1Práctica 1- Grupo 4SM4 20 Abril de 2015- periodo 2015/2

Resumen - Con esta práctica se pretende observar el comportamiento del diodo como rectificador en fuentes de alimentación y supresor de picos en bobinas y relés.

Algunas de sus características más interesantes son:

Baja caída de tensión directa. Capacidad de picos elevados de corriente. Alta fiabilidad. Capacidad de alta corriente. Precio reducido unos 9 centimos. Encapsulado DO-41. Intensidad que soporta 1 Amperio.

La principal aplicación de los rectificadores es derivar de alimentación de CC a partir de una alimentación de CA (AC al convertidor de DC). Prácticamente todos los dispositivos electrónicos requieren DC, por lo que los rectificadores se utilizan dentro de las fuentes de alimentación de los equipos prácticamente todas electrónico.

I. INTRODUCCIÓN

El diodo es un componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. La flecha de la representación simbólica muestra la dirección en la que fluye la corriente.

Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar prácticamente en cualquier circuito electrónico.

Constan de la unión de dos tipos de material semiconductor, uno tipo N y otro tipo P, separados por una juntura llamada barrera o unión.

El diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:

Polarización directa:

Cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del ánodo A al cátodo K, siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo).

En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito. El diodo conduce.

Diodo en polarización directa

Polarización inversa:

Cuando una tensión negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar la corriente en sentido inverso, opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto. El diodo está bloqueado.

Diodo en polarización inversa

II. DESARROLLO

A. Procedimiento teórico. Principio de operación de un diodo

El semiconductor tipo N tiene electrones libres (exceso de electrones) y el semiconductor tipo P tiene huecos libres (ausencia o falta de electrones).

Práctica 1: El DIODO IN4001Bautista Vásquez Luis Enrique, Rodríguez Solís Christian., Salcedo Espinosa Sergio Adrian, Sirnes Núñez Julio

Cesar. Laboratorio Electrónica I, Ingeniería en Sistemas Automotrices

Instituto Politécnico Nacional ESIME TICOMAN

2Práctica 1- Grupo 4SM4 20 Abril de 2015- periodo 2015/2

Cuando una tensión positiva se aplica al lado P y una negativa al lado N, los electrones en el lado N son empujados al lado P y los electrones fluyen a través del material P más allá de los límites del semiconductor. De igual manera los huecos en el material P son empujados con una tensión negativa al lado del material N y los huecos fluyen a través del material N.

En el caso opuesto, cuando una tensión positiva se aplica al lado N y una negativa al lado P, los electrones en el lado N son empujados al lado N y los huecos del lado P son empujados al lado P. En este caso los electrones en el semiconductor no se mueven y en consecuencia no hay corriente.

B. Proceso de rectificación del rectificadorde media onda

La corriente y voltaje que las compañías distribuyen a nuestras casas, comercios u otros es corriente alterna.

La corriente alterna debe de convertirse en corriente continua. Para realizar esta operación se utilizan diodos semiconductores que conforman circuitos rectificadores.

Inicialmente se reduce el voltaje de la red (110 / 220 voltios AC u otro) a uno más bajo como 12 o 15 Voltios AC con ayuda de un transformador. A la salida del transformador se pone el circuito rectificador.

La tensión en el secundario del transformador es alterna, y tendrá un semiciclo positivo y uno negativo.

Polarización del diodo en sentido directo

Durante el semiciclo positivo el diodo queda polarizado en directo, permitiendo el paso de la corriente a través de él.. Si el diodo es considerado como ideal, este se comporta como un cortocircuito, entonces toda la tensión del secundario aparecerá en la resistencia de carga.

Polarización del diodo en sentido inverso

Durante el semiciclo negativo, la corriente entregada por el transformador querrá circular en sentido opuesto a la flecha del diodo.

Si el diodo es considerado ideal entonces este actúa como un circuito abierto y no habrá flujo de corriente.

La forma de onda de salida de un rectificador de 1/2 onda será como se muestra en la siguiente figura.

El diodo 1N4001 puede soportar por máximo un

voltaje de   35V. La serie de diodos del 1N4001 al

1N4007 son siete diodos que tienen las mismas

características con polarización directa. Puede

soportar hasta 1 A con polarización directa cuando

se le emplea como rectificador.El 1N4001 tiene

una caída de tensión típica con polarización directa

de 0,93 V cuando la corriente es de 1 A y la

temperatura de la unión es de 25 ºC.

3Práctica 1- Grupo 4SM4 20 Abril de 2015- periodo 2015/2

III. RESULTADOS EXPERIMENTALES

La tensión continua de salida sin carga de un

rectificador de media onda ideal para una tensión de

entrada sinusoidal es: 

Dónde:

V dc , V av - la CC o voltaje promedio de salida,

V pico , el valor de pico de las tensiones de entrada de fase,

V rms , el valor de la raíz cuadrada de la media de la tensión de salida.

Suponiendo un voltaje de 12v obtenemos:

Vrms = 6v Vdc= 3.819volts

Los medios y la raíz cuadrada media sin carga

tensiones de salida de un rectificador monofásico

ideales de onda completa son:

Vav= 3.819volts Vrms= 8.485 volts

Para un trifásico de onda completa diodo rectificador,

el ideal, sin carga de tensión media de salida es

Vdc= 5.72volts

IV. CONCLUSIONES

Podemos concluir que mediante un análisis y estudio del diodo se genera un conocimiento con un panorama mayor que anteriormente en otros cursos era tenue sino es que nulo dependiendo el caso. Trabajando con propiedades específicas con las del diodo 1N4001 se notan variaciones en los voltajes de las tenciones tanto para la entrada de fase como el rms del circuito. Todos estos procesos enfocan al rectificador como el medio más común por el que el funcionamiento de un diodo es utilizado. Estudiando tres tipos de circuitos retificadores constan de su identificación a través de la forma en que entra la onda de tensión, aunque en el trifásico es usado en lugar de diodos. Muchos dispositivos que proporcionan corriente continua en realidad generan corriente alterna trifásica. Por ejemplo, un alternador de automóvil contiene seis diodos, que funcionan como un rectificador de onda completa para cargar la batería.

Referencias

http://en.wikipedia.org/wiki/Rectifier

http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema3/Paginas/Pagina9.htm

http://electronica-teoriaypractica.com/diodo-1n4001-1n4007/

Datasheet.com