

En definitiva, es recomendable que cada estudiante de ingeniera posea su propia fuente variable para poder realizar montajes y probarlos sin ninguna dificultad y qu mejor manera de aprender, poseer y crecer intelectualmente que realizndola ellos mismos?

JUSTIFICACIN

En muchas ocasiones, los estudiantes de las diferentes ingenieras necesitan para sus proyectos sobre todo en lo relacionado con aquellas carreras que trabajan circuitos elctricos y electrnica, alimentar sus montajes con una fuente variable, que les permita regular la cantidad de voltaje que deben imprimir a cierto circuito. Generalmente ocurre que cada quien debe buscar por sus propios medios dicha fuente de voltaje, lo cual resulta ser muy costoso y aunque tambin hay de las econmicas, estas no salen tan efectivas, pues solo llegan a un voltaje mnimo y su periodo de vida es muy corto, razn por la cual, deben estar comprando constantemente varias de estas fuentes.

Analizando esta situacin, y viendo que el nivel de vida de los estudiantes universitarios, para muchos no es el mejor, hemos propuesto la realizacin manual de esta fuente variable, que resulta muy sencilla, menos costosa y ms efectiva al momento de imprimir la cantidad de voltaje necesaria.

Realizar nuestra propia fuente de voltaje resulta ventajoso, pues, primero, es un conocimiento ms acerca o que contribuye a la realizacin de nuestras carreras y segundo, debido a que ha sido construida por nosotros mismos, en el momento en que encontremos que se ha producido algn dao en ella, seremos capaces de repararla sin ninguna dificultad. Cosa que no ocurrira, con una fuente que haya sido comprada ya hecha.

OBJETIVOS

Objetivos Generales:Transformar la corriente alterna de baja tensin en corriente directa.

Objetivos Especficos: Realizar el montaje de una fuente Variable de voltaje. Conocimiento de los diversos componentes utilizados en la construccin de montajes electrnicos. Implementacin de conocimientos adquiridos con anterioridad en cursos de circuitos y electrnica.MARCO TEORICOCon este circuito se puede construir una fuente de poder variable con la que se puede obtener cualquier voltaje entre los 5 voltios y los 50 voltios.

Esta fuente es regulada, lo que indica que puede mantener un voltaje estable en la salida ante variaciones del voltaje de entrada y las condiciones de la carga. La regulacin se hace a travs de los circuitos integrados LM317 y LM337 que pueden manejar corrientes de hasta 1.5 Amperios. Para corrientes mayores se pueden utilizar el regulador positivo LM350 o LM338 de 3 y 5 amperios y el regulador negativo LM337 de 3 amperios. FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

Los 220V de la red elctrica ingresan al transformador pasando previamente por el interruptor de potencia con lmpara de nen incorporada. Esta llave adems de controlar en encendido del equipo lo sealiza. La salida del transformador presenta una tensin de 40V la cual luego de ser rectificada y filtrada sube a aprox. 50 V. El capacitor de 100nF mejora el desempeo de la fuente frente al rizado. El circuito integrado LM317 en su versin de alta tensin se encarga de regular la tensin saliente por medio del divisor resistivo formado por la resistencia de 220 ohm y el potencimetro de ajuste (el cual debe ser multivueltas), se recomienda que sea lineal, para que as el voltaje de salida tenga una relacin directa con la posicin del eje del potencimetro.

El capacitor de 10F en la va de regulacin impide fluctuaciones de regulacin mientras que los diodos 1N5404 previenen que la descarga de ste capacitor daen el circuito integrado, estos diodos protegen al circuito integrado cuando los bornes de salida se ponen accidentalmente en corto circuito. Los dos capacitores de salida se encargan de filtrar adecuadamente la tensin resultante.

El puente rectificador puede ser del tipo metlico. Caso contrario puede ser armado con cuatro diodos como el 1N5404 los cuales pueden ser montados en el circuito impreso pero separados de l para evitar calcinarlo.

Los componentes restantes conforman la etapa de regulacin, y se encargan de establecer el voltaje de salida y de eliminar al mximo el voltaje de rizado.

MARCO REFERENCIAL

DIODOUn diodo es una sustancia cuya conductividad es menor que la de un conductor y mayor que la de un aislante. El grado de conduccin de cualquier sustancia depende, en gran parte, del nmero de electrones libres que contenga. En un conductor este nmero es grande y en un semiconductor pequeo es insignificante. El nmero de electrones libres de un semiconductor depende de los siguientes factores: calor, luz, campos elctricos y magnticos aplicados y cantidad de impurezas presentes en la sustancia.Para comprender ms que son los diodos semiconductores es necesario en primer lugar familiarizarse con las caractersticas de los cuerpos bsicos y modificados que se utilizan.

