Rectificacion

ELECTRÓNICA III

RECTIFICACIÓN
Federico Miyara

5. Rectificación
Tanto la generación como la transmisión y conversión de energía eléctrica se realizan de una manera más simple y eficiente en corriente alterna. En efecto, la generación de corriente alterna no requiere contactos móviles (colectores, escobillas) susceptibles de causar pérdidas energéticas y de sufrir desgastes. Asimismo,debido a la resistencia de los conductores que forman una línea de transmisión, es conveniente que la corriente sea lo menor posible, lo cual requiere, para una potencia dada, aumentar la tensión. Es sabido que los transformadores de corriente alterna permiten llevar a cabo esta conversión con alto rendimiento (bajas pérdidas energéticas). Luego, con un transformador en destino es posible reducirnuevamente la tensión a valores aceptables. Sin embargo, dejando de lado los motores y los sistemas de iluminación, la gran mayoría de los equipos con alimentación eléctrica funcionan con corriente continua. Se plantea entonces la necesidad de convertir la corriente alterna en continua, lo cual se logra por medio de la rectificación.

5.1. Circuitos rectificadores ideales con carga resistiva
Larectificación se lleva a cabo por medio de uno o más diodos. Como es sabido, estos dispositivos idealmente permiten el paso de la corriente en un sentido y lo bloquean en el otro. Existen varios tipos de configuraciones rectificadoras elementales, que analizaremos a continuación. 5.1.1. Rectificadores de media onda En la figura 1 se representa esquemáticamente un rectificador de media onda en el cualun diodo se interpone entre la fuente y la carga. Cuando la tensión vS de la fuente es positiva, el sentido de la corriente es favorable y se produce la circulación, por lo

+ vS

RL

+ vL

−
Figura 1. Un sencillo rectificador de media onda.

cual suponiendo el diodo ideal (y por lo tanto sin caída de tensión), será vL = vS. Cuando, en cambio, vS < 0, el diodo no conduce y entonces vL= 0. Esto se ilustra en la figura 2 para una típica señal senoidal. Se ha indicado tanto la tensión en la carga como la corriente que circula por ella y por la fuente (la tensión y las corrientes en este caso difieren únicamente en un factor de escala). Invirtiendo el diodo se logra una tensión negativa.
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Rectificación

vS

t

vL , i L , i S

t
Figura 2.Entrada y salida del rectificador de media onda de la figura 1.

Es interesante destacar que la tensión en la carga es unidireccional (positiva) pero no continua (constante). Esta forma de onda no es la deseable para alimentar dispositivos electrónicos, que generalmente requieren una alimentación constante. Este problema se solucionará más adelante con el empleo de filtros. 5.1.2.Rectificadores de onda completa tipo puente El circuito rectificador de media onda tiene como ventaja su sencillez, pero adolece de dos defectos: 1) no permite utilizar toda la energía disponible, ya que los semiciclos negativos son desaprovechados; 2) en el caso típico en el que la fuente es el secundario de un transformador tiende a producirse una magnetización del núcleo debido a que el campo magnético esunidireccional. Esta magnetización se traduce en que la saturación magnética se alcanza con valores menores de corriente, produciéndose deformaciones en la onda. Estos inconvenientes se resuelven con los rectificadores de onda completa. El primer ejemplo es el rectificador tipo puente, ilustrado en la figura 3.

D3
+ vS

D1 + RL − vL

D2

D4

Figura 3. Rectificador de onda completa tipopuente.

Cuando vS > 0, los diodos D1 y D2 están polarizados en forma directa y por lo tanto conducen, en tanto que D3 y D4 no conducen. Despreciando las caídas en los
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Federico Miyara

Año 2002

diodos por ser éstos ideales, resulta vL = vS > 0. Cuando la fase de la entrada se invierte, pasando a ser vS < 0, serán D3 y D4 quienes estarán en condiciones de conducir, en tanto...