Download - Informe de Labroratorio 3
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-HHF3ffiI"Jf.IIIVHFSIAAB gE LRS FUEHSAS AtrMArAS*tHtuE,ssg* F*ft* L* ExcEtEFIst
INFORME DEL LABORITARIO 1.2
NOMBRES: Bryan RuedaFrancisco Ulloa
Alex Moran
TEMA: Rectificadores de media onda y de onda completa con carga resistiva y filtrocapacitivo.
OBJETIVOS
. Verificar el funcionamiento del circuito rectificador de media onda con filtrocapacitivo. 1
o Verificar el funcionamiento del circuito rectificador de onda completa con filtrcapacitivo.
r Comparar datos calculados, simulados y medidosMarco Terico
rectificador y acercarlo ms a un voltaje constante es aadiendo un capacitor en lasalida. La carga y descarga del capacitor suaviza o reduce las variaciones en laseal.
El voltaje de la seal rectificada y filtrada secontrolarse con el tamao del capacitor. ElVr(p-p)= = {}-rvn
'^41*
0i'
,rtl
conoce voltaje de rizpo"ripple"ypuededo de pico a pico es
voltaje de pico de la seal rectificada antes de aadir el capacitor.
frecuencia especfica mientras atena todas las seales fuera de esta banda.Atendiendo a la ganancia, podemos encontrar dos tipos de filtro:Filtros pasvos. Los que atenuarn la seal en mayor o menor grado. Se implementan concomponentes pasivos como condensadores, bobinas y resistencias.Filtros activos. Son los que pueden presentar ganancia en toda o parte de la seal desalida respecto a la de entrada. En su implementacin suelen aparecer amplificadoresoperacionales. No suelen contener bobinas, salvo en el caso de frecuencias muy altas.Los inductores no se utilizan a menudo en los filtros activos de vida, porque sonvoluminosos y costosos.
Obteniendo a su respuesta en frecuencia, encontramos los siguientes filtros:
Filtro paso ao. Es aquel que permite el paso de frecuencias bajas, desde frecuencia 0 continua, hasta una determinada. Presentan ceros a alta frecuencia y polos a bajafrecuencia.
tE,
tS#Rreu0*
-
Filtro paso alo.' Es el que permite el paso de frecuencias desde una frecuencia de cortedeterminada hacia arriba, sin que exista un lmite superior especificado. Presentan ceros abajas frecuencias y polos a altas frecuencias. tFiltro paso banda: Son aquellos que permiten el paso de componentes frecuencialescontenidos en un determinado rango de frecuencias, comprendido entre una frecuencia decorte superior y otra inferior.
Filtro elimina banda: Es el que dificulta el paso de componentes frecuenciales contenidosen un determinado rango de frecuencias, comprendido entre una frecuencia de cortesuperior y otra inferior.
El factor de rizado debe estar en el rango del 1 o/o al2o/o para ser efectivo.Frecuencia: 50 Hz I 6O Hz x 10o/o
Rango de voltaje: desde 220 hasta 1000 VCA.Tolerancia de capacitancia: de -5% a +10Vo.
