Rectificador de Media Onda

Rectificador de Media Onda
Profesor: Gerson Villa Glez.

• La mayoría de los dispositivos electrónicos, televisores,
equipo estéreo y ordenadores necesitan una tensión
continua para funcionar correctamente. Como las
líneas de tensión son alternas, la primera cosa que
necesitamos hacer es convertir la tensión de línea
alterna en tensión continua. La parte del dispositivo
electrónico que produce esta tensión continua se llama
fuente de potencia. Dentro de las fuentes de potencia
hay circuitos que permiten que la corriente fluya sólo
en una dirección. Estos circuitos se llaman
rectificadores. Se verán los circuitos rectificadores,
filtros, recortadores, cambiadores de nivel y
multiplicadores de tensión.
• La Figura a muestra un circuito rectificador de media
onda. La fuente de corriente alterna produce una
tensión senoidal. Suponiendo un diodo ideal, la mitad
del ciclo positivo de la fuente de tensión polarizara el
diodo en forma directa. Como el interruptor está
cerrado, como se muestra en la Figura b, la mitad del
ciclo positivo de la fuente de tensión aparecerá a través
de la resistencia de carga. En la mitad negativa del
ciclo, el diodo estará polarizado en forma inversa. En
este caso el diodo ideal aparecerá como un interruptor
abierto y no habrá tensión a través de la resistencia de
carga Figura c.
a. Rectificador ideal
de media onda.
b. Mitad positiva del
ciclo
c. Mitad negativa
del ciclo
• La Figura 2a muestra una representación
gráfica de la forma de onda de la tensión de
entrada. Es una onda senoidal con un valor
instantáneo vin y un valor pico de v pin .
• Una onda senoidal pura como está tiene una
tensión igual y opuesta medio ciclo después.
• Si se mide esta tensión con un voltímetro de
CD, se leerá 0 por que un voltímetro en CD
indica el valor medio.
• En el rectificador de media onda del Figura
2b, el diodo está conduciendo durante las
mitades positivas de los ciclos pero no está
conduciendo durante las mitades negativas. A
causa de esto el circuito recorta las mitades
negativas de los ciclos, como se muestra en la
Figura 2c. Denominamos a una forma de onda
como está una señal de media onda.
• Esta tensión de media onda produce una
corriente por la carga unidireccional. Esto
significa que solo circula en una dirección.
a. Entrada a un
rectificador de
media onda.
b. Circuito
c. Salida a un
rectificador de
media onda
• Una señal de media onda como de la Figura
2c es una tensión continua pulsante que se
incrementa a un máximo, decrece a cero, y
después permanece en 0 durante la mitad
negativa del ciclo.
• Éste no es el tipo de tensión continua que
necesitamos para los equipos electrónicos. Lo
que necesitamos es una tensión constante, la
misma que se obtiene de una batería.
• Para obtener este tipo de tensión,
necesitamos filtrar la señal de media onda.
• Cuando se detectan averías, se puede usar el
diodo ideal para analizar el rectificador de
media onda. Es útil recordar que la tensión de
salida pico es igual a la tensión de entrada
pico.
Media onda ideal  Vp ( out )  Vp (in )

Valor de la señal continua de media onda
• Es el mismo que el valor medio. Si nosotros

medimos la señal con un voltímetro de DC, la
lectura será igual al valor medio.
• Se deriva el valor de una señal continua de
media onda a través de la siguiente formula:
Vp
Media onda : Vdc 

• La prueba de está derivación requiere algunos
cálculos porque hay que deducir el valor
medio sobre un ciclo.
• Como 1/   0.318 , se puede ver la ecuación
anterior de la siguiente manera:
Vdc  0.318Vp
• Cuando la ecuación se escribe de esta manera,
es posible que el valor de la señal continua o
media sea igual a 31.8 por 100 del valor pico.
Por ejemplo, si la tensión pico de la señal de
media onda es de 100 V, la tensión continua o
media vale 31.8 V.
Frecuencia de Salida
• La frecuencia de salida es la misma que la
frecuencia de entrada. Esto tiene sentido cuando
se compara la Figura 2c con la Figura 2ª. Cada
ciclo de la tensión de entrada produce un ciclo de
la tensión de salida. Por lo tanto podemos
escribir lo siguiente:
Media onda : fout  fin

