Elementos Electrónicos Electrónicos de Juntura - Diodos Práctica N°5 Wilson Alexander Santo Caiza Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería Mecánica Quito, Ecuador
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ESUMEN I. R ESUMEN El presente informe correspondiente a la práctica de Elementos Electrónicos de Juntura-Diodos permite conocer el funcionamiento, conexión en la protoboard y las aplicaciones que se puede obtener con el diodo como rectificadores para obtener una señal de salida de acuerdo con las condiciones que se necesita utilizar. Además de identificar circuitos equivalentes compuestos por diodos, resistencias y capacitores. Palabras Clave: Clave: Diodo;Rectificado Diodo;Rectificadores; res; Protoboard;Seña Protoboard;Señall .
Eduardo Javier Yánez López Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería Mecánica Quito, Ecuador Eduardo.yá
[email protected] de la fuente de voltaje. Cuando Cuan do el valor máximo de la señal AC es mayor que la fuente DC, el diodo se polariza directamente, razón por la cual el diodo s comporta como un corto circuito, evitando que la lectura de voltaje supere la fuente DC. 3. Presentar los oscilogramas y los datos tomados para el circuito circuit o de la Figura 4 y explicar por qué se da la diferencia entre ellos. Calcular errores y presentar ejemplos de cálculo.
Oscilogramas:
II. CUESTIONARIO 1. Explicar cómo cómo se prueban prueban diodos diodos con un multímetro. multímetro. ¿Qué ¿Qué medición arroja si el diodo funciona bien?¿Qué medición arroja si el diodo está deteriorado?
Para empezar, se coloca los cables del multímetro, el cable de color negro en el cátodo y el cable de color rojo en el án ánodo odo del diodo. El multímetro transmite una corriente continua en el diodo. Si el diodo funciona de forma correcta, la resistencia es baja significando la polarización del diodo. Si el diodo está deteriorado, la resistencia será demasiada alta significando que el diodo está abierto y necesita ser reemplazado. Segundo, se procede a intercambiar los cables del multímetro, el cable de color rojo en el cátodo y el cable de color negro en el ánodo del diodo. Si el diodo esta deteriorado, la resistencia es baja ya que se encuentra en corto. Si el diodo tiene un correcto funcionamiento, la resistencia es alta. 2. Indicar y explicar el flujo de corriente en cada ciclo del período para para el circuito circuito de la Figura Figura 4.
EL flujo de corriente alterna circula por la resistencia. Al legar al diodo-Fuente DC. Esto muestra que el diodo se encuentra en polarización inversa, razón por la cual se comporta como circuito abierto, pues el voltaje máximo de la l a señal AC es menor
Fig 1. VDC = 1 V
Fig 2. VDC = 3 V
Voltage DC 1 3 6 9
Recortador Vdc-Teórico 1.7 3.7 6.7 8
4. Presentar los oscilogramas obtenidos en la práctica (se debe apreciar claramente la forma de onda, la escala vertical (voltaje) y la horizontal (tiempo), así como sus valores por división) para las tres variaciones del circuito de la Figura 5. Explicar por qué se da la diferencia entre estas formas de onda.
Fig 3. VDC = 6 V
Oscilogramas:
Fig 4. VDC = 9 V TABLA I. VOLTAJES MÁXIMOS Y MÍNIMOS DE UN RECORTADOR RECORTADOR
VDC = 1V
Vmáx Vmín Vmáx Vmín Vmáx Vmín Vmáx Vmín
VDC = 3 V VDC = 6 V VDC = 9 V
1.8 V -7,8 V 3,8 V -7,8 V 6,8 V -7,8 V 8V -8 V
Fig 5. Con resistencia de 10 k Ω
Ejemplo de cálculo: = 6 = 0.7 = 8 + = 6 0.7 = 6.7 − = 8
% =
| |
=
88 8
% Error 5,6 2.6 1,5 0
=0
Fig 6. Con capacitor de 1µF
TABLA IV. ERRORES CALCULADOS
% Error Vpp [V]
Vrms [V]
Vdc [V]
0,8
1,11
1,5
47,3
72,5
19
99
19,6
20
Ejemplo de cálculo: =
En la segunda captura se muestra una variación de onda, de forma dentada o forma de serrucho. La tercera captura se vuelve una señal continua, con el capacitor de 1000 µF convirtiéndola en Dc. 5. Presentar los datos medidos para las tres variaciones del circuito de la Figura 5 y hallar el error respecto a los valores teóricos. Presentar un ejemplo de cálculo. Comentar sobre los errores encontrados, así como identificar posibles causas y soluciones TABLA II. VOLTAJES CALCULADOS EN UN RECTIFIC ADOR DE MEDIA ONDA Con resistencia V DC 2.3 V de 10 k Ω V RMS 3.6 V Vpp 7.36 V Con capacitor de V DC 6V 1µF V RMS 5.1 V Vpp 4V V DC 6.07 V Con capacitor de 1000 µF V RMS 6.1 V Vpp 0.2 V
% =
=
80.7
= 2.32 8 0.7 = = = 3.65 2 2 = = 8 0.7 = 7.3
Fig 7. Con capacitor de 1000 µF La primera captura presenta una forma de onda senoidal media, se sabe que puede ser eliminada utilizando un capacitor.