Tolerancia'. *L|o/o voltaje y * 5o/o en frecuenca
d,"rv
-
1.1 Armar el circuito filtro con rectificador de media onda.
Para las condiciones del circuito se tomarn los siguientes valores auto-impuestos
Vnc = 3V
Ioc = 300u'{
r = 5o/o
una vez con estas condiciones procedemos a catcutar las dems caractersticas detcircuito
Calculo de la Resistencia:
vr, =T_ 300?l? =- 3V
R = 10k0
Para Calcular elvalor de la potencia sobre la resisiencia, lo realizamos de la siguientemanera.P = Ioc2R
P =9mW
*o
clv'
Para calcular el valor der capacitor lo realizamos de la siguiente manera:Sabemos que elfactor de rizado es:
- -Vr^,I -- Voc
Vrp,-wvrrp,_M
r = =lDCz'fs c vx#L
z,fsfcR
I
E
-
E(-Reemplazando los datos iniciales tenemos:
zr[-zrn
Ixl7 so o,o5 lomo
C :9.622 x 10-6F
Ahora procedemos a calcular el valor del voltaje de pico Z,
Voc = n", -YA continuacin analizaremos los valores deV*, y Vrs para reemplazarlos en la ecuaciny obtener elvalor de Voo
Conocemos que elvalor deV*o esta dado por:
rrrv,pp=TJo(Ia')at
Idc rrv,pp =T Joo,
Vrpp =r+,
Sabemos que T : ] reemplazando obtenemos.,fv--- - :Id''roo - fi
Se conoce queVo, est dado por:
Voc=n"r-#
voc = vP
-Yi!+ry
Reemplazando los valores deV*, y Vo6 en la ecuacin de Vo
vp=voc(*{r)*u,
Elvalor comercial mas prximo que tenemos para un capacitor es:
c=1ox1o-6F =LouF /
F
-
7Reemplazando los valores caldulado tenemos:
/l\vp:3\t.+6)+o'tvP :3'95V
Por lo tanto el voltaje de pico de la fuente de entrada es de 3.95v por lo que la seal de./entrada es:
vin = 3.g5 sen(wt)v /Como dijimos anteriormente no existen capacitores en el mercado de 9.622uF pero elvalor mas prximo que tenemos es:
= 9.622 x 10-6F
1z*60*louF*to+o'7
vP:3'95VPor lo tanto el voltaje de pico de la fuente de entrada es de 3.95v por lo que la seal deentrada es:
Vrn = 3.95 sen(wt)VUna vez obtenidos estos datos pasaremos a calcular la corriente mxima que se obtienede la siguiente manera:
, sin0t : Vop - Vrpp
I/oo sin O, = Vr, -(fr
Vo, sin0,t = Vop - h
Vo, sinlt = ,* - h
., VopToosinAt=Vop-
*
L( 1 \senel- L_re\r )sen6,
- 1- 2
zfRC + I
C
vr=3(t+
-
senal=ffi, tZfRC-Lt
er= sen-tfrnc +l0t = sen-L(0.84)
0L = 57'79"
id.=ir*icdVVdmax=C*
R
-dVo, senwt . Vo, senwttdmax=cT+-V- senwt
idmax -
C. Vop' coswt'* +?
ilmu - C' Vop' coswt'2n f .ryReemplazando los datos tenemos que :
idmax= 10uF. 3.95 . cos57.79.2tr60*3'95senwt10000Reemplazando los datos que tenemos obtenemos lo siguiente:
,
idmwc = 9.49mA /Por lo tanto para nuestro diseoo podemos usar un diodo:
h= IN4007
-
'-tr e n'.:: *. 4, *'! WW;+1.r:'t: ?:s".f.E:t;..::{=t.a.t..:a.Zt:
'.n., 1 ::1. * ! {, * .:LF:,}1,* 4 t r *.r:,r:r::-:* " o ::1r".t
1.1.1 Obtener la forma de onda del voltaje de salida y el voltaje de rizadopico-pico con el osciloscopio.
Forma de Onda delVoltaje de Salida
wf^U
.
i:;i
:
:
-1*i
:/,\':
.:
.-l..-..-.+
.3.8$3 T
sox" l+ via;o F E4. l-ftll" i-i+.lve.',t*" lT-$ r*".r [***].*S lYmitbri lwgesit*xl' ll-e{el le
a,ef *ell ocl * iffi I *g * gre- - r lrypa s*,q,u*
-
{(
Voltaje de Rizo Pico - picoSabemos que f:1
7 = 0.016Irrv'w = 7 Jo
Ioc dt
lrrv,pp = ro
"F J" o.oo3 d
1.V,pp = ffi (0.OOS tuA)l$'0o16
1V,pp =
,*, (+.8 x 10-6)
Vrro = 4B0mV /
-
7= 449.32mV
Vrpp:432mV
vaIT eori"co -
valPr actco
Calculo de Error:
o/oError =
valPract.co. 100
-
I449.32 -
432o/oError : . 100
432
o/oError = 4o/o
1.1.2 Con el uso del multmetro determinar el voltaje medio y voltaje eficaz.
Voltaje MedioVp6 :3V
En las medciones de laboratorio se obtuvo
Calculo de Error:
o/oError =
3-2.9o/oError = Lg .tOD3-2.9o/oError :
-.1-oo
' 6{
feY
{\'t,^0l,nr
.tf
'o -
valPractico
-
o/oError = 3.44o/o
Voltaie Eficaz
Vnus=Vrms= Wy=mx+b
^=ry**-^-vrp -vrp
_-zvfp...-- T-O T
Vr =mt *Vrp
y, =ff*v*vnus=+f W+u*)'at
v^*,' = + f W - 4v*' f, * u*') a,r, ,
-V*t f4 I
vnus' =.f[. - 2r +r]tr ,
-V*'v RMs _ lE_
t, -V*,'rp-T
t, -vrpp,nus -
Vroo 480mV'.::,:,:s/
-
Vnus = t37-B4mV
Vnus = 127mV
ra"ctico
137 -
127
j..,! !..\f
^Uiy'" il\'ll-/
. 100o/oError =
o/oError =
-.
