Misure su "pseudoalimentatore"

[Andrea2000]

Quest'oggi, alle ultime ore, ho intenzione di chiedere al prof di laboratorio di poter usare l'oscilloscopio (magari durante l'intervallo).
L'idea è quella di poter "vedere" la forma d'onda della tensione presente all'uscita dell'oggetto che in questo thread ho denominato pseudoalimentatore.
Sono davvero molto curioso. E poi condividerò con la comunità quanto osservato.

[MarcoD]

Siamo prossimi a Natale , non lo mortificare, non è uno "pseudoalimentatore" è un piccolo alimentatore non stabilizzato, (probabilmente) dimensionato in modo da sopportare un cortocircuito permanente sull'uscita.

[Andrea2000]

Siamo prossimi a Natale , non lo mortificare, non è uno "pseudoalimentatore" è un piccolo alimentatore non stabilizzato, (probabilmente) dimensionato in modo da sopportare un cortocircuito permanente sull'uscita.

No, assolutamente, non voglio mortificarlo. Se così è parso dalle parole che ho scritto me ne scuso.
E' che sono molto curioso/eccitato di capire quel che succede all'uscita di quella (che per me è una) black box.

E tra poco, se ne avrò il permesso dal prof, riuscirò a vederlo.

Al prossimo aggiornamento.

[brabus]

Andrea2000,

Bravissimo. Per un Docente è una grande soddisfazione vedere che un allievo si vuole spingere al di là della didattica di base. Fai qualche foto così vediamo insieme le forme d'onda!

Consiglio di partire con una base tempi di 100ms/div, per poi ridurla ed osservare bene l'oscillazione. Fai più misure con carichi diversi.

[Andrea2000]

Allora, ho fatto diverse misure ed ho, quindi, diverse foto.
Non so se riesco a pubblicare il tutto in un unico post. Chiedo: è possibile pubblicare due o più post consecutivi? Oppure ciò è contrario alle regole del forum?

Grazie.

[brabus]

Nessun problema, anzi!

[Andrea2000]

Grazie Alberto.

Allora, la prima cosa che ho fatto, come mi ero già ripromesso, è stata quella di visualizzare la forma d'onda del segnale d'uscita di questa black box. E, con mio grande stupore, che cosa osservo?

Ecco l'immagine.

Si tratta di un segnale a doppia semionda con ampiezza circa eguale a 12 volt (il commutatore volt/div è a 5 V). Il periodo è di 5 divisioni (il commutatore che governa l'asse orizzontale è a 2ms/div): quindi 10 ms. Ovvero 100 Hz, com'era facile attendersi visto che all'ingresso abbiamo la tensione di rete a 50 Hz.

Ma come, mi dico, non c'è neppure un filtro capacitivo? Con una corrente pulsante di questo tipo si ricaricano le batterie di un cellulare (meglio, si ricaricavano circa 10 anni fa)?
Oppure il condensatore c'è ma di capacità talmente piccola da produrre una costante di tempo così bassa tale da avere una quasi totale sovrapposizione della tensione all'uscita del condensatore con la doppia semionda all'ingresso? E a che servirebbe? Forse l'idea è che la costante di tempo aumenta quando il valore ohmico della resistenza interna della batteria che deve essere ricaricata è alto; ovvero quando la batteria è molto scarica?

Con in testa tutte queste domande, comunque, mi dico: questo abbiamo e con questo proseguiamo.

A questo punto provo a mettere io un condensatore di livellamento proprio in parallelo all'uscita. Inizialmente mi oriento su un condensatore di 0,6 uF circa.

Riapplico la tensione ai capi dell'oscilloscopio e, come mi aspetto, osservo una tensione livellata. Non riesco a misurarla con grande precisione ma sembra attorno agli 11 volt (o poco più).

[Andrea2000]

A questo punto voglio vedere che succede se collego in parallelo al condensatore un carico passivo. Decido per un resistore di 100 ohm.

Ed ecco il ripple! Si nota chiaramente l'atto della scarica del condensatore e poi la successiva ricarica con costante di tempo poco più che nulla (essendo la resistenza dei diodi in conduzione molto bassa).
La tensione si porta da circa 11 volt a circa 4 volt. Provo a fare qualche conticino.

Dovrei avere una costante di tempo pari a:



La legge di scarica del condensatore, di natura esponenziale decrescente, dovrebbe essere:



Dove la tensione iniziale, nel nostro caso, dovrebbe essere attorno agli 11 volt; mentre il tempo concesso al condensatore per scaricarsi, guardando l'immagine dell'oscilloscopio, dovrebbe essere attorno ai 6 ms. Quindi:



Dovremmo esserci!

A questo punto provo a vedere che succede se aumento la capacità. Prendo un condensatore analogo al precedente e lo metto in parallelo.

La costante di tempo è raddoppiata (perché raddoppiata è la capacità, naturalmente) e, dall'immagine osserviamo che la tensione ai capi del condensatore si scarica più dolcemte raggiungendo un valore minimo di circa 6 volt. Infatti:



Per il momento mi fermo qui. E sono molto contento! Ho ancora qualche altra foto che vorrei condividere ma ora devo scappare per alcune commissioni. Spero stasera.



P.S.: a proposito, solo ora mi accorgo che anche le luci al neon hanno voluto essere presenti: è proprio un segno dei tempi (società dell'immagine, selfie, ecc.).

[MarcoD]

Allora alimentatore ( vecchio caricabatteria) con raddrizzatore doppia semionda,
a vuoto 12V di picco moltiplicato per il numero magico 0,636 (2/3,14) da una tensinoe media di 7,6 V; sottratta la caduta di due diodi al silicio, circa 2 x 0,6 = 1,2 V fornisce i 7,48 V prossimi a quel che avevi misurato con il carico da 1000 ohm.

Un regalo per Natale
Un elettrolitico da 470 uF 25 Vlavoro e un 7805 dissipato + 1 uF ceramico sull'uscita che evita eventuali oscillazioni ed hai l'alimentazione a +5V, forse puoi anche usare un 7808 se vuoi 8V in uscita



Post scriptum:
puoi mettere in parallelo gli ingressi di un 7805 e un 7808, così avrai contemporaneamente disponibili due tensioni stabilizzate, attento: la corrente totale erogata non aumenta.

[Andrea2000]

Allora alimentatore ( vecchio caricabatteria) con raddrizzatore doppia semionda,
a vuoto 12V di picco moltiplicato per il numero magico 0,636 (2/3,14) da una tensinoe media di 7,6 V; sottratta la caduta di due diodi al silicio, circa 2 x 0,6 = 1,2 V fornisce i 7,48 V prossimi a quel che avevi misurato con il carico da 1000 ohm.

Diciamo che la forma d'onda che osserviamo, con un picco di circa 12 volt, è già comprensiva della c.d.t. ai capi dei due diodi (immaginando che vi sia un trasformatore seguito da un ponte di Graetz; diversamente, se fosse un trasformatore a presa centrale, allora la c.d.t. sarebbe quella di un solo diodo).

Il valor medio di questa tensione, essendo una doppia semionda, vale:



che, più o meno, torna con la prima misura dichiarata in sede di apertura del thread.

Un regalo per Natale
Un elettrolitico da 470 uF 25 Vlavoro e un 7805 dissipato + 1 uF ceramico sull'uscita che evita eventuali oscillazioni ed hai l'alimentazione a +5V, forse puoi anche usare un 7808 se vuoi 8V in uscita

Si, ottima idea Marco, grazie.


P.S.: ma il diodo di protezione è necessario?