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INFORME DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO.
VERSIÓN: 2.
FECHA ULTIMA REVISIÓN:
23 / 02 /202 4
DEPARTAMENTO:
ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
CARRERA:
INGENIERIA EN ELECTRONICA Y
AUTOMATIZACION
ASIGNATURA: ELECTRÓNICA DE POTENCIA
PERÍODO
LECTIVO:
Octubre 2023 –
Marzo 2024
NIVEL: 5
DOCENTE: DIEGO ARCOS NRC: 17372 PRÁCTICA N°: 1
TEMA DE LA
PRÁCTICA:
RECTIFICADORES NO CONTROLADOS DE ONDA COMPLETA CARGA R
INTEGRANTES: CADENA EDISON, ESCORZA SEBASTIÁN
INTRODUCCIÓN:
En el presente laboratorio se pretende que el estudiante construya y analice los rectificadores monofásicos no controlados de onda
completa, es decir con el uso de diodos semiconductores.
OBJETIVOS:
GENERAL:
Implementar
ESPECÍFICOS :
• Identificar materiales y equipos a utilizar
• Armar el circuito de práctica
• Verificar el funcionamiento
• Medir las diferentes características con las herramientas
• Calcular errores en la comparación de resultados y presentarlos en el informe
MATERIALES:
REACTIVOS:
Dejar en blanco / No aplica
INSUMOS:
- Diodos de Potencia
- Transformador, resistencias, capacitores
- Carga: niquelina o luminaria dc
- Cables, suelda, puntas de osciloscopio atenuación x
y material fungible
EQUIPOS:
MUESTRA:
Dejar en blanco / No aplica
INSTRUCCIONES
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- En el circuito determine:
- Corriente y voltaje en la carga
m
in
= 1 6. 97 [𝑉]
𝑉omax = 𝑉m − 1.4 = 15. 57 [𝑉]
Como la carga colocada es de 1kΩ:
omax
15. 57 [𝑉]
omax
= 1 5.57[𝑚𝐴]
cdout
omax
[
]
[
]
𝑉cdout 9. 9 1[𝑉]
𝐼cdout =
= 9. 9 1[𝑚𝐴]
cdout
cdout
cdout
= 0.0 9 [𝑊]
- Potencia activa en la salida
De la ecuación de Vcc en el filtro capacitivo:
p2 15.57[𝑉]
cc
= 14. 37 [𝑉]
𝐼𝐶𝐶 14.37[𝑚𝐴]
rpp
= 2. 40 [𝑉]
rpp
rp
= 1. 20 𝑉]
rp
RMS
= = 0. 70 [𝑉]
RMS
𝐼RMS =
[
]
ac
RMS
RMS
= 0. 50 [𝑚𝑊]
- Rendimiento del rectificador
𝑃cd
0.318𝑉max
2
2
ca max
ac,rms(salida)
[
]
dc
6.79[𝑉]
- Realice la simulación y las mediciones de:
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- Rendimiento del rectificador
cd
max
2
ca
max
2
ac,rms(salida)
[
]
𝑉dc 6.
[
]
- Obtener la gráfica de los armónicos (THD)
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ACTIVIDADES POR DESARROLLAR:
Resistencia Fija: La carga resistiva más simple es una resistencia fija. Puedes conectar una resistencia con
un valor específico directamente a la salida del rectificador para limitar la corriente y disipar la energía en
forma de calor. Esto se utiliza comúnmente en aplicaciones donde se necesita una carga constante y
predecible.
Lámparas Incandescentes: Las lámparas incandescentes, como las bombillas tradicionales, tienen una
resistencia inherente que cambia con la temperatura. Pueden utilizarse como cargas resistivas en
rectificadores para proporcionar iluminación y al mismo tiempo actuar como una carga que consume
corriente.
Calentadores: Dispositivos de calefacción, como los elementos calefactores en tostadoras y estufas
eléctricas, tienen una resistencia que genera calor cuando pasa corriente a través de ellos. Son ejemplos de cargas
resistivas utilizadas para convertir la energía eléctrica en calor.
Cargas de Laboratorio: En entornos de laboratorio, se pueden utilizar resistencias específicas como cargas
resistivas para simular condiciones específicas y medir el comportamiento del circuito.
Cargas de Banco de Pruebas: En aplicaciones de prueba y medición, se utilizan cargas resistivas
diseñadas para simular condiciones de carga específicas en sistemas eléctricos. Estas cargas son útiles para
probar la capacidad y el rendimiento de los sistemas eléctricos y electrónicos.
- Tipos de filtros (RL, RC, RLC)
Filtro Capacitivo (Filtro RC): Un filtro capacitivo consiste en un capacitor conectado en paralelo a la salida
del rectificador. El capacitor se carga durante la parte positiva del ciclo de la onda y se descarga durante la
parte negativa, lo que ayuda a suavizar la señal rectificada. Esto reduce las fluctuaciones y produce una
corriente continua más constante. Sin embargo, este filtro puede tener problemas si se requiere una alta
corriente constante, ya que la carga y descarga del capacitor pueden limitar la corriente máxima disponible.
