Rectificador de media onda Electronica

1. Rectificador de Media
Onda
Clase 2
13-Octubre-2014

2. Rectificador de Media Onda
 El rectificador es uno de los circuitos básicos en los sistemas electrónicos
(junto con el amplificador y el oscilador). En términos generales su función
es convertir una señal alterna en corriente directa, figura 1; la mayoría de
las veces, la señal a rectificar es una senoidal. Existen dos tipos de
rectificadores con diodos, el de media onda y el onda completa.
퐹푖푔푢푟푎 1 푅푒푝푟푒푠푒푛푡푎푐푖ó푛 푑푒 푢푛 푅푒푐푡푖푓푖푐푎푑표푟

3. Rectificador de Media Onda
 El rectificador de media onda es aquel que al hacer la conversión de CA a
CD, por cada ciclo que se tiene a la entrada entrega a la salida solo
1
2
푐푖푐푙표. El circuito es muy sencillo y es como el que muestra la figura 2

4. Rectificador de Media Onda
Figura 2 Circuito Rectificador de Media Onda

5. Rectificador de Media Onda
 La señal de entrada 푉푖 es un voltaje senoidal cuyos valores son positivos para
0 ≤ 푡 ≤
1
2
푇, y son de signo negativo para
1
2
푇 ≤ 푡 ≤ 푇.
 Esta señal se aplica a la terminal positiva (ánodo) del diodo D, por lo que el
semiciclo positivo polariza directamente al diodo, mientras que el semiciclo
negativo lo hace inversamente.
 Esto quiere decir que para los valores positivos de 푉푖 el diodo estar en estado
de conducción, permitiendo que la corriente circule hasta llegar a la
resistencia 푅퐿(carga); provocando una caída de voltaje 푉퐿 , cuyos valores
varían en el tiempo de la misma manera que varían los valores de 푉퐿.

6. Rectificador de Media Onda
 Los valores negativos de 푉푖 hacen que el diodo quede desactivado,
permitiendo que la corriente circule hasta llegar a la resistencia 푅퐿(carga);
provocando una caída de voltaje 푉퐿 , cuyos valores varían en el tiempo
de la misma manera que varían los valores de 푉퐿.
 El resultado es una señal senoidal rectificada en media onda, de ahí el
nombre de este circuito.

7. Rectificador de Media Onda
 Debido a la caída de voltaje que hay en la unión del diodo, la amplitud de la
señal rectificada será:
 푉표 = 푉푖 − 푉푇 … … … … … … … … … … … (1)
 Del segundo miembro de la ecuación se puede tener tres posibles
combinaciones de valores, dando cada una de ellas diferentes resultados:
 A) 푉푖 > 푉푇. Se tendrá un 푉표 > 0 (푝표푠푖푡푖푣표)
 B) 푉푖 = 푉푇. Se tendrá un 푉표 = 0 (푛표 ℎ푎푦 푣표푙푡푎푗푒 푑푒 푠푎푙푖푑푎)
 C) 푉푖 < 푉푇. Se tendrá un 푉표 < 0 (푛푒푔푎푡푖푣표)

8. Rectificador de Media Onda
 Debemos observar que en la entrada, para 푉푖 = 푉푇 es cuando se presenta
la alternancia de una polaridad a otra, de positivó a negativo y viceversa.
A este valor de 푉푖 se llama entonces voltaje de transición.
 El voltaje de salida del rectificador es variable en el tiempo, también de
forma senoidal y efectivamente no se aprovecha el semiciclo completo
debido precisamente al voltaje de transición que es un voltaje que se
opone a los valores positivos de 푉푖 que tienden a polarizar directamente al
diodo.

9. Rectificador de Media Onda
 De ahí entonces, que existan pequeños intervalos de tiempo Δ푡 del
semiciclo positivo que nos e obtienen a la salida, lo que explica la
ecuación (1).
 Si le llamamos 푉푝 a la amplitud del voltaje rectificado tendremos entonces
que:
 푉푝 = 푉푚 − 푉푇 … … … … … … … … . . (2)

10. Rectificador de Media Onda
 Donde se le esta llamando 푉푚 a la amplitud de 푉푖 푦 푉푇 al voltaje de umbral
del diodo.
 Si a la salida del rectificador se aplica un voltímetro de cd, este registrara
un voltaje de cd cuyo valor equivale a:
 푉푐푑 = 0.318 푉푝 … … … … … … … … … … … . . (3)
 푉푃 = 푉푅푀푆 2 … … … … … … … … … … … … (4)

