Práctica 2: “Media onda y onda completa de rectificación.”

Tecnológico Nacional de México

Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Mecatrónica

Ingeniería Mecatrónica

Práctica 2:

 “Media onda y onda completa de rectificación.”

Materia: Electrónica Analógica

Docente: M.I.E.

Alumnos:

Jueves 17 de Marzo de 2016, Nuevo Laredo, Tamps.

Practica 2

Media onda y onda completa de rectificación

Objetivo: Familiarizarse con media onda y la rectificación de onda completa

Equipo requerido

Instrumentos:

• Osciloscopio
• DMM

Componentes

Resistencias:

2* 2.2kΩ

1* 3.3kΩ

Diodos:

4* silicio

Generador de funciones

Marco teórico.

La función principal de los sistemas de rectificación de onda completa y media onda es establecer un nivel de corriente continua a partir de una señal de entrada senoidal que tiene nivel medio cero (DC).

La señal de onda media en Fig.4-1 normalmente establecida por una red con un solo diodo tiene un nivel medio o equivalente DC igual a 31,8% del valor de pico Vm. es decir:                                                  [pic 1]

La señal rectificada de onda completa en Fig.4.2 tiene dos veces el nivel promedio de DC de la señal de media onda, o 63,6% del valor de pico Vm. Es decir: [pic 2]

Para grandes entradas senoidales (Vm >> VT) el voltaje de transición de polarización directa de un diodo puede ser ignorada. Sin embargo, para situaciones en las que el valor de pico de la señal senoidal no es mucho mayor que VT, VT puede tener un efecto notable en VDC.

[pic 3]

Procedimiento

Parte 1. Tensión de umbral

Elegir uno de los diodos de silicio y determinar la tensión de umbral, VT, utilizando la capacidad de diodo de comprobación de la DMM o un trazador de curvas.

VT= 0.60 V

Parte 2. Rectificación de media onda

1. construir el circuito de la Fig.4.3 usando el diodo elegido de la parte 1. Registre el valor medido de la resistencia. Ajuste el generador de funciones a un 1000 Hz 8-Vpp tensión sinusoidal utilizando el osciloscopio.

 [pic 4]

        Rmeas=2.2KΩ

1. La entrada sinusoidal (e) de Fig.4.3 se ha trazado en la gráfica de Fig.4.4 Determinar las sensibilidades verticales y horizontales elegidos. Tenga en cuenta que el eje horizontal es la línea 0 V.

[pic 5]

Sensibilidad vertical= ___2V__

Sensibilidad horizontal= _1ms

1. El uso de la tensión umbral de la parte 1 del V0 determinar la tensión de salida teórica para la Fig.4.3 y boceto de la forma de onda en la Fig.4.4 para un ciclo completo utilizando las mismas sensibilidades empleadas en la Parte 2 (b). Indicar los valores máximo y mínimo de la onda de salida.
2. Utilizando el osciloscopio con el interruptor de acoplamiento AC-GND-DC en la posición DC obtener la tensión V0 y dibujar la forma de onda en la Fig.4.5. Antes de V0 visualización asegúrese de establecer la línea de V0= 0V utilizando la posición GND del interruptor de acoplamiento. Use las mismas sensibilidades que en la Parte 2 (B).

[pic 6]

¿Cómo se comparan los resultados de 2(c) y 2(d)?

La onda de 2(d) ya está rectificada, mientras que 2(c) es sinusoidal, salida directamente del generador de funciones.

1. Calcular el nivel DC de la señal rectificada de media onda de la etapa 2 (d). Suponga que el pulso positivo de la forma de onda de uno abarca la mitad del período de la forma de onda de entrada cuando se utiliza Eq.4.1    

===2.33V[pic 7][pic 8][pic 9]

 
VDC= 2.33V

1. Medir el nivel DC de V0 mediante la escala de DC de la DMM y encontrar la diferencia porcentual entre el valor medido y el valor calculado de la Parte 2 (e) usando la siguiente ecuación.

%Dif = () x 100% [pic 10]

%Dif =  x 100 % = 2.44%[pic 11]

(Medido) VDC =__2.273V_____

(% De diferencia)=__2.44%__

1.  Conmutar el interruptor de acoplamiento AC- DC - GND a la posición AC. ¿Cuál es el efecto en la señal de salida V0? ¿Parece que el área bajo la curva por encima del eje de cero es igual al área bajo la curva por debajo del eje cero? Discutir el efecto de la posición de CA en las formas de onda que tienen un valor medio durante un ciclo completo.

