viernes, 4 de septiembre de 2009

que usos se le da a la rectificadora

que usos se les da a la rectificadora

se estudia la función principal de un diodo y de un capacitor trabajando en conjunto, que es la de rectificar el sentido de la corriente alterna. Para arribar a esta parte del trabajo es necesario estudiar previamente el tiempo de descarga de diferentes capacitores (con distintas capacidades) cuando el circuito es cerrado con resistencias iguales, y cuando un mismo capacitor se encuentra conectado en paralelo con resistencias diferentes. Se obtiene una mejor rectificación cuando se utiliza un capacitor cuyo tiempo de descarga sea extenso y mucho más grande que la frecuencia de variación de la diferencia de potencial otorgada por la fuente de corriente alterna. Por lo tanto en la segunda parte del trabajo práctico estudiamos, con un mismo diodo, la rectificación con diferentes capacitores y una misma resistencia, y con un mismo capacitor y diferentes resistencias.

En el trabajo práctico se desea rectificar lo mejor posible una corriente alterna. Esto se realizará en distintas etapas, conectando en un circuito con diferentes resistencias, un diodo y dos capacitores diferentes.
Un diodo es un elemento electrónico que permite que la corriente circule en un solo sentido a través de él una vez que se establezca entre sus extremos una diferencia de potencial (ddp) determinada, oponiéndose con una resistencia infinita a la circulación en sentido contrario. Al aplicar la ddp, la corriente alterna solamente circula en los semiciclos permitidos, y es nula en los restantes (rectificación de media onda). Para completar la rectificación, en el trabajo usamos un capacitor: dos planchas metálicas separadas por un material no conductor (dieléctrico) que se cargan cuando el circuito se cierra con el pulsador y se descarga a través de la resistencia cuando se abre el circuito.

El circuito se puede rectificar cuando el tiempo característico del capacitor es el conveniente para que la descarga no sea abrupta y suficientemente más grande que la frecuencia de la fuente. El problema que encontramos es saber qué capacitor tiene un tiempo característico suficientemente grande para que éste no funcione de manera similar a una meseta nula del diodo.
Para esto, en la primera parte del trabajo práctico estudiamos los tiempos y la función que describe un capacitor cuando el pulsador se oprime y luego se suelta y recién en la segunda parte rectificamos la corriente


En electrónica, un rectificador es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua. Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio.
Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases.
Atendiendo al tipo de rectificación, pueden ser de media onda, cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados.
El tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda, constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga.

1 Circuitos rectificadores de onda completa
2 Rectificador de onda completa mediante dos diodos con transformador de punto medio
2.1 Rectificador de onda completa tipo puente doble de Gratz
2.2 Filtrado
3 Rectificador Síncrono (o sincrónico)
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Circuitos rectificadores de onda completa
Un rectificador de onda completa convierte la totalidad de la forma de onda de entrada en una polaridad constante (positiva o negativa) en la salida, mediante la inversión de las porciones (semiciclos) negativas (o positivas) de la forma de onda de entrada. Las porciones positivas (o negativas) se combinan con las inversas de las negativas (positivas) para producir una forma de onda parcialmente positiva (negativa).

Rectificador de onda completa mediante dos diodos con transformador de punto medio

Figura 2.- Circuito rectificador de K onda completa
El circuito, representado en la Figura 2, funciona como sigue:
El transformador convierte la tensión alterna de entrada en otra tensión alterna del valor deseado, esta tensión es rectificada durante el primer semiciclo por el diodo D1 y durante el segundo semiciclo por el diodo D2, de forma que a la carga R le llega una tensión continua pulsante muy impura ya que no está filtrada ni estabilizada.
En este circuito tomamos el valor de potencial 0 en la toma intermedia del transformador.

Rectificador de onda completa tipo puente doble de Gratz
Se trata de un rectificador de onda completa en el que, a diferencia del anterior, sólo es necesario utilizar transformador si la tensión de salida debe tener un valor distinto de la tensión de entrada.
En la Figura 3 está representado el circuito de un rectificador de este tipo.

Figura 3.- Rectificador de onda completa con puente de Gratz
A fin de facilitar la explicación del funcionamiento de este circuito vamos a denominar D-1 al diodo situado más arriba y D-2, D-3 y D-4 a los siguientes en orden descendente.
Durante el semiciclo en que el punto superior del secundario del transformador es positivo con respecto al inferior de dicho secundario, la corriente circula a través del camino siguiente:
Punto superior del secundario --> Diodo D-1 --> (+)Resistencia de carga R(-) --> Diodo D-4 --> punto inferior del secundario.
En el semiciclo siguiente, cuando el punto superior del secundario es negativo y el inferior positivo lo hará por:
Punto inferior del secundario --> Diodo D-2 --> (+)Resistencia de carga R (-) --> Diodo D-3 --> punto superior del secundario.
En este caso, vemos como circula corriente por la carga, en el mismo sentido, en los dos semiciclos, con lo que se aprovechan ambos y se obtiene una corriente rectificada más uniforme que en el caso del rectificador de media onda, donde durante un semiciclo se interrumpe la circulación de corriente por la carga.
En ambos tipos de rectificadores de onda completa, la forma de onda de la corriente rectificada de salida, será la de una corriente continua pulsatoria, pero con una frecuencia de pulso doble de la corriente alterna de alimentación.

Filtrado
Como se puede apreciar en las Figuras 2 y 3 la corriente obtenida en la salida de los rectificadores no es propiamente alterna, pero dista mucho de ser aceptablemente constante, lo que la inutilizaría para la mayoría de las aplicaciones electrónicas.
Para evitar este inconveniente se procede a un filtrado para eliminar el rizado de la señal pulsante rectificada. Esto se realiza mediante filtros RC (resistencia-capacitancia) o LC (inductancia-capacitancia), obteniéndose finalmente a la salida una corriente continua con un rizado que depende del filtro y la carga, de modo que sin carga alguna, no existe rizado.
Debe notarse que este filtro no es lineal, por la existencia de los diodos, que cargan rápidamente
los condensadores, los cuales a su vez, se descargan lentamente a través de la carga.

La tensión de rizado (Vr) será mucho menor que V si la constante de tiempo del condensador R·C es mucho mayor que el período de la señal. Entonces consideraremos la pendiente de descarga lineal y, por tanto, Vr = Vpico·T / (R·C) Siendo R·C la cte de tiempo del condensador, T el período de la señal y Vpico la tensión de pico de la señal..

Rectificador Síncrono (o sincrónico)
Hay aplicaciones en las que la caída de tensión directa en los diodos (VF) causa que tengan una baja eficiencia, como el caso de algunos convertidores DC-DC. Un rectificador síncrono sustituye los diodos por transistores MOSFET, gobernados por un circuito de control que los corta cuando la tensión entra en su ciclo negativo. Esta técnica tiene tres ventajas frente a los diodos:
No existe VF en un MOSFET. Éste se comporta como una resistencia (RON) de modo que conduce con cualquier valor de tensión (V>0), mientras que un diodo necesita V>VF, lo que es de suma importancia en circuitos alimentados a muy baja tensión

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