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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍAS FÍSICOMECÁNICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y
TELECOMUNICACIONES
ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA BÁSICA
Edwin Alfredo Orduz González 2100014 Grupo: O1
Juan David Gómez Moreno 2102828 Subgrupo: 8
Andrés Felipe Garnica Ortega 2101180
Fabio Daniel Gutiérrez Serrano 2101306
LABORATORIO 7: FUENTE DC REGULADA
Para este laboratorio, decidimos continuar con el proceso de rectificación de una onda A.C., como
sucede en las fuentes reguladoras de voltaje; solo que para nuestros análisis utilizaremos un
regulador de voltaje fijo de 5[V]: el LM7805.
Por el tiempo que requiere el montaje de este circuito, la precaución con los materiales, y lo
extenso de la toma de datos, en esta práctica hicimos un solo montaje grupal, donde
presentaremos a continuación el proceso y análisis.
DESCRIPCIÓN MONTAJE EXPERIMENTAL.
Montaje del circuito rectificador de onda completa
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Para empezar, con ayuda del docente realizamos el montaje del circuito, y posteriormente, por medio del osciloscopio tomamos los datos para cada una de las resistencias de carga RL. Con estas características medidas del circuito, analizaremos por medio de graficas el comportamiento del
circuito.
Imagen del montaje experimental para R=110 [KΩ]
1. HAGA C=100 [µF]. OBSERVE EN EL OSCILOSCOPIO AL MISMO TIEMPO LA TENSION DE ENTRADA (CH1) Y DE SALIDA (CH2) DEL REGULADOR DE VOLTAJE. LLENE LA TABLA PARA CADA UNO DE LOS VALORES DE RL.
En la siguiente tabla, tomamos los valores en los cuales se basan las gráficas posteriores donde se encontrarán los análisis.
RL [Ω] Vin máx. [V] Vin mín [V] Vin DC [V] Vout DC [V] Idc= (Vout dc)/RL [A] Regula (S/N)
100000 15,8 15 15,4 5,1 0,000051 S
10000 16 15,2 15,7 5 0,0005 S
1000 16 15 15,6 5 0,005 S
100 16 12,4 14,5 5 0,05 S
10 15,6 4,2 10,6 4,2 0,42 N
A continuación, tenemos las imágenes del osciloscopio para cada uno de los valores de la resistencia RL, donde por medio del multímetro de la imagen podemos ver si el LM7805 de voltaje está o no regulando.
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1.1. Para R= 100 [kΩ]
Para este caso, podemos ver por medio del canal 1 (línea amarilla) que el voltaje de rizado es muy pequeño, debido al valor tan elevado de la resistencia. Para este valor de resistencia, el LM7805 si se encuentra regulando. 1.2. Para R= 10 [kΩ]
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1.3. Para R= 1 [kΩ]
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Para este valor de resistencia, podemos ver que el LM7805 sigue regulando, pero al
disminuir la RL, vemos que el llamado voltaje de rizado ha aumentado su rango.
1.4. Para R= 100 [Ω]
Como podemos observar en la imagen, seguimos disminuyendo el valor de RL, y se sigue
presentando un aumento en el voltaje de rizado, debido a la siguiente relación que existe
entre estas:
Podemos decir también, que para este caso, el regulador sigue funcionando, porque su
señal de salida aún sigue siendo 5[V].
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1.5. Para R= 10 [Ω]
En esta ocasión, podemos ver que el voltaje de rizado ha aumentado demasiado, estando por
debajo de lo estandarizado por el regulador, lo cual causa que este no regule los 5[V] que
debería estar generando. En conclusión, para este caso, el voltaje de entrada no se encuentra
dentro de los márgenes establecidos por el fabricante, o sea, el voltaje de entrada no sirve.
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2. ANÁLISIS GRÁFICO
2.1 Gráfica Voltaje de Rizado contra Corriente DC
Podemos observar que el comportamiento del Voltaje de rizado (V r), hallado por la
diferencia del Voltaje de entrada máximo menos el Voltaje de entrada mínimo, es
directamente proporcional con respecto a la corriente promedio (IDC). Teóricamente
podemos llegar al mismo análisis partiendo de la fórmula
2.2 Gráfica Voltaje de Entrada Mínimo contra Corriente DC
La relación obtenida entre el voltaje de entrada mínimo y la corriente continua es de
carácter lineal, donde la ecuación que la representa está dada por:
y = 24,679x + 1,1728
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
-0,2 0 0,2 0,4 0,6
Vo
ltaj
e d
e R
izad
o
Corriente DC
Vr Vs Idc
Vr Vs Idc
Lineal (Vr Vs Idc)
y = -25,509x + 14,786 R² = 0,982
0
5
10
15
20
-0,2 0 0,2 0,4 0,6
Vo
ltaj
e (
IN)
Mín
imo
Corriente DC
Vin mín. Vs Idc
Vin mín. Vs Idc
Lineal (Vin mín. VsIdc)
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La pendiente es negativa, indicando que a medida que aumenta la corriente, el voltaje
mínimo disminuye.
2.3 Gráfica Voltaje de Entrada DC contra Corriente DC
El voltaje de salida siempre va conservarse igual (5 voltios), dejando por consiguiente que
la corriente IDC de salida (ley de ohm) únicamente dependa de la resistencia de carga. Esto
lo podemos ver en el funcionamiento del regulador, debido a que si la tensión de entrada
VIN aumenta o disminuye dentro del margen establecido por el fabricante, la salida será
constante, sucediendo que en la gráfica anterior, la inclinación se dé debido a la variación
de RL y no de VIN.
