Ingeniera en electrnica

Tema:Rectificacin no controlada monofsica y trifsica.

1) Qu es la rectificacin? Unrectificadores el elemento o circuito que permite convertir lacorriente alternaencorriente continua. Esto se realiza utilizandodiodosrectificadores.Los rectificadores o convertidores de corriente se caracterizan por transformar la corriente alterna en continua. De esta manera permiten la conversin directa desde un circuito alimentado con voltaje alterno, poder alimentar a la carga con corriente continua.Para entender cmo funciona un rectificador bastan con fijarnos en dos aspectos:1. Los conjuntos de diodos o conmutadores.2. La forma como estn conectados los devanados que suministran las tensiones alternas a rectificar: el tipo de montaje.Para rectificar q tensiones alternas se utiliza un conjunto de q diodos que pueden estar conectados con los ctodos comunes o con los nodos comunes, dando lugar a los dos tipos de conmutadores, cuyos esquemas se muestran en la siguiente figura:

a).- Los conmutadores con ctodos comunes o "ms positivo", donde el voltaje de salida toma el valor en cada instante de la mayor tensin de entrada.b).- Los conmutadores con los nodos unidos o "ms negativos", donde la tensin de salida toma en cada instante un valor igual al voltaje de entrada ms negativo.2) A que se le llama rectificacin no controlada?Los rectificadores no controlados estn formados exclusivamente por diodos, no necesitando circuitos de mando, por lo que los diodos conmutan de manera natural forzados por la fuente de alimentacin.La rectificacin no controlada requiere un estudio previo de las necesidades, ya que el circuito rectificador tan solo funcionar de la forma correcta si todas las condiciones de contorno con las que se ha realizado el clculo se cumplen. Es decir, tanto la tensin de entrada como la carga RL han de ser las especificadas.

3) Qu es una rectificacin monofsica y una trifsica?

Rectificacin monofsica Para entender su funcionamiento, consideremos en primer lugar que se est produciendo el semiperiodo positivo, en ese caso, el flujo de corriente ser el que muestra el sentido de las flechas:

Si ahora consideramos el semiperiodo negativo, tendremos:

Si las flechas estticas de las imgenes anteriores no te sirven para aclararte, tal vez te ayude el siguiente vdeo. Ten en cuenta que la distribucin de los diodos en el esquema no es idntica, pero el funcionamiento del circuito es exactamente igual, slo basta con comprobar el conexionado de las bobinas secundarias a los diodos y el conexionado de stos a la resistencia, para comprobar que, en efecto, es el mismo circuito.

Rectificacin trifsica Rectificador trifsico de media ondaConsisten en conectar un diodo a la salida de cada arrollamiento, que se unirn en un punto comn que despus alimentar a la resistencia o carga del circuito. El retorno de la corriente se realiza a travs de la lnea de neutro. La imagen inferior nos aclara esta explicacin.

Es evidente que el arrollamiento secundario est dispuesto en estrella y que de la unin comn de las tres bobinas se saca la lnea de neutro. Adems, tal y como indica la imagen, cada bobina tendr, con respecto a neutro, las tensiones V1, V2 y V3 respectivamente, que se producirn desfasadas 120.

Las tensiones V1, V2 y V3 estn representadas en la grfica, por las ondas roja, verde y azul. Pero en realidad, al haber colocado un diodo a cada salida, el semiciclo negativo de cada onda quedar suprimido, es decir, que la tensin que le llegue a la carga ser la lnea ondulada de color gris.

Analizando la imagen 21 podemos observar que cada bobina alimentar la carga durante 1/3 del periodo y cada diodo estar conduciendo durante tanto tiempo como la corriente de su bobina sea superior que la de las dems. La lnea de trazos de la imagen representa la duracin de un ciclo, tal y como puede observarse. Como la corriente de alimentacin de la carga la aportan tres bobinas en cada ciclo, esta ser ms continua.Rectificador trifsico de onda completaSi ahora disponemos de un puente hexadiodo, de manera que podamos rectificar el semiperiodo negativo, que antes quedaba anulado, la tensin producida ser an ms continua que en los casos anteriores.

Podemos observar como ahora, nuestro transformador, tiene a la salida de cada bobina dos diodos, de manera que se rectificar la onda completa. Para aclarar ms an el funcionamiento, vamos a representar las bobinas R, S y T desfasadas en el espacio 120, pues constructivamente es como se encuentran. Imaginemos que la produccin de corriente comienza en la bobina R-S (onda roja), siendo el semiperiodo positivo el que se produce a la salida de R. La corriente por tanto circular hasta D1 que, por ser positiva, lo atravesar hasta la carga R y retornar por D5 hasta la bobina S. 180 despus, se producir el semiperiodo negativo, por lo que al haber cambiado el sentido de la corriente, el positivo estar a la salida de la bobina S, atravesar el diodo D2 en direccin a la carga, retornando por D4 hasta la bobina R.

