Rectificador de onda completa: ¡9 hechos que debe saber!

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 un tipo de rectificadores que convierten CA en CC que es corriente alterna a 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

Una ola completa rectificador se muestra en el siguiente circuito.

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 = nV_oSinwt 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 de magnitud negativa (es el centro-transformador roscado). Entonces, el diodo D1 conduce corriente y el diodo D2 no aparece en esta mitad del ciclo. Durante la siguiente mitad del proceso, el diodo D1 tiene polarización inversa y el diodo D2 tiene polarización directa. Entonces, el diodo D1 no conduce la corriente mientras que D2 sí lo hace durante esta mitad del ciclo de entrada. La corriente de carga es la suma de la corriente del diodo D1 y del 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. 

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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:

V_o V =_mSinωt; 0 ≤ ω t ≤ π

V_av = 1 / π * ∫ ₀ ^2π Vo d (peso)

O, V_av = 1/ π * ∫ ₀ ^2π VmSinwt d (peso)

O, V_av = (V_m/ π) [- Cosωt]₀^π

O, V_av = (V_m / π) * [- (- 1) - (- (1))]

O, V_av = (V_m/ π) * 2

O, V_av = 2 V_m / π = 0.64 V_m

La corriente de carga media (I_av) viene como = 2 * I_m/ π

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

I_rms = [1 / π * ∫ ₀ ^2π I²  d (ωt)]^1/2

Yo = yo_mSinωt; 0 ≤ ω t ≤ π

O yo_rms = [1 / π * ∫ ₀ ^2π I_m²  Precio sin IVA²ωt d (ωt)]^1/2

O yo_rms = [Yo_m²/ π * ∫ ₀ ^2π Precio sin IVA²ωt d (ωt)]^1/2

Ahora pecado²ωt = ½ (1 - Cos2ωt)

O yo_rms = [Yo_m²/ π * ∫ ₀ ^2π (1 - Cos2ωt) d (ωt)]^1/2

O yo_rms = [Yo_m²/ 2] ^½   O yo_rms = I_m/ √2

El voltaje RMS viene como - V_rms 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> = 2V_m

Si, en cualquier momento, PIV <V_m, 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 - I_dc = 1 / 2π * ∫₀^2πI_carga d (ωt)

Icarga es la corriente de carga instantánea en el tiempo t, y es la tensión sinusoidal de la fuente. frecuencia angular. 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.

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 = V_rms / V_av

V_rms V =_m/2

V_av V =_m /π

Factor de forma = (V_m/ √2) / (2 * V_m/ π) = π / 2√2 = 1.11

Entonces, podemos escribir, V_rms = 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

I_o = I_ac + I_dc

O yo_ac = I_o - Yo_dc

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

O yo_ac = [Yo_rms² + I_dc²- 2 yo_dc²] 1/2

O yo_ac = [Yo_rms² - Yo_dc²] 1/2

Entonces, factor de ondulación,

γ = yo_rms² - Yo_dc² / I_dc²

o, γ = [(I_rms² - Yo_dc²) - 1] ^1/2

γ_FWR = 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 = P_dc/ P_ac(calificado)

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

Entonces, TUF = I_dc² R_L / (ver_s/ √2) * (yo_m / √2)

TUF = (2I_m/π)²R_L / ( YO_m² (R_f +R_L) / (2√2) = 2√2 / π ² * (1 / (1 + R_f/R_L))

Si R_f << R_L, 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 = PAG_carga / P_in * 100

o, η = I_dc² * R / I_rms² * R, como P = VI y V = IR

Ahora yo_rms = I_m/ √2 y yo_dc = 2 * I_m/ π

Entonces, η = (4I_m²/π²) / (YO_m²/ 2)

η = 8 / π² * 100% = 81.2%

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

Diferencia entre rectificador de media onda y onda completa

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 máximo de polarización inversa 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 falla. El voltaje inverso pico del diodo es el doble del voltaje pico = 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 conexión = 0.7 v. Por lo tanto, el voltaje inverso máximo = 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 = V_mSinωt

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.

Sudipta Roy

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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