UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICASFÍSICAS Y QUÍMICAS

INGENIERÍA MECÁNICA

INFORME 7

FUENTE SIMÉTRICA FIJA DE VOLTAJE

Estudiante:

Roberth David Pinoargote Zambrano

Docente:

LOOR CEVALLOS MAURO ENRIQUE

Ingeniero Eléctrico

Paralelo:

“A”

Asignatura:

Electrónica

PERIODO ACADEMICO

Noviembre/2020 – Marzo/2021

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Contenido

MARCO TEÓRICO ................................................................................................................. 3

Fuente simétricas de poder ................................................................................................... 3

Regulador de voltaje .............................................................................................................. 3
Regulador Lineal ........................................................................................................................ 4
Regulador por conmutación ...................................................................................................... 4
Capacitor electrolítico ............................................................................................................ 4
Diodo led ................................................................................................................................ 5
Diodo rectificador 1N4007 ..................................................................................................... 6
Interruptor ojo de cangrejo ................................................................................................... 7
Lista de materiales: ................................................................................................................ 8
DESARROLLO ........................................................................................................................ 9

ANALISIS DE DATOS .......................................................................................................... 10

CONCLUSIONES.................................................................................................................. 13

BIBLIOGRAFÍA:...................................................................................................................... 14

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MARCO TEÓRICO

Fuente simétricas de poder

La fuente de poder simétrica es el componente que proporciona el poder eléctrico a los

diferentes dispositivos y aparatos electrónicos. La mayoría de los artefactos electrónicos
pueden conectarse a un enchufe eléctrico estándar. La fuente de poder jala la cantidad
requerida de electricidad y la convierte la corriente AC a corriente DC. También regula el
voltaje para eliminar picos y crestas comunes en la mayoría de los sistemas eléctricos.
Estas fuentes son muy útiles y podrá
hacer la que más se ajuste a sus
necesidades o requerimientos del
circuito que piense alimentar. La
función de una fuente de poder es
convertir la corriente alterna en
corriente directa. La fuente de poder
toma la corriente de un
transformador que se encarga de
convertir el voltaje de la red pública, en el voltaje requerido por el circuito o sistema que
vallamos a alimentar. La corriente ingresa al puente de diodos, que puede ser hecho con
4 diodos o se consigue encapsulado. Al pasar el semiciclo positivo por D2, entra por el
ánodo y sale por el cátodo hacia la salida positiva. La corriente no puede tomar otro
camino, ya que D1 no lo permite. El diodo solo tiene un sentido de conducción para el
positivo, que es de ánodo a cátodo. Ahora bien; cuando pasa el semiciclo negativo por el
cátodo de D1, sale por el negativo del puente, pero no puede pasar por D2, ya que el
sentido se invierte por ser voltaje negativo. Esto mismo ocurre con el extremo del
transformador de abajo, con D3 y D4.

Regulador de voltaje
Un regulador de voltaje es un circuito que, sin
importar lo que conectes a su salida,
mantendrá un voltaje constante en sus
terminales. A grandes rasgos esa es la utilidad
de este circuito, pero los hay de distintos
diseños con propósitos y aplicaciones

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diferentes, en este artículo revisaremos los distintos tipos de reguladores que existen y
sus características.

Regulador Lineal
Son especialmente útiles dada su circuitería simple y facilidad de uso. Los reguladores
lineales son elementos de 3 terminales, generalmente. Están basados en circuitos
analógicos con realimentación que ajustan el voltaje de salida dependiendo de la señal de
realimentación.
La ventaja de estos reguladores, reitero, es la facilidad de seleccionar los componentes
para un propósito específico, además, dado que no se basan en un principio de
conmutación, se les suele utilizar en aplicaciones de bajo ruido, como en comunicaciones,
instrumental médico y metrología. Las desventajas, y una de las principales, es su baja
eficiencia y la necesidad de un elemento adecuado para la disipación de calor. Además,
esta tecnología sólo permite reducir el voltaje de entrada, no aumentarlo, como su
contraparte basada en conmutación.

