Relazione N. 11 Del 12/04/2010

LABORATORIO DI ELETTRONICA

 

Alunno: Nuzzo Domenico III A° “Sirio”

 

 

 

 

 

 

INTRODUZIONE:

Si dice diodo un componente a due morsetti al cui interno vi è una giunzione P-N. Il terminale del diodo collegato alla zona P si dice anodo; il terminale collegato alla zona N si dice catodo. Il simbolo elettrico del diodo è il seguente:

 

 

 

 

 

Per il diodo vi è una caratteristica diretta, che si ottiene polarizzando il diodo direttamente.

 Si dice caratteristica diretta di un diodo una curva che esprime l'andamento della corrente del diodo (I_D) in funzione della tensione applicata al diodo stesso (V_D).

Ed una caratteristica inversa.

Si dice caratteristica inversa di un diodo una curva che esprime l'andamento della corrente del diodo (I_D) in funzione della tensione applicata al diodo stesso (V_D), quando il diodo è polarizzato inversamente.

 

In foto: Disegno del diodo polarizzato direttamente

 

 

SCOPO DELLA PROVA:

Questa prova consiste nel verificare in laboratorio, tramite l’oscilloscopio, la tensione in uscita e quella in entrata di un circuito raddrizzatore a diodi , individuando la forma d’onda che ci darà.

 

RADDRIZZATORE AD UNA SEMIONDA:

Tra le tante applicazioni del diodo il raddrizzatore ad un asemionda è sicuramente molto importante.

Il raddrizzatore è  un circuito che ricevi in ingresso un segnale di tipo sinusoidale,  e da in uscita una tensione non più alternata, ma avente un solo segno.

In pratica il raddrizzatore utilizza, ritagliando solo la parte positiva, scartando la parte negativa  dell’ onda sinusoidale d’ ingresso.

 

 

 

 

 

RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEL CIRCUITO MONTATO :

 

Il circuito montato in laboratorio è così rappresentato:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In foto: Disegno del circuito elettronico montato in laboratorio.

 

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Montaggio del circuito :

 

 

Per poter effettuare la prova

 di laboratorio ci occorre:

 

Ø      N° 1 Generatore di tensione variabile

      DLIN Eurotek 8112e N° inv. 5369

Ø      N° 1 Oscilloscopio N° inv. 4600

Ø      N° 1 Resistore

Ø      N° 1 Diodo

Ø      N° 1 Bread-board

Ø      Alcuni fili per effettuare i collegamenti

 

 

 

In foto:Tensione in ingresso (Vi) rappresentata sull’ oscilloscopio a  circuito ultimato.

 

 

 

Il montaggio del circuito si è svolto secondo le seguenti fasi:

 

·        Montaggio del diodo e del resistore sulla bread-board;

·        Collegamento dei vari fili sul circuito integrato;

·        Collegamento dell’ oscilloscopio prima all’ ingresso e poi all’ uscita del circuito;

·        Ed infine il positivo ed il negativo della bread-board al generatore di tensione variabile.

 

 

L’ oscilloscopio:

L'oscilloscopio è uno strumento di misura elettronico che consente di visualizzare, su un grafico, l'andamento dei segnali ovvero la forma d’ onda.

L'asse orizzontale del grafico solitamente rappresenta il tempo, mentre l'asse verticale rappresenta la tensione.

Grazie a questo strumento potremmo visualizzare la forma d’onda d’ingresso e di uscita del nostro circuito raddrizzatore a diodi.

 

 

 

 

FORMA D’ ONDA VISUALIZZATA SULL’ OSCILLOSCOPIO:

I dati sono stati elaborati due volte, cambiando N/div.

Dati d’ ingresso   IN = 8,2 

Dati d’ uscita        OUT = V=7,6

Differenza 0,6 (caduta di tensione). 

 

 

 

·        Si dice tensione alternata, una tensione che presenta sia valori positivi che valori negativi al variare del tempo.

·        Si dice tensione tensione alternata sinusoidale, quando segue la legge matematica della funzione seno.

·        Si dice tensione unidirezionale pulsante una tensione con semionde unidirezionali (solo positive o solo negative) e periodiche.

