A continuación se presenta el circuito para una fuente de voltaje variable, que entregue un voltaje desde 1,25V hasta 15V y 1,5 A , que tenga una entrada de 120V AC. Se utilizaron elementos como capacitores, resistencias, potenciómetro, un cuadro de diodos, un LED, un transformador y un LM317.
NOTA:
El voltaje de salida depende de la resistencia "R2" (ver figura 2)entre más pequeña más voltaje, hasta un máximo de 37v y un mínimo de 1,25 v.
Materiales:
*1 transformador de 120v AC a 24v AC de 1,5A
*1 cuadro de diodos de 120v AC 1,5A
*1 capacitor 4700uF, 63v
*1 resistencia de 2.5Kohm
*1 Led
*1 LM317
*1 potenciómetro de 5 Kohm
*1 resistencia de 430 ohm
*1 capacitor de 100uF, 20v(mínimo)
En la figura 1se puede observar cómo una fuente de tensión CD está constituida de un transformador monofásico, el cual tiene como objetivo convertir el nivel de tensión de 120Vrms y 60 Hz provenientes del toma de energía a una tensión alterna con un rango de salida más pequeño; consecuentemente, se pasa por un rectificador, el mismo en este caso sería un puente de diodos, donde la parte negativa de la señal se convierte en positiva; luego se coloca un capacitor que filtra la señal, de esta forma, es posible obtener a la salida una tensión CD con un pequeño rizo; y finalmente, se coloca un circuito estabilizador que elimina el rizado de la señal.
Figura 1. Diagrama de bloques de primer nivel del sistema deseado
Figura 2. Diagrama de conexiones
Para calcular el valor mínimo del capacitor de filtrado se utiliza la siguiente ecuación:
Vr = I/fC (1)
Donde Vr es la tensión de filtrado, I la corriente de la carga, f la frecuencia y C el valor de capacitancia del capacitor.
Se debe despejar C y la ecuación 1 queda dependiendo de I y Vr ya que f es una constante (60/50 Hz), entre más pequeño sea Vr mejor ya que el rizado de salida sería más pequeño, teniendo en cuenta que este valor lo decide el diseñador de la fuente, para el valor de la corriente se debe colocar el consumo de la carga o un poco mayor a este.
Otra forma de calcular C sería despejándolo de la fórmula de descarga de un capacitor, se muestra en la siguiente ecuación:
V(t) = Vo*e^(-t/RC) (2)
donde Vo es un valor inicial de tensión en el capacitor, t es el instante de tiempo a saber el valor de la tensión, en este caso sería el valor del periodo (T) que es 1/120 ya que se duplica por la rectificación de onda completa, R es la resistencia de la carga. Sustituyendo t en la ecuación quedaría de la siguiente manera:
V(t) = Vo*e^(-(1/120)/RC) (3)
Cabe recalcar que el resultado de C sería el valor mínimo ya que si se coloca un capacitor de capacitancia más alto el valor de Vr sería menor, y por ende el rizado más pequeño.
El led indicará si la fuente tiene voltaje o no, por ejemplo si se enciende sin carga y se vuelve apagar el capacitor quedará cargado porque no tiene resistencia de descarga entonces el led quedará encendido por un momento, pero si se apaga con alguna carga conectada el capacitor se descargará de una ves por ende el led se apagará.
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