Has escuchado hablar del rectificador de media onda? Si aún no sabes de qué se trata, en este artículo te explicaremos todo lo que necesitas saber sobre esta importante técnica en electrónica. Descubre cómo funciona este dispositivo y cómo se utiliza en la práctica. ¡Sigue leyendo para aprender más!
La mayoría de los sistemas electrónicos, como televisores, sistemas de audio y computadoras, requieren voltaje de CC para funcionar correctamente. Dado que el voltaje de la red es alterno, debemos convertirlo a un voltaje de salida de CC relativamente constante. El circuito que convierte tensión alterna (CA) en tensión continua (CC) se llama circuito. rectificador.
Como sabes, un diodo conduce corriente en una sola dirección desde el ánodo al cátodo. Esta propiedad los hace ideales para la rectificación.
Los diodos están conectados entre sí para formar varios tipos de circuitos rectificadores como: B. Rectificadores de “media onda”, “onda completa” o “puente”.
El más simple de todos los rectificadores es un rectificador de media onda.
El rectificador de media onda
La siguiente imagen muestra un circuito rectificador de media onda.
Cuando se aplica un voltaje de CA a un diodo, el semiciclo positivo del voltaje de la fuente polariza directamente el diodo. En este caso el diodo aparece como interruptor cerradoy la media onda positiva del voltaje de la fuente aparece en la resistencia de carga.
Durante el semiciclo negativo, el diodo tiene polarización inversa. En este caso el diodo aparece como interruptor abiertoy no hay voltaje a través de la resistencia de carga.
En un rectificador de media onda, el diodo conduce durante las medias ondas positivas y no durante las medias ondas negativas. Por este motivo, el rectificador de media onda corta las medias ondas negativas. Esta forma de onda se llama señal de media onda.
Si el diodo está invertido, tendrá polarización directa cuando el voltaje de entrada sea negativo. Como resultado, los pulsos de salida son negativos.
Este voltaje de media onda crea una corriente de carga que solo fluye en una dirección, lo que hace que el circuito sea unidireccional.
Valor CC de una señal de media onda.
El valor DC de una señal de media onda corresponde al valor medio.
El valor medio de la señal durante un ciclo se calcula mediante la siguiente fórmula:
Esta ecuación nos dice que el valor de CC de una señal de media onda es aproximadamente el 31,8% del valor máximo. Por ejemplo, si el voltaje máximo de la señal de media onda es de 10 V, el voltaje de CC es de 3,18 V.
Si mide la señal de media onda con un voltímetro de CC, la lectura será el valor promedio de CC.
Una aproximación de segundo orden
En realidad, no obtenemos un voltaje de media onda perfecto a través de la resistencia de carga.
Debido al potencial de barrera, el diodo sólo se enciende cuando la tensión de la fuente alcanza aprox. 0,7 V. Entonces, el voltaje de salida es 0,7 V menor que el voltaje máximo de la fuente.
Por ejemplo, si el voltaje máximo de la fuente es de solo 10 V, el voltaje máximo de la carga es de solo 9,3 V.
Por lo tanto, la fórmula más precisa para calcular el valor de CC de una señal de media onda es:
Frecuencia de salida
La variación de la forma de onda de salida rectificada durante los semiciclos positivos y negativos produce una forma de onda con una gran proporción de onda (la parte que se balancea).
La ondulación resultante tiene la misma frecuencia que la fuente de alimentación de CA de entrada.
Por tanto podemos escribir:
Filtrar la salida de un rectificador.
La salida de un rectificador de media onda es un voltaje de CC pulsante que aumenta hasta un máximo y luego cae a cero.
No necesitamos este tipo de voltaje CC. Lo que necesitamos es un voltaje CC suave y constante, libre de fluctuaciones de voltaje u ondulaciones como las que obtenemos de la batería.
Para obtener tal voltaje, necesitamos filtrar la señal de media onda. Una forma de lograrlo es conectar un capacitor, llamado “condensador”. condensador de suavizadoa través de la resistencia de carga como se muestra a continuación.