Los cuerpos bsicos, en las aplicaciones comerciales, son el germanio y el silicio purificados preparados especialmente en estado de cristal. Estos cuerpos son excelentes aislantes porque la estructura cristalina mantiene eficazmente en su lugar todos los electrones externos que normalmente quedaran libres para entrar en la circulacin de corriente.

PUENTE RECTIFICADORSu construccin est basada en la unin PN siendo su principal aplicacin como rectificadores. Este tipo de diodos (normalmente de silicio) soportan elevadas temperaturas (hasta 200C en la unin), siendo su resistencia muy baja y la corriente en tensin inversa muy pequea. Gracias a esto se pueden construir diodos de pequeas dimensiones para potencias relativamente grandes, desbancando as a los diodos termoinicos desde hace tiempo.En fuentes de alimentacin se utilizan los diodos formando configuracin en puente (con cuatro diodos en sistemas monofsicos), o utilizando los puentes integrados que a tal efecto se fabrican y que simplifican en gran medida el proceso de diseo de una placa de circuito impreso.

La configuracin de los cuatro diodos se denomina puente rectificador o puente de Graetz. Est compuesto por cuatro diodos que estn colocados de tal forma, que dependiendo del semi ciclo de alterna en que nos encontremos, estarn polarizados directamente, y por lo tanto, conducirn, pares de diodos distintos, consiguiendo que a la salida del puente exista una seal de voltaje con todos los semi ciclos de un mismo signo (de una frecuencia doble que la de entrada).

TRANSFORMADOREl transformador es un componente electrnico que nos permite transformar, mediante la utilizacin de campos electromagnticos, una tensin alterna de entrada en una tensin alterna de salida de distinto valor en tensin y corriente. La principal ventaja que tienen los transformadores es su alto rendimiento.

Un transformador simple consta de un bobinado o devanado primario (por donde se introduce la tensin) y un devanado secundario (por donde se obtiene).

En una fuente de alimentacin lineal el transformador se encarga de reducir la tensin alterna de 220VAC en el primario, en otra tensin, tambin alterna en el secundario.

El transformador para una alimentacin estabilizada debe ser un transformador separador, esto quiere decir, que ha de disponer por seguridad, de los devanados separados galvnicamente (elctricamente), no es conveniente utilizar los llamados auto-transformadores los cuales estn construidos por una nica bobina.TRANSISTOREl transistor es un dispositivo electrnico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El trmino "transistor" es la contraccin en ingls de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se los encuentra prcticamente en todos los enseres domsticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y vdeo, hornos de microondas, lavadoras, automviles, equipos de refrigeracin, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lmparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomgrafos, ecgrafos, reproductores mp3, celulares, etc.

CONDENSADORESUn condensador o capacitor es un dispositivo que almacena energa elctrica, es un componente pasivo. Est formado por un par de superficies conductoras en situacin de influencia total (esto es, que todas las lneas de campo elctrico que parten de una van a parar a la otra), generalmente en forma de tablas, esferas o lminas, separados por un material dielctrico (siendo este utilizado en un condensador para disminuir el campo elctrico, ya que acta como aislante) o por el vaco, que, sometidos a una diferencia de potencial (d.d.p.) adquieren una determinada carga elctrica, positiva en una de las placas y negativa en la otra (siendo nula la carga total almacenada).

La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, estas adquieren una carga elctrica de 1 culombio.

RESISTENCIASSe denomina resistor o resistencia al componente electrnico diseado para introducir una resistencia elctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., las resistencias se emplean para producir calor aprovechando el efecto joule. Entre los tcnicos es frecuente utilizar el trmino resistor por ser ms preciso que resistencia.

La corriente mxima en un resistor viene condicionado por la mxima potencia que puede disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del dimetro sin que sea necesaria otra indicacin. Los valores ms corrientes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.

Unpotencimetro (resistencia variable)es unresistorcuyo valor deresistenciaes variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar laintensidad de corrienteque fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o ladiferencia de potencialal conectarlo en serie.

Normalmente, los potencimetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan losrestatos, que pueden disipar ms potencia.

MATERIALES

4 Diodos Zener 1N4001.

1 transformador de 220/40V A.C de 1.5 Amp. en el Secundario.

1 Circuito Integrado LM317 (transistor - regulador de voltaje).

1 resistencia de 220 ohmios. 1 Potencimetro de 10K. (kilohmios).

