Rectificador de onda completa | Es circuito, fórmula, factor importante y eficiencia

Mi contenido

Rectificación y rectificador

Tipos de rectificador

Rectificador de onda completa

Circuito y funcionamiento del rectificador de onda completa

Fórmula rectificadora de onda completa

Gráfico de rectificador de onda completa

Factor de forma

Factor de ondulación

Factor de utilización del transformador (TUF)

Eficiencia del rectificador de onda completa

Diferencia entre rectificador de onda completa y rectificador de media onda

corrección

La rectificación es el proceso eléctrico para convertir una corriente alterna (o voltaje) en corriente continua (o voltaje).

A rectificador es un dispositivo que tiene baja resistencia a la corriente en una dirección y mayor resistencia en otro orden.

Tipos de rectificador

Los rectificadores se pueden clasificar en tres tipos:

  1. Rectificador de media onda
  2. Rectificador de onda completa
  3. Puente rectificador

Rectificador de onda completa

Los rectificadores de onda completa 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 dos diodos para hacer un rectificador de onda completa.

Circuito y funcionamiento del rectificador de onda completa

En el circuito siguiente se muestra un rectificador de onda completa.

Rectificador de onda completa
Rectificador de onda completa con dos diodos.
Crédito de la imagen: WdwdFullwave.rectifier.esCC BY 3.0

Hay un transformador T en el lado de entrada. los transformador T aumenta o reduce el voltaje de CA suministrado en el lado primario. Es un transformador con toma central. Un voltaje de entrada de CA de V = nVoSinwt se aplica en el circuito. N es la relación de giro del transformador con toma central. Dos diodos están conectados al curso. La corriente fluye a través de un diodo durante la primera mitad del ciclo y fluye a través del otro diodo durante la siguiente mitad del proceso. Así es como fluye una corriente unidireccional hacia la carga.

Esta es una versión modificada y también mejorada del rectificador de media onda. Usamos un transformador con toma central. Cada mitad del secundario del transformador tiene el mismo número de vueltas; el voltaje inducido en cada mitad del secundario es igual en valores y opuesto en fase.

Ahora, para cualquier instancia del semiciclo de entrada, el punto A tiene un voltaje positivo con respecto a O (centro). El punto inferior B tiene un voltaje igual pero una magnitud negativa (es el transformador con toma central). Entonces, el diodo D1 conduce la corriente y el diodo D2 no aparece en esta mitad del ciclo. Durante la siguiente mitad del proceso, el diodo D1 está polarizado en revere, y el diodo D2 está polarizado hacia adelante. Entonces, el diodo D1 no conduce la corriente mientras que D2 lo hace para esta mitad del ciclo de entrada. La corriente de carga es la suma de la corriente del diodo D1 y el diodo D2 de ambos ciclos de voltaje de entrada.

Los diodos D1 y D2 son idénticos, por lo que el valor promedio de la corriente de carga para un circuito rectificador de onda completa es el doble que el de un rectificador de media onda.

Como ambas mitades del ciclo pasan por el circuito, esto se conoce como rectificador de media onda. 

¿Cómo funciona un transformador? ¡Haga clic para saber!

Fórmula y ecuaciones del rectificador de onda completa

Desde el circuito,

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 ≤ ωt ≤ π

Vav = 1 / π *  ∫ 0 Vo d (peso)

O, Vav = 1/ π *  ∫ 0 VmSinwt d (peso)

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) viene como = 2 * Im/ π

El valor RMS (Root Means Square) de la corriente:

Irms = [1 / π * ∫ 0 I2  d (ωt)]1/2

Yo = yomSinωt; 0 ≤ ωt ≤ π

O yorms = [1 / π * ∫ 0 Im2  Pecado2ωt d (ωt)]1/2

O yorms = [Yom2/ π * ∫ 0 Pecado2ωt d (ωt)]1/2

Ahora pecado2ωt = ½ (1 - Cos2ωt)

O yorms = [Yom2/ π * ∫ 0 (1 - Cos2ωt) d (ωt)]1/2

O yorms = [Yom2/ 2] ½   O yorms Yo osm/ √2

El voltaje RMS viene como - 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 es un parámetro importante. Se define como la tensión de polarización inversa máxima aplicada a través del diodo antes de ingresar a la región Zenner o región de ruptura.

Para un rectificador de onda completa. El voltaje inverso máximo se da como PIV> = 2Vm

Si, en cualquier momento, PIV <Vm, el diodo se dañará.

