Lista de temas
- Rectificación y rectificador
- Tipos de rectificador
- Puente rectificador
- Circuito y diagrama del puente rectificador
- Funcionamiento de un puente rectificador
- Diferencias entre el rectificador de puente y el rectificador de onda completa
- Problemas matemáticos
corrección
Rectificación: el proceso mediante el cual el voltaje de CA se convierte en voltaje de CC se conoce como rectificación. El rectificador es el dispositivo electrónico para realizar la rectificación.
Tipos de rectificadores
Los rectificadores son principalmente de tres tipos. Son -
- Rectificadores de media onda (HWR)
- Rectificadores de onda completa (FWR)
- Puente rectificador (BR)
Rectificadores de puente
Los rectificadores de puente son una especie de rectificadores que convierten CA en CC que es corriente alterna en corriente continua. Este tipo de rectificador permite que ambas mitades del voltaje de entrada de CA pasen a través del circuito. Se necesitan cuatro diodos para hacer un puente rectificador.
Puente rectificadores de trabajo y circuito
Un puente rectificador se muestra en el circuito a continuación.
La rectificación de onda completa también se puede implementar con la ayuda de un rectificador, que incluye cuatro diodos. Como se muestra en el circuito, dos diodos de los brazos opuestos conducen corriente simultáneamente mientras que los otros dos diodos permanecen en estado APAGADO. Por ahora, la corriente fluye a través de los diodos D1 y D3, pero no fluye corriente a través de los diodos D2 y D4. Esto sucede debido a la polaridad instantánea de los devanados secundarios del transformador. Por tanto, una corriente I pasa a través de la resistencia de carga RL en la dirección mostrada.
Ahora llega la siguiente mitad del ciclo. Esta vez cambia la polaridad del transformador. La corriente fluye a través del diodo D2 y el diodo D4 y no fluye corriente a través de los diodos D1 y D3. La dirección del flujo de corriente sigue siendo la misma que en la mitad anterior del ciclo.
¡Conozca cómo funciona un transformador!
Fórmula y ecuaciones del puente rectificador
Desde el circuito rectificador de puente estándar,
Vi es el voltaje de entrada; Vb es el voltaje del diodo, rd es la resistencia dinámica, R es la resistencia de carga, Vo es el voltaje de salida.
Voltaje O / p promedio:
Vo V =mSinωt; 0 ≤ ω t ≤ π
Vav = 1 / π * ∫02πVo d (ωt)
O, Vav = 1 / π * ∫02πVmSinωt d (ωt)
O, Vav = (Vm/ π) [- Cosωt]0π
O, Vav = (Vm / π) * [- (- 1) - (- (1))]
O, Vav = (Vm/ π) * 2
O, Vav = 2 Vm / π = 0.64 Vm
La corriente de carga media (Iav) = 2 * Im/ π
El valor RMS (Root Means Square) de la corriente:
Irms = [1 / π * ∫ 0 2π I2 d (ωt)]1/2
Yo = yomSinωt; 0 ≤ ω t ≤ π
O yorms = [1 / π * ∫ 0 2π Im2 Precio sin IVA2ωt d (ωt)]1/2
O yorms = [Yom2/ π * ∫ 0 2π Precio sin IVA2ωt d (ωt)]1/2
Ahora pecado2ωt = ½ (1 - Cos2ωt)
O yorms = [Yom2/ π * ∫ 0 2π (1 - Cos2ωt) d (ωt)]1/2
O yorms = [Yom2/ 2] ½ O yorms = Im/ √2
El voltaje RMS = Vrms V =m/ √2.
La importancia del valor RMS es que es equivalente al valor DC.
Siempre que el valor RMS sea ≤ Valor pico
Voltaje pico inverso (PIV):
El voltaje inverso pico o PIV se conoce como el voltaje máximo permisible que se puede aplicar a un diodo antes de su ruptura.
La tensión inversa máxima de un puente rectificador se calcula como PIV> = Vm
La aplicación de un voltaje mayor que el voltaje inverso máximo dañará el diodo y afectará a otros elementos del circuito si están asociados.
Gráfico de puente rectificador
El siguiente gráfico muestra la señal de entrada y salida de un puente rectificador. Es lo mismo que Bridge Rectifier.
Factor de forma
La factor de forma de un puente rectificador es lo mismo que un rectificador de onda completa y se define como la relación entre el valor RMS (valor de la raíz cuadrada) del voltaje de carga y el valor promedio del voltaje de carga.
Factor de forma = Vrms / Vav
Vrms V =m/2
Vav V =m /π
Factor de forma = (Vm/ √2) / (2 * Vm/ π) = π / 2√2 = 1.11
Entonces, podemos escribir, Vrms = 1.11 * Vav.
Factor de ondulación
Factor de ondulación de un puente rectificador es el porcentaje de componente de corriente alterna presente en la salida del puente rectificador.
La 'γ' representa el factor de rizado.
Io = Iac + Idc
O yoac = Io - Yodc
O yoac = [1 / (2π) * ∫02π(I-Idc)2d (ωt)]1/2
O yoac = [Yorms2 + Idc2- 2 yodc2] 1/2
O yoac = [Yorms2 - Yodc2] 1/2
Entonces, factor de ondulación,
γ = yorms2 - Yodc2 / Idc2
o, γ = [(Irms2 - Yodc2) - 1] 1/2
γFWR = 0.482
Factor de utilización del transformador
La relación entre la potencia de CC y la potencia de CA nominal se conoce como Factor de utilización del transformador o TUF.
