Lab 3 Electronic

 

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA 1 LABORATORIO N° 3. CIRCUITO DE FILTRO PASA BAJO (FUENTES DE PODER). INTEGRANTES 1

Díaz Pushaina Dharien José

252010021

2

Medina Arrieta Wilson J.

252010024

3

Ortiz Vélez Melisa

252010033

GRUPO: S DOCENTE: SAUL PEREZ

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE FACULTAD DE INGENIERIA DPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS LAB. ELECTRONICA ANALOGA

 

Resumen Esta experiencia experiencia de laborat laboratorio orio se llevó a cabo mediante el software Multase Multasen, n, el cual nos permite simular circuitos electrónicos, teniendo en cuenta conceptos previos desarrollamos la experiencia en la que elaboramos circuitos filtro, los cuales son utilizados en las fuentes de poder.  Alambramos y medimos los parámetros de voltaje de riza rizado do y voltaje de corriente directa en los cuatro tipos de circuitos filtro: capacitivos, capacitivos-inductivos, capacitivos-resistivos y capacitivos-inductivos-capacitivos. Pudimos concluir que la corriente alterna a la salida del circuito filtro carece de utilidad, que el valor de la tensión DC de salida es igual al valor pico de la tensión  AC de entrada.

Palabras clave: Circuito, Filtro, Onda, Capacitivo, Inductivo, Resistivo Abstract This laboratory experience was carried out using Multisim software, which allows us to simula simulate te ele electr ctronic onic cir circui cuits, ts, taking taking into into acc account ount previo previous us conc concept epts, s, we developed the experience in which we elaborated filter circuits, which are used in power sources. We wire and measure the ripple voltage and direct current voltage parameters in the four types of filter circuits: capacitive, capacitive-inductive, capacitive-resistive, and capacitive-inductive-capacitive. We were able to conclude that the alternating current at the output of the filter  circuit is useless, that the value of the output DC voltage is equal to the peak value of the input AC voltage. Keywords: Circuit, Filter, Wave, Capacitive, Inductive, Resistive

 

INTRODUCCIÓN Un fifiltr ltro o es un dis dispos positi itivo vo for formad mado o por com compon ponent entes es (res (resist istenci encias, as, bob bobina inas, s, conde condens nsad adore ores, s, en entr tre e ot otros ros…) …) in inte terco rconec necta tado doss en entr tre e si pa para ra prod produci ucirr uno unoss cambios específicos en la señal de entrada y obtener una señal de salida con características que uno desee. Este filtrado se considera como un proceso de cambio del espectro de la señal de entrada, para conseguir la señal de salida deseada como se decía anteriormente, el filtrado también se da a la eliminación de ciertos componentes frecuenciales de una señal para así dejar pasar las demás. Tiene Tie ne dif diferen erentes tes apl aplica icacio ciones nes don donde de se pue puede de mejorar mejorar la cal calida idad d de señales señales ruidosas, también multiplexado en frecuencia que sirve para transmitir distintos canales por el mismo medio de comunicación y casa canal ocupa una banda de frecuencias distinta a todas. Exis Ex iste ten n do doss titipo poss de fifiltltro ross pa pasi sivos vos y act activ ivos, os, lo loss fifiltltros ros acti activo voss nec necesi esita tan n alimentación exterior, los pasivos no; los pasivos son mas limitados por el tipo de alimentación que manejan, a comparación de los activos tienen una amplitud pequeña, los filtros pasivos tienen a ser menor a los activos.

 

OBJETIVO 

Comprender el funcionamiento de los circuitos filtro en las fuentes de poder 



Conoce Con ocerr la fu funció nción n de los ind induct uctores ores,, cap capaci acitore toress y resi resiste stenci ncias as en el circuito filtro



Diferenciar el tipo de onda de salida en los circuitos rectificadores sin capacitancia con aquellos que son capacitivos

 

Desarrollar circuitos que nos ayuden a entender la rectificación de onda en los circuitos filtro de las fuentes de poder.

 

Comprobar el funcionamiento de los circuitos de filtros en las fuentes de poder.   Alambrar y medir los parámetros de voltaje de rizado (Vr) y voltaje de corriente directa (VDC) en los filtros: capacitivos (c); capacitivos inductivos (CL); capacitivos resistivos (CR) y capacitivos, inductivo, capacitivos (CLC) tipo II

EQUIPOS Y DISPOSITIVOS UTILIZADOS        

Osciloscopio Entrenador ETS-7000 Multiprobador Digital Resistencias de: 20 kΩ; 10 kΩ; 2,2KΩ Condensadores de: 1 µF (2); 10 µF (2); Transformador T 506. Inductor de 6 H. (Primario de un T506) Diodos: 1N4007 (2).

