Guía De Ejercicios Diodos Y Circuitos Con Diodos

Electrónica Guía de ejercicios 1. El 1N4001 de la figura tiene una resistencia interna de 0,23 Ω. ¿Cuál es la tensión y la corriente en la carga y la potencia del diodo? SOLUCIÓN: La resistencia total es: = 0,23Ω + 10Ω = 10,23 Ω La tensión total que cae en es: = 10 + 0,7 = 9,3 Por tanto, la corriente en la carga es: 9,3 = = 0,909 10,23 Ω La tensión en la carga es: = 0,909 ∙ 10 Ω = 9,09 Para calcular la potencia en el diodo necesitamos saber la tensión del diodo, que se puede obtener de dos formas. Podemos restar la tensión en la carga de la tensión de fuente: = 10 − 9,09 = 0,91 O podemos utilizar la ecuación: = 0,7 + = 0,7 + 0,909 0,23 Ω = 0,909

D1

XMM1 Agilent

1N4001GP V1 10 V

R1 10Ω

2. La figura muestra un rectificador de media onda. Se conecta un osciloscopio en paralelo con la resistencia de 1KΩ y veremos la tensión de media onda en la carga. También se conecta un multímetro en paralelo con 1KΩ para leer la tensión continua en la carga. Calcular los valores teóricos de la tensión de pico y continua en la carga. A continuación, compare estos valores con las lecturas obtenidas en el osciloscopio y el multímetro. XSC1 Tektronix

XMM1 Agilent P G

D2 V1 10 Vrms 50 Hz 0°

1N4001GP R1 1kΩ

1 2 3 4

T

SOLUCION: Como la tensión de la fuente es 10 V rms, lo primero que hay que hacer es calcular el valor del pico de la fuente de alterna. 10 = = = 14,1 0,707 0,707 Con un diodo ideal, la tensión de pico en la carga es: = ! = 14,1 La tensión continua (dc) en la carga es: 14,1 = = 4,49 "# = $ $ Con la segunda aproximación, obtenemos una tensión de pico en la carga de: = ! − 0,7 = 14,1 − 0,7 = 13,4 Y una tensión continua en la carga de: 13,4 = = 4,27 "# = $ $

3. La figura muestra un rectificador de onda completa. El canal 1 del osciloscopio muestra la tensión del primario (onda sinusoidal) y el canal 2 muestra la tensión en la carga (señal de onda completa). Calcule las tensiones de pico de entrada y de salida. A continuación, compare los valores teóricos con los valores medidos. XSC1 Tektronix

XMM1 Agilent

P G

D2 V1

1N4001GP T1

R1 1kΩ

220 Vrms 50 Hz 0° 10

D1 1N4001GP

1 2 3 4

T

SOLUCION: La tensión de pico en el primario es: 220 = = 311,17 % = 0,707 0,707 Puesto que se trata de un transformador reductor de relación 10:1, la tensión de pico en el secundario es: 311,17 % = = 31,117 & =' 10 %( '& El rectificador de onda completa actúa como dos rectificadores de media onda en oposición. A causa de la conexión central, la tensión de entrada en cada rectificador de media onda es sólo la mitad de la tensión del secundario: = 15,56 ! = 0,5 31,117 Idealmente, la tensión de salida es: = 15,56 Utilizando la segunda aproximación: = 15,56 − 0,7 = 14,86

4. Calcular las tensiones de pico de entrada y de salida en la figura. A continuación, comparar los resultados teóricos con los medidos. XSC1 Tektronix P G

V1

1

1 2 3 4

T

D2

T1 220 Vrms 50 Hz 0°

4

10

3

2

1B4B42

R1 1kΩ

SOLUCION: Las tensiones en el primario y secundario son: % = 311 & = 31,1 En un rectificador en puente, toda la tensión del secundario se usa como entrada al rectificador. Idealmente, la tensión de pico de salida es: = 31,1 Aplicando la segunda aproximación: = 31,1 − 1,4 = 29,7

5. La figura muestra los valores medidos con un software de simulación de circuitos. Calcule el rizado y la tensión teórica en la carga, y compare dichos valores con los valores medidos. XSC1 XMM1 Tektronix

Agilent

P G

V1

1

1 2 3 4

D2

T1 220 Vrms 50 Hz 0°

4

10

3

2

1B4B42

C1 4700µF

R1 500Ω

T

SOLUCION: La tensión eficaz en el secundario es: 220 = 22 & = 10 Y la tensión de pico en el secundario es: 22 = = 31,11 0,707 Aplicamos la segunda aproximación de los diodos para obtener la tensión continua en la carga: = 31,11 − 1,4 = 29,71 Para calcular el rizado, necesitamos conocer primero la corriente continua en la carga: 29,71 = = 59,42 500 , Ahora podemos utilizar la ecuación del rizado para obtener: 59,42 = 0,126 . = 100 /0 4700 12