Fuente De Voltaje

Resumen

Este informe muestra el procedimiento que se sigue para construir una fuente de voltaje regulada, la cual debe tener al menos tres salidas de voltaje diferentes, y al menos una de ellas deberá ser variable. Para ello necesitaremos medios de consulta, sean físicos o virtuales, para obtener el plano electrónico que vamos a analizar y posteriormente a montar, sin embargo es importante tener en cuenta que también debemos diseñar una caja o carcasa para la presentación del circuito.

Abstract

This report shows the procedure followed to build a regulated voltage source, which must have at least three different voltage outputs, and at least one of them must be variable. For that we need means for consultation, whether physical or virtual, to obtain the electronic plane and then we will analyze the plane to assemble the circuit, but it is important to note that we also have to design a box or enclosure for the presentation of the circuit.

Palabras clave: Circuito Eléctrico, Alimentación Continua, Alimentación Alterna, Resistencia de carga, Corriente, Transformador, Filtro rectificador de onda completa.

1. Introducción

En algunas ocasiones es necesario tener una fuente de voltaje regulada en nuestro lugar de trabajo, que nos permita disponer de diferentes voltajes para alimentar los circuitos con que se necesite trabajar. Esto se debe a que la gran mayoría de circuitos o aparatos electrónicos funcionan con alimentación continua; sin embargo por su facilidad de generación, transporte, transformación y uso, la electricidad de la que se dispone, con más facilidad, es alterna y es por esto que no siempre se tendrá a la mano una fuente de voltaje que genere alimentación continua.

Es necesario entonces obtener alimentación directa utilizando la electricidad alterna que encontramos en cualquier toma de nuestras casas o lugares de trabajo, los cuales en su mayoría trabajan entre 105 y 120 voltios.

Teniendo en cuenta todo lo anterior se construirá una fuente de voltaje regulada la cual se convertirá en una herramienta de gran uso; Para hacer esto es necesario conocer el funcionamiento de la fuente de voltaje [3], además debemos tener a mano el plano del circuito [4.1], para así finalmente construir una fuente de voltaje regulada, la cual en este caso específico contara con una salida fija de voltaje de 5 voltios y dos variables, una positiva y otra negativa hasta 18 voltios y – 18 voltios, respectivamente.

2. Objetivos

2.1. Objetivo General

• Construir una fuente de voltaje regulada con al menos tres salidas de voltaje diferentes, para ser empleada en circuitos eléctricos y electrónicos.

2.2. Objetivos Específicos

• Analizar planos eléctricos y electrónicos.

• Emplear

• Montar correctamente circuitos eléctricos.

• Medir con seguridad voltaje usando un multímetro digital.

3. Base Teórica

Una fuente de voltaje regulada Tiene como principal función el detectar de manera automática y eficaz las variaciones de la tensión de salida y luego corregirlas de manera casi instantánea.

3.1. Transformación de voltaje

En algunos casos, es necesario reducir o aumentar el voltaje o la corriente para alimentar un circuito determinado. Para estos fines, se emplea un dispositivo eléctrico conocido como el transformador de poder. El transformador permite obtener voltajes mayores o menores que los producidos por una fuente de energía eléctrica de corriente alterna.

Un transformador está compuesto por dos embobinados eléctricamente aislados entre sí, devanados sobre el mismo núcleo de hierro o de aire. Una corriente alterna que circula por uno de los devanados genera en el núcleo un campo magnético alterno, del cual la mayor parte atraviesa al otro devanado e induce en él una fuerza electromotriz también alterna.

La potencia eléctrica es transferida así de un devanado a otro, por medio del flujo magnético a través del núcleo. El devanado al cual se le suministra potencia se llama primario, y el que cede potencia se llama secundario.

3.2. Rectificación

La etapa de rectificación en una fuente de voltaje consta de un circuito rectificador que convierte corriente alterna en corriente directa pulsante, que luego puede filtrarse en corriente directa pura, emulando la producida por las baterías. Para hacerlo, el rectificador debe conducir corriente con el mínimo de resistencia en dirección hacia la carga y bloquear su flujo en dirección inversa. El diodo, dispositivo semiconductor con sus características de corriente unidireccional y unipolar, es muy adecuado para rectificar.

3.2.1. Rectificador de media onda

El circuito para rectificar media onda se muestra en la figura 1. Durante el semiciclo positivo el diodo queda polarizado en directo, permitiendo el paso de la corriente a través de él.

Figura 1. Circuito rectificador de media onda.

Si el diodo es considerado como ideal, este se comporta como un cortocircuito, Figura 2, entonces toda la tensión del secundario aparecerá en la resistencia de carga.

Figura 2. Diodo ideal.

Durante el semiciclo negativo, la corriente suministrada por el transformador querrá circular en sentido opuesto al diodo. Si el diodo es considerado ideal entonces este actúa como un circuito abierto y no habrá flujo de corriente. Figura 3.

Figura 3. Diodo ideal abierto.

La grafica 1 muestra la forma de la salida de voltaje en un rectificador de media onda.

Grafica 1. Voltaje en rectificador de media onda.

3.2.2. Rectificador de onda completa

En el circuito, Figura 4, con puente de diodos, los diodos, D1 y D3 son polarizados en directo en el semiciclo positivo, los diodos D2 y D4 son polarizados en sentido inverso.

Figura 4. Puente de diodos.

Durante el semiciclo negativo, la polaridad del transformador es el inverso al caso anterior y los diodos D1 y D3 son polarizados en sentido inverso y D2 y D4 en sentido directo. La corriente como en el caso anterior también pasa por la carga RL en el mismo sentido que en el semiciclo positivo. Figura 5.

Figura 5. Puente de diodos en semiciclo negativo.

La grafica 2 muestra la forma de la salida de voltaje en un rectificador de onda completa.

Grafica 2. Voltaje en rectificador de onda completa.

3.3. Filtros

Los filtros

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