ZENER”
OBJETIVOS
1. Analizar y experimentar con un regulador de tensión a base de diodos Zener.
2. Medir los valores más importantes de los rectificadores monofásicos de media onda, onda completa con tap central y onda completa tipo puente para comparar sus valores con cálculos teóricos.
3. Graficar las señales para los rectificadores monofásicos
de media onda y
los diferentes tipos de rectificadores de onda completa con filtros.4.
Demostrar el funcionamiento del rectificador de onda completa.
5. Medir el rizado de los filtros capacitivos.
6. Identificar bajo que condiciones es importante utilizar cada uno de los diferentes rectificadores.
CONSULTA PREVIA
La información necesaria para el desarrollo de la práctica, se encuentra disponible al menos en las siguientes referencias.
1. HORENSTEIN, Mark , MICROELECTRONICA, CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS, Editorial Prentice Hall.
2. Microelectronic Circuits, 4th edition", Sedra & Smith, Oxford University Press, 1998.
3. MANUALES TÉCNICOS Y NOTAS DE APLICACIÓN de diferentes fabricantes.
4. www.virtual.unal.edu.co, Programa universidad Virtual, Universidad Nacional de Colombia
PREGUNTAS PREVIAS
1.
¿En que consiste la rectificación de media onda y como se obtiene el valor continuo de este rectificador conociendo su valor máximo o valor pico?2.
¿Cómo se puede identificar los terminales primario y secundario del transformador de tipo reductor y su estado utilizando un mutimetro?3.
¿Cuál es el objetivo de rectificar una señal alterna?4.
¿En que consiste la rectificación de onda completa y como se obtiene el valor continuo de este rectificador conociendo su valor máximo o valor pico?5.
¿Cómo se puede obtener un voltaje continuo negativo a partir de una señal alterna?6.
¿Cuál es el objetivo de filtrar una señal ya rectificada?7.
¿Como se obtiene el factor de rizado de un rectificador de onda completa con filtro?8.
¿Cómo se puede Verificar el estado de rectificador puente utilizando un multimetro?EQUIPO NECESARIO
ZENER”
1 Protoboard
1 Fuente de voltaje Regulada
1 DVM
1 Punta de prueba para DVM
1 Generador de señal con su respectiva punta de prueba 1 Osciloscopio cos sus respectivas puntas de prueba 1 Transformador 10:1 con tap central
COMPONENTES NECESARIOS
Resistencias de 1K, 100K, otras de 1/2 de watt 4 Diodo 1N4001
1 Diodos Zener 1N757
4 Capacitores de 1uf, 10uf, 100uf, 1000uf
AL INICIO DE LA PRACTICA DEBEN PRESENTARSE LA SOLUCION DE LAS PREGUNTAS PREVIAS, LOS CIRCUITOS IMPLEMENTADOS EN
“PROTOBOARD”, ADEMÁS DE PRESENTAR LAS SIMULACIONES DE TODOS LOS CIRCUITOS.
Por lo anterior es necesario que tenga presente la forma en que vienen interconectados los diferentes contactos de los "protoboards" y cómo realizar conexiones en ellos.
DEBEN PRESENTARSE FOTOCOPIAS DE LAS HOJAS DE DATOS DEL FABRICANTE DE LOS DIFERENTES DISPOSITIVOS A UTILIZAR EN LA PRACTICA. CUALQUIER INCONVENIENTE CON LAS MEDICIONES DEBE SER CONSULTADO CON EL PROFESOR.
PROCEDIMIENTO
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
FIG 1 120 Vrms
10:1
Vs R1
1k D1N4001
1.
Implemente el circuito de la Fig 1.
Calibre previamente el osciloscopio y con el canal 1 mida y grafique el voltaje en el secundario del transformador Vs y con el canal 2 mida y grafique el voltaje en la resistencia Vr. ¿Cómo son esas señales?; ¿Por qué?.ZENER”
2. Con las mediciones realizadas con el tester y el osciloscopio complete la siguiente tabla.
Vs Vs V ( R ) V ( R ) I ( R ) I ( R ) Vpeak Frec. Frec.
RMS Peak Peak DC Peak DC Diodo en sec. en R
3. Compruebe teóricamente los parámetros anteriores.
4. Coloque un capacitor electrolítico de 1uf en paralelo con R1 y determine el voltaje de rizo.
Repita este proceso con capacitores de 10uf, 100uf, 1000uf, ¿cambia la señal de salida, aumenta el voltaje dc en la resistencia por que? Dibuje la señal de salida para cada caso.
5. En el circuito anterior cambie el transformador por un generador de señal y configure la amplitud a 12 VRMS analice la señal de salida para las frecuencias 100, 1K, 5k, 10K Hertz, explique.
6. Cambie el diodo 1n4001 por un diodo 1n4148 y luego por el diodo 1n5817, que cambios observa en el voltaje de salida para las diferentes frecuencias establecidas en el ítems anterior.
Explique el porqué de estos cambios.
RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON TAP CENTRAL
D1N4001 120 Vrms
+ Vs -
Vout
0
R21k
Vout
0
0 FIG 3
Cx
+ Vs -
FIG 2
D1N4001
7.
Implemente el circuito de la Fig 2.
Mediante un osciloscopio grafique Vs y VR.8. Efectúe las mediciones y cálculos necesarios para completar la tabla siguiente.
Vs Vs V ( R ) V ( R ) I ( R ) I ( R ) Vpeak Frec. Frec.
RMS Peak Peak DC Peak DC Diodo en Vs en R
9. Compruebe teóricamente los parámetros anteriores. Compare el rectificador de media onda dado en la experiencia anterior con respecto al rectificador de onda completa. Indique al menos 3 diferencias en su comportamiento eléctrico.
10. Adicione al circuito de la Fig 2 un capacitor de 10uf en paralelo con R2 como se muestra en la Fig 3.
11. Mediante un osciloscopio mida y grafique Vs y VR.
12. Mediante tester y osciloscopio complete la siguiente tabla. Repita el proceso con un capacitor de 100uf.
ZENER”
Capacitor Vs Vs V ( R2 ) V ( R2 ) I ( R2 ) I ( R2 ) Vpeak Frec. Frec.
RMS Peak Peak DC Peak DC Diodo en Vs en R
10uf 100uf
13. Comparando estos resultados con los obtenidos en el rectificador de media onda que sucede con el voltaje de rizo.
RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON TAP CENTRAL
FIG 4 10:1
Vs R3
1k 120 Vrms
0
- +
1
4
3
2
14.
Implemente el circuito de la Fig 4.
Mediante un osciloscopio grafique Vs y VR.15. Efectúe las mediciones y cálculos necesarios para completar la tabla siguiente.
Vs Vs V ( R 3) V ( R3 ) I ( R3 ) I ( R3 ) Vpeak Frec. Frec.
RMS Peak Peak DC Peak DC Diodo en Vs en R
16. Compruebe teóricamente los parámetros anteriores.
FUENTE DE VOLTAJE DC CON REGULADOR ZENER
10:1 R5
FIG 5 120 Vrms
0
R4 100k
D7 D1N757
- +
1
4
3
2
C2 100uf
RL Vs
17. Para el circuito de la Fig 5, determine los valores máximo y mínimo del voltaje en R4 y teniendo en cuenta que la carga puede variar de 0 a 1K, determine el valor de R5, tenga en cuenta la potencia máxima que puede disipar R5 y D7.
18. Que condición se debe cumplir en D7 para que mantenga el voltaje de salida constante e igual a 9.1 v.
19. Realice las mediciones necesarias para obtener la grafica del voltaje en Vs, C2, R5, RL max.
ZENER”
