Fuente de Poder Regulada

INDICE

INTRODUCCIN1OBJETIVOS2JUSTIFICACIN2MARCO TERICO3Corriente Alterna3Oscilacin senoidal3Expresin general Valor instantneo3Fase ()4Perodo (T)4Frecuencia (f)5Velocidad angular ()5Valor eficaz (Vef)5Voltaje de Rizo5Factor Rizado5Transformador6Puente Rectificador de onda completa6Diodo7Polarizacin directa7Polarizacin inversa7Voltaje Pico Inverso7Capacitores electrolticos8MATERIALES9CONCLUSIONES13CONCLUSIN GENERAL13CONCLUSIONES INDIVIDUALES14REFERENCIAS15

INTRODUCCIN

OBJETIVOS

Conocer los bloques que componen una fuente de poder regulada y con base a eso el alumno pueda lograr ensamblar y desarrollar los conocimientos prcticos para poder terminar armando una fuente completa.

JUSTIFICACIN

Sabemos que existen dos tipos de corrientes la alterna y la continua. La primera es la que tenemos en los enchufes y sabemos que tiene un voltaje alto, mientras que la continua la encontramos generalmente en las pilas y su voltaje no suele superar algunas decenas de voltios. La diferencia bsica entre ambos tipos de corrientes est en la polaridad, es decir por donde salen los electrones y por donde vuelven, lo que conocemos como el positivo y el negativo de las pilas o bateras. En esta prctica es importante conocer cmo es que se arma una fuente de bloque en bloque ya que si llega a amar por completo y su funcionamiento falla es difcil saber que estar mal conectado o de donde surge dicho error en la fuente por eso es ms recomendable armarlo por partes para entender cada bloque y al momento de que algn da llegue a fallar se ubique rpidamente el bloque donde este la falla.

MARCO TERICOCorriente AlternaLa corriente alterna aparece cuando un circuito constituido por resistencias, condensadores y autoinducciones conectados entre s, se alimenta con una fuerza electromotriz e(t) que vara de forma armnica (alterna) a lo largo del tiempo.Oscilacin senoidalUna seal senoidal o sinusoidal tensin ocorriente se puede expresar matemticamente segn sus parmetros caractersticos, como una funcin del tiempo por medio de la siguiente ecuacin:

Dnde:Es laamplitudenvoltiosoamperios(tambin llamadovalor mximo o de pico),Lapulsacinen radianes/segundo,El tiempo ensegundos, yEl ngulo de fase inicial en radianes.

Dado que la velocidad angular es ms interesante para matemticos que para ingenieros, la frmula anterior se suele expresar como:

Dondefes lafrecuenciaenhercios(Hz) y equivale a la inversa del perodo. Los valores ms empleados en la distribucin son 50 Hz y 60 Hz.

Expresin general Valor instantneoA travs de la expresin general de una seal alterna se puede obtener el valor que tiene la tensin en un determinado instante de tiempo. Esta magnitud se denomina valor instantneo y vara con el tiempo.El valor instantneo se lo calcula como el valor mximo multiplicado por el seno del ngulo en un determinado instante. Dado que la funcin seno toma valores entre -1 y 1, el valor instantneo alcanza sus mximos y mnimos cuando el ngulo vale 90 y 270 grados respectivamente (radianes y 3/2radianes).V = Vmax sen ()Vmax =Valor mximo= AnguloEl ngulo en un determinado momento se calcula como lavelocidad angular(angulo recorrido por unidad de tiempo) multiplicada por el tiempo. Se suma un valor de fase, que es distinto de cero en los casos en que se tenga un valor inicial. Por lo tanto la expresin para calcular el valor instantneo es:V = Vmax sen ( t + )V = Tensin instantneaVmax =Valor mximo = Velocidad angulart = Tiempo = Fase inicialValor Mximo (Vmax)

Fase ()La fase es un valor que representa el ngulo inicial de la seal y se mide en radianes o en grados. En el siguiente ejemplo vemos dos seales con distinta fase (desfasadas entre s radianes o 90 grados).