Regulador por conmutación

Los reguladores por conmutación son más eficientes que los lineales dado que los
transistores funcionan en saturación o corte (encendido-apagado) en vez de en su región
lineal (como un resistor variable), minimizando la pérdida de potencia. Además, el tamaño
de las fuentes de alimentación se reduce, dado que se requiere disipar menos calor.
Suponiendo una fuente con un voltaje de entrada de 12V con salida de 3.3V, un regulador
de conmutación puede alcanzar una eficiencia de más del 90%, respecto al 27.5% de un
regulador lineal. Esto se puede interpretar como una reducción del tamaño de cuando
menos 8 veces respecto al lineal.

Capacitor electrolítico

Un condensador electrolítico es un dispositivo electrónico, normalmente con forma

cilíndrica, que es capaz de acumular energía en su interior cuando se conecta a una
fuente de tensión. El condensador está formado por dos placas metálicas separadas por
un elemento dieléctrico.
Cuando el condensador se conecta a esa fuente externa de voltaje, circula la corriente
eléctrica por él y una de las placas se carga positivamente y otra negativamente. El
condensador mantiene esa carga de energía hasta que se le conecte otro elemento que lo
descargue, como por ejemplo una resistencia.

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En electrónica, el condensador electrolítico tiene múltiples usos. Se utiliza para modular la
señal en fuentes de alimentación. También como oscilador o generador de frecuencias.
La aplicación típica del condensador electrolítico es incrementar la potencia eléctrica en
momentos puntuales que necesitan una fuerte descarga, como ocurre con los flashes de
las cámaras fotográficas. El flash se carga desde la batería y cuando se dispara libera
toda su energía de golpe, consiguiendo ese destello muy luminoso. Este efecto de luz no
se puede obtener solo con la energía de la batería.
Con el condensador electrolítico, se libera una gran cantidad de energía en muy poco
tiempo, algo que no es posible utilizando solo con una batería como única fuente de
energía. También se aprovecha esta propiedad para el arranque de motores
eléctricos que requieren una gran potencia inicial. Actualmente, los condensadores
electrolíticos están muy presentes en las empresas que tienen un gran consumo eléctrico
por el uso de motores. Esto se conoce como energía reactiva. Los motores, en el
arranque, demandan una gran cantidad de energía de la compañía suministradora.
Esos picos de potencia son penalizados por las distribuidoras eléctricas con tarifas más
altas. La forma de evitarlos es usar baterías de condensadores, que tienen esa carga
eléctrica acumulada y la liberan en ese momento de mayor demanda energética que trae
consigo el arranque de los motores eléctricos. Así, en lugar de tomar la energía de la red
eléctrica, sale de los condensadores.

Diodo led

El diodo emisor de luz o LED (light-emitting diode) es una fuente de

luz que emite fotones cuando se recibe una corriente eléctrica de
muy baja intensidad. El LED por lo general se encierra en un
material plástico de color que acentúa la longitud de onda generada
por el diodo y ayuda a enfocar la luz en un haz. En la Figura se
muestra un diodo emisor de luz típico y su símbolo esquemático.
Al polarizar directamente el diodo led se provoca una producción de
fotones como consecuencia de la recombinación entre electrones y
huecos. Se debe considerar que la intensidad de la luz se relaciona
con la cantidad de corriente que fluye a través del dispositivo, así
también una relación en la longitud de onda que corresponde a
cada color.
Si se va incrementando la tensión de polarización el diodo led
comienza a emitir fotones y al observar un haz de luz significa que se alcanzó la tensión
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de encendido, por lo tanto, conforme se va incrementando la tensión de polarización se
aumenta la intensidad de luz emitida. Considerando que, al aumentar la tensión y por lo
tanto la intensidad de luz emitida, también se tiene una variación al aumento de la
intensidad de la corriente y puede verse disminuida por la recombinación Auger.
Es importante recordar que un LED tiene una caída de voltaje de 1.5 a 2.5V al ser
polarizado directamente (La caída de voltaje varía dependiendo del tamaño del led, color,
composición y otros factores).