La corriente de carga de un circuito rectificador es fluctuante y unidireccional. La salida es una función periódica del tiempo. Usando el teorema de Fourier, se puede concluir que la corriente de carga tiene un valor promedio superpuesto al que se superponen corrientes sinusoidales que tienen frecuencias armónicamente relacionadas. El promedio de la cantidad de CC de la corriente de carga es - Idc = 1 / 2π * ∫0Icarga d (ωt)

Icarga es la corriente de carga instantánea en el tiempo t, y  es la frecuencia angular de la tensión sinusoidal de la fuente. Un valor más excelente de Idc implica un mejor rendimiento del circuito rectificador.

Gráfico de rectificador de onda completa

El siguiente diagrama representa el gráfico de entrada y salida.

Gráfico de rectificador de onda completa, fuente de imagen - Electrónica Básica

Factor de forma

El factor de forma de un rectificador de onda completa se puede definir como la relación RMS (raíz cuadrada de medias) Valor de voltaje de carga al valor promedio de 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

El factor de ondulación se da como el valor RMS (raíz cuadrada de las medias) del componente de CA para el valor promedio de la salida. La corriente de salida consta de componentes de CA y CC. El factor de ondulación mide el porcentaje de componentes de CA presentes en la salida rectificada. El símbolo representa el factor de ondulación - γ

Io Yo osac + Idc

O yoac Yo oso - Yodc

O yoac = [1 / (2π) ∫ 0 (I-Idc) * (I-Idc) d (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

El factor de utilización del transformador se define como la relación de potencia de CC suministrada a la carga nominal de potencia de CA del transformador.

TUF = Pdc/ Pac(calificado)

Ahora, para encontrar el factor de utilización del transformador, necesitamos el voltaje secundario nominal. Digamos que Vs. / √2. La corriente RMS a través del devanado es Im/ 2.

Entonces, TUF = Idc2 RL / (Vs/ √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

El factor de utilización promedio del transformador viene como =

(0.574 + 0.812) / 2 = 0.693

El aumento del factor de utilización del transformador sugiere un mejor rendimiento del rectificador de onda completa.

Eficiencia del rectificador de onda completa

La eficiencia del rectificador de onda completa se define como la relación entre la potencia CC disponible en la carga y la potencia CA de entrada. Está representado por el símbolo - η

η = Pcarga / Pin * 100

o, η = Idc2 * R / Irms2 * R, como P = VI y V = IR

Ahora yorms Yo osm/ √2 y yodc = 2 * Im/ π

Entonces, η = (4Im2/ π2) / (YOm2/ 2)

η = 8 / π2 * 100% = 81.2%

La eficiencia de un circuito rectificador de onda completa ideal es = 81.2%

Especificar la diferencia entre el rectificador de media onda y de onda completa

Objeto de comparaciónRectificador de media ondaRectificador de onda completa
No. de diodos usadosSolo se usa un diodoSe utilizan dos diodos
Flujo de corrienteLa 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 transformadorCualquier bajar or step-up transformador,Los transformadores con toma central son el centro requerido para los rectificadores de onda completa.
Voltaje pico inversoPara un rectificador de media onda, el voltaje inverso máximo 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.
Frecuencia de la corriente de cargaLa frecuencia de la corriente de carga en el rectificador de media onda es la misma que la del suministro de frecuencia de entrada.La frecuencia de la corriente de carga es el doble de la fuente de alimentación de entrada.
Factor de ondulaciónEl factor de ondulación es 1.21El factor de ondulación es 0.482
Factores de utilización del transformadorEl factor de utilización del transformador es 0.287Para un transformador de onda completa, TUF es = 0.693
EfficiencyLa eficiencia de un rectificador de media onda es menor que la de un rectificador de onda completa y es = 40.56%La eficiencia es más que un rectificador de media onda y es = 81.2%

Algunos problemas con los rectificadores de onda completa

1. Un rectificador de onda completa 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 es 0.482

Por lo tanto, el voltaje de ondulación = 0.482 * 198/100 = 0.945 V

2. Si el voltaje máximo de un circuito rectificador de onda completa es de 5 V y el diodo es un diodo de silicio, ¿cuál será el voltaje inverso máximo 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. El voltaje máximo inverso del diodo es el doble del voltaje máximo = 2Vm -Vd para un rectificador de onda completa. Vd es el voltaje de corte del diodo. Ahora, para un diodo de silicio, el voltaje de corte = 0.7 v. Entonces, voltaje inverso pico = 2 * 5 -0.7 voltios = 9.3 voltios.

3. Se aplica una entrada de 200Sin 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.

La frecuencia de salida de una frecuencia con toma central se duplica la frecuencia de entrada. 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.

Sobre Sudipta Roy

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 inteligencia artificial y el aprendizaje automático.
Mis escritos están dedicados a proporcionar datos precisos y actualizados a todos los alumnos.
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