100r27
o/oError = 7.B7o/o
Calculo de Error:
-
1.1.3 Duplique la frecuencia y mida el voltaje de rizado pico -
pico
Sabemosque f-1
r = i.ooasslrrv,nv = Jo
loc dt
7rrv,pp = to
"F Jr 0.003 dr
t/-7vrpp = lff,p (o'oo3 ul)13008331.V,pp=
** (2'5xt
Vro, :25V
0-s)
\rt {
,?ur-' ,U
Vrpp :2VQ
Vro = 7.24
-
lVrpp=7.24*2
Vrr, = Z.4B
| ^'pI r{*', *'ty
-
3.2Armar el circuito filtro con rectificador de onda completa.
Datos
Voc = 7'5VIpc = 750uAr = 2.4a/o
Resistencia
R ='k'l'oc7.5Vft=
750uA
R = 10kf)Capacitor
v, ,, = fr(/rrrotPara hallar V:
y=m)c+b7n- w-Xz-xt
b =Vrp
7n= -V'P-V'P --Zv'PT-O T
_', lrv=!-fft+V*v,^r' = #ltfrut +vrp)zdtv*'=?ff,'ff*
-ryt+u*z)atv,,n,, =?ft{$'- ryg' *r*, G))v, ,'=Sr(*-;-;)Orrrr'=Yt,
-
vp"r t-.lF
V*o = 2V* r -
vrppvnns
- ffi
-
i:...:1.';i:iiit',:ri/,r :1i r.;,r:-)'.r:a-::.::/t-.:'E#*wg=::""s.:
r =fu.vpctfffrn
t-42',/3Vp
Vpg = Ipg* R
v*o =ffi1
,--4,,l3nCf
t ,:7+,ltnr +VSqroto(o.oz4)60
C = 10. OZxtO-6 f/c =LouF /
Calculo de Vp
Voc = uro -Ytr loc'rpp - Tc,
-Voc'oc-T,*(r+#)=uooVoo =Vo-ZV"
vDc(L. r*)=Vp-z\
IocVoc=Vno-T
Voc =u* -#
F = Inc *VpcP = 7QuAx 7.5
P = 0.0056 w
tIvp=voc\+ffi)+zv,vp = 7.s(t *;,rm;,fu-) * L.4 = e.zr vvp = e.z:u /Potencia
-
t!
Corriente del diodo mxirna
VooSin @t = Vop - Vrop
VouSin 0t=vop-*=vop-#
vopsinor _vop_#f;k)\'* 4F73l
sin01 =r_#r_-7 + 4RfCSin" =-1 + 4RfC
- t-7 * ZRf Ct
0r = Sin-'{ t\r+zRfc I, t-L*4x70k*60x10ufr0r=sin-r(@
0t = 66'92o
ia='*ic
id^o,=cffivr)+frdma,, = t (*r* * sen wt) .ryid*qr, = g *Vo?* cos wt:* *Voo
*
*ntwt
d^ir= c *vop*coswt*Ztf -rya^* = ruuf * 9.zr* cos (66.9 z") * z* 60 * , *q2t * s-2{2^a'92")
/ 10000i-o, = 7.4,45 mA /
Diodo a Ljtilizar en lapc'ticaDiodo 7N4007
Dodo tN40A7 Circuito de la oracticaCoriente mxima 1.4 74,45mA
F
-
vpt> \b50y > 9.21V
i**;-?ffi##:d'gqs?lr;4;* : a, r,_ .- :i .! , rt*.f .a;t*,,
r;: ::;:ffi;::: :ill ::
*f"q:;;.f.;
j;,1-,1;$i
[1]i;+i$;';'; 4.1 :,.:r.:::a:::a l:a : 4,ra:.14...-.4& ; ., - :.. Lryfi. .,r,1'"t- , -,.----: ."".""-
ffi* ffi*r;fr:iffi'; ffi:;;;'3.2.1 Obtener la forma de onda del voltaje de salida y el voltaje de
rizado pico-pico con el osciloscopio.