Diodo rectificador 1N4007

El Diodo rectificador 1N4007 es un rectificador de propósito general. Su función principal

es la de conducir corriente en una sola dirección. Un diodo es un dispositivo electrónico
que tiene dos terminales. Es decir que tiene una polaridad en particular. Es decir que
cuando se polariza adecuadamente, este tiene una resistencia ideal igual a 0 ohms. Por el
contrario, cuando se polariza en inverso tiene una corriente ideal infinita. Finalmente, el
diodo 1N4007 este fabricado de un material semiconductor con una unión n-p. Esta
familia de diodos de propósito general generalmente tiene una capacidad de corriente de
1A. Se utilizan para adecuar un voltaje de corriente alterna y poder linealizar o regularizar
estos voltajes. Por ejemplo, otra aplicación de un diodo de pequeña señal es para
prevenir el retorno de la corriente en inverso que produce una bobina al des energizarse.
Otra aplicación es de recortar la parte negativa de una señal senoidal o rectificar la misma
parte negativa con un puente rectificador. Para conectar el diodo 1N4007 se requiere
polarizarlo en directo. Es decir, el ánodo a positivo y el cátodo a negativo. El diodo tendrá
una caída de aproximadamente 0.7V. El propósito es que el voltaje sólo se conduzca o
trasmita en una dirección. Por ejemplo, se utiliza para evitar el rebote del voltaje aplicado
a una bobina. También es utilizado en rectificadores de media onda y en el rectificador de
onda completa. Algo importante es verificar que la corriente que vaya a pasar por el diodo
pueda ser soportada.

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Interruptor ojo de cangrejo

Un Conmutador, Interruptor o Switch tipo Ojo de Cangrejo es un dispositivo de corte de

energía que tiene varios contactos para realizar su función específica. Hay de varios
contactos desde 2 en adelante:

• Generalmente para dos (2) contactos hay un contacto. Positivo (+) y uno Negativo (-).
• Si es de tres (3) contactos se tiene un contacto común y dos positivos.
• Para cuatro (4) contactos posee un contacto positivo, uno negativo, uno normalmente
abierto (NO) y otro normalmente cerrado (NC).
• El de cinco (5) terminales además de los indicados para el de 4 contactos posee uno
adicional que es común a masa.

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Lista de materiales:

1.- Fuente de Ca. Alterna de 120 V. 60Hz

2.- Transformador de relación 10 a 1, con tag central

3.- Diodo rectificador 1N4007 (4 unidades)

4.- Capacitor electrolítico de 2200 uf a 35 Voltios(2 unidades)

5.- Capacitor electrolítico de 1 uf a 35 Voltios(2 unidades)

6.- Resistencia de 1k , (2 unidades)

7.- Interruptor ojo de cangrejo mini (2 unidades)

8.- Regulador de voltaje 7812 (1 unidad)

9.- Regulador de voltaje 7912 (1 unidad)

10.- Diodos LED rojo (1 unidades)

11,. Diodos LED verde (1 unidades)

12.- Voltímetros de pantalla

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DESARROLLO

En la realización de este informe se procedió a verificar los componentes necesarios para

el desarrollo completa del circuito eléctrico simulado, luego se realizó la conexión
correspondiente de cada componente según el plano dotado por el tutor. Para el
desarrollo se utilizaron partes de prácticas pasadas tales como una fuente de rectificación
tipo puente, con sus respectivos filtros los cuales son 2 condensadores electrolíticos de
2200uf y 2 condensadores de 1uf, así como también 2 rectificadores fijos uno para
corriente positiva el cual está situado en la parte superior del circuito y otro rectificador fijo
para corriente negativa situado en la parte inferior del circuito; juntos deberán rectificar
12V cada uno, con lo cual obtendremos un voltaje total de 24 voltios cuando el circuito
este totalmente conectado. Además, para poder conocer los datos mediante su correcta
medición para la rectificación se conectaron dos voltímetros de pantalla horizontal para
medir tanto el voltaje positivo como el negativo, además de un tercero para medir el total
del voltaje al final del circuito.

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ANALISIS DE DATOS

Se podrece a realizar las respectivas tablas con el observamiento y el análisis del circuito
para medir los voltajes de salida de la fuente simétrica sin carga y con carga.
ANÁLISIS DE DATOS SIN CARGA
Tipo de voltaje Valor (V)
Voltaje rectificado positivo 12.566 V
Voltaje rectificado negativo -12.589 V
Voltaje total del circuito 0V

En la tabla se registran los valores de voltaje obtenidos cuando el circuito esta sin carga
aumentan en alrededor de 5 décimas de voltio en referencia a los datos del circuito con
carga, lo cual es razonable puesto que no hay ningún led que esté consumiendo potencia
del circuito. Estos valores son favorables puesto que se están rectificando de forma
correcta los 12 voltios que debe generar este circuito.
Análisis del osciloscopio
Con el circuito sin carga se observa que no existen cambios, se sigue manteniendo la
simetría de las líneas tanto del voltaje positivo como del voltaje negativo en referencia a la
línea central. El rizo también está al mínimo posible, puesto que tiene una buena
rectificación.