11. Rectificador de Media Onda
 La formula (3) es el valor que corresponde al promedio de los valores
instantáneos del voltaje rectificado. Esto significa que si la señal rectificada
se utiliza para alimentar a una carga de cd (por ejemplo un motor de cd
provocara en este mismo efecto que provocaría una fuente de cd cuyo
valor fuera de 0,318 푉푃)

12. Rectificador de Media Onda

13. Rectificador de Media Onda
 Si la salida del rectificador se aplica un voltimetro de CA, este registrara un
voltaje rms cuyo valor equivale a:
 푉푟푚푠 = 0.385 푉푝 … … … … … … … … … (5)
 La ecuación (5) es el valor que corresponde al promedio cuadrático de ls
valores instantáneos del voltaje rectificado. Esto significa que si la señal
rectificada se utiliza para alimentar una carga de CA (por ejemplo un
motor de CA) provocara en este el mismo efecto que provocaría una
fuente de CA (cuyo valor fuera de 0.385푉푝).

14. Rectificador de Media Onda

15. Ejercicio
 Supongamos que en la figura se tiene un voltaje de entrada al rectificador
de media onda por 푉푖 = 6푠푒푛377푡 푣표푙푡푠. ¿Qué voltaje medirá en la
resistencia de carga 푅퐿 un voltímetro de cd? ¿Qué voltaje registra uno
de ca? Comprueba tu resultado mediante una simulación del circuito.

16. Ejercicio

17. Solución
 Datos:
 푉푖 = 6푠푒푛 377푡 푣표푙푡푠
 휔 = 377 푟푎푑/푠
 푉푇 = 0.7 푉
 푉푐푑 = ?
 푉푟푚푠 = ?

18. Solución
 Planteamiento:
 Utilizaremos las ecuaciones (2), (3) y (5)
 Desarrollo
 La amplitud de la señal de entrada es 푉푚 = 6푉, entonces un valor pico de
la señal rectificada será:
 푉푃 = 푉푚 − 푉푇 = 6푉 − 0.7푉 = 5.3푉

19. Solución
 A partir de este valor pueden aplicarse las ecuaciones anteriores:
 푉푐푑 = 0.318푉푃 = 0.318 5.3푉 = 1.685 푉푐푑
 푉푟푚푠 = 0.385푉푝 = 푉푟푚푠 = 0.385 5.3푉 = 2.04 푉푟푚푠
 Para comprobar los resultados se procede a la simulación del circuito
obteniéndose las siguientes imágenes que se ilustran a continuación.

20. Solución

21. Solución

22. Solución
 Aunque la señal rectificada de media onda es un voltaje de cd (ya que
no presenta alternancias en su polaridad, pues no presenta voltajes
negativos), tiene variaciones en sus valores instantáneos; es una señal
pulsante de media onda. Si el propósito de un rectificador es convertidor
una señal de ca en cd, este se ha logrado, solo faltaría determinar con
que nivel de eficiencia o también la desviación que ha tenido el proceso.

23. Solución
 Esto se obtiene calculando el factor de rizo de la señal, que es un
porcentaje de las variaciones de los valores respecto al valor
esperado se calcula según la siguiente ecuación:
 푟 % =
푉푟푚푠
푉푐푑
× 100 … … … … … . . (6)
 Por ejemplo, el factor de rizo del rectificador del ejemplo es:
 푟 % =
푉푟푚푠
푉푐푑
× 100 =
2.04 푉
1.685 푉
× 100 = 121 %

24. Solución

25. Solución

26. Solución
 Este porcentaje nos dice que aun cuando este rectificador ya
opera como una fuente de alimentación de cd, la calidad de la
señal que entrega aun deja que desear respecto a lo que sería un
voltaje de cd sin variaciones. Posteriormente se vera como reducir
el factor de rizo.

27. Solución
 Si el diodo del circuito rectificador se invierte en su posición, ele
efecto de rectificación será el “complemento” del ejemplo. Esto
quiere decir que seguirá siendo un rectificador de media onda,
solo que al invertirlo, los semiciclos positivos ahora lo polarizaran
inversamente, y serán los semiciclos negativos lo que los polaricen
directamente en estado activado o en conducción.