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Sistemas informáticos. Electricidad. Transformadores. Condensadores

  • Enviado por: Pablo Vázquez Ríos
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 10 páginas

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ÍNDICE

1) ESQUEMA Y COMPONENTES

2) FUNCIONAMIENTO Y

FUNCIONALIDAD

3) PROCESO DE FABRICACIÓN

3.1 PLANIFICACIÓN

3.2 DISEÑO

3.3 MONTAJE

3.4 COMPROBACIÓN DE

FUNCIONAMIENTO

3.5 INSTRUMENTACIÓN,

HERRAMIENTAS Y MATERIAL

UTILIZADO

1) ESQUEMA Y COMPONENTES

C1= 470 microF, 16 V, electrolítico

C2, C3= 100 nF, Plástico

R1= 330 omios

LED de 5 mm.

7805= Regulador positivo de 5 V

T1= Transformador de 220 a 9 V

2) FUNCIONAMIENTO Y FUNCIONALIDAD

Entre los dos terminales de alimentación del circuito, aplicamos una tensión de alimentación, Va, alterna de 220 voltios, es decir, los conectamos directamente a la red eléctrica. Entonces el transformador T1 se encarga, mediante la utilización de campos magnéticos, de convertir esa tensión alterna de 220 V en otra tensión, también alterna, pero de 9 V (es una seña sinusoidal semejante a la de entrada), que es la que se aplica en extremos del puente rectificador, compuesto por los cuatro diodos. Los cuales están colocados de tal forma, que dependiendo del semiciclo de alterna en que nos encontremos, estarán polarizados directamente, y por lo tanto, conducirán, pares de diodos distintos, consiguiendo que a la salida del puente exista una señal de voltaje con todos los semiciclos de un mismo signo (de la misma frecuencia que la de entrada) acercándose a las características de una corriente contínua.

Para formar el puente rectificador colocaremos los diodos y los uniremos de la siguiente forma: Por un lado, un cátodo con otro cátodo y por otro lado un ánodo con un ánodo y luego conectaremos esos dos pares de diodos entre sí mediante la unión de cátodo con ánodo exclusivamente. En las dos uniones cátodo-ánodo aplicaremos la tensión alterna de 9 V de la salida del transformador, y luego, por la unión entre cátodos y por la unión entre ánodos, obtendremos el positivo y el negativo respectivamente, que vamos a aplicar al resto del circuito.

Entre los bornes de la salida del puente, colocaremos un condensador de filtro (C1), que tendrá como misión amortiguar los voltajes que se le aplican, es decir, a partir de la señal con semiciclos del mismo signo de la que hemos hablado antes, de este tipo:

Obtenemos una señal de este otro tipo:

Que se aproxima bastante a la de una corriente contínua, que es la que deseamos obtener.

Este efecto se consigue debido a que cuando el voltaje alcanza su valor máximo dentro de semiperiodo (tensión de pico), el condensador se carga, y cuando el voltaje va disminuyendo rápidamente a un valor mínimo (final del semiperiodo), el condensador, que estaba cargado, se va descargando lentamente, manteniendo una diferencia de potencial entre sus extremos que poco disminuye, ya que enseguida se encuentra con la llegada del nuevo aumento de voltaje correspondiente al siguiente semiperiodo, que existe en extremos del puente rectificador. Entonces el condensador se vuelve cargar y se repite el proceso, de forma indefinida.

Una vez obtenida una tensión contínua, la aplicamos a la entrada de un estabilizador, un 7805, que es un componente electrónico que actúa de manera tal, que aplicándole de 6 a 78 V en la entrada, a la salida obtenemos continuamente 5 V. La entrada y la salida de este regulador se hayan conectadas en paralelo a respectivos condensadores, C2 y C3, que son los encargados de protegerlo de picos de voltaje que se puedan producir tanto a la entrada como a la salida, producidos por diferentes causas. Estos condensadores evitan que el estabilizador pueda estropearse. Al recibir subidas o bajadas bruscas en la tensión, actúa cargándose o descargándose para amortiguar, en la medida de lo posible, esos picos de voltaje.