Inicialmente el condensador está descargado. Durante el primer cuarto de ciclo, el diodo tiene polarización directa, por lo que el condensador comienza a cargarse. La carga continúa hasta que la entrada alcanza su valor máximo. En este momento, el voltaje del capacitor es Vp.
Una vez que el voltaje de entrada alcanza su máximo, comienza a disminuir. Una vez que el voltaje de entrada es menor que Vp, el voltaje a través del capacitor excede el voltaje de entrada, apagando el diodo.
Cuando se apaga el diodo, el capacitor se descarga a través de la resistencia de carga, suministrando la corriente de carga hasta que se alcanza el siguiente valor máximo.
En el siguiente valor pico, el diodo conduce brevemente y carga el condensador nuevamente al valor pico.
restricciones
Si la resistencia de la carga es pequeña para un valor de capacitor dado, fluirá una corriente alta a través de la carga, descargando el capacitor más rápido (debido a la constante de tiempo RC) y generando mayores ondulaciones. Mientras la constante de tiempo RC sea mucho mayor que el período, el capacitor permanece casi completamente cargado y obtenemos un voltaje de salida de CC perfecto. Para tener una constante de tiempo RC mayor tenemos Necesita un condensador de mayor valor. Esto no es práctico porque tanto el costo como el tamaño del capacitor son limitados.
Por lo tanto, no hay salida durante la media onda negativa. La mitad de la energía se desperdicia lo que resulta en una menor amplitud de salida.
Debido a sus importantes desventajas, los rectificadores de media onda rara vez se utilizan. Sería más práctico utilizar un rectificador de onda completa como se explica en el siguiente tutorial.
Rectificador de media onda
La mayoría de los sistemas electrónicos, como televisores, equipos de audio y computadoras, necesitan un voltaje de corriente continua (DC) para funcionar correctamente. Dado que el voltaje de línea es alternante, necesitamos convertirlo en un voltaje de salida de CC relativamente constante. El circuito que convierte el voltaje alterno (AC) en un voltaje continuo (DC) se llama Rectificador.
El Rectificador de Media Onda
Un rectificador de media onda es el más simple de todos los rectificadores. Consiste en un diodo conectado en serie con una carga resistiva. Durante el ciclo positivo de la fuente de voltaje, el diodo se polariza directamente y conduce la corriente hacia la carga. Durante el ciclo negativo, el diodo se polariza inversamente y no conduce corriente.
Valor DC de una Señal de Media Onda
El valor DC de una señal de media onda es igual al valor promedio de la misma. Se calcula utilizando la fórmula:
DC = Vp / π
Segunda Aproximación
En realidad, debido a la barrera de potencial del diodo, la salida de voltaje es aproximadamente 0.7V menor que el máximo voltaje de la fuente. Por lo tanto, es importante tener en cuenta esta pérdida al calcular el valor DC de la señal de media onda.
Frecuencia de Salida
La ondulación en la frecuencia de salida de un rectificador de media onda coincide con la frecuencia de la fuente de CA de entrada.
Filtrado de la Salida de un Rectificador
Para obtener un voltaje DC más estable y constante, libre de ondulaciones, es necesario filtrar la señal de media onda. Esto se puede lograr conectando un capacitor, conocido como capacitor de suavización, a través de la resistencia de carga.
Limitaciones
Los rectificadores de media onda tienen limitaciones significativas, como la pérdida de potencia durante el ciclo negativo y la presencia de ondulaciones en la salida. Por estas razones, los rectificadores de onda completa son más comúnmente utilizados en la práctica.
Es importante comprender los principios básicos del rectificador de media onda para diseñar circuitos electrónicos más avanzados. ¡Aprende más sobre este tema para mejorar tus habilidades en electrónica!
¡Excelente explicación! Ahora entiendo mejor cómo funciona el rectificador de media onda. ¡Gracias por compartir!