Alumnos :

Grupo : Profesor: Nota:Semestre :Fecha de entrega : Hora:

ELECTRÓNICA

LABORATORIO Nº 4

“Fuente de Alimentación Regulada con Dispositivos Discretos”

ELECTRÓNICA“Fuente Regulada con Dispositivos Discretos”

LAB 04

Página 1 / 9

I. OBJETIVOS Comprobar experimentalmente el comportamiento de los reguladores de voltaje. Conocer el funcionamiento de una fuente DC regulada. Tener la habilidad para detectar fallas y solucionarlas.

II. MATERIAL Y EQUIPO 01 Modulo Universal Lucas Nülle. 01 Multímetro digital. 01 osciloscopio. Resistencias. 100KΩ, 4.7KΩ, 2.2KΩ, 1KΩ, 330Ω, 100Ω

Condensador 100µF Diodo zener de 4.7V Conectores.

III. FUNDAMENTO TEORICO

Introducción teórica

En nuestro medio es más simple y económico generar, transmitir y distribuir corriente alterna de corriente directa, por lo que las empresas de energía eléctrica suministran potencia de C.A. Sin embargo muchas aplicaciones de la energía eléctrica tales como los circuitos electrónicos, los de carga de baterías, las operaciones de motores eléctricos, soldadura, procesos químicos y otros necesitan corriente directa, por ello es necesario rectificar la energía de C.A. a voltajes y corrientes de C.D.Un circuito rectificador convierte C.A. en C.D. pulsante, que luego puede filtrase (aislarse) en corriente directa. Para hacerlo debe emplear el DIODO que por sus características de corriente unidireccional, es muy adecuado para rectificación.

Considere el circuito de la Fig1, durante la alternancia positiva del voltaje de entrada el ánodo del diodo D1 es positivo con respecto al cátodo y fluye corriente. El flujo de corriente produce una caída de tensión en la resistencia de carga RL, ya que la variación de la corriente sigue la variación del voltaje de entrada, el voltaje de salida a través de RL sigue la alternancia positiva que provoca la corriente.

Al proceso por el que el diodo conduce durante una alternancia del ciclo de entrada se le conoce como RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA. Es posible rectificar ambas alternancias de voltaje de entrada utilizando el circuito puente de onda completa de la fig. 2. Durante la alternancia positiva, la corriente fluye a través del diodo D1, la carga y de regreso al transformador a través de D3. Los diodos D2 y D4 se bloquean por la corriente al polarizarse inversamente. Durante la alternancia negativa, la corriente fluye a través de D2, de la carga y de regreso al transformador través del diodo D4, para este caso los diodos D1 y D3 se encuentran bloqueados.

ELECTRÓNICA“Fuente Regulada con Dispositivos Discretos”

LAB 04

Página 2 / 9

Como hemos visto la función del diodo es rectificar la señal de entrada en DC pulsante. Al cambio periódico de la salida DC por arriba y debajo de su valor promedio se le conoce como ondulación.

El voltaje de rizado es una ondulación que suministra energía en pulsos a la carga. La tensión de rizado se puede reducir si se almacena parte de la energía de la fuente mientras que el rectificador esta suministrando un pulso, luego puede liberar esta energía almacenada a la carga entre los pulsos del suministro.

Un filtro capacitivo es simplemente un condensador electrolítico, conectado a la salida del rectificador. El condensador se carga rápidamente al voltaje máximo del rectificador como se muestra en la figura 3. Cuando la salida del rectificador cae a cero entre los pulsos de salida, el capacitor cargado se descarga y suministra corriente a la carga. Antes de que el voltaje del condensador caiga demasiado, otro pulso de salida suministrado por el rectificador vuelve a cargar el condensador al valor máximo de voltaje.

La razón o velocidad a que se descarga el condensador y por tanto el nivel promedio que se mantiene el voltaje de salida depende principalmente de la constante de tiempo RC del capacitor y de la resistencia de carga.

la fabricación de los diodos de silicio, debido a una dopación más alta, se puede hacer que la juntura entre el cristal tipo N y el cristal tipo P, sea tan angosta que la ruptura aparece con tensiones inversas considerablemente más pequeñas. Estos diodos especiales se les denominan como diodos Zener. Los diodos Zener se operan siempre en dirección inversa. Como su punto de trabajo esta en la región de la tension de ruptura, es absolutamente necesaria una resistencia en serie en la limitación de corriente. Sobre la base de la curva característica en la región de la tensión de ruptura, la cual se denomina aquí como tension Zener, se pueden emplear diodos Zener para la estabilización o limitación de pequeñas tensiones continuas.

ELECTRÓNICA“Fuente Regulada con Dispositivos Discretos”

LAB 04

Página 3 / 9

Seguridad en la ejecución del laboratorio

Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje con los que trabaja.

Antes de utilizar el multímetro, asegurarse que esta en el rango y magnitud eléctrica adecuada.

Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados

ELECTRÓNICA“Fuente Regulada con Dispositivos Discretos”

LAB 04

Página 4 / 9

PROCEDIMIENTO.

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA.A1’ Conecte el circuito de

medición según el esquema y aplique la tensión de operación U = 10Vp/50Hz .

Diodos rectificadores:1N4007.Resistencia de carga:100 Kohm.

Para el experimento se necesitan los siguientes elementos con sus ajustes correspondientes:

Equipo Opciones CANAL A CANAL B

Sensibilidad 5V/div 5V/div

Acoplamiento DC DC

Polarización _ _

Posición Y 0 0

Barrido 2 ms / div

Modo X/T

Canal de disparo _

Flanco de disparo _

Forma de curva Sinusoidal

Amplitud 20 Vpp (100%)

Factor de frecuencia 10

Frecuencia 50 Hz

ELECTRÓNICA“Fuente Regulada con Dispositivos Discretos”

LAB 04

Página 5 / 9

M1’ Mida la señal de entrada y salida con el osciloscopio:Canal A – entradaCanal B – salida

Regule el osciloscopio de forma que representen un ciclo de las señales. Transfiera la curva a la rejilla.

Complete la tabla.

Entrada SalidaVp T f Vp T f

.

Q1. De las formas de onda obtenidas ¿Que puede comprobar?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¿Por qué la tensión de pico es menor en la salida que en la entrada?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ELECTRÓNICA“Fuente Regulada con Dispositivos Discretos”

LAB 04

Página 6 / 9

ETAPA DE FILTRADO.M5 Implemente el circuito de medición según el esquema y aplique la tensión de operación U = 10V/50Hz.

Diodos rectificadores:1N4007.Resistencia de carga:100 Kohm.Condensador de filtrado:100uF.

M6 Mida la señal de salida con el osciloscopio:

Realice las modificaciones necesarias en el osciloscopio de forma que se vea el voltaje de rizo. Transfiera la curva a la rejilla.

Complete la tabla.

Nota:Con el multímetro mida Vdc.

Vmax Vmin Vrizo Vdc

.

Q4. Mida con el voltímetro el voltaje DC en la resistencia; ¿Este valor concuerda con el visto en el osciloscopio?. Argumente.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ELECTRÓNICA“Fuente Regulada con Dispositivos Discretos”

LAB 04

Página 7 / 9

ETAPA DE REGULACIÓN.M7 Implemente el circuito de medición según el esquema y aplique la tensión de operación U = 10V/50Hz.

Diodos rectificadores:1N4007.

Resistencias:R1=100K, R2=330,Rx=4.7K, 2.2K, 1K, 100.

Condensador de filtrado:C=100uF.

M8 Con Rx =∞, mida las corrientes IZ e IL con el

ELECTRÓNICA“Fuente Regulada con Dispositivos Discretos”

LAB 04

Página 8 / 9

multímetro y la tensión de salida USAL con un voltímetro digital (u osciloscopio) e ingrese los valores en la tabla.

Repita las mediciones con resistencias de carga Rx e ingrese estos valores a la siguiente tabla.

RX Itotal IZ Icarga USAL

RX =

Rx= 4,7k

Rx= 2,2k

Rx = 1k

Rx = 100

.Q5 ¿Qué relación existe entre

ICARGA , IZ e ITOT ?Justificación matemática.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Q6 ¿Para cuál de las resistencias de carga ya no opera el circuito de estabilización?.

Justificación matemática.______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

M9 Ingrese los valores para UZ

e IZ de la tabla anterior en el diagrama y únalos para formar una curva característica.

Q7 ¿A qué voltaje Zener corresponde el valor obtenido?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Q8.¿Este valor concuerda con el valor nominal? __________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

V. OBSERCACIONES Y/O CONCLUSIONES.

ELECTRÓNICA“Fuente Regulada con Dispositivos Discretos”

LAB 04

Página 9 / 9

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

RÚBRICALAB 09

Página 1 / 1

Actividad:

Apellidos y Nombres del alumno: Sección: Docente:

Observaciones Grupo: Fecha:

Documentos de Evaluación

Hoja de Trabajo Archivo informático

Informe Técnico Planos

Caso Otros:

CRITERIOS A EVALUACIÓN Excelente Bueno Requiere Mejora

No acept. Puntaje Logrado

Realizan las mediciones coordinadamente 3 2 1 0

Calculan y debaten los resultados obtenidos 3 2 1 0

Interpreta y analiza lo gráficos y resultados obtenidos 3 2 1 0

Culmina la tarea en el tiempo previsto debido al trabajo en equipo. 2 1 0 0

Evaluación 3 2 1 0

Genera conclusiones. 3 2 1 0

Comparte roles y responsabilidad en el desarrollo del laboratorio (ATS) 3 2 1 0

TOTAL 20 13 7 0

Comentarios al alumno:

Excelente Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos.

Bueno Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de requerimientos.

Requiere mejora Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos.

No Aceptable No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.

EVALUACIÓNLAB 09

Página 1 / 1