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• Yeison Jaimes

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Rectificador de onda completa en puente con filtro por condensador

El C siempre se pone en paralelo con la RL. El circuito y las gráficas son las siguientes:

Es parecido al anterior, cambia el valor de iT. Conducen D1 y D3 en positivo y conducen D2 y D4 en el semiciclo negativo. En el transformador el mismo bobinado sufre la intensidad, entonces tiene que soportar toda la intensidad, pero a veces hacia arriba y otras hacia abajo. Hay que diseñar el arrollamiento del hilo del secundario para que aguanten esos picos positivos y negativos. Para el condensador sigue sirviendo lo visto anteriormente:

La única diferencia está en la iT y la VIP (tensión inversa de pico).

La tensión inversa de pico (VIP) solo tiene que aguantar VP2 y no el doble de este valor como en el caso anterior.

EJEMPLO:

Calculamos todo lo que hemos visto en la teoría:

Kirchoff se cumple para valores medios, con valores eficaces no se cumple (con ondas senoidales).

El valor medio de la corriente en la carga será:

El valor del rizado es:

El condensador se descargará hasta ese valor mínimo.

El valor medio del diodo es:

Rectificacion Rectificacion

La rectificación se lleva a cabo por medio de uno o más diodos. Como es sabido, estos dispositivos idealmente permiten el paso de la corriente en un sentido y lo bloquean en el otro. Existen varios tipos de configuraciones rectificadoras elementales, que analizaremos a continuación.

Rectificadores de media onda En la siguiente figura se representa esquemáticamente un rectificador de media onda en el cual un diodo se interpone entre la fuente y la carga. Cuando la tensión vS de la fuente es positiva, el sentido de la corriente es favorable y se produce la circulación, por lo cual suponiendo el diodo ideal (y por lo tanto sin caída de tensión), será vL = vS.

Cuando, en cambio, vS < 0, el diodo no conduce y entonces vL = 0. Esto se ilustra en la siguiente imagen para una típica señal senoidal. Se ha indicado tanto la tensión en la carga como la corriente que circula por ella y por la fuente (la tensión y las corrientes en este caso difieren únicamente en un factor de escala). Invirtiendo el diodo se logra una tensión negativa.

Es interesante destacar que la tensión en la carga es unidireccional (positiva) pero no continua (constante). Esta forma de onda no es la deseable para alimentar dispositivos electrónicos, que generalmente requieren una alimentación constante. Este problema se solucionará más adelante con el empleo de filtros.

Rectificador de onda completa

El circuito rectificador de media onda tiene como ventaja su sencillez, pero adolece de dos defectos: 1) no permite utilizar toda la energía disponible, ya que los semiciclos negativos son desaprovechados; 2) en el caso típico en el que la fuente es el secundario de un transformador tiende a producirse una magnetización del núcleo debido a que el campo magnético es unidireccional. Esta magnetización se traduce en que la saturación magnética se alcanza con valores menores de corriente, produciéndose deformaciones en la onda. Estos inconvenientes se resuelven con los rectificadores de onda completa. El primer ejemplo es el rectificador tipo puente,

Cuando vS > 0, los diodos D1 y D2 están polarizados en forma directa y por lo tanto conducen, en tanto que D3 y D4 no conducen. Despreciando las caídas en los diodos por ser éstos ideales, resulta vL = vS > 0. Cuando la fase de la entrada se invierte,

pasando a ser vS < 0, serán D3 y D4 quienes estarán en condiciones de conducir, en tanto que D1 y D2 se cortarán. El resultado es que la fuente se encuentra ahora aplicada a la carga en forma opuesta, de manera que vL = −vS > 0. Las formas de onda de la entrada y la salida se muestran en la siguiente figura:

Puede verificarse que ahora se aprovecha la totalidad de la onda de entrada, y, además, la corriente por la fuente ya no es unidireccional como la que circula por la carga, evitando la magnetización del núcleo del transformador.

En la figura siguiente podemos ver un rectificador de onda completa en puente:

Mediante el uso de 4 diodos en vez de 2, este diseño elimina la necesidad de la conexión intermedia del secundario del transformador. La ventaja de no usar dicha conexión es que la tensión en la carga rectificada es el doble que la que se obtendría con el rectificador de onda completa con 2 diodos.

Las gráficas tienen esta forma:

Durante el semiciclo positivo de la tensión de la red, los diodos D1 y D3 conducen, esto da lugar a un semiciclo positivo en la resistencia de carga. Los diodos D2 y D4 conducen durante el semiciclo negativo, lo que produce otro semiciclo positivo en la resistencia de carga. El resultado es una señal de onda completa en la resistencia de carga. Hemos obtenido la misma onda de salida VL que en el caso anterior. La diferencia más importante es que la tensión inversa que tienen que soportar los diodos es la mitad de la que tienen que soportar los diodos en un rectificador de onda completa con 2 diodos, con lo que se reduce el coste del circuito.

Simulación Es un simulador de un rectificador de onda completa con un puente de diodos. En el apartado Datos podemos introducir los valores de la tensión de entrada, la relación de espiras, la frecuencia y la resistencia de carga. En los apartados "Aproximación y Tipo" elegimos el tipo de diodos que queremos para la simulación. Cada vez que metamos nuevos datos, tememos que pulsar la tecla "Calcular" para ver los nuevos resultados. También se puede variar la escala del eje x y del eje y, al igual que se haría en un osciloscopio. Para ver el tipo de señal que hay en cada punto, elegimos en el área "Ver Gráficas".