 

Condensador eléctrico: Un condensador es un dispositivo pasivo que se utiliza en los los camp campos os de la en ener ergí gía a y la el elec ectr trón ónic ica. a. Pued Puede e al alma mace cena narr en ener ergí gía a mant ma nteni enien endo do un camp campo o eléc eléctr tric ico. o. Está Está fo form rmad ado o por un par par de supe superf rfic icies ies cond co nduc ucto tora ras, s, gen ener eral alme ment nte e en for orma ma de lámin ámina a o pla laca ca.. Cu Cuan ando do es esttá completamente afectado es decir, Todas las líneas de campo eléctrico que parten de una dirección están separadas por material aislante o vacío. Estas placas están sujetas sujeta s a una diferenci diferencia deotra potenc potencial ial y obtend obtendrán rán una determ determinada inada carga, una es de las cuales es positiva ya la negativa. Además, el total el cambio de carga cero.  Aunque desde un punto de vista físico, un capacitor no almacena carga ni corri cor rien ente te,, si sino no qu que e so solo lo alma almace cena na energ energía ía mecá mecáni nica ca po pote tenc ncia ial,l, cuan cuando do se introduce en un circuito, en realidad es un componente que "tiene la capacidad" de almacenar la energía eléctrica que recibe. durante este período. La carga es la misma que la energía liberada más tarde durante la descarga.

 

DESARROLLO. Los circuitos rectificadores convierten la corriente alterna en corriente pulsante o continua. Los impulsos pueden alisarse mediante los circuitos de filtro. En este laboratorio Usted comprobará los elementos de filtro y medirá sus efectos directos sobre el ni nive vell de te tens nsió ión n DC de sa salilida da y sobre sobre el riz rizad ado o (tens (tensió ión n AC res resid idua ual). l). Los Los conde condens nsad adore ores, s, in induc ducta tanc ncias ias (c (cho hoqu ques) es) y resi resist sten enci cias as se em empl plea ean n co como mo elementos pasivos de filtro 3. Alambre el circuito de la figura 3.1. en el Demostrador ETS-7000, no conecte los 110V AC al Transformador.

T1 = T506; D1 = D2 = 1N4007; RL = 20k. Figura 3.1.

3.1.1. Prepare Osc Oscilosco iloscopio pio para observ observar ar una frecuencia frecuenc de 60 Hzt, Control Contro l de entrada Canal 1elen Canal AC, conecte la sonda del canal 1 a la ia carga (RL termi terminal nal A) y tierra. Conecte el Transformador T506 a los 110 V AC. Observe la forma de onda, dibújela en la tabla 3.1 paso 1 anote la posición de V/D. Indique la Línea de referencia para cada gráfico.

3.1.2. Con el voltím voltímetro etro mida la compon componente ente alterna alterna (Vr) a través de la resiste resistencia ncia de carga (RL) y anótela en la tabla 3.1 paso 1 columna Vr. Pase el Multiprobador a DC y mida la componente directa, anote la lectura en la columna V DC paso 1.

3.2 3.2.

FILTRO C CA APACITIVO

3.2.1. Quite la res resistenc istencia ia de carga y reemplác reemplácela ela por un condens condensador ador de 10uF.

 

3.2.2. Repit Repita a los pasos 3.1.1. al 3.1.3 3.1.3.. Observe y anote los result resultados ados en la tabla 3.1

PASO 1 RL = 20 K. CF = No tiene

paso 2. RL = ∞ CF = 10 µF

 

Pr Proc oced eda a co con n los de demá máss paso pasoss de la tab abla la 3. 3.1. 1. Si Siem empr pre e de desc scon onec ecte te él Transformador de los 110 V AC, para cambiar los elementos.

PASO 3 RL = 20 K CF = 1 µF

PASO 4 RL = 10 K CF = 1 µF

 

PASO 5 RL = 10 K CF = 10 µF

PASO 6 RL = 20 K CF = 10 µF

 

3.2.4. Descon Desconecte ecte el Dem Demostrad ostrador or ¡No desarm desarme e el circui circuito! to! 3.3.

FILTRO CAPACITIVO INDUCTIVO

3.3.1. Quite lla a resiste resistencia ncia de 20K 20K  y el condensa condensador dor de 10uF. 3.3.2. Alamb Alambre, re, a partir de los cátodo cátodoss de los diodos el siguiente siguiente circuito, circuito, ver figur figura a 3.2.

