UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN CAMPUS DE INGENIERÍA Y CIENCIAS EXACTAS FACULTAD DE INGENIERÍA

ELECTRÓNICA I PRÁCTICA UNO: FUNCIONAMIENTO DE DIODOS

JESSICA MICHELLE FARÍAS ROSADO

MÉRIDA YUCATÁN A 25 DE ENERO DEL 2016

FUNCIONAMIENTO DE UN DIODO Electrónica I: Enero 2016

Br. Jessica Michelle Farías Rosado Ingeniería Mecatrónica FIUADY [email protected]

Resumen—Se observará el comportamiento del voltaje y la intensidad de corriente de un circuito sencillo conformado por una resistencia y un diodo en serie a corriente directa. Se utilizará la teoría del funcionamiento de los diodos para modificar señales alternas sinodales dadas dado a que la señal alterna no tiene una polaridad constante entonces se utiliza la referencia en un circuito el cual recibe el nombre de “tierra”, para esto se utiliza un simple divisor de voltaje. Al final se obtiene una conclusión del funcionamiento de voltaje y una clara idea de cómo manipular la entrada de una señal con un diodo en el circuito.

CONTENIDO— 1. OBJETIVO DE LA PRÁCTICA 2. DIODO EN CORRIENTE DIRECTA 3. DIODO EN CORRIENTE ALTERNA

OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Observar el comportamiento de un diodo al aumentar el voltaje de entrada de CD. - Utilizar las referencias de tierra para medir ciertos parámetros a utilizar. - Uso del programa ISIS PROTEUS 7.7 para la simulación y comparación del circuito real. Esta práctica ha sido desarrollada en la Facultad de Ingeniería de la UADY

2. DIODO EN CORRIENTE DIRECTA 2.1. MATERIALES 2.1.1. Protoboard 2.1.2. Cables para protoboard 2.1.3. Resistencia de 220ohms 2.1.4. Diodo de 1N4008 ó 1N4001 2.1.5. Fuente de poder de corriente directa

1. OBJETIVO Utilizar la teoría del funcionamiento de diodos para modificar las señales de salida. Además, se observa cómo se comporta un diodo al variar el voltaje con una corriente directa. OBJETIVO GENERAL  Comprender el funcionamiento de los diodos para manipular las señales de entrada al momento de diseñar un circuito cualquiera.

2.2. METODOLOGÍA 2.2.1. Se arma el circuito de la figura F1en el protoboard

220hms

FIGURA F1: Circuito diodo 1N4004(D1) en serie con una resistencia 220Ὠ(R1).

2.2.2.

Se colocan los datos del voltaje de la fuente, voltaje medido con el multímetro y la corriente del circuito en una tabla.

2.3.3.

Gráfica G1

14

2.3. RESULTADOS OBTENIDOS 2.3.1. El circuito en el protoboard para esta parte de la práctica (Figura F1) se muestra en la Figura F2.

Gráfica de datos de voltaje real con corriente en el circuito

12

A = 1.0123V - 0.6349

Amperaje (A)

10 8 6 4 2 0 -2

0

5

10

15

Voltaje(V)

GRÁFICA G1: Relación de la variación de la corriente al aumentar el voltaje del circuito con los datos de la Tabla T1.. Figura F2: Circuito de un diodo en serie con una resistencia, la entrada de la fuente se conecta en el nodo donde queda el cable rojo para positivo y negro para negativo.

2.3.2.

Tabla de datos se muestra en la Tabla T1

TABLA T1: Tabla de los datos obtenidos en medición en paralelo a resistencia en voltaje y en serie al circuito: Fuente Amperaje Voltaje con multímetro 0 0 0 0.120 0.623 0.6 0.655 1.228 1.2 1.214 1.825 1.8 1.835 2.440 2.4 2.431 3.048 3 2.484 3.620 3.6 3.666 4.293 4.2 4.282 4.908 4.8 4.831 5.460 5.4 5.300 6.190 6 6.034 6.657 6.6 6.605 7.301 7.2 7.250 7.856 7.8 7.905 8.513 8.4 8.470 9.075 9 9.085 9.678 9.6 9.63 10.217 10.2 10.370 10.945 10.8 11.98 11.491 11.4 11.421 11.97 12

