Como a retificação AC

Como você sabe, as usinas de energia produzem corrente alternada. AC converte facilmente usando transformadores, é transmitido através de fios com perdas mínimas, muitos motores elétricos trabalham em corrente alternada; no final, todas as redes industriais e domésticas hoje operam em corrente alternada.

No entanto, para algumas aplicações, a corrente alternada é fundamentalmente inadequada. As baterias precisam ser carregadas com corrente contínua, as plantas de eletrólise são alimentadas por corrente contínua, os LEDs exigem corrente contínua e ainda há muito mais a ver sem corrente contínua, sem mencionar os aparelhos que são originalmente usados pilhas. De uma maneira ou de outra, às vezes é necessário extrair corrente direta de uma corrente alternada convertendo-a; para resolver esse problema, eles recorrem à retificação da corrente alternada.

Para retificação de uso de corrente alternada retificadores de diodo. O circuito retificador mais simples, contendo apenas um diodo semicondutoré chamado de retificador de meia onda. A corrente alternada aqui passa através do enrolamento primário do transformador, cujo enrolamento secundário é conectado ao ânodo do diodo com um de seus terminais e ao circuito de carga com o outro, que, por sua vez, sendo conectado ao cátodo do diodo, fecha o circuito secundário do transformador.

Considere o que acontece no primeiro momento, quando uma tensão positiva é aplicada ao ânodo do diodo em relação ao seu cátodo, atuando durante o primeiro meio período da corrente alternada.

Nesse momento, os elétrons se movem do cátodo para o ânodo do diodo, através do fio do enrolamento secundário do transformador, do indutor e da carga - é assim que o circuito se fecha. Quando o meio-ciclo oposto começa, os elétrons não podem penetrar do ânodo para o cátodo, portanto, não há corrente no circuito durante esse meio período. Com o início do próximo meio ciclo, o processo se repete.

Portanto, como a corrente no circuito flui apenas durante um dos períodos semestrais, esse tipo de retificação é chamado de retificação por meia onda. E, devido ao fato de que durante os períodos semitativos negativos a corrente não entra no circuito de carga, sua forma é pulsante, porque age em uma direção, embora varie em magnitude.

Um filtro de suavização consistindo de um indutor e capacitores é usado neste circuito para reduzir o nível de ondulação na carga e tornar a corrente quase perfeitamente constante. O circuito do filtro praticamente não permite que o componente do filtro passe para a carga, ele passa apenas o componente constante.

A bobina possui uma resistência indutiva, que depende da frequência da corrente, e quanto maior a frequência, maior a resistência indutiva da bobina, de modo que a bobina resiste ao componente alternado da corrente pulsante. A bobina passa facilmente o componente constante.

O capacitor, no entanto, passa o componente variável, mas não passa a constante, e quanto maior a frequência da corrente, mais forte o capacitor passa. Em geral, quanto maior a capacitância do capacitor e maior a indutância da bobina do indutor, menor é a alteração desnecessária do componente na corrente direta que flui especificamente através da carga.

Assim, quando uma meia-onda positiva de corrente atua no circuito, o primeiro capacitor é carregado com a amplitude da tensão alternada do enrolamento secundário (menos a queda de tensão no diodo). Quando a meia-onda negativa atua, a eletricidade não entra no capacitor e, descarregando-se na carga, mantém uma corrente constante nele.

Se não houvesse indutor, como a tensão no capacitor diminuiria durante esse processo, a corrente na carga apresentaria fortes ondulações. Para reduzir a ondulação, um estrangulamento (bobina) é adicionado ao circuito, e mesmo com um capacitor adicional localizado atrás dele. O segundo capacitor assume a corrente que flui através do indutor, que já contém quase nenhuma ondulação.

Para suavizar ainda mais a ondulação, use um retificador de meia onda. Um retificador de meia onda pode ser implementado de uma de duas maneiras. Pode ser realizado sobre a ponte (composto por quatro diodos) ou inclua apenas dois diodos, mas o enrolamento secundário do transformador deve ter o dobro do número de voltas e a saída no meio entre as metades dos enrolamentos.

Um retificador de meia onda opera da seguinte maneira. Durante um dos semi-períodos (por exemplo, positivo), a corrente é direcionada do ânodo para o cátodo do superior, de acordo com o circuito do diodo, e o diodo inferior não passa a corrente no momento, é bloqueado (o único diodo no retificador de meia onda se comporta da mesma forma durante a corrente negativa de meia onda )

A corrente fecha através do filtro, da carga e, em seguida, através da saída do meio para o enrolamento do transformador. Quando o segundo meio ciclo ocorre, a polaridade da corrente é tal que o diodo inferior, de acordo com o circuito, passa a corrente pelo filtro e pela carga, e o diodo superior é bloqueado. Em seguida, os processos são repetidos.

Como a corrente é fornecida à carga durante cada um dos dois períodos, essa retificação é chamada de retificação de meia onda e o retificador é chamado de retificador de meia onda. A pulsação de saída é menor que a da retificação de meia onda, uma vez que a frequência dos pulsos retificados é duas vezes maior, a indutância do indutor é duas vezes maior e os capacitores não têm tempo para descarregar significativamente.

Em mais detalhes, esquemas típicos de vários retificadores são considerados aqui: Esquemas de retificadores monofásicos