-En C.D. se considera una onda rectificada y en C.A. solo se toma en cuenta la caída del diodo y el área debajo de la curva no es igual a la que esta sobre la curva.

1. Revertir el diodo de la Fig.4.3 y dibujar la forma de onda de salida obtenida usando el osciloscopio en la Fig.4.6. Asegúrese de que el interruptor de acoplamiento está en la posición de DC y la línea V0 = 0 V se memoriza utilizando la posición GND. Incluir los niveles máximos y mínimos de tensión en la trama como se determina utilizando la sensibilidad vertical elegida.

[pic 12]

1. Calcular y medir el nivel de corriente continua de la forma de onda resultante de la Fig.4.6. Inserte el signo correcto para la polaridad de VDC como se define en la Fig.4.3. Suponga que el pulso positivo de la forma de onda abarca la mitad del período de la forma de onda de entrada cuando se utiliza Eq.4.1

===-2.337V[pic 13][pic 14][pic 15]

(Calculado) VDC =-2.337Vdc__

(Medido) VDC =_2.272Vdc___

Parte 3. Rectificación de media onda (continuación)

1. La construcción de la red de Fig.4.7. Registre el valor medido de la resistencia R.[pic 16]

           Rmeas=2.18kΩ

1. El uso de la tensión umbral de la parte 1 a determinar la tensión de salida V0 teórico para la Fig.4.7 y dibujar la forma de onda en la figura 4.8 para un ciclo completo utilizando las mismas sensibilidades empleadas en la Parte 2 (b). Indicar el máximo y el mínimo de la onda de salida.

[pic 17]

1. utilizando el osciloscopio con el interruptor en la posición de acoplamiento DC obtener la tensión V0 y dibujar la forma de onda en la Fig.4.9. Antes de visualizar V0 asegúrese de establecer la línea de V0 = 0 V utilizando la posición GND del interruptor de acoplamiento. Use las mismas sensibilidades que en la Parte 3 (b).

[pic 18]

¿De qué manera los resultados de las partes 3 (b) y 3 (c) se comparen?

        En el 3(c), el osciloscopio solo toma en cuenta la corriente en directa, entonces se obtiene un offset positivo de alrededor de 2.3V. En el 3(b), el osciloscopio toma la corriente alterna en cuenta solamente y por ello la onda obtiene un offset negativo.

1. Calcular el nivel de corriente continua de la forma de onda de Fig.4.9 utilizando la siguiente ecuación:

[pic 19]

=)(sinɵ)   por lo tanto: V=(4V*)(sin45`)=2.82V[pic 20][pic 21]

[pic 22]

=8 entonces: /2=[pic 23][pic 24][pic 25]

(Calculado) VDC =_2.82Vdc__

1. Medir la tensión continua de salida con la escala de DC de la DMM y calcular la diferencia porcentual usando la misma ecuación que figura en la Parte 2 (f).

%Dif =  x 100 % = 19.5%[pic 26]

(Medido) VDC =2.3Vdc___

(% diferencia)=19.5%___

Parte 4. Rectificación de media onda (continuación)

1. Construcción de la red de Fig.4.10. Registre el valor medido de cada resistencia.

[pic 27]

=1.003Vdc[pic 28]

=1.003Vdc[pic 29]

1. Utilizando los valores de resistencia medidos y VT de la Parte 1, pronosticar la aparición de la onda de salida V0 y esbozar el resultado en la Fig.4.11. Use las mismas sensibilidades empleadas en la Parte 2 (b) e indicar los valores máximo y mínimo de la forma de onda.

[pic 30]

1. Utilizando el osciloscopio con el interruptor en la posición de acoplamiento DC obtener la forma de onda de V0 y dibujar en Fig.4.12. Una vez más, asegúrese de preestablecer la línea V0 = 0 V, utilizando la posición GND del interruptor de acoplamiento antes de ver la forma de onda. El uso de las sensibilidades escogido, determinarán los valores máximos y mínimos y el lugar en el boceto de Fig.4.12                                                

[pic 31]

¿Son las ondas de la Figs. 4.11 y 4.12 relativamente cercanas en apariencia y magnitud?

        Si.

1. Invertir la dirección del diodo y registrar la forma de onda resultante en Fig.4.13 tal como se obtiene usando el osciloscopio.

[pic 32]

Compare de los resultados de Figs.4.12 y 4.13. ¿Cuáles son las principales diferencias y por qué?

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