Perodo (T)El perodo es la duracin de un ciclo completo de una seal alterna. Se mide en segundos (con sus prefijos correspondientes).

Frecuencia (f)Es la inversa del perodo y corresponde a la cantidad de ciclos por unidad de tiempo de una seal alterna. Se mide en Hertz.Velocidad angular ()La velocidad angular o pulsacin se calcula como 2multiplicado por la frecuencia. Representa la velocidad de variacin del ngulo de giro (vermovimiento circular uniforme). = 2ff = Frecuencia de la seal

Valor eficaz (Vef)El valor eficaz de una corriente alterna es una de sus magnitudes ms importantes. Dado que una seal alterna vara en el tiempo, no entrega la misma energa que una corriente continua con el mismo valor que el mximo de la alterna. El valor eficaz es el equivalente en la alterna al de una corriente continua que produce el mismo calor (es decir provee la misma energa). Si la seal alterna tiene forma senoidal, el valor eficaz se calcula como:

Voltaje de RizoSe denomina Voltaje de Rizado a la diferencia entre el voltaje mximo y el voltaje mnimo de la forma de onda de salida de la fuente de Voltaje DC. Por lo tanto: Vr = Vmax - VminEl Voltaje de Rizado debe especificarse indicando la carga de la Fuente con la que se ha realizado la medicin, entendiendo por "carga" la cantidad de corriente que dicha Fuente debe suministrar al circuito conectado a ella. Usualmente el Voltaje de Rizado se especifica para la mxima carga que puede manejar la Fuente de Voltaje DC.Factor RizadoSe denomina Factor de Rizado a la relacin porcentual entre el Voltaje de Rizado y el valor mximo de la Fuente de Voltaje DC. Esto es:Fr = Vr/Vmax x 100% = Vmax - V min/ Vmax x 100%Al igual que el Voltaje de Rizado, el Factor de Rizado se especifica para la mxima carga que puede manejar la Fuente de Voltaje DC.TransformadorEl transformador asla la Fuente del sistema AC y ajusta el valor pico del voltaje al valor deseado, de acuerdo con los requerimientos de entrada de la Fuente de Voltaje. A fin de determinar el transformador adecuado para una Fuente de Voltaje en particular, adems de indicar la relacin de transformacin dada por el cociente entre el voltaje en el primario y el secundario, es necesario especificar la potencia aparente (volts amperes) que va a manejar dicho transformador. Para determinar dicha potencia se multiplica el valor r.m.s. del voltaje en el secundario por el valor r.m.s. de la corriente en el secundario. Suponiendo que las prdidas propias del transformador son despreciables, el valor calculado en el secundario es igual a la potencia que maneja el primario del transformador. El clculo del valor r.m.s. del voltaje en el secundario del transformador es simple y directo, ya que consideramos que la forma de onda del voltaje es sinusoidal (sin tomar en cuenta el efecto del ruido elctrico existente en la lnea), pero es necesario calcular cuidadosamente el valor r.m.s. de la corriente en el secundario, ya que debido a la operacin del circuito rectificador con filtro, la forma de onda de dicha corriente dista mucho de ser sinusoidal.Puente Rectificador de onda completaUnrectificador de onda completaes un circuito empleado para convertir una seal decorriente alternade entrada (Vi) encorriente continuade salida (Vo) pulsante. A diferencia delrectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la seal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la seal se convertir en negativa, segn se necesite una seal positiva o negativa de corriente continua.

Diodo

Es un componente electrnico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. La flecha de la representacin simblica muestra la direccin en la que fluye la corriente.

Es el dispositivo semiconductor ms sencillo y se puede encontrar prcticamente en cualquier circuito electrnico.Constan de la unin de dos tipos de material semiconductor, uno tipo N y otro tipo P, separados por una juntura llamada barrera o unin.Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la ms utilizada) y de germanio. Esta barrera o unin es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.El diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:Polarizacin directa

Cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del nodo A al ctodo K, siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo). En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportndose prcticamente como un corto circuito. El diodo conduce.