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 ANÁLISIS DE DATOS CON CARGA
Tipo de voltaje Valor (V)
Voltaje rectificado positivo 12.019 V
Voltaje rectificado negativo -12.025 V
Voltaje total del circuito 24.045 V

Mediante el uso del simulador se pudo conseguir los siguientes datos mediante los
voltímetros de pantalla conectados al circuito con carga se obtuvieron resultados
favorables, puesto que se ve que los rectificadores fijos si están rectificando el voltaje a
sus 12 voltios, con lo cual al final del circuito se obtiene un valor de voltaje combinado de
24 voltios con diferencias de décimas de voltaje.

Análisis del osciloscopio

Mediante el uso del osciloscopio la línea roja corresponde al voltaje positivo y la línea azul
al voltaje negativo, en la imagen se observan que entre ambas líneas (roja y azul) con
respecto a la línea media de referencia tiene simetría entre sí, en cuanto al rizo es casi
imperceptible y se encuentra dentro del rango necesario para poder ser usado como
corriente continua, puesto que está muy bien rectificada y su rizo está en valores de micro
voltios siento sumamente bajo.

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 ANÁLISIS DE CORRIENTE

ANÁLISIS DE DATOS SIN CARGA

Tipo de corriente Corriente (mA)
Corriente rectificador positivo 9.90 mA
Corriente rectificador negativo -10 mA

En los datos obtenidos del valor de la corriente usando un medidor de punta se obtienen
resultados que diferentes, aunque sea un rectificador de voltaje simétrico, tenemos leds
de diferentes colores los cuales tienen un consumo de corriente diferente.

ANÁLISIS DE DATOS CON CARGA

Tipo de corriente Corriente (mA)
Corriente rectificador positivo 1.26 uA
Corriente rectificador negativo -1.26 uA

Se pudieron obtener datos muy pequeños de consumo, aunque este el circuito sin carga,
los instrumentos de medida consumen un pequeño porcentaje de corriente para poder
funcionar de forma óptima.

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CONCLUSIONES

Luego de realizarse este informe de la practica numero 7, se llegaron a conclusiones

personales, que se expondrán en el siguiente párrafo:
Se logró diseñar un circuito de forma favorable con el software Multisim, con lo que
también se pudo cumplir el objetivo de la práctica el cual era que nosotros como
estudiantes pudiéramos diseñar y comprender el funcionamiento de las fuentes simétricas
muy usadas en laboratorios, así como también en los bancos de pruebas de los equipos
electromecánicos. También se lograron adquirir conocimientos nuevos en el uso de
Multisim puesto que se utilizaron otras formas de medir voltajes y corrientes con los
medidores de puntas, además con ayuda del osciloscopio se observó que el circuito
estaba en forma simétrica cumpliendo así el objetivo principal de la práctica.

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BIBLIOGRAFÍA:

• M., R., 2014. Diodo 1N4007 Rectificador de pequeña señal. [online] HeTPro.
Available at: <https://hetpro-store.com/diodo-1n4007/> [Accessed 14 April 2014].
https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/electronica/componentes-
electronicos/diodo/diodo-led/
• Hernandez, M., 2015. ¿Qué es un regulador de voltaje? - 330ohms. [online]
330ohms. Available at: <https://blog.330ohms.com/2019/07/29/que-es-un-
regulador-de-voltaje/> [Accessed 14 October 2015].
• Regulada, C., 2016. Construya una Fuente Simétrica Regulada | Video Rockola.
[online] Video Rockola. Available at: <http://www.videorockola.com/proyectos-
electronicos/fuentes/construya-una-fuente-simetrica-regulada-2/> [Accessed 1
August 2016].
• Perez, M., 2018. Diodo LED. [online] Mecatrónica LATAM. Available at:
<https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/electronica/componentes-
electronicos/diodo/diodo-led/> [Accessed 1 November 2018].

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