1 Condensador de 4,700 uf (micro faradios) electroltico.

1 Condensador de 22 uf (micro faradios) electroltico.

1 Condensador de 10 uf (micro faradios) electroltico.

2 Capacitores cermicos (lenteja) de 100 nf (nano faradios).

2 Diodos Rectificadores 1N5404.

1 Interruptor de potencia con lmpara de nen incorporada.

1 Placa de cobre de dimensiones adecuadas.

2 Metros de alambre # 16 INDECO 1 Caja metlica con dimensiones adecuadas 1 Fusible 1 Porta fusible Estao

Cautl (pistola de soldar) 1 Voltmetro

Circuito de 5 voltios alimentador del voltmetro.COSTOS

MATERIALESCOSTO UNITARIO s/COSTO TOTAL s/

4 DIODOS ZENER0.502.00

1 TRANSFORMADOR DE 220/40V AC.15.0015.00

1 CIRCUITO INTEGRADO LM3172.002.00

1 RESISTENCIA DE 220 OHMIOS0.200.20

1 POTENCIOMETRO DE 10K1.501.50

1 CONDENSADOR DE 4700 uf4.504.50

1 CONDENSADOR DE 22 uf3.003.00

1 CONDENSADOR DE 10 uf3.003.00

2 CAPACITORES CERMICOS (lenteja)0.200.20

2 DIODOS RECTIFICADORES0.501.00

1 INTERRUPTOR DE POTENCIA2.502.50

1 PLACA DE COBRE (BAQUELITA)3.503.50

1 CAJA METALICA 8.008.00

2 METROS DE ALAMBRE # 16 INDECO1.803.60

1 FUSIBLE0.500.50

1 PORTA FUSIBLE1.501.50

1 VOLTIMETRO DE PANTALLA DIGITAL23.0023.00

1 CIRCUITO ALIMENTADOR DEL VOLTIMETRO10.0010.00

2 METROS DE ESTAO PARA SOLDAR0.501.00

1 PASTA PARA SOLDAR3.003.00

TOTAL s/. 90.00

PROCEDIMIENTO Diluir el cloruro frrico en agua.

Marcar con un marcador las lneas de conexin Introducir la placa de cobre por 5 minutos, hasta que se disuelva el cobre y solo queden las lneas marcadas.

Secar la placa y taladrarla en los puntos de conexin de cada componente.

Ubicar los componentes en el sitio que le corresponde.

Soldar los componentes a la placa con ayuda del cautino y el estao.

Cortar los excesos de los terminales de cada componente.

Probar y corregir los posibles errores.CONCLUSIONES

La realizacin de este proyecto resulta ser muy sencilla y prctica, solo son necesarios pocos materiales a muy bajo costo (a excepcin del transformador) para poder llevarlo a cabo. Y el voltmetro de pantalla digital que muestra los voltios de salida (opcional)Algunos problemas de ruido en el circuito se pueden solucionar cambiando el tipo de conexin, tambin tratando con mucho cuidado los terminales de cada elemento para evitar posibles desgastes y optimizar el funcionamiento.

Adems de obtener una fuente variable la cual va a servir para muchos de los montajes o las pruebas que se realicen en los laboratorios, el estudiante adquirir mayor conocimiento acerca de circuitos, manejar montajes en baquelita, y podr repararla sin la ayuda de nadie a un menor costo tambin.

En definitiva, este proyecto adems de ser til acadmicamente, es tambin til en el entorno para cualquier caso, pues esta fuente no solo se usar en circuitos, tambin puede utilizarse para alimentar cualquier otro tipo de dispositivo debido a que es variable y el voltaje que maneja puede ser cambiado por medio del potencimetro.

GLOSARIO

Corriente alterna: (CA) Corriente elctrica que cambia su amplitud en forma peridica con el tiempoCorriente continua: Modo de suministro de energa elctrica donde la polaridad de la tensin se mantiene constante. (Caso contrario a la corriente alterna)Fuente: al elemento activo que es capaz de generar una diferencia de potencial entre sus bornes o proporcionar una corriente elctrica.

Potencimetro: Es un elemento de 3 terminales que funciona como 2 resistencias variables, pero la suma de ellas siempre permanece constante.Transformador: Un arreglo de 2 o mas bobinados diseados para permitir que el campo magntico producido en uno de ellos genere una tensin (voltaje) en el otro.

Volt: Unidad de medicin de la diferencia de potencial o tensin elctrica.

Voltaje: Es el trabajo elctrico que se realiza para transportar una carga entre dos puntos. BIBLIOGRAFA WWW.WIKIPEDIA.COM.PE WWW.YOUTUBE.COM.PE WWW.GEOCITIES.COM WWW.FOROS DE ELECTRONICA.COM

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