3.3.3. Repit Repita a los pasos 3.1.1 3.1.1.. al 3.1.3. par para a todas las colum columnas nas de la tabla 3.2.

 

NOTA: Para cambiar los elementos indicados en la columna condiciones de la tabla 3.2 siempre desconecte la energía eléctrica al Transformador.

PASO 1 RL = . LF = 6 H. CF = No tiene

PASO 2 RL= 20K. LF= 6H. CF= NO TIENE

 

PASO 3 RL = 20K LF = 6 H. CF = 1 µF

PASO 4 RL = 10 K LF = 6 H. CF = 1 µF

 

PASO 5 RL = 20 K LF = 6 H. CF = 10 µF

PASO 6 RL = 10 K LF = 6 H. CF = 10 µF

 

3. 3.3. 3.4. 4. Al fifina nalilizar zar la lass le lect ctura urass de la ta tabl bla a 3. 3.2. 2. De Desc scon onect ecte e el tran transf sform ormado ador  r  desmonte el inductor, el condensador y la resistencia de carga.  

3.4

FILTRO CAPACITIVO – RESISTIVO.

3.4.1. Ala 3.4.1. Alambre mbre a part partir ir de los cátod cátodos os de los diod diodos, os, el sig siguie uiente nte circuito circuito,, ver  Figura 3.3.

 

3.4.2. Repit Repita a los pasos 3.1.1 3.1.1.. al 3.1.3. par para a todas las colum columnas nas de la tabla 3.3. NOTA NO TA:: Pa Para ra camb cambia iarr lo loss elem elemen ento toss de dell ci circ rcui uito to,, des desco conec necte te la en energ ergía ía al Transformador T506. PASO 1 RL =  RF = 2,2K. CF = No tiene

Vr = Vrms =13.959V

V DC= 25.095V

PASO 2 RL = 20 K RF = 2,2 K. CF = No tiene.

 

Vr = Vp Vpp p 13.4 13.479 79V V V DC 21 21.8 .805 05V V

PASO 3 RL = 20 K RF = 2,2 K CF = 1 µF

Vr = Vpp Vpp= = 4.7 4.762V 62V V DC= 30. 30.579V 579V

PASO 4 RL = 10 K RF = 2,2 K CF = 1 µF

 

Vr = Vp Vpp= p= 8. 8.27 277V 7V V D DC= C= 26.0 26.008 08V V

PASO 5 RL = 20 K RF = 2,2 K CF = 10 µF

Vr = Vpp = 38.851VV DC = 34.011V

PASO 6 RL = 10 K RF = 2,2 K CF = 10 µF

 

Vr = Vpp = 76.856VV DC = 30.542V

3. 3.4. 4.3. 3. Al fifina lizar zar las las le lect ctura uras s de la ta tabl a 3. 3.3 3y ladesco des cone nect cte e el Tran Transf sform ormad ador; or; desmonte elnali condensador, la resistencia debla filtro resistencia de carga.

3.5.

FILTRO C- L- C TIPO II

3.5.1. Alamb Alambre re el siguiente circ circuito, uito, vea figu figura ra 3.4; No instale los cond condensadore ensadores. s.

3.5.2. 3.5 .2. Par Para a obs observa ervarr el trabajo trabajo del cir circui cuito to de fil filtro tro tipo tipo  es neces necesario ario med medir ir el voltaje de rizado (componente AC) y el voltaje DC (compgonente directa) en la

 

entrada y salida del filtro, condensadores CF1 y CF2 respectivamente. Siga con cuidado los pasos indicados en la tabla 3.4, línea por línea. NOTA:: Para NOTA Para camb cambia iarr lo loss el elem emen ento toss de dell circu circuitito, o, según según di diga ga la colu column mna a de “condiciones” de la tabla 3.4. Desconecte la energía al Transformador T506

Paso 1 (línea roja = señal de salida) RL = ∞; LF= 6H; C1 = C2 = No tiene

roja =  = señal de salida) Paso 2 (línea roja

 

