rectificador de media onda electronica

Rectificador de Media OndaClase 2

13-Octubre-2014

Rectificador de Media Onda

El rectificador es uno de los circuitos básicos en los sistemas

electrónicos (junto con el amplificador y el oscilador). En términos

generales su función es convertir una señal alterna en corriente directa,

figura 1; la mayoría de las veces, la señal a rectificar es una senoidal.

Existen dos tipos de rectificadores con diodos, el de media onda y el

onda completa.

𝐹𝑖𝑔𝑢𝑟𝑎1𝑅𝑒𝑝𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛𝑑𝑒𝑢𝑛𝑅𝑒𝑐𝑡𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜𝑟

Rectificador de Media Onda

El rectificador de media onda es aquel que al hacer la conversión de CA

a CD, por cada ciclo que se tiene a la entrada entrega a la salida solo .

El circuito es muy sencillo y es como el que muestra la figura 2

Rectificador de Media Onda

Figura 2Circuito Rectificador deMediaOnda

Rectificador de Media Onda

La señal de entrada es un voltaje senoidal cuyos valores son positivos

para , y son de signo negativo para .

Esta señal se aplica a la terminal positiva (ánodo) del diodo D, por lo que el

semiciclo positivo polariza directamente al diodo, mientras que el

semiciclo negativo lo hace inversamente.

Esto quiere decir que para los valores positivos de el diodo estar en

estado de conducción, permitiendo que la corriente circule hasta llegar a la

resistencia (carga); provocando una caída de voltaje , cuyos valores varían

en el tiempo de la misma manera que varían los valores de .

Rectificador de Media Onda

Los valores negativos de hacen que el diodo quede desactivado,

permitiendo que la corriente circule hasta llegar a la resistencia (carga);

provocando una caída de voltaje , cuyos valores varían en el tiempo de

la misma manera que varían los valores de .

El resultado es una señal senoidal rectificada en media onda, de ahí el

nombre de este circuito.

Rectificador de Media Onda

Debido a la caída de voltaje que hay en la unión del diodo, la amplitud de la

señal rectificada será:

Del segundo miembro de la ecuación se puede tener tres posibles

combinaciones de valores, dando cada una de ellas diferentes resultados:

A) . Se tendrá un

B) . Se tendrá un

C) . Se tendrá un

Rectificador de Media Onda

Debemos observar que en la entrada, para es cuando se presenta la

alternancia de una polaridad a otra, de positivó a negativo y viceversa.

A este valor de se llama entonces voltaje de transición.

El voltaje de salida del rectificador es variable en el tiempo, también de

forma senoidal y efectivamente no se aprovecha el semiciclo completo

debido precisamente al voltaje de transición que es un voltaje que se

opone a los valores positivos de que tienden a polarizar directamente al

diodo.

Rectificador de Media Onda

De ahí entonces, que existan pequeños intervalos de tiempo del

semiciclo positivo que nos e obtienen a la salida, lo que explica la

ecuación (1).

Si le llamamos a la amplitud del voltaje rectificado tendremos entonces

que:

Rectificador de Media Onda

Donde se le esta llamando a la amplitud de al voltaje de umbral del

diodo.

Si a la salida del rectificador se aplica un voltímetro de cd, este

registrara un voltaje de cd cuyo valor equivale a:

Rectificador de Media Onda

La formula (3) es el valor que corresponde al promedio de los valores

instantáneos del voltaje rectificado. Esto significa que si la señal

rectificada se utiliza para alimentar a una carga de cd (por ejemplo un

motor de cd provocara en este mismo efecto que provocaría una fuente

de cd cuyo valor fuera de )

Rectificador de Media Onda

Rectificador de Media Onda

Si la salida del rectificador se aplica un voltimetro de CA, este registrara

un voltaje rms cuyo valor equivale a:

La ecuación (5) es el valor que corresponde al promedio cuadrático de ls

valores instantáneos del voltaje rectificado. Esto significa que si la señal

rectificada se utiliza para alimentar una carga de CA (por ejemplo un

motor de CA) provocara en este el mismo efecto que provocaría una

fuente de CA (cuyo valor fuera de ).

Rectificador de Media Onda

Ejercicio

Supongamos que en la figura se tiene un voltaje de entrada al

rectificador de media onda por ¿Qué voltaje medirá en la resistencia de

carga un voltímetro de cd? ¿Qué voltaje registra uno de ca? Comprueba

tu resultado mediante una simulación del circuito.

Ejercicio

Solución

Datos:

Solución

Planteamiento:

Utilizaremos las ecuaciones (2), (3) y (5)

Desarrollo

La amplitud de la señal de entrada es , entonces un valor pico de la

señal rectificada será:

Solución

A partir de este valor pueden aplicarse las ecuaciones anteriores:

Para comprobar los resultados se procede a la simulación del circuito

obteniéndose las siguientes imágenes que se ilustran a continuación.

Solución

Solución

Solución

Aunque la señal rectificada de media onda es un voltaje de cd (ya que

no presenta alternancias en su polaridad, pues no presenta voltajes

negativos), tiene variaciones en sus valores instantáneos; es una señal

pulsante de media onda. Si el propósito de un rectificador es convertidor

una señal de ca en cd, este se ha logrado, solo faltaría determinar con

que nivel de eficiencia o también la desviación que ha tenido el proceso.

Solución

Esto se obtiene calculando el factor de rizo de la señal, que es un

porcentaje de las variaciones de los valores respecto al valor

esperado se calcula según la siguiente ecuación:

Por ejemplo, el factor de rizo del rectificador del ejemplo es:

Solución

Solución

Solución

Este porcentaje nos dice que aun cuando este rectificador ya

opera como una fuente de alimentación de cd, la calidad de la

señal que entrega aun deja que desear respecto a lo que sería

un voltaje de cd sin variaciones. Posteriormente se vera como

reducir el factor de rizo.

Solución

Si el diodo del circuito rectificador se invierte en su posición, ele

efecto de rectificación será el “complemento” del ejemplo. Esto

quiere decir que seguirá siendo un rectificador de media onda,

solo que al invertirlo, los semiciclos positivos ahora lo polarizaran

inversamente, y serán los semiciclos negativos lo que los

polaricen directamente en estado activado o en conducción.