Rectificación de media onda no controlada con carga resistiva-inductiva y fuente de continua
La expresión electrónica de potencia se utiliza para diferenciar el tipo de aplicación que se le da a dispositivos electrónicos, en este caso para transformar y controlar voltajes y corrientes de niveles significativos. Se diferencia así este tipo de aplicación de otras de la electrónica denominadas de baja potencia o también de corrientes débiles.
Objetivos
[editar]Este proyecto de aprendizaje ofrece:
- 1.- Analizar el funcionamiento de un rectificador de media onda no controlado.
- 2.- Medir las tensiones de entrada y salida de un rectificador de media onda no controlado.
- 3.- Comparar las formas de onda a la entrada y salida del circuito rectificador.
- 4.- Distinguir entre los valores RMS, el valor pico y el valor promedio de la señal dada.
- 5.- Adquirir soltura en interpretación de circuitos electrónicos.
- 6.- Conocer el funcionamiento de los componentes electrónicos básicos.
CARGA RL-GENERADOR
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Alimentación de un generador de corriente continua a partir de un generador de corriente alterna.
Hay varios tipos del rectificador de media onda. Una de estas variaciones es la carga formada por una resistencia, una inductancia y una tensión continua. Si comenzamos el análisis en ωt=0 y suponemos que la corriente inicial es nula, sabemos que el diodo permanecerá al corte mientras la tensión del generador de corriente alterna sea menor que la tensión continua. Haciendo α igual al valor de ωt que causa que la tensión del generador sea igual a Vcc.
El diodo entra en conducción en ωt=α. Con la ley de Kirchhoff para las tensiones y estando el diodo en conducción:
Conociendo las respuestas forzada y natural podemos determinar la intensidad total si las sumamos:
La corriente se determina utilizando la superposición de los dos generadores.
- La respuesta forzada del generador de corriente alterna es:
- La respuesta forzada debida al generador de corriente continua es:
Por lo tanto la respuesta forzada completa es:
La respuesta natural es:
Sumamos las respuestas natural y forzada para obtener la respuesta completa:
para α ≤ wt ≤ β
0 en otro caso
Estudio de circuito rectificador de media onda con carga RLE en PSpice
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Gráficas de la tensión en la carga, intensidad y tensión ánodo-cátodo en el diodo.
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El ángulo de comienzo de la corriente
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0.1687 radianes equivale 9.66 grados
El ángulo de extinción de la corriente
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El Angulo de extensión de corriente es 4.08 rad
Potencia Media
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Pavg=229.083 w
Tensión eficaz
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Vrms =70.694 V
Corriente eficaz
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Irms=7.275A
El factor de potencia equivale a S entre Pavg y S equivale a Irms por Vrms
Fp =P/S =( 229.083) / ( 70.634 *7.275 ) = 0.4454
EJERCICIO 2
[editar]Se tiene un circuito que consta de R= 50 ; L= 200mH y Vcc=100V. El generador de alterna es de 200V rms a una frecuencia de 50 Hz. Determinar:
- a) La corriente en el circuito
- b) La potencia absorbida por la resistencia
- c) La potencia absorbida por el generador de continua
- d) La potencia entregada por el generador de alterna y el factor de potencia del circuito.
SOLUCION
[editar]Primero calculamos los parámetros de partida que son los siguientes:
- a) planteamos la ecuación de la intensidad en función del wt desarrollada anteriormente en la teoría
El angulo de extinción de la corriente se saca de la siguiente manera:
Utilizando un programa para despejar beta obtenemos
Cuyo resultado es
- b) IRMS corriente eficaz la integramos para obtener el valor eficaz de la intensidad
Con valor eficaz de la corriente calculamos ya la potencia en la resistencia.
- c) La potencia absorbida por el generador de continua la calculamos primero sacando intensidad media y luego la multiplicamos por la tensión de la fuente de continua:
Por lo que ya podemos calcular la potencia absorbida por el generador de continua:
- d) La potencia entregada por el generador de alterna es la suma de las potencias absorbidas por la carga.
Y por ultimo calcularemos el factor de potencia del circuito (fdp).
EJERCICIO
[editar]Se tiene un circuito que consta de R= 2 ; L= 20mH y Vcc=100V. El generador de alterna es de 120V rms a una frecuencia de 60 Hz. Determinar:
- a) La corriente en el circuito
- b) La potencia absorbida por la resistencia
- c) La potencia absorbida por el generador de continua
- d) La potencia entregada por el generador de alterna y el factor de potencia del circuito.
SOLUCION
[editar]Empezamos a calcular a partir de los parámetros dados
- a) Utilizamos la expresión anteriormente citada en la teoría
El angulo B de extinción de la corriente se obtiene:
Cuyo resultado es
- b) Utilizamos la expresión de la IRMS que es la corriente eficaz
Con este valor podemos calcular ya la potencia en la resistencia.
- c) La potencia absorbida por el generador de continua se calcula con la formula:
Por lo que ya podemos calcular la potencia absorbida por el generador de continua:
- d) La potencia entregada por el generador de alterna es la suma de las potencias absorbidas por la carga.
Y por ultimo calcularemos el factor de potencia (fdp).
Referencias
[editar]Otras lecturas adicionales de utilidad:
Participantes activos
[editar]Participantes activos en este Grupo de aprendizaje
- Wikiantonio67 (discusión) 04:18 8 jun 2012 (UTC)
- wiki_jose92
- Esther_cr
- Mariocar