| |
=
3.65 3.61 3.61
= 1.11%
Se presenta un error mayor, cuando se conecta un capacitor. 6. Presentar los oscilogramas obtenidos en la práctica (se debe apreciar claramente la forma de onda, la escala vertical (voltaje) y la horizontal (tiempo), así como sus valores por división) para las tres variaciones del circuito de la Figura 6. Explicar por qué se da la diferencia entre estas formas de onda.
Oscilogramas:
Fig 8. Resistencia de 10 k Ω
TABLA III. VOLTAJES TEORICOS C ALCULADOS EN UN RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
Teóricos Vpp [V]
Vrms [V]
Vdc [V]
7,3
3,65
2,32
2,11
1,40
4,87
0,00
7,30
7,30
Fig 9. Con capacitor de 1µF
III. CONCLUSIONES Alexander Santo TBJ y diodos, son instrumentos utilizados para rectificar una onda sinusoidal con el objetivo de transformarla en una señal continua, con ayuda de capacitores. Un diodo funciona correctamente cuando se lo conecta a un multímetro, con el cable negro en el cátodo y el rojo en ánodo y da como respuesta una resistencia baja, mostrando que esta polarizado. Caso contrario, al estar deteriorado, el diodo se comportará como circuito abierto y resistencia alta. Eduardo Yánez A medida que aumenta el valor del capacitor la señal senoidal presenta una rectificación haciendo que la señal se transforme en señal continua. En el circuito rectificador a medida que el rizado es más pequeño, la señal se vuelve constante. •
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Fig 10. Con capacitor de 1000 µF 7. Presentar los datos medidos para las tres variaciones del circuito de la Figura 6 y hallar el error respecto a los valores teóricos. Presentar un ejemplo de cálculo. Comentar sobre los errores encontrados, así como identificar posibles causas y soluciones.
TABLA V. VOLTAJES CALCULADOS EN UN RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA V DC 4V Con resistencia de 10 k Ω V RMS 4.6V Vpp 7.12 V Con capacitor de V DC 5.84 V 1µF V RMS 5.8 V Vpp 1.9 V Con capacitor de V DC 5.6 V 1000 µF V RMS 5.6 V Vpp 0.08 mV TABLA VI. VOLTAJES TEORICOS EN UN RE CTIFICADOR DE ONDA COMPLETA
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IV. R ECOMENDACIONES Alexander Santo •
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Corroborar el estado de las conexiones, así como de los dispositivos a utilizar en la practicar, verificar que no estén deteriorados o quemados. Revisar las escalas y unidades del osciloscopio para evitar errores humanos dentro de la práctica. Realizar una prueba del osciloscopio para verificar que se encuentra funcionando correctamente.
Eduardo Yánez Utilizar el adaptador de dos pins en el osciloscopio para que no se presente en los resultados problemas con la conexión a tierra. Verificar el paso de corriente en los diodos. •
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Teóricos Vpp [V]
Vrms [V]
Vdc [V]
6,6 4,67 4,20 1,91 1,52 5,28 TABLA VII. ERORES 0,002 6,60 6,60 % Error Vpp [V] Vrms [V] Vdc [V] 7,3 1,5 4 0,8 74 9,6 97,6 18,7 18,7 Se observa que el error aumenta considerablemente a manera de que se aumenta el valor del capacitor.
Referencias
[1] A. Ronconi. (s.f). Medición y error. Documento PDF. Recuperado de http://www.feng.pucrs.br/~fdosreis/ftp/medidasmd/MedicionyError(03). pdf [2] G. Enríquez, “ Manual de electricidad industrial I, ” 1rd ed., vol. 1. Limusa: México, 2013, pp.112-113. [3] Villarrubia. M. (). Seguridad eléctrica:efectos de la corriente eléctrica sobre el cuerpo humano. Documento PDF. Recuperado de http://www.ing.unp.edu.ar/electronica/asignaturas/ee016/anexo/sBIB851.pdf [4] R. Boylestad, Electónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos E lectrónicos, Prentice Hall, 2009
ANEXOS