Seguidamente y a la salida del 7805, conectamos en paralelo y en serie entre ellos, una resistencia y un diodo LED, polarizado directamente. El LED se comportará como testigo luminoso del funcionamiento del circuito, y nos indicará cuando existe tensión entre sus extremos. Está conectado en serie con una resistencia, la cual deberá ser del valor adecuado para que entre sus extremos se produzca una caída de tensión suficiente para que los 5 V de la salida del regulador queden reducidos aproximadamente a 2 V en extremos del LED, que es la tensión con que funciona correctamente éste.

Finalmente, dejaremos libres los dos terminales de salida del circuito entre los que habrá una tensión de salida Vs, contínua, constante e igual a 5 voltios que es la que podemos aplicar como tensión de alimentación a otros circuitos electrónicos o aparatos que requieran ese determinado voltaje.

En definitiva, a partir de una tensión alterna y variable de 220 V, obtenemos una tensión contínua y estabilizada de 5 V, que podremos utilizar para diversas aplicaciones.

3) PROCESO DE FABRICACIÓN

3.1 PLANIFICACIÓN

El circuito, optamos por montarlo en una placa de circuito impreso, conectando el transformador externamente, y utilizando los materiales y componentes, las herramientas y la instrumentación de la que disponíamos en el aula de trabajo.

3.2 DISEÑO

Para diseñar el montaje del circuito en este tipo de placas, debíamos atenernos a una serie de normas, además lo debíamos realizar a tamaño real para trasladarlo posteriormente a la placa. El resultado del diseño fue el siguiente:

3.3 MONTAJE

Para montar el circuito seguimos los siguientes pasos:

1º- Cortamos la placa con unas dimensiones de 5x5 cm. y limpiamos la parte de cobre de la misma de óxido e impurezas.

2º- Taladramos la posición de los taladros, diseñada en el papel, a la placa, y realizamos los taladros en ella.

3º- Dibujamos la pistas, diseñadas en el papel, en la placa, con un rotulador especial.

4º- Introducimos la placa en ácido, que eliminó el cobre que no estaba pintado con el rotulador, luego aplicamos un barniz a las pistas para que no se oxidaran.

5º- Introducimos los componentes en la placa y los soldamos con estaño.

6º-Conectamos el transformador externamente a la placa, y a este los terminales necesarios para conectarlo a la red.

3.4 COMPROBACIÓN DE FUNCIONAMIENTO

Tras tener el circuito debidamente montado, procedemos a comprobar si su funcionamiento es correcto. Para ello contamos con la ayuda de un polímetro.

Primero medí el voltaje de alimentación de la red, que era aproximadamente de 220 V. Luego el de la salida del transformador, que como tenía varias salidas con distintos voltajes, utilicé la de 9 V, en la que medí unos 11 V. Después a la salida del puente rectificador, para lo cual tuve que medir con el polímetro en posición de contínua y obtuve algo menos de 11 V. Finalmente comprobé la tensión existente a la salida del circuito y obtuve un valor de 10 V, el cual no era esperado ya que teóricamente debía haber 5 V. Entonces, tras repasar el diseño y el montaje de los componentes y realizar las medidas oportunas, deducí que el fallo estaba en el regulador. Se me ocurrió que podía estar conectado al revés. Y, efectivamente, al colocarlo en el otro sentido, comprobé como sí se obtenían los 5 V a la salida.

Posteriormente utilicé un osciloscopio para visualizar las distintas señales en cada punto del circuito. También realicé medidas cambiando el voltaje de entrada al puente rectificador, conectándolo a diferentes salidas del secundario del transformador.

Tensión de alimentación (V)

T. salida secundario (V)

T. salida puente (V)

T. salida final (V)

220

7´45

6´84

5`04

220

8´98

8´35

5´04

220

11´19

10´50

5´04

220

14´93

14´33

5´04

GRÁFICAS

3.5 INSTRUMENTACIÓN, HERRAMIENTAS Y MATERIAL UTILIZADO

Material: Condensadores, resistencia, LED, regulador, transformador, conectores para la placa, cables, placa de circuito impreso, ácido, estaño, barniz, lápiz y papel.

Herramientas: Soldador, tijeras, alicates, destornillador y taladro con broca fina.

Instrumentación: Polímetro y osciloscopio.

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