Esta secuencia la repetimos para las bobinas S-T (onda verde), actuando D2 y D6 para el semiperiodo positivo y D3 y D5 para el semiperiodo negativo; y para las bobinas T-R (onda azul), en cuyo caso la secuencia ser D3 y D4 para la semionda positiva y D1 y D6 para la semionda negativa.Ya slo queda hacer un matiz, y es que el desfase entre el semiperiodo positivo y negativo es de 180, mientras que el desfase entre arrollamientos es de 120, por lo que antes de que el semiciclo de una de las bobinas haya finalizado, se estar produciendo la siguiente onda en otro arrollamiento. Esto queda de manifiesto si en la representacin senoidal de un transformador trifsico, se solapan los semiciclos positivos y negativos.

Puede apreciarse como ahora el aporte de tensin es cada 1/6 del periodo, resultando una tensin an ms continua que en los casos anteriores. Si depuramos las partes de la onda que no afectan a la alimentacin de la carga, resultar una seal como la que muestra la imagen inferior:

4) Qu circuitos se utilizan para hacer una rectificacin?

Circuitos rectificadores con ctodo y/o nodo unido

Rectificador con filtro inductivo de media onda

Rectificador de media onda con filtro cargado con un diodo regulador

Rectificador de media onda

Rectificador de onda completa

Rectificador de onda completa con punto medio

Rectificador de media onda con filtro capacitivo

Rectificador de onda completa en puente con filtro por condensador

5) Qu son los circuitos de rectificacin con carga resistiva?Rectificadores ideales con carga resistivaLa rectificacin se lleva a cabo por medio de uno o ms diodos. Como es sabido, estos dispositivos idealmente permiten el paso de la corriente en un sentido y lo bloquean en el otro. Existen varios tipos de configuraciones rectificadoras elementales, que analizaremos a continuacin.

Rectificadores de media ondaEn la figura 1 se representa esquemticamente un rectificador de media onda en el cual un diodo se interpone entre la fuente y la carga. Cuando la tensin de la fuente es positiva, el sentido de la corriente es favorable y se produce la circulacin, por lo cual suponiendo el diodo ideal (y por lo tanto sin cada de tensin), ser .Cuando, en cambio,, el diodo no conduce y entonces . Esto se ilustra en la figura 2 para una tpica seal senoidal. Se ha indicado tanto la tensin en la carga como la corriente que circula por ella y por la fuente (la tensin y las corrientes en este caso difieren nicamente en un factor de escala). Invirtiendo el diodo se logra una tensin negativa.

Es interesante destacar que la tensin en la carga es unidireccional (positiva) pero no continua (constante). Esta forma de onda no es la deseable para alimentar dispositivos electrnicos, que generalmente requieren una alimentacin constante. Este problema se solucionar ms adelante con el empleo de filtros.

Rectificadores de onda completa tipo puenteEl circuito rectificador de media onda tiene como ventaja su sencillez, pero adolece de dos defectos: 1) no permite utilizar toda la energa disponible, ya que los semiciclos negativos son desaprovechados 2) en el caso tpico en el que la fuente es el secundario de un transformador tiende a producirse una magnetizacin del ncleo debido a que el campo magntico es unidireccional. Esta magnetizacin se traduce en que la saturacin magntica se alcanza con valores menores de corriente, producindose deformaciones en la onda.Estos inconvenientes se resuelven con los rectificadores de onda completa. El primer ejemplo es el rectificador tipo puente, ilustrado en la figura 3.

Cuando , los diodos D1 y D2 estn polarizados en forma directa y por lo tanto conducen, en tanto que D3 y D4 no conducen. Despreciando las cadas en los diodos por ser stos ideales, resulta . Cuando la fase de la entrada se invierte, pasando a ser , sern D3 y D4 quienes estarn en condiciones de conducir, en tanto que D1 y D2 se cortarn. El resultado es que la fuente se encuentra ahora aplicada a la carga en forma opuesta, de manera que . Las formas de onda de la entrada y la salida se muestran en la figura 4.

Rectificadores de onda completa con punto medioUn inconveniente de rectificadores tipo puente es que no existe una referencia comn de tensin (masa circuital) entre la fuente y la carga, resultando ambas flotantes entre s. Una manera de resolver esto es utilizar dos fuentes en contrafase en lugar de una sola, y colocar en cada una de ellas un rectificador de media onda. Las fuentes en contrafase se logran con un transformador cuyo secundario est dividido en dos mitades, tomndose el punto medio como masa comn, como se muestra en la figura 5.

Cuando , el diodo D1 conduce y D2 no, por lo tanto la tensin se aplica directamente a la carga a travs de D1 y . Cuando , conduce D2, por lo cual se aplica a la carga, resultando .En este caso, por cada mitad del arrollamiento secundario circula corriente slo en una mitad del ciclo, pero lo hace en sentidos opuestos, y como ambos arrollamientos rodean a un mismo ncleo y son simtricos, el ncleo recibe un campo magntico alternativo que no produce magnetizacin neta permanente.El punto medio del secundario puede utilizarse como masa circuital comn entre el secundario y la carga.

