Regional Norte de Santander Sistema de Gesti贸n de la Calidad
Rectificaci贸n de onda - diodos
REGIONAL NORTE DE SANTANDER CENTRO CIES GUIA DE APRENDIZAJE DIODOS Sistema de Gestión de la Calidad
Fecha: 04-06-10 Versión: 1 Página _de __
1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUIA DE APRENDIZAJE PROGRAMA DE FORMACION:
PROYECTO DE ASOCIADO: MODALIDAD DE FORMACION: ACTIVIDAD DEL PROYECTO:
RESULTADOS DE APRENDIZAJE:
TAREA DE APRENDIZAJE DURACION
Y
Tecnólogo en Diseño, Implementación y Mantenimiento de Sistemas de Telecomunicaciones. Diseño, implementación, mantenimiento y gestión de redes para servicios de telecomunicaciones en areas de crecimiento urbano y tecnológico (código Sofía plus: 164338). Combinada Analizar el funcionamiento y aplicaciones circuitos electrónicos para sistemas de comunicaciones electrónicas. Describir técnica y funcionalmente componentes electrónicos de acuerdo con teorías, leyes y principios. Verificar magnitudes eléctricas en circuitos analógicos o digitales utilizando instrumentos apropiados de acuerdo con procedimientos técnicos establecidos. Estudiar, analizar y comprobar el funcionamiento de los diodos, identificando los tipos y sus diferentes aplicaciones. 10 Horas.
2. CARACTERIZACIÓN DE LA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2.1Introducción En la vida cotidiana usamos a diario dispositivos que son de utilidad: celular, mp3, iphone, impresora, portátil, etc., los cuales funcionan por medio de un adaptador o lo que llamamos “cargador”, la razón es simple: se debe convertir la señal de la toma eléctrica que es alterna (AC) en una señal directa (DC) que es con la cual funcionan los mencionados dispositivos. En ese proceso de conversión de AC a DC juegan un papel fundamental los diodos, dispositivos semiconductores que tienen diversas aplicaciones, una de las cuales es la rectificación de onda, etapa indispensable en dicha conversión. Al terminar esta guía usted obtendrá la conceptualización teórica y práctica de: • Funcionamiento de un transformador. • Comportamiento de los diodos. • Funcionamiento y montaje de diodos para rectificar media onda. • Funcionamiento y montaje de diodos para rectificación de onda completa.
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2.2Tarea de Aprendizaje
Por medio de un circuito sencillo compuesto por un transformador, diodo(s) y una carga (resistencia) diseñar un circuito rectificador de media onda y otro de onda completa. Para cumplir con lo solicitado es necesario realizar una investigación previa de: • • • •
Transformadores y su funcionamiento Datasheet del diodo 1N4007 o similar Puente rectificador de diodos Manejo del osciloscopio
Para la rectificación de media onda se puede recurrir al diodo 1N4007 o cualquiera que sirva para una rectificación. En el caso de la rectificación de onda completa se puede utilizar un juego de diodos o un puente rectificador, se deja a criterio del aprendiz elegir la opción que desee. Para aprender adecuadamente el manejo del osciloscopio y sus funciones se sugiere recurrir a los siguientes links: http://usuarios.iponet.es/agusbo/osc/osc.htm http://es.scribd.com/doc/6307011/MANEJO-OSCILOSCOPIO-Seminario-Instrumentacion1 O se recomienda ver los siguientes videos sobre el uso del osciloscopio: http://www.youtube.com/watch?v=MLHbpoeh7gI http://www.youtube.com/watch?v=wVXOIwtkFZk
Conocimientos Previos Señales alternas Las señales alternas (AC) a diferencia de las señales directas (DC) son aquellas en las que la magnitud o amplitud varían con el paso del tiempo. La forma de onda de una señal altera más conocida y/o utilizada es la senoidal, la cual tiene unos parámetros bien definidos e importantes de identificar: Amplitud o Valor pico: (máximo valor de la señal). Valor pico a pico: (diferencia entre el valor pico positivo y el valor pico negativo = el doble de la amplitud) Periodo: Tiempo que dura un ciclo completo de la señal Frecuencia: inverso del periodo Valor RMS: Vpico*0.707 En la siguiente gráfica se muestra en primera instancia una señal de voltaje continua, donde se ve que tiene un valor constante de 24 voltios (en cualquier instante su valor es 24 voltios). En segunda instancia se muestra una gráfica de una señal de voltaje alterna la cual tiene un valor pico de 24 voltios.
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Diodos Los diodos son dispositivos semiconductores de dos terminales que permiten el paso de corriente en un solo sentido. Sus dos terminales son denominados ánodo (+) y cátodo (-) y su símbolo circuital se muestra a continuación.
Existen diversas presentaciones de los diodos siendo las más conocidas las mostradas en la siguientes figuras:
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Las aplicaciones de los diodos son: • • • • • • •
Rectificador de onda Doblador de tensión Estabilizador de voltaje Limitador Circuito fijador Multiplicador de tensión Divisor de tensión
La información sobre los diodos, funcionamiento y aplicaciones la encuentra en: http://html.rincondelvago.com/diodos_2.html http://www.monografias.com/trabajos12/label/label.shtml http://www.portaleso.com/usuarios/Toni/web_electronica_3/electronica_indice.html En el siguiente link, se pude ver un video sobre el funcionamiento de los diodos http://www.youtube.com/watch?v=gfmeTxqLeX0 Una de las aplicaciones más importantes de los diodos es la rectificación de onda Hay dos tipos de rectificación de onda: 1. Rectificación de media onda 2. Rectificación de onda completa En la gráfica se muestra la rectificación de media onda y de onda completa de una señal senoidal de 24 voltios de amplitud. Se puede ver que en la rectificación de media onda solo se conservan los semiciclos positivos de la señal original (color verde), mientras que en la rectificación de onda completa los semiciclos positivos también se conservan pero los negativos son invertidos, es decir en la señal rectificada completamente solo se ven valores positivos de la señal
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2.3 Proceso de Aprendizaje
Actividad 1. Realice una investigación sobre transformadores y sus características, valores de entrada, salida y parámetros de funcionamiento y con base en dicha investigación resolver los siguientes problemas: 1. El transformador de un timbre domiciliario reduce la tensión de 110 V a 25 V. Suponga que el bobinado del secundario tiene 22 vueltas. Cuántas vueltas tiene el primario? 2. Suponer que se tiene un transformador reductor al cual se pretende conectar un amplificador de audio de 50 Watt, si el transformador funciona o tiene en el primario 110 V, determine las características que debe tener el transformador (Vs, Np y Ns). 3. Un transformador reductor con una relación de vueltas de 7 a 5, toma 2 A de la línea. Encontrar el valor de la intensidad de corriente en el secundario.
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Actividad 2.
Realice el montaje en protoboard de un circuito rectificador de media onda utilizando para ello un transformador conectado a la toma eléctrica y un diodo. Observar la señal resultante en una carga (resistencia) por medio del osciloscopio y determine el valor pico de la misma. También determine la frecuencia y la amplitud de la señal a la salida del transformador.
Actividad 3.
Realice el montaje en protoboard de un circuito rectificador de onda completa utilizando para ello un transformador conectado a la toma eléctrica y un puente de diodos. Observar la señal resultante en una carga (resistencia) por medio del osciloscopio y determine el valor pico de la misma, además señale en el gráfico dado, la dirección del flujo de corriente tanto para el semiciclo positivo y negativo de la onda que entra al puente rectificador, cuál es la frecuencia y valor pico de esa señal ?.
Actividad 4 Realice un informe detallado explicando cada punto solicitado en formato IEEE.
2.4Ambientes de Aprendizaje Ambiente de formación con equipos informáticos, para utilizar Word y Excel. Se debe contar con herramientas como equipos de medición, fuentes y componentes electrónicos.
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2.5Evaluación del aprendizaje
Concepto Actividad 1 Actividad 2 Actividad 3 Actividad 4
Puntaje 10 10 20 10
Funcionamiento del circuito
30
Prueba de conocimientos
20
2.6 Conclusiones
A través del desarrollo de la presente guía es fundamental concluir: • • • • •
Es fundamental la utilización de los datasheet a la hora de realizar cualquier clase de circuitos. Las características eléctricas de dispositivos como los diodos y puentes rectificadores son fundamentales a la hora de implementar una aplicación específica. Los transformadores son esenciales para realizar una conversión AC a DC. La importancia de saber identificar todos los parámetros propios de una señal alterna. El buen manejo del osciloscopio es fundamental cuando se desea ver el comportamiento de un circuito en AC.
2.7 Bibliografía Cibergrafía http://usuarios.iponet.es/agusbo/osc/osc.htm http://es.scribd.com/doc/6307011/MANEJO-OSCILOSCOPIO-Seminario-Instrumentacion1 http://www.youtube.com/watch?v=MLHbpoeh7gI http://www.youtube.com/watch?v=wVXOIwtkFZk http://html.rincondelvago.com/diodos_2.html http://www.monografias.com/trabajos12/label/label.shtml http://www.portaleso.com/usuarios/Toni/web_electronica_3/electronica_indice.html http://www.youtube.com/watch?v=gfmeTxqLeX0