RL = 20KΩ; LF= 6H; C1 = C2 = No tiene

VPICO = 7.8 v VDC = 4.945 v Paso 3 (línea roja roja =  = señal de salida) RL = 20KΩ; 20KΩ; L LF= F= 6 6H H ; C1 = C2 = 1µF

VPICO = 7.175 v VDC = 6.718 v roja =  = señal de salida) Paso 4 (línea roja RL = 10KΩ; LF= 6H; C1 = C2 = 1µF

 

VPICO = 6.751 v VDC = 5.997 v roja =  = señal de salida) Paso 5 (línea roja RL = 20KΩ; LF= 6H; C1 = C2 = 10µF

VPICO = 7.815 v VDC = 7.811 v

roja =  = señal de salida) Paso 6 (línea roja RL = 10KΩ; LF= 6H; C1 = C2 = 10µF

 

VPICO = 7.685 v VDC = 7.685 v 4.

RESULTADOS

4.1.

FILTRO CAPACITIVO

4.1.1. Acorde con la exper experiencia iencia efectuad efectuada a se observa que la compone componente nte altern alterna a a la salida del circuito rectificador en una fuente de poder carece de utilidad. 4.1.2. Una forma de reduci reducirr esta componen componente te altern alterna a (Vr) consist consiste e en conectar un condensador en paralelo con la carga. Durante el período de conducción del diodo, el condensador almacena energía y durante el período de no conducción, entrega esta energía a la carga; el resultado neto que se observa es la reducción de la componente alterna y el aumento de la componente de DC. 4.1.3. El valor de la tensi tensión ón DC de salida es igual al valor valor pico de la tensión tensión AC de entrada. VDC = 1,414 Vac de entrada Debido a las caídas de tensión en el diodo y en la resistencia de la bobina se observa una pequeña diferencia entre el valor medido y el calculado. 4.1.4. De los resu 4.1.4. resulta ltados dos se obse observa rva que la ten tensió sión n de rizado rizado es inv inversa ersamen mente te proporcional a la capacidad (ver tabla 3.1), y directamente proporcional a la corriente de carga (IDC). Vr = 1/c; IDC

 

4.1.5. Si se compara comparan n los resulta resultados dos de una misma lílínea nea de las tabl tablas as 3.1 a la 3.4 se observa que al introducir en serie con la resistencia de carga un nuevo elemento de filtro, la componente de rizado se reduce a valores muy pequeños logrando que sea despreciable en comparación al voltaje DC de salida.

5 CONCLUSIONES 1. 1.1. 1. En los cir circu cuit itos os de fi filt ltro ross obse observ rvad ados os,, ¿Q ¿Que ueda da afe afect ctad ado o el val valor or de la tensión DC de salida por el valor del resistor de carga? ¿Cómo es su relación? R/. Si es afectada la tensión DC de salida por el valor del resistor de carga, ya que al aumentar este el valor del voltaje aumenta y si disminuimos el valor del resistor  de carga el valor del voltaje disminuye, es decir son directamente proporcionales.

1. 1.2. 2.

¿P ¿Para ara un mi mism smo o valor valor del res resis isto torr de carg carga a cuál de lo loss circ circui uito toss de filt filtros ros suministra la menor tensión de rizado y mayor tensión DC a la salida?

10 K LF = 6 H. CF = 10 µF

1.3. La te 1.3. tensió nsión n en extre extremos mos de de la carga carga a lla a sal salida ida d del el filt filtro ro es compu compuest esta a por la la componente alterna (Vr) y la componente directa (VDC). La relación entre estas comp compon onen ente tess indi indica ca el fa fact ctor or de ri riza zado do (Fr) (Fr),, ge gene nera ralm lmen ente te expr expres esad ado o en porcentaje, de esta forma: Fr = Vr (P (PP) 1 100 00 = 2 Vr 1 10 00 (V (VDC)2

(VDC)2

 

La calidad del filtro será tanto mejor cuanto menor sea Fr  ¿Cuál es el Fr de cada filtro en la línea N° 7? ¿Cuál es el de mejor calidad?

6. BILBIOGRAFIA

 ANGULO,C; MUÑOZ,A y PAREJA.J. PAREJA.J. Prácticas de Electrónica. Edit. Mc Graw Hil Hilll ZBAR, Paul B; SZOOP, Joseph G. Electricidad y Electrónica. Edit. Marcombo. KAUFMAN, Milton y SEIDMAN, Arthur H. Electrónica Moderna. Edit. McGraw Hill