UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO 2013

Filtros para circuitos rectificadores

Introducción

En muchas aplicaciones, la carga alimentada requiere una tensión continua. La conversión AC/DC es realizada por convertidores estáticos de energía, comúnmente denominados rectificadores. Por tanto, un rectificador es un sistema electrónico cuya función es convertir una corriente alterna en una corriente continua. Dentro de estos, podemos diferenciar los rectificadores en función del tipo de conexión de los elementos (media onda y de onda completa).

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1. Objetivos :

Conocer experimentalmente como funciona un rectificador. Saber la función del condensador de filtrado del rectificador. Verificar el funcionamiento y las medidas fundamentales de los circuitos de

rectificación y filtrado.

2. Fundamento teórico :

Rectificadores:

Los rectificadores son circuitos realizados con diodos, capaces de cambiar la forma de onda que recibe en su entrada.La corriente AC fluctúa entre un valor mínimo y un valor máximo como una onda sinusoidal. Sin embargo para trabajar muchas veces se necesita de una corriente directa DC la cual mantiene un valor constante.La idea básica de un rectificador es eliminar la parte negativa de cada ciclo de corriente, haciendo que la fluctuación se mantenga cercana a un valor constante.

Rectificadores de media onda y onda completa:

Antes de avanzar en la explicación de los rectificadores, creo que sería necesario saber qué es exactamente lo que rectifican estos circuitos. La señal que se recoge de la red tiene esta forma sinusoidal:

Dicha señal la denominamos onda completa de corriente alterna. Es la onda que observaremos si la miramos a través de un osciloscopio. Aquí se puede observar tres semiciclos, dos positivos y uno negativo, un solo ciclo sería la suma de uno positivo y otro negativo.

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Si a esta señal la hacemos pasar por un circuito de rectificación, esta señal nos saldrá rectificada de estas dos formas posibles (en líneas generales):

Si observamos bien esta señal, veremos que le falta un trozo con respecto a la de más arriba, a esta nueva señal se le denomina de media onda. Es decir, nos falta el semiciclo negativo de la corriente alterna. Pero esto es un desperdicio, porque perdemos energía, perdemos todos los semiciclos negativos. Por esta razón tenemos esta otra señal:

En esta señal hemos convertido los semiciclos negativos de la corriente alterna en semiciclos positivos, a éstos se le llama onda completa continua. Esta señal estaría muy bien, si nuestros aparatos no fuesen tan exigentes. Si nos fijamos bien, en esta última señal, nos daremos cuenta que entre cada semiciclo positivo existe un hueco, y precisamente esto, es lo que no les gusta nada a nuestros aparatos de consumo. Para solucionar este problema están los circuitos de filtro, que lo que hacen es eliminar los huecos existentes entre los ciclos.

Un filtro común es añadir un capacitor, conocido como un capacitor de reserva, en la salida. Cuando la corriente aumenta con cada onda positiva, el capacitor se va a cargar y cuando la corriente disminuye a su valor negativo, el capacitor se descarga más lento que

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la disminución de la corriente de la onda. Este efecto hace que la onda nunca toque el punto de cero corriente. La salida todavía no es perfecta y produce una fluctuación llamado rizado, pero logra que el valor de la salida esté más cerca de un valor constante.Esto es básicamente la transformación que realizan los rectificadores, en cada circuito.

3. Materiales y equipos: 1 transformador de toma central 220VAC – 12VAC.

4 diodos 1N4001/04.

Resistencias de 220 y 1K ohmios.

Condensadores de 1000 2200 uF, (16Vo mas).

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Protoboard.

Multímetro digital.

4. Procedimiento:Implementar el circuito:Para un R=220 o 1K completar la tabla de medidas por cada condensador.

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Para 1000 uF:

Vidc Virms Vimax Vd Vrdc Vrrms Irdc Irrms Rteo Rprac

12v 12.4v 17v 17.2v 18.57mv 19.23mv0.085mA

0.087mA 220 219

Para 2200 uF:

Vidc Virms Vimax Vd Vrdc Vrrms Irdc Irrms Rteo Rprac

12v 12.4v 17.4v 4.6v 1.53mv16.97mv 1.56 A 17.31 A 1K 0.98

5. Graficar la onda usando el osiloscopio:

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6. Cuestionario:

a. ¿Cuál es la diferencia entre un rectificador de media onda y uno de onda completa?

