S03 Diodos rectificadores

SESION 3

2

Objetivos

•

Utilizar ecuaciones

matemáticas para la

representación de fenómenos

físicos.

•

Dibujar en circuito

rectificador de media onda y

de onda completa.

•

Explicar como funcionan las

diferentes etapas de una

fuente de alimentación.

•

_{Analizar circuitos}

INTRODUCCION

4

Valor RMS

La corriente alterna y los voltajes (cuando son alternos) se expresan de forma común por su valor efectivo o RMS (Root Mean Square – Raíz Media Cuadrática).

Cuando se dice que en nuestras casas tenemos 220 voltios, éstos son valores RMS o eficaces.

¿Qué es RMS y porqué se usa?

Un valor en RMS de una corriente es el valor, que

produce la misma disipación de calor que una corriente continua de la misma magnitud.

6

Valor promedio

El valor promedio de un ciclo completo de voltaje o corriente es cero (0).

Si se toma en cuenta solo un semiciclo (supongamos el

positivo) el valor promedio es: U_PROM = U_PICO x 0.3183

Up

8

RECTIFICACION DE MEDIA ONDA

RECTIFICACION DE MEDIA ONDA

Media Onda : V_dc=( V_p – V_D)/ π = 0.318 (V_p- V_D) 2da _{aproximación}

f

= f

10

Ejercicio 1:

Para el circuito mostrado

•_{Dibujar la forma de la onda de salida (escalar)}

Ejercicio 2:

Transformadores

• Un Transformador es un dispositivo que convierte energía eléctrica de corriente alterna de cierto nivel de voltaje en

Relación de Transformación

N1 = Nº de espiras del primario N2 = Nº de espiras del secundario V1 = Tensión del primario

V2 = Tensión del secundario

REAL

Corriente de excitación

14 Para obtener una tensión en el secundario es necesario que

Componentes de la corriente de excitación

-La corriente de

magnetización i_m, que es la corriente necesaria para

producir el flujo en el

16

Relación de parámetros en el transformador

Potencia de entrada (Pi) = Potencia de salida (Ps)

EJERCICIO 3

Un transformador debe convertir 220v en el primario a 10v en el secundario. Si el consumo de corriente en el secundario es de 1 A ¿ cuál es la corriente que circula por el primario ?

EJERCICIO 4

18

RECTIFICACION DE ONDA COMPLETA

Onda Completa: V_dc=2( V_p – 2V_D)/ π = 0.636 (V_p- 2V_D) 2da _{aproximación}

f_out = 2 f_in

RECTIFICACION DE ONDA COMPLETA

20

b) CON PUENTE DE DIODOS

EJERCICIO

22

FUENTE DE

ALIMENTACION

ENTRADA

SALIDA

Diagrama de Bloques de Fuentes de Alimentación DC

Red

24

SEÑALES FILTRADAS

a) Media Onda

b) Onda Completa

Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de

almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dieléctrico.

Capacidad: Se mide en Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan grande que se suelen utilizar varios de los submúltiplos, tales como microfaradios (µF=10-6 _{F ), nanofaradios}

(nF=10-9 _{F) y picofaradios (pF=10}-12 _F).

26

Condensador Electrolítico. Tienen el

dieléctrico formado por papel impregnado en electrólito. Siempre tienen polaridad, y una capacidad superior a 1 µF

Condensador electrolítico de aluminio. Tienen la cuba es de aluminio y el

electrolito una disolución de ácido bórico. Funciona bien a bajas frecuencias, pero presenta pérdidas grandes a frecuencias medias y altas. Muy utilizado en fuentes de alimentación conmutadas.

Son inadecuados para funcionar con corriente alterna. La polarización inversa destruye el óxido, produciendo un corto entre el electrolito y la

Comportamiento en corriente continua

Un condensador real en DC se comporta prácticamente como un condensador ideal, es decir, como un circuito abierto. Esto es así en régimen permanente ya que en

régimen transitorio, esto es, al conectar o desconectar un circuito con condensador, suceden fenómenos eléctricos transitorios.

28

Comportamiento en corriente alterna

Al conectar una CA a un condensador circulará una corriente i(t), también senoidal, que lo cargará,

originando en sus bornes una caída de tensión, -v_c(t), cuyo valor es igual al de v(t). En realidad, dicha

corriente nunca atraviesa su dieléctrico. Lo que sucede es que el condensador se carga y descarga al ritmo de la frecuencia de v(t), por lo que la corriente circula

externamente entre sus armaduras.

30

TENSION DE RIZO

V_rizo-pp = tensión de rizo pico a pico f = frecuencia de red

C = capacidad del condensador

I med = Intensidad promedio que circula por la carga

C

f

V







m

I

Ya que T = t descarga, la cantidad de carga almacenada o entregada por el condensador es:

TENSION DE RIZO

V_rizo-pp = tensión de rizo pico a pico f = frecuencia de red

C = capacidad del condensador

I med = Intensidad promedio que circula por la carga

C

f

V







2

I

Para el rectificador de onda completa tenemos que:

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ETAPA DE ESTABILIZACION

Una vez realizada la etapa de filtrado se requiere que la señal obtenida permanezca constante ante la variación de la tensión de entrada o de la corriente absorbida por la carga, esta es la función principal del estabilizador también llamado regulador

Rectificador serie

Cuando la carga esta desconectada el consumo es nulo porque el circuito queda abierto.

Se puede usar como regulador de voltaje un DIODO DE ZENER. Este diodo

posee la particularidad de mantener constante un voltaje entre sus extremos en un gran rango de corrientes cuando se le polariza en forma inversa. Si se le polariza en forma directa, actúa como un diodo semiconductor convencional.

34

Condición de encendido:

•

_{Por divisor de voltaje:}

•

_{Condición de}

encendido:

R

R

V

R

V

V

L







Vz

R

R

V

R

V

L







V

≥ V

Ejercicio 1

Para el siguiente circuito, determinar

V

, V

, I

y

36

Para el siguiente circuito, determinar

V

, V

,

I

a)U_sal = +15V b)U_sal = + 0.7V c)U_sal = - 0.7V d)U_sal = +6V e)U_sal = -6V Ejercicio 3

En el circuito indicado se utiliza un diodo zener con una

38 EJERCICIO 4

En una fuente de tensión continua la tensión

proveniente de la etapa de filtrado es de 50V, la etapa

de regulación de voltaje debe mantener una salida de

10V calcular a) el valor de la resistencia de carga que

encienda el diodo zener y b) la corriente que circula por

EJERCICIO 3

Se conecta a la salida de un rectificador de onda completa un condensador de 100μF y en paralelo a este una resistencia de carga de 1KΩ , la tensión en la carga es igual a 12V calcular: a) Corriente máxima de salida.

b) Tensión de rizo. c) Porcentaje de rizo.

EJERCICIO 4