Laboratorio 4 – Fuente no regulada y regulada

Jeison David Mateus González, Wilmer Ferney Romero Avellaneda, Ovalle Triana Ángel Daniel Corporación Unificada Nacional de Educación Superior CUN

Ingeniería Electrónica

Medidas e Instrumentos Gr.30101

Bogotá – Colombia Correo-1: Jeison.Mateus@cun.edu.co

Correo–2: Wilmer.Romero@cun.edu.co

Correo–3: Angel.Ovalle@cun.edu.co

Resumen: En este artículo se presentara las etapas de desarrollo de una fuente regulada y una no regulada,

aplicando los conceptos de rectificación, filtrado y regulación. En las diversas etapas se elaborara un montaje, se

hará una medición, unos cálculos y se tomaran fotos de las señales medidas en el osciloscopio.

I. Introducción

Una fuente regulada se identifica cuando un voltaje

alterno que pasa por un transformador, llega y su

corriente se convierte en continua mediante la

rectificación, luego en el filtrado las componentes

alternas que quedaron son eliminadas, finalmente en la

regulación mediante un circuito integrado establecemos

el voltaje de salida, esto dependerá del integrado, las

resistencias y el voltaje de entrada. A continuación se

explicara detalladamente cada etapa.

II. Objetivos

Diferenciar las etapas de una fuente de

alimentación.

Realizar la rectificación, filtrado y regulación.

Establecer las mediciones y señales en el

osciloscopio.

III. Marco Teórico

Material y Equipo utilizado

Transformador de 9V a 2A.

Diodos Rectificadores de 1.5 A ref. 4002.

Resistencias en valores de KΩ.

Potenciómetro de 5 KΩ.

Condensadores de 220µF, 330µF, 1000µF.

Circuitos integrados LM317, LM7805.

Cableado.

Caimanes.

Osciloscopio.

Multímetro.

Protoboard

3.1 Rectificador de media onda:

Es un circuito que elimina la mitad de la señal que

recibe en la entrada, según la polarización del diodo

eliminara la componente positiva o negativa.

Fig 1. Rectificador de media onda.

3.1.1 Punto A

Voltaje de salida en el transformador = 9.3V r.m.s

Voltaje pico = Vr.m.s *√ = 13.15V

3.1.2 Punto B

Fig 2.Señal A.C del transformador.

La máxima amplitud medida fue de 13V.

3.1.3 Punto C

Fig. 3.Voltaje de salida en el rectificador.

Voltaje de salida en el rectificador es de -4.06 V y en la

resistencia es 4.06V, la polaridad de la resistencia varia

con respecto a la del diodo.

3.1.4 Punto D

Fig 4.Señal D.C rectificador

La máxima amplitud medida fue de 14V.

3.1.5 Punto E

La componente alterna que hay sobre la resistencia de

carga de 2KΩ es de 9 V r.m.s.

Fig. 5. Voltaje rms en la resistencia.

3.1.6 Punto F

La corriente que hay sobre la resistencia es de 2mA.

El cálculo es dado por:

I = 4.06V/2KΩ = 2.03mA

Fig. 6. Corriente que hay en la resistencia de carga.

3.2 Filtro por condensador de entrada en el

rectificador de media onda:

El propósito de este es alimentar algún dispositivo de

corriente continua, por lo que en paralelo con el

condensador existirá una carga representada por

la resistencia de carga.

Fig. 7. Condensador en el rectificador de media onda.

3.2.1 Punto A:

C1 = 100µF

Punto c:

El Voltaje de salida en el rectificador es de -12.2 V y en

la resistencia es 12.2V, la polaridad de la resistencia

varia con respecto a la del diodo.

Fig. 8 Voltaje de salida en el rectificador.

Punto d:

La máxima amplitud medida fue de 13V.

Fig. 9. Rizado del condensador C1.

Punto e:

La componente alterna que hay sobre la resistencia de

carga de 2KΩ es de 26.6 V r.m.s.

Fig. 10. Componente alterna sobre RL.

3.2.2 Punto B:

Factor de rizo se determina por:

Fr =

3.2.3 Punto C:

C2 = 1000µF

Punto c:

Fig. 11 Voltaje de salida en el rectificador.

El Voltaje de salida en el rectificador es de -12.75 V y

en la resistencia es 12.75V, la polaridad de la

resistencia varía con respecto a la del diodo.

Punto d:

La máxima amplitud medida fue de 13V.

Fig. 12. Rizado del condensador C2.

Punto e:

La componente alterna que hay sobre la resistencia de

carga de 5.1KΩ es de 27.5 V r.m.s.

Fig. 13. Componente alterna sobre RL.

3.3 Rectificador de onda completa:

Es un circuito que convierte una señal de corriente

alterna en una de corriente continua, en este caso según

la polarización de los diodos, se eliminara ambas

componentes al mismo tiempo.

Fig 14. Rectificador de onda completa.

3.3.1 Punto A

Voltaje de salida en el transformador = 9.2V r.m.s

Voltaje pico = Vr.m.s *√ = 13.01V

3.3.2 Punto B

Fig 15.Señal A.C del transformador.

La máxima amplitud medida fue de 14V.

3.3.3 Punto C

Fig. 16. Voltaje de salida en el rectificador.

Voltaje de salida en los rectificadores de -8.28 V y en la

resistencia es 8.28V, la polaridad de la resistencia varia

con respecto a la de los diodos.

3.3.4 Punto D

Fig 17.Señal D.C rectificador

La máxima amplitud medida fue de 14V.

3.3.5 Punto E

La componente alterna que hay sobre la resistencia de

carga de 1KΩ es de 17.3 V r.m.s.

Fig. 18. Componente alterna en RL.

3.3.6 Punto F

La corriente que hay sobre la resistencia es de 8.2mA.

