Rectificadores eléctricos

Rectificadores eléctricos.

Los rectificadores eléctricos son los circuitos encargados de convertir la corriente alterna en corriente continua. Los más habituales son los construidos con diodos o con tiristores, aunque existen otros, pero que ya no se utilizan. Antes de avanzar en la explicación de los rectificadores, creo que sería necesario saber qué es exactamente lo que rectifican estos circuitos.

La señal que se recoge de la red tiene esta forma senoidal:

Dicha señal la denominados onda completa de corriente alterna. Es la onda que observaremos si la miramos a través de un osciloscopio.¡OJO!Aquí se puede observar tres semiciclos, dos positivos y uno negativo, un solo ciclo sería la suma de uno positivo y otro negativo.

Si a esta señal la hacemos pasar por un circuito de rectificación, esta señal nos saldrá rectificada de estas dos formas posibles (en líneas generales):

Si observamos bien esta señal, veremos que le falta un trozo con respecto a la de más arriba, a esta nueva señal se le denomina de media onda.Es decir, nos falta el semiciclo negativo de la corriente alterna. Pero esto es un desperdicio, porque perdemos energía, perdemos todos los semiciclos negativos. Por esta razón tenemos esta otra señal:

En esta señal hemos convertido los semiciclos negativos de la corriente alterna en semiciclos positivos, a ésto se le llama onda completa continua. Esta señal estaría muy bien, si nuestros aparatos de consumo domésticos no fuesen tan exigentes. Si nos fijamos bien, en esta última señal, nos daremos cuenta que entre cada semiciclo positivo existe un hueco, y precisamente esto, es lo que no les gusta nada a nuestros aparatos de consumo. Para solucionar este problema están los circuitos de filtro, que lo que hacen es eliminar los huecos existentes entre los ciclos.

Esto es básicamente la transformación que realizan los rectificadores, pero solo básicamente, porque cada circuito rectificador tiene sus propias características, algo que veremos en cada apartado.

Rectificadores eléctricos con diodos.

No vamos a entrar a explicar en detalle como funciona un diodo, pues es un componente electrónico. Baste decir que un diodo es la unión de dos placas de material semiconductor, uno denominado N, y otro, denominado P. El diodo esta constituido por dos partes, una llamada ánodo, y otra, llamada cátodo. Precisamente ésto es lo que hace tan útiles a los diodos, pues tienen dos estados, uno de conducción, y otro de bloqueo. El estado de conducción siempre es conectando el ánodo al polo positivo y el cátodo al polo negativo. Si invertimos la conexión de los polos el diodo está en estado de bloqueo, es decir, no deja pasar la corriente. Estamos hablando de polos, no de ciclos. Si fuesen ciclos de una señal alterna esta explicación no valdría. Un polo es algo continuo, lo contrario de algo cíclico. Con una señal alterna lo que sucedería sería que solo dejaría pasar un semiciclo, el positivo o el negativo, dependería de la posición del diodo.

Para más información sobre la unión NP podéis visitarla página: UnionN-P.

Existen varios tipos de materiales para construir los diodos, pero como ya hemos dicho, no vamos a explicar aquí las diferencias entre materiales constructivos, baste añadir que en la actualidad solo se utiliza el diodo de silicio por sus muy buenas características técnicas.

Los rectificadores de diodos se dividen en dos categorías, los rectificadores monofásicos y los rectificadores trifásicos.

Rectificadores monofásicos de diodos.

Los rectificadores monofásicos con diodos son de tres tipos:

1.De media onda.

2. De onda completa y punto medio.

3. De puente de Graetz.

Rectificador de media onda.

Dependiendo de cómo coloquemos el diodo, rectificará los semiciclos positivos o negativos que provengan del transformador. En el gráfico, el diodo rectifica solo los semiciclos positivos de una señal alterna. En el caso que le demos la vuelta al diodo, dejaría pasar los semiciclos negativos. Este tipo de circuito solo se puede aplicar en alimentaciones de circuitos de baja potencia. Se pierde mucha energía. La relación existente entre las tensiones de entrada y salida es : Vd = 0,4* Vv.Y la relación entre intensidades de entrada y salida : Id = 0,6* Iv.

Rectificador de onda completa y punto medio.

Cuando hablamos de punto medio, nos referimos a que el transformador tiene tres salidas en el secundario, es decir, un secundario doble con toma central. En el circuito representado, se rectifican los semiciclos positivos de una señal alterna. El semiciclo positivo irá alternándose entre las dos salidas del transformador, sin contar con el punto medio. Cuando el semiciclo positivo se encuentre en la parte superior del transformador actuará el diodo de arriba; cuando el semiciclo positivo se encuentre en la parte de abajo del transformador actuará el diodo de abajo.La relación existente entre tensiones e intensidades de entrada y salida es: Vd =0,4*Vv y Id =1,2*Iv.

Este circuito se utiliza poco porque el transformador sale menos económico, de todos modos, en el caso de que se utilice solo se hace con circuitos baja potencia.

Rectificador de Graetz.

En la actualidad es el más utilizado para pequeñas potencias. Con este circuito se consigue aprovechar mejor el transformador, obteniendo así una onda completa continua. El transformador tiene dos puntos de salida, A y B, cuando existe un semiciclo positivo en el punto A, funcionarían los diodos 1 y 3, es decir, el semiciclo positivo pasa por el diodo 1, después por la carga y luego por el diodo 3. En el punto B lo harían los diodos 2 y 4.

Rectificadores trifásicos con diodos.

Rectificador trifásico de media onda.

Este tipo de circuito es muy poco utilizado, porque los aparatos suelen ser bastante exigentes en cuanto a la calidad de la onda, la cual, deja mucho que desear en este circuito. La onda sale con un rizado muy pronunciado.

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