¿Cómo funciona la rectificación de CA

Como saben, las centrales eléctricas producen corriente alterna. AC convierte fácilmente utilizando transformadores, se transmite a través de cables con pérdidas mínimas, muchos motores eléctricos funcionan con corriente alterna, al final, todas las redes industriales y domésticas funcionan actualmente con corriente alterna.

Sin embargo, para algunas aplicaciones, la corriente alterna es fundamentalmente inadecuada. Las baterías deben cargarse con corriente continua, las plantas de electrólisis funcionan con corriente continua, los LED requieren corriente continua y todavía hay mucho más que hacer sin corriente continua, sin mencionar los dispositivos que se utilizaron originalmente. baterías. De una forma u otra, a veces es necesario extraer corriente continua de una corriente alterna convirtiéndola, para resolver este problema, recurren a rectificar la corriente alterna.

Para la rectificación del uso de corriente alterna rectificadores de diodos. El circuito rectificador más simple que contiene solo uno diodo semiconductorse llama un rectificador de media onda. La corriente alterna aquí pasa a través del devanado primario del transformador, cuyo devanado secundario está conectado al ánodo del diodo con uno de sus terminales y al circuito de carga con el otro, que, a su vez, al estar conectado al cátodo del diodo, cierra el circuito secundario del transformador.

Considere lo que sucede en el primer momento de tiempo, cuando se aplica un voltaje positivo al ánodo del diodo en relación con su cátodo, actuando durante el primer medio período de la corriente alterna.

En este momento, los electrones se mueven desde el cátodo hasta el ánodo del diodo, a través del cable del devanado secundario del transformador, a través del inductor y luego a través de la carga: así es como se cierra el circuito. Cuando comienza el medio ciclo opuesto, los electrones no pueden penetrar desde el ánodo al cátodo, por lo que no hay corriente en el circuito durante este medio período. Con el inicio del próximo medio ciclo, el proceso se repite.

Entonces, dado que la corriente en el circuito fluye solo durante uno de los medios períodos, este tipo de rectificación se llama rectificación de media onda. Y debido al hecho de que durante los medios períodos negativos la corriente no ingresa al circuito de carga, su forma resulta ser pulsante, porque actúa en una dirección, aunque varía en magnitud.

Se utiliza un filtro de suavizado que consiste en un estrangulador (inductor) y condensadores en este circuito para reducir el nivel de ondulación en la carga y hacer que la corriente sea casi perfectamente constante. El circuito de filtro prácticamente no permite que el componente del filtro pase a la carga, solo pasa el componente constante.

La bobina tiene una resistencia inductiva, que depende de la frecuencia de la corriente, y cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la resistencia inductiva de la bobina, por lo que la bobina resiste el componente alterno de la corriente pulsante. La bobina pasa el componente constante fácilmente.

Sin embargo, el condensador pasa el componente variable, pero no pasa la constante, y cuanto mayor es la frecuencia de la corriente, más fuerte pasa el condensador. En general, cuanto mayor es la capacitancia del capacitor y mayor es la inductancia de la bobina del inductor, menor es el cambio innecesario de componentes en la corriente continua que fluye específicamente a través de la carga.

Entonces, cuando una media onda positiva de corriente actúa en el circuito, el primer capacitor se carga a la amplitud del voltaje alterno del devanado secundario (menos la caída de voltaje a través del diodo). Cuando la media onda negativa actúa, la electricidad no ingresa al condensador y, al descargarse a la carga, mantiene una corriente constante en ella.

Si no hubiera inductor, entonces, dado que el voltaje a través del condensador disminuiría durante este proceso, la corriente en la carga tendría de alguna manera fuertes ondas. Para reducir la ondulación, se agrega un estrangulador (bobina) al circuito, e incluso con un condensador adicional ubicado detrás de él. El segundo condensador se hace cargo de la corriente que fluye a través del inductor, que ya casi no contiene ondulación.

Para suavizar aún más la ondulación, use un rectificador de media onda. Un rectificador de media onda se puede implementar de una de dos maneras. Se puede realizar sobre el puente (que consta de cuatro diodos), o incluir solo dos diodos, pero entonces el devanado secundario del transformador debe tener el doble de vueltas y la salida en el medio entre las mitades de los devanados.

Un rectificador de media onda funciona de la siguiente manera. Durante uno de los medios períodos (por ejemplo, positivo), la corriente se dirige desde el ánodo al cátodo del superior de acuerdo con el circuito de diodos, y el diodo inferior no pasa corriente en el momento, está bloqueado (el único diodo en el rectificador de media onda se comporta igual durante la corriente de media onda negativa )

La corriente se cierra a través del filtro, la carga y luego a través de la salida intermedia hacia el devanado del transformador. Cuando ocurre el segundo medio ciclo, la polaridad de la corriente es tal que el diodo inferior de acuerdo con el circuito pasa corriente a través del filtro y a través de la carga, y el diodo superior se bloquea. A continuación, los procesos se repiten.

Dado que la corriente se suministra a la carga durante cada uno de los dos períodos, esta rectificación se llama rectificación de media onda, y el rectificador se llama rectificador de media onda. La pulsación de salida es menor que la de la rectificación de media onda, ya que la frecuencia de los pulsos rectificados es dos veces mayor, la inductancia del inductor es dos veces mayor y los condensadores no tienen tiempo para descargarse significativamente.

Con más detalle, los esquemas típicos de varios rectificadores se consideran aquí: Esquemas de rectificadores monofásicos