2.4. CONCLUSIONES 2.5. Se observa que la relación de la corriente al voltaje en corriente directa tiende a tener una pendiente constante, cuya ecuación en este caso será la Ecuación E1, la cual sería la representación en este caso en forma particular. Ecuación E1: 𝐴 = 1.0123𝑉 − 0.6349 Donde: 𝐴 = 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑐𝑎 𝑢𝑛 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑎𝑚𝑝𝑒𝑟𝑠 𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑝𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑖𝑡𝑜. 𝑉 = 𝐸𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑙𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑟á 𝑎𝑙 𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑖𝑡𝑜 𝑠𝑖𝑒𝑚𝑝𝑟𝑒 𝑦 𝑐𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑛𝑜 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑑𝑎 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 2.6. El diodo al conectarse al lado contrario marca una corriente constante cero, esto es dado a que el flujo de corriente solo es posible si va de positivo a negativo

3.3. RESULTADOS OBTENIDOS 3.3.1. La figura F4 muestra la figura del protoboard que representa la Figura F3.

3. DIODO EN CORRIENTE ALTERNA 3.1. MATERIALES 3.1.1. Protoboard 3.1.2. Cables para protoboard 3.1.3. 2 resistencias k y una de 120 3.1.4. Diodo de 1N4008: El diodo puede variar de IN4001-4008, en esta práctica se utiliza 1N4008. 3.1.5. Programa ISIS PROTEUS 7.7: Puede ser utilizado otra versión 3.1.6. Equipo 3.1.6.1. Generador de funciones 3.1.6.2. Osciloscopio: Se conecta en paralelo a algún elemento del circuito 3.2. METODOLOGÍA 3.2.1. Armar el circuito de la Figura F3 en protoboard, tomando en cuenta que en la figura el extremo inferior de la resistencia R3 no está conectada dos veces entre el Diodo D1 y el Diodo D2, si no que eta parte va a tierra directamente.

Figura F4: Ensamble del circuito mostrado en la figura F3, en la izquierda los cables sueltos negro y rojo son las terminales donde se agrega la señal del generador de funciones, en los cables sueltos de la derecha son los puntos donde se conectará el osciloscopio para ver la señal deseada.

220

3.3.2. Figura F3: Circuito con un divisor de voltaje de referencia, D1 y D2 son diodos, R4 y R2 son resistencias iguales de 1k ohm y R3 es una resistencia de 220ohms, la fuente es de 0-60Hz.

La figura F5 muestra la captura de pantalla del osciloscopio luego de conectarlo debidamente entre el punto de la resistencia de 220ohms (Figura F4) y la referencia.

Para el circuito de la figura F3 en forma práctica se utiliza el generador de funciones para simular la corriente alterna (sinusoidal), con una frecuencia de 60Hz y valor pico a pico de 20V. 3.2.2.

Utilizar ISIS PROTEUS 7.7 para el circuito de la Figura F3, donde se ajusta el mismo tipo de señal sinusoidal (capturada en el paso 3.2.2) para capturar la imagen del osciloscopio del simulador sobre la resistencia de 220ohms. Figura F5: La figura representa la misma onda de entrada sin considerar la parte negativa, la onda que recibe el osciloscopio es de 61.08Hz y 9.6 Volts de pico a pico en esta imagen.

3.3.3.

La figura F6 es una captura del circuito en simulación de la figura F3, la figura F7 es el equivalente a la señal del osciloscopio en ISIS PROTEUS del circuito en cuestión (Figura F6).

Figura F6: El circuito armado en ISIS PROTEUS, donde R2 y R3 son iguales de 1k ohm y R4 es la resistencia de 220 ohms, D2 y D3 son diodos de 1N4008. La fuente representa una señal de 20V y 60Hz.Se observa claramente cómo se conecta el osciloscopio.

Figura F7: La Figura indica la misma señal de entrada, pero siempre en sentido positivo, en otras palabras, gráficamente es la función de entrada en valor absoluto.

3.4. CONCLUSIONES 3.4.1. La corriente alterna no tiene una polaridad fija, si no que cambia de negativo y positivo todo el tiempo. 3.4.2.

Cuando necesitamos que una señal sinusoidal y no se necesita utilizar la parte negativa se necesita un puente de diodos para cambiar la polaridad negativa a una positiva, además esto solo se puede logar estableciendo un punto un punto de referencia que no esté directamente a los extremos de la fuente de corriente alterna, en este caso se usa un punto de referencia entre las dos resistencias (aplicando un divisor de voltaje). Es importante considerar que la señal positiva no sería posible si no colocaran los diodos adecuadamente, los diodos hacen pasar la corriente de positivo a negativo, por lo que por simple inspección la configuración en este caso siempre dejará pasar de positivo dado a que los diodos están conectados directamente al nodo de la fuente.

3.4.3.

El hecho de que el resultado práctico sea diferente a la simulación es porque la tierra puede tener diferente valor según donde esté referenciado, en este caso podría ser que la tierra del osciloscopio sea diferente.