Rectificador de media onda con filtro capacitivoEn la figura 6 se ilustra el circuito de un rectificador de media onda con filtro capacitivo.

El capacitor y la resistencia configuran un filtro pasabajos. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que debido a la no linealidad del circuito que lo precede, el filtro no se limita a mantener el valor de continua (valor medio) de la onda rectificada y rechazar los armnicos.

6) Qu son los circuitos de rectificacin con carga R-L?

Sin el diodo volante la corriente en la carga RL es discontinua, ahora con D2 como diodo volante la corriente ser continua. Cuando 0 < wt < , el diodo D1 conduce. Cuando cruce , vs se hace negativa para < wt < 2. Durante este periodo, el inductor no descarga su energa hacia la entrada, dado que hay un camino con un bajo potencial a travs de D2. Cuando < wt < 2, la corriente circula por la carga decreciendo exponencialmente. Cuando la corriente responde peridicamente en wt = 0 con el mismo valor. De esta forma al valor de la corriente en wt = 0 le denominamos A. Entonces: El valor de A se puede obtener de las dos expresiones anteriores: En el anlisis del circuito podemos diferenciar tres estados: Si el inductor es lo suficientemente grande, la corriente por la carga no se anula (conduccin continua s L/R>>/w). De manera que dispondramos de dos estados donde siempre estuviera un solo diodo en conduccin. Las ecuaciones que gobiernan al circuito son las siguientes:

Resolviendo este sistema de ecuaciones podemos calcular el valor medio y eficaz del voltaje a la salida, para comprobar que es independiente del valor de L o de R, es decir, no exhibe regulacin de carga.

Carga Resistiva-Inductiva. Este circuito consiste en una fuente alterna de entrada, un conmutador (en este caso emplearemos un diodo), una resistencia y un inductor, se suelen asociar al apartado de rectificadores no controlados.

Rectificador No Controlado Media Onda: Carga Resistiva-Inductiva, las grficas de tensin son las que se muestran a continuacin:

Como se puede observar, el circuito sigue en parte a la tensin de entrada incluso en el semiciclo negativo hasta llegado un valor (nuestro ), esto es as por la influencia del inductor.

Conclusin para los 6 temas:1) Qu es la rectificacin?La rectificacin es el uso de un elemento o circuito que permite convertir lacorriente alternaencorriente continua.2) A que se le llama rectificacin no controlada?Es el circuito formado exclusivamente por diodos, no necesitando circuitos de mando, por lo que los diodos conmutan de manera natural forzados por la fuente de alimentacin. En otras palabras es colocar diodos en la corriente alterna para recortar la onda senoidal, obteniendo as una onda un poco mas contina o lineal. 3) Qu es una rectificacin monofsica y una trifsica?La rectificacin monofsica (una fase) es convertir o corregir una onda alterna para obtener una seal ms lineal o continua.Para la rectificacin trifsica (tres fases) es el acoplamiento de una fase seguida de otra para obtener una seal ms continua o lineal.4) Qu circuitos se utilizan para hacer una rectificacin?Generalmente se utiliza un puente de diodos seguido de un capacitor y en casos especiales algn tipo de circuitos integrados, este circuito es para rectificar ondas completas.Para la rectificacin de media onda generalmente solo se utiliza un diodo.5) Qu son los circuitos de rectificacin con carga resistiva?La rectificacin se lleva a cabo por medio de uno o ms diodos. Como es sabido, estos dispositivos idealmente permiten el paso de la corriente en un sentido y lo bloquean en el otro.6) Qu son los circuitos de rectificacin con carga R-L?Son aquellos circuitos donde contiene una resistencia de carga, de igual manera contiene diodos estos son los encargados de hacer pasar la carga positiva o negativa, que junto a un capacitor filtran una seal ms lineal o continua.

Como conclusin general: La rectificacin se necesita para hacer funcionar distintos tipos de circuitos y/o aparatos elctricos o electrnicos, ya que no todos funcionan bajo las mismas caractersticas, algunos de ellos requieren tensiones, corrientes y potencias bajas; pero otros necesitan tenciones, corrientes y potencias muy elevadas, sin dejar de lado el requerimiento de una carga positiva o negativa. Bibliografa: http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//3000/3079/html/43_rectificadores_trifsicos.html http://unbarquero.blogspot.mx/2011/09/rectificador-carga-resistiva-inductiva.html pdf: Universidad Nacional de RosarioFacultad de Ciencias Exactas, Ingeniera y AgrimensuraEscuela de Ingeniera ElectrnicaDepartamento de ElectrnicaELECTRNICA III RECTIFICACINFederico Miyarapdf: TEMA 3 : Rectificacin no controlada