Post on 23-Dec-2015
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• Un transformador:
cambia voltajes de ca con base en la
relación de vueltas entre el primario y el
secundario.
• El rectificador:
convierte el voltaje de entrada de ca en un
voltaje de cd pulsante, llamado voltaje
rectificado de media onda
• El filtro:
Elimina los rizos de voltaje en el rectificador y produce un voltaje de cd relativamente uniforme.
• El regulador:
Es un circuito que mantiene un voltaje de cd constante frente a las variaciones del voltaje de línea de entrada o de la carga. Los reguladores varían desde un dispositivo de un solo semiconductor hasta circuitos integrados más complejos
RECTIFICADORES
• El rectificador convierte un voltaje de c.a
en un voltaje unidireccional (D.C
pulsante)
• Tipos:
1) Rectificador de media onda
2) Onda Completa con derivación central
3) Onda Completa tipo puente
• Por el momento utilizaremos el modelo ideal
(note la ausencia de la etiqueta Si, Ge o GaAs)
para que el método no se empañe por la
complejidad matemática adicional
• El valor promedio (la suma algebraica de
las áreas arriba y debajo del eje) es cero.
El circuito de la figura anterior, llamado
rectificador de media onda, generará una
forma de onda vo que tendrá un valor
promedio de uso particular en el proceso
de conversión ca a cd.
• Cuando se emplea en el proceso de
rectificación, un diodo en general se
conoce como rectificador. En general, sus
capacidades de potencia y corriente son
mucho más altas que las de los diodos
empleados en otras aplicaciones, como
computadoras y sistemas de
comunicación
• Durante el intervalo en la figura 4
la polaridad del voltaje aplicado vi es tal
que ejerce “presión” en la dirección
indicada y enciende el diodo con la
polaridad que aparece arriba de él
• Sustituyendo la equivalencia de
cortocircuito en lugar del diodo ideal se
tendrá el circuito equivalente de la figura
5, donde es muy obvio que la señal de
salida es una réplica exacta de la señal
aplicada.
• Para el periodo la polaridad de la entrada
vi es como se muestra en la figura 6 y la
polaridad resultante a través del diodo
ideal produce un estado de “apagado” con
un equivalente de circuito abierto.
Ele
ctr
ón
ica
In
du
str
ial –
Le
cc
ión
2
Circuitos con diodos
El Diodo
El Diodo como rectificador
Los diodos (y el resto de dispositivos electrónicos) son dispositivos
no lineales ¡No se aplica el principio de superposición!
+
VE
R
iS VE
Vs
VS
VS VE
I
V
Vmax
Vmax/R Vmax Vmax
• La señal de salida vo ahora tiene un área
neta positiva sobre el eje durante un
periodo completo y un valor promedio
determinado por
El proceso de eliminar la señal de entrada de media
onda para establecer un nivel de cd se llama
rectificación de media onda
• El efecto de utilizar un diodo de silicio con VK =
0.7 V se demuestra en la figura 9 para la región
de polarización en directa. La señal aplicada
ahora debe ser por lo menos de 0.7 V antes de
que el diodo pueda “encenderse”.
• Con niveles de vi menores que 0.7 V, el diodo
aún permanece en el estado de circuito abierto
y vo = 0 V, como se muestra en la misma figura
9
Valor promedio del voltaje de
salida de media onda
• El valor promedio del voltaje de salida
rectificado de media onda es el valor que
se mediría con un voltímetro de cd.
Matemáticamente, se determina
calculando el área bajo la curva
correspondiente a un ciclo completo,
como ilustra la figura 10
Voltaje de pico inverso (PIV)
• El voltaje de pico inverso (PIV) es igual al valor pico del voltaje de entrada y el diodo debe ser capaz de soportar esta cantidad de voltaje en inversa repetitivo
• Para el diodo de la figura 11, el valor máximo del voltaje en inversa, designado como PIV, ocurre al valor pico de cada alternación negativa del voltaje de entrada, cuando el diodo está polarizado en inversa.
• La capacidad de un diodo deberá ser por lo menos 20% más alta que el PIV
Acoplamiento por transformador
• A menudo se utiliza un transformador para
acoplar el voltaje de entrada de ca proveniente
de la fuente al rectificador, como lo muestra la
figura 12.
• El acoplamiento por transformador ofrece dos
ventajas: primera, permite que la fuente de
voltaje se reduzca como sea necesario;
segunda, la fuente de ca se aísla eléctricamente
del rectificador, con lo que se evita el peligro de
choques eléctricos en el circuito del secundario.
Transformador Reductor
VALORES EFICACES (rms)
• Es la relacionar entre cantidades de cd y
ca con respecto a la potencia suministrada
a una carga, lo que nos ayudará a
determinar la amplitud de una corriente
senoidal de ca requerida para suministrar
la misma potencia que una corriente de cd
particular
• durante las partes positiva o negativa de
una corriente senoidal de ca, se
suministra potencia en cada instante al
resistor.
Explicación a la figura 15
• Un resistor sumergido en un baño de agua
está conectado por medio de interruptores
a una fuente de cd y ca.
• Si el interruptor 1 se cierra, se establece
una corriente de cd I, determinada por la
resistencia R y el voltaje de la fuente E a
través del resistor R. La temperatura
alcanzada por el agua depende de la
potencia de cd disipada en forma de calor
por el resistor.
• Si se cierra el interruptor 2 y se deja
abierto el 1, la corriente de ca que pasa
por el resistor tiene un valor pico de Im.
Ahora la temperatura alcanzada por el
agua depende de la potencia de ca
disipada en forma de calor por el resistor.
Se hace que la entrada de ca varíe hasta
que la temperatura sea la misma que la
alcanzada con la entrada de cd.
• Cuando esto se logra, la potencia eléctrica
promedio suministrada al resistor R por la
fuente de ca es la misma que la
suministrada por la fuente de cd
• Igualando la potencia promedio
suministrada por el generador de ca con la
suministrada por la fuente de cd,
El valor de cd equivalente se llama valor
rms o eficaz de la cantidad
senoidal. • El valor eficaz de cualquier cantidad
trazado como una función de tiempo se
determina con la siguiente ecuación
derivada con el experimento que se acaba
de describir:
• Este procedimiento es el origen de la otra
designación del valor eficaz, valor de la
raíz cuadrada de la media de los
cuadrados ( rms ).