Voltaje de rizado pico-pico (experimental)
lD
lL:--::aa:,:-
lr op = 7 - 68 ,- {ExPerimental}
-
Voltaje de rizado pico-pico (simulacin)
{fFdmj* ffijl :;:#: I,',ffI' 9W.1 W.WE O,BV-I?-rl l-r+.nrns 36{.6umv
.r fmbm _
.S*, lOmSnCtrnd!_ Ctrnrd8
scde t v/biv iS *: 5 vrt.v
1R".,*1f s'*-l
ExL filgEr i,frig[Fr&gp EEEI;,Uie'j:ltd! -,Xpe.{Fiv}: 0 Y!q.@iv}: 0 ypoc.Oiv}r 0
iEn@m@ mE@ 's.EEEEvop= 8.18v (Teorico)
Von olo ErrorV, _V.
= T*I00o/o8.18
- 7.68
=
-E.fg- xL$o/o
= 6,LLo/o
IP"
o/o Erraryo,
o/o Erroryo,
a/o Erroryoo ubv"nn
r' rm!s.__ - , ,_ Ctsnd__ rdB
isoa., to*nn'-- s".' EiFil$socl fri_.,__:ixpos(!r): 0 vpc.Gv) o vpoc.@v): o;EM@@ Eg@ 'E EEEtr
t-Ba-f*lf t""-1'J aEiooGr,,Tft!rI&rp: EEE'.rlEg
,lwdr O- - ,ffiFr*165
-
a/o Err ory *, =
\# xraoo/o
Vrpp -
56B.6Bmu (Teorico)Vrpp = 432mv (Experimental)
Vrro o/o Error
568.68
= 24,03 o/o
3.2.2 Con el uso del multmetro determinar el voltaje medio y voltajeeficaz.
*7x\o/o Errortr'rpp
o/o Errorv'rpp
568.68 -
432
-1{4OSFGF ! i\40?GF
-
Vpc = V* -ryrl Incurpp
- 7
, -
r'DClnr
-
-
vDC(r*#)=v",rr Vop
-
B.L8 -J nC -- --j-i--E-=;.85
-' +nc -' +nfc
v* - Lxtooo/oo/oErroryor=-W
7.85 -
7.30o/o Erroryoc = --'dS- xLl0o/oo/o Erroryor= 7,006 8/a
Vnc = 7. 30{Experimental}
tacVpc=v;o-T
vnc=v"o-H
V6 o/a Error
v r^,
vmVoc
2.4o1n'- .=7.85
r/ \{*"b
-
7Vro"r=0.024*7.85
t/_ _ v^a/o Errory---
-
'1---::xl11o/avrms tlvT
,r ,4,T,., Tirne* : :l; !2.538ms
, 't '.f ,t' s:.nne*.',?-_{_-__
.j: 34.4?b m
f,har:nri_&,-i.?E.5F4m!'.{ltr iEF m!:)?c
"ql m!
Chne A
ChEnej- f"-*=.-.:-8.:
Irebasc5m{el llirn5gtX p*r.'p{tJr
Sab: 3&0 rnilErir:Y pns,{rv}r f...T:-!ry'i4{.1 l*C it.a._*,._.
Lrr]n!t:$6ie: 5 l,'r$n-1':po:.1Dir;i:
,Ac"j_g*i#{-t -
i :54,re ,,,,;- . rr :: ' Ex'i.. tngge'
Triggei
=dge; ffi{fi,,,.*g*;iG"-:Le,el: ;- - i":_-.:*-'ilT!_i*jl@
,singe Jlvormi itA*ry iUg
Vr*, -
188. 4 mV /%*. 9/o Error
o/o Error,,Y rms1-BBmv
- 0.18u
3,BBmv xI0}a/o
o/o Erroryr r= 4.ZS alo
3.2.3 Duplique la frecuencia y mida el voltaje de rizado pico -
pico
:t:n3iil::::::::;l=:: !.: r,t : :::n-tr,
ffiffi: li :
-
I& i-: ,": "* -f ;- -*w-:
o/o Erl-or1,- =" . ', ,i00o/b_ ,op Vr
Vrpp -
229.252n2r: (Teorico)Vrpp
- Z20mu (Experimental)
Vroo o/a Eror
100o/o
I
7?9.237, -
22Ao/c Errorv =, rpp 229.252o/L E'rorv = 4.03 6,
'rpp
-
3.3 Reaiizar el cuadro con los resultados obtenidos y comparar con los 'calculados y simulados.
-{t '1
/)
VOLTA.'ES Vomedo{v) Vtoot1 tQ
Vrnrs (v)
Valor calculado. 7.85 fr628/0.31=2.O2 0.18Valor simulado 70q 0.568/0.229=2.4 0.143Valor medido 7.30 4.4321a.?,20=1.96 0.18
E 'i: