Download Trabajo Práctico Nº 2 – Diodos II

Universidad Abierta Interamericana
Facultad de Tecnología Informática
Ingeniería en Sistemas Informáticos
ELECTROMAGNETISMO
Y ESTADO SOLIDO II
Trabajo Práctico Nº 2 – Diodos II
 5to A Turno Mañana
Sede Centro
1er Cuatrimestre – Año 2009
TRABAJO PRÁCTICO NÚMERO 3: Diodos II
Diodo como rectificador
Objetivos
El objetivo del presente trabajo es estudiar los diferentes circuitos rectificadores, tanto
los de media onda como los de onda completa.
Síntesis del trabajo
Para poder entenderlos y analizarlos realizaremos la construcción de los circuitos
presentados en el trabajo (Circuito Nº 2 y Nº 3). Primero construiremos el circuito
sobre el protoboard colocándole diodos y resistencias para presentar los circuitos
pedidos por el profesor. Luego conectamos el osciloscopio y el generador de onda
senoidal para analizar las formas de ondas producidas. Además utilizamos el
multímetro para medir voltajes de alterna y continua en la entrada y salida de cada
uno de estos circuitos.
Introducción teórica
De la curva característica del diodo puede deducirse su comportamiento al aplicarle
una tensión alterna, permitiendo la circulación de la corriente eléctrica en el semiciclo
en que se polariza en directo y comportándose como llave abierta en el otro. Este
proceso se llama rectificación de la corriente y tiene importantes aplicaciones
tecnológicas.
Elementos necesarios
Osciloscopio, Protoboard.
Generador de onda senoidal.
Resistencias: 100 , 2 K.
Capacitor 100 F.
Diodos 1N4007 (4).
Página 2
Desarrollo de la experiencia
Parte a) Construcción de un rectificador de media onda sin filtro
1. Armar el Circuito N° 1, utilizando la R = 100 .
2. Utilizando el osciloscopio, comparar las formas de onda producidas por el
generador y en la salida (Vo) del circuito rectificador.
3. Con el multímetro en las escalas correspondientes, medir los voltajes de alterna y
continua en la entrada y en la salida (Vo) del circuito rectificador.
Parte b) Construcción de un rectificador de onda completa
1. Armar el Circuito N° 2, utilizando la R = 2 K y C = 100 F.
2. Utilizando el osciloscopio, comparar las formas de onda producidas por el
generador y en la salida (Vo) del circuito rectificador (sobre la resistencia de 2 K).
3. Verificar cómo es la salida con y sin el capacitor conectado en paralelo con la
resistencia.
4. Con el multímetro en las escalas correspondientes, medir los voltajes de alterna y
continua en la entrada y en la salida (Vo) del circuito rectificador (sobre la
resistencia de 2 K).
Cuestionario
 Interpretar los resultados obtenidos para las formas de onda y tensiones
medidas en ambos circuitos rectificadores.
Página 3
Página 4
PARTE A - Construcción de un rectificador de media onda sin filtro
Conectando uno de los canales del Osciloscopio para medir la caída de tensión en
la Resistencia, y el otro a la salida del Generador de Onda Sinusoidal pudimos observar
las diferencias entre estas dos señales.
En la señal que provenía del Generador de Onda Sinusoidal observamos que la
forma de onda era completa, es decir, con los dos semiciclos, positivo y negativo
correspondientes. Esto fue así ya que a la salida del Generador tenemos la onda limpia
sin ningún tipo de corte ni filtro.
En cambio en la señal que medimos en la resistencia pudimos observar la ausencia
del semiciclo negativo, y que el semiciclo positivo tenía una amplitud levemente
menor a la amplitud del semiciclo positivo de la señal proveniente del Generador de
Onda Sinusoidal.
Esto fue así ya que el Diodo solo está polarizado en directa durante el semiciclo
positivo, por lo que en dicho semiciclo el diodo conduce la señal, cayendo en él una
tensión de 0,7V aproximadamente, esta caída es la que se aprecia en el menor valor
pico de la señal en la resistencia. Cuando llega el semiciclo positivo el diodo queda
polarizado en inversa y no conduce, es por ello la ausencia del semiciclo negativo en la
señal medida en la resistencia haciendo que la tensión en la resistencia en este
semiciclo sea 0V.
A continuación podemos observar algunas imágenes luego de haber realizado esta
primer parte de la experiencia.
Página 5
Figura 1. Señal medida en la Resistencia
Figura 2. Señales provenientes de la Resistencia y del Generador de Onda Sinusoidal
Página 6
Figura 3. Vista del protoboard con el circuito rectificador de media onda sin filtro
En la Figura 3 apreciamos la vista de armado del circuito rectificador de media
onda sin filtro.
Podemos observar según la clase práctica del laboratorio, que la señal sinusoidal
completa es la proveniente del Generador de Onda Sinusoidal. Esto puede ser
apreciado en la Figura 2. Y la señal que tiene menor amplitud que la del generador y
además solo el semiciclo positivo puede visualizarse es la señal medida en la
resistencia. Es en la Figura 1 donde podemos observar dicha afirmación.
Luego conectamos un capacitor en paralelo con la resistencia y observamos que la
señal alterna rectificada (el semiciclo positivo) se “alisaba” generando un rizado (o
ripple). Esto ocurre ya que el capacitor comienza a descargarse cuando la tensión entre
sus extremos comienza a bajar (baja del semiciclo positivo) y dicha descarga alisa la
señal rectificada.
Página 7
PARTE B - Construcción de un rectificador de media onda sin filtro
En el laboratorio esta experiencia no pudo ser realizada con diodos, en cambio se
utilizaron LEDs (Light Emisor Diode) para realizar el circuito y así poder observar cómo
se encendían dichos LEDs de acuerdo a su polarización. Cuando se polarizaban en
directa el LED se encendía, y cuando se polarizaba en inversa este se apagaba.
De esta forma se pudo apreciar que en el circuito se encendían los LEDs que
estaban enfrentados diagonalmente. Para poder ver dicho encendido y apagado de
LEDs, la frecuencia de la señal sinusoidal de entrada tuvo que ser bastante baja.
Además se puede observar que la señal medida en la resistencia es la señal
rectificada de los dos semiciclos, tanto positiva como negativa, proveniente del
generador de señales sinusoidales. Ya que cada par de diodos (enfrentados en
diagonal) se polariza en directa para cada semiciclo de la señal proveniente del
generador.
En el caso del semiciclo positivo los diodos 1 y 4 son los que se polarizan en directa,
permitiendo así que la señal del semiciclo positivo aparezca en la resistencia. En el caso
de semiciclo negativo, los diodos 2 y 3 son los que se polarizan en directa. Y como la
señal negativa realiza el camino inverso al caso de la señal positiva sobre la resistencia,
dicha tensión negativa se suma por lo que el semiciclo negativo aparece como positivo
sobre la resistencia. En este caso tenemos que la rectificación se realiza sobre los dos
semiciclos de la señal de entrada.
Puede observarse la diferencia de tensión entre la señal que ingresa al rectificador
y la señal sobre la resistencia, dicha diferencia se debe a las caídas de tensión de 0,7V
aproximadamente por cada diodo que esta polarizado en directa.
A continuación presentaremos un grafico de cómo se presentan las señales para el
circuito de Onda Completa:

Partimos de una fuente de corriente alterna que genera una onda
sinusoidal como la siguiente:
Página 8

Con dicho circuito podemos recortar la parte inferior de la onda y replicarla
como un semiciclo positivo. Obtenemos entonces el siguiente gráfico:

Ahora, si agregamos un capacitor, obtendremos un grafico como el
siguiente:
Una vez más, el capacitor libera su corriente de forma paulatina, lo que produce un
efecto rizado sobre los picos de la onda.
Página 9
A continuación se presenta en la imagen una reproducción de la señal rectificada:
Figura 4. Reproducción de señal rectificada.
Página
10
CONCLUSIONES
En el presente trabajo de laboratorio pudimos observar de manera práctica el
funcionamiento del rectificador de media onda y el rectificador de onda completa,
realizados con diodos. La curva característica del diodo sirvió para comprender la
utilidad de los diodos como rectificadores de señales alternas.
En el primer caso, del rectificador de media onda, se comprobó que solo un
semiciclo (el semiciclo en el cual el diodo se polariza en directa) el diodo conducía la
corriente, y para el otro semiciclo se comportaba como llave abierta. Además con la
colocación del capacitor en paralelo con la resistencia de carga se comprobó el
filtrado de dicha señal rectificada, debido a la descarga del capacitor cuando la
tensión en sus extremos baja.
En el segundo caso, del rectificador de onda completa, se comprobó que los dos
semiciclos de la señal de entrada son rectificados y se presentan sobre la
resistencia como semiciclos positivos, gracias a que en cada semiciclo hay un par
de diodos que están polarizados en directa permitiendo así que para los dos
semiciclos circule corriente. Esto puede observarse en la imagen de la Figura 4.
Con la colocación de un capacitor en paralelo con la resistencia pudimos
observar que aparecía el “alisado” o efecto rizado (o ripple) haciendo la onda
rectificada “mas plana”. Con el capacitor, se logra que la señal de salida sea una
tensión continua ya que durante el período, en el crecimiento de los semiciclos de
la señal, el capacitor se carga, y durante la caída comienza a descargarse, logrando
que
la
señal
no
caiga
de
golpe.
Por último podemos decir que el diodo es utilizado para convertir una señal
alterna, en una continua, mediante la configuración de circuitos como el puente de
diodos ó con un diodo y un capacitor.

En la polarización directa se conduce corriente a partir de que la tensión
aplicada sobre el mismo supera la tensión de umbral.
 En la polarización inversa, casi no se conduce corriente, pero en la práctica
existe una pequeña corriente, esta es casi imperceptible.
Página
11