Tareas

2. PROCESAMIENTO Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES CON DISPOSITIVOS NO LINEALES DE DOS TERMINALES

La energía eléctrica generada en las centrales de potencia es de tipo alterna sinusoidal. Esta "Tergia se transmite hasta los centros de consumo mediante las redes de distribución. Sin embargo, en muchas ocasiones, se requiere una tensión de alimentación continua. Un rectificador es, básicamente, undispositivo que transforma la tensión alterna en continua.

El rectificador es un aparato muy empleado en la vida diaria. Una gran parte de los trodomésticos utilizados en el hogar llevan incorporado un dispositivo de este tipo. En general, tos aparatos necesitan menos tensión de alimentación que la suministrada por la red, por ello an incorporado en primer lugar un transformador de tensión. Eltransformador reduce la tensión la red a la tensión deseada. Una vez reducida la tensión, el rectificador convierte la tensión a en continua.

| RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA.
+ Vd -
Figura 2-1. Rectificador de media onda.
El esquema de la figura 2-1, es el más sencillo de los rectificadores: el diodo. A continuación se estudia este circuito, para después discutir la validez def mismo.Cuando el valor de la tensión de entrada es superior a la de conducción del diodo se crea una corriente y se cumple que: V0 - v, -V0s Si se desprecia Vos frente a v„ cuando la tensión de entrada sea mayor que cero, V0 = v, (normalmente siempre se realizará esta simplificación). Si la tensión de entrada es negativa, v, < 0, el diodo D esta en corte, con lo que no existirá ninguna corriente. Por lotanto, la caída de potencial en RL será nula. Todo esto se puede apreciar en las gráficas de la figura 2-2.

Como se puede apreciar, la tensión de salida V0 se parece muy poco a lo que se entiende por tensión continua, es decir, un valor constante en el tiempo. Sin embargo, esta onda no es tan mala como parece. Aunque no es constante, siempre es mayor que cero. Además, su valor medio esdiferente de cero. Con los esquemas más complejos, se intenta que esta onda de salida se parezca lo más posible a una linea horizontal, pero siempre tendremos una desviación de la ideal, que se cuantifica por el rizado de la onda de salida:

xlOO

(2.1)

En este caso, el rizado es del 100%. El problema con el que nos encontramos es que cuando el diodo está en corte no se alimenta a la carga. Paradisminuir el rizado, es preciso suministrar energía a la carga durante los semiciclos en los que la fuente no actúa.

i

I i í
i i : i

Drm \
'"./r. . I -■ r. ,

Figura 2-2. Tensiones en el circuito de la Figura 2-1.

2.1.1. El condensador en los rectificadores. El condensador es un componente que almacena energía. Cuando se somete a una diferencia de potencial, esta obliga alas cargas a situarse entre sus placas. En el momento en el que cesa el potencial, las cargas pueden retomar a un circuito y comportarse como un generador de tensión.

Er la figura 2-3, se presenta el esquema eléctrico que aplica este principio a la rectificación Lo que 9e pretende es que sea el condensador el que alimente a la carga cuando no pueda hacerlo la bente de alimentación.

+ Vo -+
Vc
+
Ve

Figura 2-3. Esquema de rectificador con condensador.

• Funcionamiento en vacio: Se estudiará en primer lugar el esquema en vacio, es decir, sin carga aplicada.

+ Vd -

v. = Vusen(cút)Q)

+
Ve

Vo

Figura 2-4. Funcionamiento en vacio.

Sea vt = V$fsen(á D y la caida de tensión en el diodo en conducción despreciable. En el instante inicial el condensador seencuentra descargado. En un punto entre 0 < t < 7tf2, v, es mayor que cero, por lo tanto, el diodo D está polarizado en directa. Por él circula una corriente que carga al condensador.

Se considera que el condensador se carga instantáneamente (Vc - v(). La carga del condensador es posible porque hay un camino en el circuito que se lo permite.

En el instante oa - 7t/2, la tensión de entrada es...