Filtro LC (Filtro en L y C): Este filtro utiliza tanto un inductor (bobina) como un capacitor en paralelo para
filtrar las fluctuaciones de la señal. El inductor reduce las fluctuaciones de alta frecuencia y el capacitor
suaviza la señal aún más. El filtro LC es más efectivo que el filtro capacitivo solo y proporciona una corriente
continua más estable.
Filtro LCL: Similar al filtro LC, este filtro agrega una segunda etapa de inductor (L) y capacitor (C) para
mejorar aún más la calidad de la señal. Proporciona una mejor atenuación de las fluctuaciones de alta
frecuencia y un voltaje de salida más constante.
Filtro de Fase Activa: Este filtro utiliza componentes activos como amplificadores operacionales para
controlar y estabilizar la señal de salida. Puede ser más complejo de diseñar y construir, pero ofrece un alto
grado de regulación y supresión de fluctuaciones.
Filtro de Salida de Tres Etapas: Este filtro combina técnicas de filtrado en tres etapas, generalmente
utilizando inductores y capacitores, para lograr un alto nivel de suavizado y estabilidad en la corriente
continua.
Filtro de Regulación por Conmutación (Switching Regulation): En lugar de utilizar componentes pasivos
como inductores y capacitores, este filtro se basa en técnicas de modulación por ancho de pulso (PWM) y
circuitos de conmutación para regular y filtrar la señal de salida.
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rpp
cc
cc
𝐼cc ∗ 𝑅
- Características técnicas de un rectificador comercial.
Para el siguiente caso se ha escogido el modelo: KBPC5010, en cuyo datasheet se encuentran las
especificaciones técnicas principales:
o Voltaje inverso pico recurrente máximo (V RRM
): 1000 Volts
o Voltaje de entrada de puente RMS máximo (VRMS): 700 Volts
o Voltaje máximo de bloqueo de CC (V DC
): 1000 Volts
o Corriente de salida rectificada directa promedio máximo a Tc = 55 ºC: 50 Amps
o Caída máxima de tensión directa por elemento a 25A CC: 1.1 Volts
RESULTADOS OBTENIDOS:
- Con ayuda de un rectificador de onda completa, se ha obtenido una onda con pulsos a la salida; a estos pequeños
pulsos se les llama rizos, que se encuentran caracterizados por un factor de rizado, que depende de los valores de la
frecuencia, capacitor y carga que se encuentran a la salida del rectificador.
- Gracias a la rectificación de la señal en AC, se produce una rectificación o reducción del voltaje pico Vp de la señal en
AC, ya que el objetivo es reducir el voltaje tal que se elimine la componente en AC
- Al disminuir la componente en AC de la señal, se obtiene una señal que tiene solamente valores positivos; dado que, al
filtrar la señal con el filtro capacitivo, solamente se obtiene la componente en DC de la señal rectificada mediante el puente
de diodos.
- A pesar de que se utiliza un filtro capacitivo para poder eliminar la componente en AC, se obtiene un pequeño rizado que,
a pesar de acercarse a una señal DC, puede producir cambios en las condiciones del circuito.
- La potencia en la carga ayuda a determinar la eficiencia del circuito, por lo que, teniendo los resultados, se puede
observar que la eficiencia del circuito no es la apropiada, ya que se tiene una eficiencia menor al 50%
CONCLUSIONES:
- Se concluye que un rectificador de onda completa puede llegar a ser útil para poder tratar mejor una señal en AC,
para poder obtener una señal solamente con componente DC.
- Se concluye que la eficiencia de un rectificador de onda completa tipo puente con carga resistiva no es conveniente
ya que se pierde demasiada potencia en el tratamiento de la señal
- Se concluye que el componente en AC de la señal no puede llegar a filtrarse de manera total con este tipo de
tratamiento, obteniendo pequeñas variaciones de la señal en la salida, que puede provocar que el equipo que actúa
como carga se queme.
RECOMENDACIONES:
- Se recomienda implementar otra etapa para tratar la señal en AC para poder convertirla de manera total en una señal
en DC. Esto se podría lograr mediante el uso de un diodo Zener que permita la regulación del voltaje a diferentes
variaciones de la señal de entrada al rectificador.
- Se recomienda obtener valores de los componentes del circuito tal que se obtenga a la salida un voltaje DC casi ideal,
esto para poder optimizar la implementación del circuito, utilizando menos componentes o energía.
FIRMAS:
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F: ……………………………………………. F: ………………………………………………. F:
Nombre: Víctor Proaño
……………………………………………………
Nombre: Diego Arcos Avilés
DOCENTE
COORDINADOR DE ÁREA DE
CONOCIMIENTO
Nombre: Victor Proaño
COORDINADOR / JEFE DE LABORATORIO