2.4 Gráfica Voltaje de Salida DC contra Resistencia de Carga
0
5
10
15
20
-0,2 0 0,2 0,4 0,6
Vo
ltaj
e D
C (
IN)
Corriente DC
Vin DC Vs Idc
Vin DC Vs Idc
0
1
2
3
4
5
6
-50000 0 50000 100000 150000
Vo
ltaj
e D
C (
OU
T)
Resistencia de Carga
Vout DC Vs RL
Vout DC Vs RL
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Básicamente la tensión de salida permanece constante, debido a que el regulador de
voltaje utilizado en la práctica fue el LM7805.
Este regulador tiene una salida de tensión determinada, siempre y cuando las entradas
cumplan con las condiciones establecidas por el fabricante.
Por otra parte, vemos que el voltaje de salida presenta una baja cuando la resistencia RL
marcó un valor de 10 [Ω] porque para esta resistencia el voltaje mínimo de entrada es
menor al establecido.
2.5 Gráfica Voltaje de Salida DC contra Corriente DC
En esta grafica podemos observar que la tensión de salida presenta una relación lineal con
respecto a la corriente IDC. Está pendiente es negativa debido a que a medida que aumenta
el valor de la resistencia, la corriente aumenta, pero el voltaje disminuye, porque se
aproxima a los limites teóricos del regulador, hasta el punto que deja de funcionar
óptimamente.
0
1
2
3
4
5
6
-0,2 0 0,2 0,4 0,6
Vo
ltaj
e D
C (
OU
T)
Corriente DC
Vout DC Vs Idc
Vout DC Vs Idc
Lineal (Vout DC VsIdc)
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3. INVESTIGUE LA APLICACIÓN DEL REGULADOR DE TENSIÓN LM317
Como su nombre lo indica el LM317 es un regulador de tensión de
tipo ajustable de tres terminales que puede entregar más de 1.5
amperios de corriente en un rango entre 1,25 hasta 37 voltios.
El LM317 tiene numerosas aplicaciones gracias a que este regulador
solo ve la diferencia de potencial entre la entrada y la salida puede ser utilizado para regular
tensiones muy altas del orden de los cientos de volts mientras no sobrepase el diferencial de
entrada-salida.
No sobra aclarar que los 3 terminales (In, Out, Adjust) varían su orden, dependiendo del
fabricante. Para conocer más acerca de cada uno de estos, debemos remitirnos al archivo
Datasheet de los fabricantes, donde se encuentran todas las especificaciones técnicas de este
aparato electrónico.
Permite la limitación de corriente y la protección térmica contra sobrecargas.
Impide los cortocircuitos a la salida.
Es un componente muy importante de las fuentes de
alimentación.
Permite evitar los daños causados por los rayos eléctricos,
sobretensiones, caídas de voltaje, apagones que pueden destruir
componentes internos de aparatos electrónicos, juguetes, entre
otros.
Aplicaciones industriales en motores que necesitan altas potencias para el arranque y
soportar altas cargas.
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4. CONCLUSIONES
Se pudo observar que el LM7805 es un regulador de voltaje fijo, de montaje sencillo,
comparado con el LM317, que presenta un sistema regulable un poco complejo.
Analizamos que en esta fuente, sin importar los voltajes máximos y mínimos de
entrada, siempre y cuando estén dentro del rango establecido por el fabricante, el
voltaje de salida será de 5[V].
Por medio de esta práctica experimental detallamos que al aumentar el voltaje de
rizado, disminuía el voltaje mínimo del regulador, incluso por debajo del l ímite y por
consiguiente este no regulaba.
Verificamos con ayuda de la relación dada por la Ley de Ohm, que la corriente de
salida Idc, únicamente dependerá de la resistencia de carga RL, debido a que el voltaje
de salida permanece constante.
Concluimos que a medida que se disminuye el valor de RL, el voltaje de rizado aumenta,
hasta el punto que el LM7805 deja de regular eficazmente.
Comprobamos la relación lineal entre el voltaje de salida Vout DC y la corriente de salida
IDC; y su independencia con los voltajes máximos y mínimos de entrada.
Cuando se pierde regulación como nos sucedió en la segunda parte de la experiencia,
es muy útil aumentar la capacidad del condensador para solucionar este problema
porque así hacemos que el voltaje de rizado disminuya. De acuerdo con la teoría vista
en clase en la cotidianidad se utilizan condensadores de altas capacidades (de 3300 a
4700 [µF]) para hacer que el voltaje de rizado tienda a cero y poder conseguir que el
voltaje promedio (Vdc) sea el máximo posible.
Vimos que el regulador de voltaje LM317 tiene mayor utilidad en la industria, debido a
que este puede ser graduable, con salidas mayores, menores e iguales a 5[V]; lo que
hace que sea adaptable al uso que decida dársele.
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5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
Documentos electrónicos disponibles en:
http://tecnoface.com/component/content/article/27-integrados/48-regulador-de-
tension-regulable-lm317
http://es.wikipedia.org/wiki/LM317
http://cavarcomputacion.com/index.php/8
http://www05.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/9146478e6e30e650c12574
ec002bec1a/$file/1txa114004m0701.pdf
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