• Se empleara más tarde esta derivación con los
filtros
Segunda aproximación
• No obtenemos una tensión de media onda
perfecta a través de la resistencia de carga. A
causa de la barrera de potencial, el diodo no
se activa hasta que la tensión de la fuente
alterna alcanza aproximadamente 0.7 V.
Cuando la tensión pico de la fuente es mucho
mayor que 0.7 V, la tensión en la carga será
una señal de media onda.
Segunda Aproximación
• Por ejemplo, si la tensión pico de la fuente es
de 100 V, la tensión en la carga será muy
cercana a una tensión de media onda. Si la
tensión pico de la fuente es sólo 5 V, la tensión
en la carga tendrá un pico de solo 4.3 V.
Cuando necesitamos obtener una mejor
respuesta, se puede usar esta derivación:
2a media onda : Vp (out )  VP(in)  0.7V

Aproximaciones Superiores
• La mayoría de los diseñadores se aseguran de
que la resistencia interna sea mucho menor
que la resistencia de Thevenin que ve el diodo.
A causa de esto podemos ignorar la resistencia
interna en la mayoría de los casos. Si se
necesita mayor precisión que la que se puede
obtener con la segunda aproximación, se
debería usar una computadora y un simulador
de circuitos como Electronic Workbech o
Multisim 10
Ejemplo
• La Figura 3 muestra un rectificador de media
onda que nosotros podemos construir en el
laboratorio o una computadora con EWB. Se
pone un osciloscopio sobre 1kΩ. Esto nos
mostrara la tensión en la carga de media onda.
También se pone un Multímetro a través de 1kΩ
para leer la tensión en la carga. Calcule los valores
teóricos de la tensión pico en la carga y la tensión
continua en la carga. Después compare estos
valores con las lecturas del osciloscopio y
Multímetro.
Solución
• En la figura 3 aparece una fuente alterna de 10V y
60 Hz. Las representaciones normalmente
muestran las fuentes de tensión alternas, valores
eficaces o rms. Recordemos que el valor eficaz se
define como el valor de una corriente
rigurosamente constante (corriente continua) que
al circular por una determinada resistencia
óhmica pura produce los mismos efectos
caloríficos (igual potencia disipada) que dicha
corriente variable (corriente alterna).
Solución
• Como la tensión de la fuente es 10 V rms, lo
primero que hay que hacer es calcular el valor
pico de la fuente alterna. Sabemos que el
valor rms de un seno es igual a: Vrms  0.707Vp
• Por lo tanto, la tensión pico de la fuente en la
figura 3 es:
Vrms 10V
Vp    14.1V
0.707 0.707
Solución
Solución
• Con un diodo ideal, la tensión pico de la carga
es:
V p ( out )  V p ( in )  14.1V
• La tensión de la carga en CD es:

Vp 14.1V
Vdc    4.49V
 
Solución
• Con la segunda aproximación, obtenemos una
tensión pico en la carga de:
Vp ( out )  Vp (in )  0.7V  14.1V  0.7V  13.4V
• Y la tensión en CD en la carga es:

Vp 13.4V
Vdc    4.27V
 
Solución
• La Figura 3 muestra los valores que un
osciloscopio y un Multímetro leerán. El canal
A del osciloscopio se coloca a 5V por cada
división (5V/Div). La señal de media onda tiene
un valor pico entre 13 y 14 Volts, lo cual esta
de acuerdo con el resultado de nuestra
segunda aproximación. El Multímetro también
da un resultado de acuerdo con los valores
teóricos, porque lee aproximadamente 4.18V

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Media onda ideal  Vp ( out )  Vp (in )

• Es el mismo que el valor medio. Si nosotros

Media onda : fout  fin

2a media onda : Vp (out )  VP(in)  0.7V

• La tensión de la carga en CD es:

• Y la tensión en CD en la carga es:

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