Polarizacin inversa

Cuando una tensin negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar la corriente en sentido inverso, opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del ctodo al nodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prcticamente como un circuito abierto. El diodo est bloqueado.

Voltaje Pico Inverso

Un diodo solo puede soportar tanto voltaje inverso antes de su ruptura dielctrica, como su caracterstica lo permita. El voltaje inverso pico se encuentra generalmente dentro del rango de los 50 volts a los 2000 volts, dependiendo de su construccin si se excede el valor del voltaje inverso pico, el diodo excede el valor del voltaje inverso pico, el diodo comienza a conducir en el sentido inverso y en muchos casos se destruye inmediatamente.

Capacitores electrolticos

En estos capacitores una de las armaduras es de metal mientras que la otra est constituida por un conductor inico o electrolito. Presentan unos altos valores capacitivos en relacin al tamao y en la mayora de los casos son polarizados. Tiene polaridad, normalmente se marca el negativo con el signo (-). El terminal negativo es el de menor longitud.Podemos distinguir dos tipos:Electrolticos de aluminio: la armadura metlica es de aluminio y el electrolito de tetraborato armnico.Electrolticos de tntalo: el dielctrico est constituido por xido de tntalo y nos encontramos con mayores valores capacitivos que los anteriores para un mismo tamao. Por otra parte las tensiones nominales que soportan son menores que los de aluminio y su costo es algo ms elevado.Las principales caractersticas de los capacitores electrolticos son: Capacitancia en la gama de 1uF a 220.000 uF. Tensiones de trabajo entre 2 y 1.000 V. Tolerancia entre 20% y +50%, generalmente. La corriente de fuga es relativamente alta o sea que la aislamiento no es excelente. Son polarizados, se debe respetar la polaridad. La capacidad aumenta a medida que el capacitor envejece. Tienen una duracin limitada. La Capacitancia vara ligeramente con la tensin. Los capacitores electrolticos no se usan en circuitos de alta frecuencia, se usan en circuitos de baja frecuencia, uso general y corriente continua.Hay que asegurarse de no conectar el capacitor entre dos puntos del circuito cuya tensin supere la mxima que soporta el capacitor.

MATERIALES

Material: 1 clavija 1 metro de cable 1 Transformador de 127v a 40v de 3A 1 Puente rectificador de onda completa BR34 2 Capacitores electrolticos de 2200uF para 25v 2 Capacitores de 0.1uF para 50v

Equipo de laboratorio: 1 Osciloscopio 1 Punta atenuada 1 Multmetro

PROCEDIMIENTO

1.- Se prepar el transformador de 48v a 3 Amp conectndole una clavija y un switch para medir sus voltajes.Una vez armado el switch y la clavija al transformador es conectado a la toma corriente. Y se mide el voltaje (Vrms) del extremo lateral izquierdo con respecto a tierra mostrando un valor de 24v respectivamente. Realizamos el mismo procedimiento pero ahora medimos el extremo lateral izquierdo con un valor medido de 24v.Despus medimos el cable que se encuentra en la parte central con respecto a tierra mostrando un valor medido de 48v.2.-Se calcul el voltaje pico con los valores del Vrms anterior medido con la siguiente expresin: ; Despejando Vpp:

Se observ la seal del transformador en el osciloscopio as como el Vpp medido con el osciloscopio con un valor de 3.77v (10) = 37.7v, como se muestra en la imagen siguiente..Demostrando as una diferencia de 3.76v del valor Vpp calculado 33.94v al valor Vpp medido con el osciloscopio 37.7v

3.- Se analiz el circuito a desarrollar, y se prosigui a armarlo.

4.- Una vez armado el circuito, se verifico la seal de la onda en el osciloscopio con el transformador y el puente de diodos conectados sin los capacitores.