El cálculo es dado por:

I = 8.28V/1KΩ = 8.28mA

Fig. 19. Corriente que hay en la resistencia de carga.

3.4 Filtro por condensador de entrada en el

rectificador de onda completa:

Este está destinado a filtrar o aplanar el rizado, dando

como resultado una señal de corriente continua cuya

tensión no varía en el tiempo.

Fig. 20. Condensador en el rectificador de onda

completa.

3.4.1 Punto A:

C1 = 100µF

Punto c:

Fig. 21 Voltaje de salida en el rectificador.

El Voltaje de salida en los rectificadores es de -12.57 V

y en la resistencia es 12.57V, la polaridad de la

resistencia varía con respecto a la de los diodos.

Punto d:

La máxima amplitud medida fue de 14V.

Fig. 22. Rizado del condensador C1.

Punto e:

La componente alterna que hay sobre la resistencia de

carga de 1KΩ es de 27.5 V r.m.s.

Fig. 23. Componente alterna sobre RL.

3.4.2 Punto B:

Factor de rizo se determina por:

Fr =

3.4.3 Punto C:

C2 = 330µF

Punto c:

Fig. 24 Voltaje de salida en el rectificador.

El Voltaje de salida en los rectificadores es de -12.70 V

y en la resistencia es 12.70V, la polaridad de la

resistencia varía con respecto a la de los diodos.

Punto d:

La máxima amplitud medida fue de 14V.

Fig. 25.Rizado del condensador C2.

Punto e:

La componente alterna que hay sobre la resistencia de

carga de 1KΩ es de 27.1 V r.m.s.

Fig. 26. Componente alterna sobre RL.

3.5 Fuente con regulador fijo:

Con el LM7805 es una fuente fija que entrega 5 Voltios

según este regulador, con capacidad de entrega

de corriente continua de hasta de 1 Amperio.

Fig. 27. Montaje con un circuito LM7805.

3.5.1 Punto A:

C1 = 220

RL =1KΩ

a) Voltaje de entrada al rectificador = 9.3 V r.m.s

Fig. 28. Voltaje del rectificador.

b) Voltaje de entrada al regulador = 12,30 V

Fig. 29. Voltaje de entrada al regulador.

c) Voltaje de salida del regulador = 5,06 V

Fig. 30. Voltaje de salida del regulador.

Fig. 31. Voltaje de salida del regulador.

d) Voltaje en RL = 5,05V

El voltaje en la resistencia de carga por estar en

paralelo es el mismo.

Corriente en RL = 4,96mA

Fig. 32. Corriente en RL.

3.5.2 Punto B:

C1 = 1000

RL =2KΩ

a) Voltaje de entrada al rectificador = 9.3 V r.m.s

“la medición y la señal del osciloscopio son las mismas

que en el punto anterior”

b) Voltaje de entrada al regulador = 12,33 V

Fig. 33. Voltaje de entrada al regulador.

c) Voltaje de salida del regulador = 5,06 V

Fig. 34. Voltaje de salida del regulador.

d) Voltaje en RL = 5,06 V

El voltaje en la resistencia de carga por estar en

paralelo es el mismo.

Corriente en RL = 5,06 V / 3KΩ = 1,68 mA

Fig. 35. Corriente en RL.

3.6 Fuente con regulador variable:

Con el LM317, es una fuente variable que va de (1.25

V a 12 Voltios) con capacidad de entrega de corriente

continua de hasta de 2 Amperios.

Fig. 36. Montaje con un circuito LM317.

3.6.1 Punto A:

El voltaje de entrada al regulador es de 12.18 V

Fig. 37. Voltaje de entrada al regulador.

El voltaje de salida del regulador es de 1.25V

Fig. 38. Voltaje de salida del regulador.

R =500Ω

(

)

V salida = 3.124 V

V salida en medición = 3.75 V

3.6.2 Punto B:

R =220Ω

(

)

V salida = 2.63 V

V salida en medición = 2.38 V

3.6.3 Punto C:

Puesto que la resistencia de carga RL va en paralelo. El

voltaje será el mismo.

IV. Conclusiones

Se comprobó que los rectificadores convierten

la corriente alterna en continua mediante la

señal observada en el osciloscopio.

Se observó en el momento del filtrado que al

variar el condensador su factor de rizado se

hace más o menos notable según la capacidad

del condensador.

Se demostró que el regulador variable parte de

un voltaje de referencia y llega hasta un límite,

el cual se puede variar con el potenciómetro.

Se Identificó las diversas etapas de la fuente.

V. Referencias

[1] Rectificador de media onda, Slideshare [Sitio web]

http://www.slideshare.net/OthonielHernandezOvando/2

5-rectificador-de-media-onda

[28 de mayo a las 13:20]

[2] Rectificador de onda completa, Scribd [blog web]

http://es.scribd.com/doc/15462087/Rectificador-de-

Onda-Completa

[29 de mayo a las 14:13]

[3] Filtro con condensador a la entrada, Electrónica

[página web]

http://electronica.webcindario.com/tutoriales/fuentes10.

htm

[30 de mayo a las 16:39]

[4] Fuente de alimentación con tensión fija, tutorial de

elaboración [blog web]

http://fuentedealimentacioncontensionfi.blogspot.com/

[31 de mayo a las 17:14]

[5] Fuente regulable de voltaje, Electrónica unicrom,

[sitio web]

http://www.unicrom.com/cir_fuenteconlm317T.asp

[01 de junio a las 18:02]

[6] Construcción de una fuente continua, Universidad

Católica de Chile, [informe pdf]

http://www2.ing.puc.cl/~iee2172/files/fuente/FUENTE

-GUIA2004.pdf

[02 de junio a las 11:22]