Circuito rectificador
Enviado por Agustín Binora
Síntesis
Se estudia la función principal de un diodo y de un capacitor trabajando en conjunto, que es la de rectificar el sentido de la corriente alterna. Para arribar a esta parte del trabajo es necesario estudiar previamente el tiempo de descarga de diferentes capacitores (con distintas capacidades) cuando el circuito es cerrado con resistencias iguales, y cuando un mismo capacitor se encuentra conectado en paralelo con resistencias diferentes. Se obtiene una mejor rectificación cuando se utiliza un capacitor cuyo tiempo de descarga sea extenso y mucho más grande que la frecuencia de variación de la diferencia de potencial otorgada por la fuente de corriente alterna. Por lo tanto en la segunda parte del trabajo práctico estudiamos, con un mismo diodo, la rectificación con diferentes capacitores y una misma resistencia, y con un mismo capacitor y diferentes resistencias.
Objetivo
Estudiar el tiempo de descarga de capacitores de diferentes capacidades cuando se encuentran en un circuito en paralelo con resistencias iguales o diferentes.
Estudiar la rectificación del sentido de la circulación de corriente alterna mediante un diodo y un capacitor.
Materiales
diodo IN-4007;
3 resistencias (1 kΩ, 46 kΩ y 217 kΩ);
cables de conexión;
protoboard;
fuente continua;
generador de onda;
interfaz;
2 sensores de voltaje;
2 capacitores (10 μF y 100 μF);
pulsador.
Introducción
En el trabajo práctico se desea rectificar lo mejor posible una corriente alterna. Esto se realizará en distintas etapas, conectando en un circuito con diferentes resistencias, un diodo y dos capacitores diferentes.
Un diodo es un elemento electrónico que permite que la corriente circule en un solo sentido a través de él una vez que se establezca entre sus extremos una diferencia de potencial (ddp) determinada, oponiéndose con una resistencia infinita a la circulación en sentido contrario. Al aplicar la ddp, la corriente alterna solamente circula en los semiciclos permitidos, y es nula en los restantes (rectificación de media onda). Para completar la rectificación, en el trabajo usamos un capacitor: dos planchas metálicas separadas por un material no conductor (dieléctrico) que se cargan cuando el circuito se cierra con el pulsador y se descarga a través de la resistencia cuando se abre el circuito. El circuito se puede rectificar cuando el tiempo característico del capacitor es el conveniente para que la descarga no sea abrupta y suficientemente más grande que la frecuencia de la fuente. El problema que encontramos es saber qué capacitor tiene un tiempo característico suficientemente grande para que éste no funcione de manera similar a una meseta nula del diodo.
Para esto, en la primera parte del trabajo práctico estudiamos los tiempos y la función que describe un capacitor cuando el pulsador se oprime y luego se suelta y recién en la segunda parte rectificamos la corriente.
Los restantes equipos usados son: protoboard: panel que permite conectar diferentes elementos en serie o en paralelo para estudiar su funcionamiento; un pulsador: llave que cierra el circuito mientras se mantiene apretada y posibilita la carga del capacitor y su descarga cuando se suelta; una interfaz: aparato que capta los datos de los sensores de voltaje (cables) y los digitaliza, permitiendo que la computadora los comprenda, y ésta a partir de ellos y funcionando como cronómetro elaborará los gráficos correspondientes de V = f (t). En la primera parte usamos una fuente continua de 4,5 V, mientras que en la segunda conectamos el circuito al generador de onda (corriente alterna).
Procedimiento:
Primera parte: descarga de un capacitor
En esta parte el objetivo es medir y observar la forma en que un capacitor se descarga e identificar las variables que influyen en ella.
Como primer paso, con un óhmetro, medimos las resistencias que tenemos, cerrando un circuito a través de ellas, y mediante el valor impreso en el capacitor nos fijamos su capacidad. Esto nos permite armar el circuito correspondiente para obtener cada uno de los gráficos buscados. El esquema general del circuito es el que aparece en la figura 1; pero además del mismo, al protoboard se conectan los sensores de voltaje que se unen a la interfaz y ésta a la computadora que realizará los gráficos con el programa "Science Workshop" (archivo CAPACIT.sws).
R: resistencia
C: capacitor
E: fuente
P: pulsador
B: sensores
Figura 1: esquema del circuito utilizado para descargar un capacitor.
Para el primer circuito usamos una resistencia de 46 kΩ y el capacitor de 10 μF, los cuales conectamos en paralelo. Una vez encendida la fuente de corriente continua, oprimimos el pulsador durante un tiempo de algunos segundos para que el capacitor se cargue; luego, y con el pulsador apretado, comenzamos a grabar en la computadora y después de 2 segundos aproximadamente soltamos el pulsador para que aquél se descargue. Así, deteniendo la medición, obtenemos la curva verde observable en el gráfico 1 de V = f (t).
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