5.- Posteriormente se conectaron los capacitores y se verifico nuevamente la onda en el osciloscopio, mostrando una lnea recta horizontal.

Demostrando la frecuencia analizada tericamente de 60hz, en el osciloscopio con un valor de 60.83Hz. Y un voltaje directo de 43.8v y alterno de 96v.El voltaje directo resultante despus del puente H sin los capacitores fue de 43.8v posteriormente con este dato se calcul el voltaje pico inverso (Vpi) mediante la siguiente expresin: ; Despejando VD3;

CONCLUSIONES

CONCLUSIN GENERAL

Durante la realizacin de esta prctica, se obtuvieron diferentes resultados, respecto a las mediciones elaboradas en diversas etapas, debido a la exactitud de los instrumentos, por ejemplo, el tipo de osciloscopio, el tipo de puntas, la variacin de la corriente en la toma elctrica.Se logr observar grficamente como se transform la corriente alterna a corriente directa al pasar en las diferentes etapas del circuito, cambiando de una onda de tipo senoidal a, una de media onda y finalmente a una lnea recta horizontal ocasionada por los capacitores. Por lo tanto, la etapa uno de la prctica fue exitosa, al comprobar la teora realizada en clase, posibilitando la continuacin de la misma.

CONCLUSIONES INDIVIDUALES

Ana Beln Mancera GonzlesCon esta primera prctica se pudo observar cmo es que se va transformando la corriente alterna a directa y se va rectificando y limpiando su seal con forme se iba midiendo las seales con el osciloscopio, ya que se siguieron los procedimientos adecuados y los clculos obtenidos son los deseados para la fuente que se quiere realizar se considera que esta primera parte est completa.Jos Alfredo San Antonio BolaosSiendo esta nuestra primera prctica se logr aprender el comportamiento de las corrientes tanto en directa como alterna mostrando sus seales dentro de un osciloscopio hacindonos notar que los resultados fueron exitosos ya que conforme a los clculos nos iba coincidiendo conforme a las mediciones y las seales del osciloscopio.Castillo Prez Luisa ElenaMediante esta prctica se comprob la teora llevada en clase respecto a la corriente alterna y su onda senoidal, as como, la forma en que trabaja un puente H con la corriente alterna y como transforma la onda senoidal de la corriente alterna a un rectificador de media onda. Los valores de los voltajes calculados como los voltajes medidos con el osciloscopio fueron diferencias de voltaje a causa de la exactitud de los instrumentos.Emmanuel Palomino CamachoAl comenzar a armar el circuito se midi la seal de salida del transformador, esta generaba ondas senoidales lo que indica que era corriente alterna, posteriormente se conect el puente H, esto provoc un cambio en la seal en la cual solo se observaba la mitad de la onda, en este caso el lado positivo. Al final se agregaron los capacitores, estos limpiaron la seal y al final se obtuvo una lnea recta, esto quiere decir que se transform la Corriente Alterna la cual entraba en el trasformador y sali como Corriente Directa a la salida de los capacitores.

REFERENCIAS

Rossell, J. P. (s.f.). www.informatica.uv.es. Recuperado el 24 de Marzo de 2015, de http://informatica.uv.es/iiguia/INS/material/inst05.pdfwww.CircuitosElectronicos.com. (s.f.). Recuperado el 24 de Marzo de 2015, de http://www.labc.usb.ve/paginas/mgimenez/Lab_Circ_Electronicos_Guia_Teorica/Cap13.pdfwww.FisicaPractica.com. (s.f.). Recuperado el 24 de Marzo de 2015, de http://www.fisicapractica.com/corriente-alterna-senoidal.phpwww.wikipedia.org. (s.f.). Recuperado el 24 de Marzo de 2015, de http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternawww.wikipedia.org. (s.f.). Recuperado el 24 de Marzo de 2015, de http://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador_de_onda_completa El diodo semiconductor. (s.f.). Recuperado el 26 de marzo de 2015, de Elctronica Unicrom: http://unicrom.com/Tut_diodo.asp