Circuitos de rectificación eléctrica.
La rectificación es el producto de convertir una tensión o corriente alterna en una tensión o corriente continua o pulsante. El proceso para rectificar es tan simple que lo aprenderás enseguida. Aprende como se hace la rectificación.
¿Por qué rectificar? Hoy en día la gran mayoría de circuitos electrónicos de consumo necesitan de una alimentación continua, es decir tensión o corriente que no varíe sus valores de tensión mientras pasa el tiempo.
Por ejemplo un circuito con diodos LED en una circuito con tensión alterna, el LED se encendería a la frecuencia de la red solo en un sentido:
El LED se enciende solo cuando le llega el semiciclo negativo al cátodo del LED, ya que se polariza directamente y permite el paso de corriente. Pero si queremos que el LED se quede encendido continuamente, la tensión que se tiene que aplicar debe de ser continua.
Proceso de rectificación.
El proceso de rectificación es sencillo. Teniendo una corriente alterna que varía en el tiempo entre un ciclo positivo y otro negativo, supón que por algún medio puedes permitir el paso de un semiciclo, pero bloqueas el otro:
Coordinando bien el sistema de interrupción de tensión, puedes obtener una salida de tensión pulsante variable pero en un único sentido. Eso lo conseguimos con un diodo semiconductor.
El diodo semiconductor permite el paso de corriente en un sentido únicamente cuando está polarizado directamente. En el circuito anterior, cuando llega el semiciclo positivo del secundario, la tensión circula desde al ánodo al cátodo del diodo porque el diodo se polariza directamente. En ese instante circula corriente por la carga de forma que el valor aumenta, llega a un máximo y disminuye hasta cero.
Cuando por el secundario del transformador llega el semiciclo negativo, el diodo no conduce porque se polariza inversamente.
NOTA: El circuito lleva a confusión de manera directa. Observa que las puntas del osciloscopio las conecto en paralelo con el diodo y no con la carga. Cuando llegue el semiciclo positivo al terminal del ánodo, el diodo conducirá haciendo que dicho semiciclo no se muestre en el osciloscopio.
Con esta forma podemos hacer que se rectifique la tensión de un semiciclo pero, ¿Cómo hacemos si queremos rectificar el otro semiciclo? Pues con un rectificador de doble onda.
Rectificador de doble onda.
Si con un diodo rectificador permitíamos el paso de corriente en un semiciclo, con otro diodo rectificador, haremos lo propio del semiciclo que se bloquea. Es decir cuando un diodo esté polarizado directamente, rectificará un semiciclo; y cuando cambie el sentido de la señal alterna, se polarizará directamente el otro diodo.
Con eso se rectifica toda la onda completa de dos semiciclos. Existen rectificadores de doble onda que requieren de transformadores con punto medio. Eso no nos interesa ya que agravará el coste del circuito. El circuito que hace que se rectifique una corriente alterna más común es el rectificador puente que se ve en la siguiente imagen.
El puente de Graezt o puente rectificador es un circuito fácil de usar, ya que además de ser barato, es más eficaz que su homólogo de doble onda con transformador de punto medio.
El circuito se basa en que cuando llega el semiciclo positivo de la señal alterna, se polarizan directamente un par de diodos que convierte permite la circulación de ambos semiciclos en una misma línea de transmisión. Cuando cambia el sentido de la corriente se polarizan directamente el otro par de diodos rectificadores, por lo que se ha convertido todo el ciclo de una señal alterna.
Tensión en continua.
Si tenemos en cuenta que un tester nos va a dar una medida media de la tensión rectificada, la tensión equivalente de un rectificador de doble onda va a ser la tensión pico de la tensión alterna menos la tensión que se pierde en vencer la barrera de potencial de cada diodo. Por eso la tensión equivalente en continua depende de la siguiente fórmula:
También es importante recordar que la frecuencia de salida en un rectificador de doble onda es el doble de la frecuencia del generador, debido a un fenómeno físico llamado reducción del periodo.
Supón una frecuencia de 50HZ a la salida del secundario. Después de la rectificación los pulsos obtenidos a la salida del puente generan un rizado específico que llegan a un pico superior y después tienden a bajar pero no superan el 63,6% de la tensión rectificada. Por lo que si antes de estar rectificada, la tensión subía a un pico superior y bajaba a una tensión de cero en un periodo de tiempo, ahora el tiempo de bajada de tiempo existe un nuevo ciclo positivo que aumenta la tensión media.
El periodo es la distancia que recorre la onda en un segundo entre la frecuencia de dicha onda:
Tin = 1 ÷ f = 1 ÷ 50Hz = 20ms
A causa de la rectificación del otro semiciclo, se reduce el periodo de la señal en un 50% (aunque realmente es algo más):
Tout = 0,5 ÷ f = 0,5 ÷ 50Hz = 10ms
Por lo que si derivamos la frecuencia obtenemos que el doble de la de entrada:
fout = 1 ÷ T = 1 ÷ 0,01s = 100Hz.
Espero que te haya servido esta entrada para entender la rectificación mejor. Ahora te dejo el vídeo que explica los circuitos rectificadores existentes.