La corriente eléctrica tiene la forma de una sinusoidal, o sea en un ciclo sube a su valor máximo positivo, pasa por cero y baja a su valor máximo negativo; entonces lo que hace un rectificador de media onda es quitar el ciclo negativo, es decir la onda ahora está compuesta por solo ciclos positivos saltados, es decir sube a su máximo positivo, baja a cero durante el tiempo que se demora en pasar por su ciclo negativo y vuelve a subir a su máximo positivo, es decir, ya nunca baja al cuadrante negativo.Y el rectificador de onda completa, lo que hace es invertir el ciclo negativo, y lo hace positivo. Lo cual la gráfica va a ser crestas de ondas continuas en el cuadrante positivo. Circuito rectificador de media onda:Este circuito genera una señal de DC a partir de una señal de AC truncando a cero todos los semiciclo de una misma polaridad en la señal de AC y dejando igual a los semiciclos de la polaridad contrariaCircuitos rectificadores de onda completa: Este circuito genera una señal de cc a partir de una señal de ca con todos los semiciclos de una misma polaridad para igualarlos a la otra.

b. Cual es la funcion del condensador?

Un condensador es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de

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superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.

Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.

c. Cual es la funcion de este circuito?

El puente rectificador es un pequeño circuito cuya misión es la de convertir la corriente eléctrica alterna, en corriente continua. La corriente alterna es la que utiliza la red doméstica, es corriente que cambia de polaridad.La mayoría de aparatos electrónicos de consumo, funciona con corriente continua (como la de las pilas y baterías), con polaridad fija, siempre hay un polo negativo y otro positivo. Para convertir la electricidad alterna en continua, primero se usa un transformador que baja el voltaje de la red de 220voltios a por ejemplo 12 ó 5V; y después se conecta el puente rectificador.El componente principal de un rectificador es el Diodo, éste es un componente semiconductor que deja pasar la corriente solo en un sentido y bloquea cuando la corriente circula en sentido inverso.La corriente alterna a 12 voltios, se hace pasar por cuatro Diodos, dispuestos de tal forma, que todos los picos de la onda sinusoidal alterna se redirigen a un polo positivo y otro negativo, es decir; todas las tensiones positivas salen por un punto y las negativas por otro. Por lo que una corriente alterna de -12v a +12v, se consigue una salida con una diferencia de potencial de 0 a +24 voltios.Para que la tensión no fluctúe constantemente a la salida, se coloca en paralelo un condensador que se carga a la tensión máxima y cuando ésta comienza a bajar, se descarga lentamente, proporcionando corriente al resto del circuito hasta que llega el siguiente pico de tensión. Al ser este efecto tan rápido, la corriente que se obtiene es prácticamente igual a la suministrada por una pila de corriente continua.En la mayoría de adaptadores y transformadores de aparatos como celulares, impresoras, DVD y portátiles. Y en muchos otros equipos que se enchufan directamente a la red, el rectificador está incorporado dentro.

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7. Conclusiones:

Podemos observar que la importancia de los diodos rectificadores es muy grande, pues permite tanto transformar una señal de corriente alterna en una de corriente directa. voltajes y poder sujetar señales a un cierto valor de CD requerido.

El efecto que contiene conectar un capacitor a la salida de un diodo rectificador es de un filtro, ya que al pasar la señal por el rectificador, el condensador hace que la salida se mantenga lo más invariable posible.

como una última conclusión cabe aclarar que este circuito rectificador sirve en principio para la corriente alterna con la que estamos trabajando (220V), pero si, por ejemplo, la frecuencia fuera mayor, es decir, si hubiera que esperar más tiempo entre cresta y cresta, necesitaríamos que el tiempo de descarga fuera aún mayor, por lo que habría que aumentar o bien la resistencia del circuito o bien su capacidad.

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8. Bibliografia:

http://www.monografias.com/trabajos914/circuito-rectificador/circuito

http://www.wikipedia.com

Principios_de_Electronica_-_Albert_Malvino

Electronica - Teoria de Circuitos y Dispositivos Electronico boylestad

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