 

 

 

 

 

Conclusioni: 

Come possiamo notare dal grafico, durante la semionda positiva del segnale di ingresso il diodo è polarizzato direttamente e quindi fa passare in uscita tutta la semionda positiva,lasciandola uguale a quella d’ ingresso.

 Quando in ingresso arriva la semionda negativa il diodo è polarizzato inversamente  taglia la semionda negativa non lasciandola passare, quindi la semionda negativa non può arrivare in uscita e la tensione di uscita è nulla.

Nel primo caso bisogna specificare che trascuriamo la tensione di soglia del diodo.

Nel secondo caso trascuriamo, la corrente inversa di saturazione I₀.

. RADDRIZZATORE AD DUE SEMIONDA:

 

 

Un raddrizzatore si dice a due semionde quando sfrutta sia le semionde positive che quelle negative.

In pratica  la tensione raddrizzata, cioè quella d’uscita è la somma di una semionda positiva più la semionda negativa capovolta (doppia semionda), anche questa viene detta unidirezionale pulsante.

 

 

RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEL CIRCUITO MONTATO :

 

Il circuito montato in laboratorio è così rappresentato:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In foto: Disegno del circuito elettronico montato in laboratorio.

 

 

In questo circuito l’ elemento di novità è il raddrizzatore a ponte di diodi detto anche ponte di graetz.

Il raddrizzatore a ponte di diodi si ottiene adottando quattro diodi disposti in configurazione a ponte di Graetz.

In questo modo è possibile ottenere un segnale che è la somma di una semionda positiva più la semionda negativa capovolta (doppia semionda).

Questa soluzione,è molto più utilizzata rispetto ad un trasformatore con doppio avvolgimento a presa centrale, in quanto più economico.

 

 

 

 

 

 

Funzionamento raddrizzatore a ponte di diodi: 

Per analizzare il funzionamento di questo raddrizzatori bisogna dividere il funzionamento in due momenti. Nel primo caso si considera che la semionda positiva fuoriesca dalla parte alta del trasformatore, e quindi nella parte inferiore si trova il segno negativo. la semionda uscendo dal trasformatore si trova su un primo nodo al quale sono collegati D1 e D2, ma solo D2 è polarizzato direttamente, e quindi la corrente  lo attraversa e si sposta sul secondo nodo che vede la resistenza di carico (RC) e D4. Siccome anche D4 è inversamente polarizzato la corrente attraversa la resistenza andando verso il nodo formato da D3 e D1, ora sia D3 che D1 sembrerebbero direttamente polarizzati, ma solo D4 lo è perché D1 è sottoposto ad una tensione maggiore dalla parte del catodo. La corrente attraverso D3 raggiunge l' altro polo del trasformatore. Quando avviene l' inversione di polarità della sinusoide, si considera positivo il polo inferiore del trasformatore, ed il polo superiore funge da zero. Anche in questo caso la semionda mediante il primo nodo raggiunge la resistenza RC attraverso il D4 in quando D3 si trova polarizzato inversamente, la corrente  attraversa la resistenza, e ritorna verso il trasformatore mediante D1. Il risultato è che la tensione alternata applicata al ponte raddrizzatore viene resa continua.
Anche in questo caso il valore di tensione ottenuto è uguale a quello fornito in ingresso al raddrizzatore, (ovviamente vanno sempre sottratte le cadute di tensione dei due diodi).

 

 

Quanto spiegato e facilmente comprensibile aiutandoci con i grafici.

Seguendo i numeri (che vanno con valore crescente) si può vedere l’ andamento della corrente nei due momenti.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FORMA D’ ONDA VISUALIZZATA SULL’ OSCILLOSCOPIO:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Come possiamo notare dal grafico, vengono sfruttate sia le semionde positive che quelle negative del segnale d’ ingresso.

 

Conclusioni :

Possiamo affermare pertanto che il circuito montato è funzionante e che il raddrizzatore a doppia semionda ha risposto attraverso il grafico rappresentante quello che abbiamo visto sull’ oscilloscopio a tutte le nozioni precedentemente studiati, quindi possiamo dire che la prova è riuscita.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nuzzo Domenico