TUF = Pdc/ Pac(calificado)
Vs / √2 es el voltaje nominal para el devanado secundario y yom/ 2 es la corriente que fluye a través del devanado.
Entonces, TUF = Idc2 RL / (vers/ √2) * (yom / √2)
TUF = (2Im/π)2RL / ( YOm2 (Rf +RL) / (2√2) = 2√2 / π 2 * (1 / (1 + Rf/RL))
Si Rf << RL, luego,
TUF = 8 / π 2 = 0.812
Cuanto más TUF, mejor será el rendimiento.
Eficiencia del puente rectificador
Eficiencia del puente rectificador se define como la relación entre la potencia CC suministrada en la carga y la potencia CA de entrada. Está representado por el símbolo - η
η = PAGcarga / Pin * 100
o, η = Idc2 * R / Irms2 * R, como P = VI y V = IR
Ahora yorms = Im/ √2 y yodc = 2 * Im/ π
Entonces, η = (4Im2/π2) / (YOm2/ 2)
η = 8 / π2 * 100% = 81.2%
La eficiencia de un circuito puente rectificador ideal es = 81.2%
Especificar la diferencia entre puente y rectificador de onda completa
| Objeto de comparación | Puente rectificador | Rectificador de onda completa |
| No. de diodos usados | Se utilizan cuatro diodos | Se utilizan dos diodos |
| Flujo de corriente | La corriente fluye en el circuito solo durante la mitad positiva del ciclo de entrada. | La corriente fluye en el circuito durante toda la mitad del ciclo de entrada. |
| Se requiere transformador | Cualquier pequeño bajar or transformador elevador | Los transformadores con toma central son el centro requerido para los rectificadores de onda completa. También necesita un transformador más grande que un puente rectificador. |
| Voltaje pico inverso | Para un puente rectificador, el voltaje inverso pico es el voltaje máximo a través del devanado secundario del transformador. | Para el rectificador de onda completa, el voltaje inverso máximo de cada diodo es el doble del voltaje máximo entre la toma central y cualquier otro extremo del devanado secundario del transformador. |
| Disponibilidad | Un rectificador de onda de puente está disponible en el mercado en un solo paquete. | Los rectificadores de onda completa listos para usar no están disponibles en el mercado. |
| Cost | Más barato que los rectificadores de onda completa. | Más costoso que el puente rectificador. |
| Factores de utilización del transformador | El factor de utilización del transformador es 0.812 | Para un transformador de onda completa, TUF es = 0.693 |
| Eficiencia para bajas tensiones | La corriente fluye a través de dos diodos en serie en un puente rectificador y una inmensa potencia se disipa en los diodos. Por tanto, la eficiencia es menor en condiciones de bajo voltaje. | No existe tal efecto en los rectificadores de onda completa. La eficiencia es más en tal condición que un puente rectificador. |
Algunos problemas con los rectificadores de puente
1. Un puente rectificador tiene una carga de 1 kiloohmio. El voltaje de CA aplicado es 220 V (valor RMS). Si se descuidan las resistencias internas de los diodos, ¿cuál será el voltaje de ondulación a través de la resistencia de carga?
a. 0.542 V
segundo. 0.585 V
C. 0.919 V
re. 0.945 V
El voltaje de ondulación es = γ * Vdc / 100
Vdc = 0.636 * Vrms * √2 = 0.636 * 220 * √2 = 198 V.
El factor de ondulación de un rectificador de onda completa ideal es 0.482
Por lo tanto, el voltaje de ondulación = 0.482 * 198/100 = 0.945 V
2. Si el voltaje pico de un circuito rectificador de puente es de 10 V y el diodo es un diodo de silicio, ¿cuál será el voltaje inverso pico en el diodo?
El voltaje inverso máximo es un parámetro importante definido como el voltaje de polarización inversa máximo aplicado a través del diodo antes de ingresar a la región de ruptura. Si la clasificación de voltaje inverso pico es menor que el valor, entonces puede ocurrir una ruptura. Para un rectificador de onda completa, el voltaje inverso pico del diodo es el mismo que el voltaje pico = Vm. Entonces, voltaje inverso pico = 5 voltios.
3. Se aplica una entrada de 100Sin 100 πt voltios a un rectificador de onda completa. ¿Cuál es la frecuencia de ondulación de salida?
V = VmSinωt
Aquí, ω = 100
La frecuencia se da como - ω / 2 = 100/2 = 50 Hz.
Por lo tanto, la frecuencia de salida = 50 * 2 = 100 Hz.
4. ¿Cuál es la principal aplicación de un rectificador? ¿Qué dispositivo realiza la operación opuesta?
Un rectificador transforma el voltaje CA en voltaje CC. Un oscilador convierte un voltaje de CC en voltaje de CA.
5. Para un puente rectificador, el voltaje de entrada aplicado es 20Sin100 π t. ¿Cuál será el voltaje de salida promedio?
Ahora sabemos que, V = VmSinωt
Vm = 20
Entonces, el voltaje de salida = 2Vm / π = 2 * 20 / π = 12.73 voltios
El voltaje de salida es = 12.73 voltios.
Hola, soy Sudipta Roy. He realizado B. Tech en Electrónica. Soy un entusiasta de la electrónica y actualmente me dedico al campo de la Electrónica y las Comunicaciones. Tengo un gran interés en explorar tecnologías modernas como la IA y el aprendizaje automático. Mis escritos están dedicados a proporcionar datos precisos y actualizados a todos los estudiantes. Ayudar a alguien a adquirir conocimientos me produce un inmenso placer.
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