DIODO RECTIFICADOR
¿QUÉ ES?
El diodo rectificador es uno de los mecanismos de la familia de
los diodos más sencillos. Sean semiconductores de estado sólido, válvulas
al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio, son tipos de diodo
que constituyen el elemento o circuito que permite convertir la corriente
alterna en corriente continua.
SIMBOLOGIA
Imagen de un diodo rectificador
Su representación
simbólica
CARACTERÍSTICAS
- Separa los ciclos positivos
de una señal de corriente alterna.
- Al aplicar una tensión de
corriente alterna al diodo durante los medios ciclos positivos, se
polariza en forma directa, permitiendo el paso de la corriente.
- Al aplicar una tensión de
corriente alterna al diodo durante los medios ciclos negativos, el diodo se
polariza de manera inversa. Así evitando el paso de la corriente en tal
sentido.
- La frecuencia máxima en
que se realizan correctamente su función.
- La corriente máxima en
que se conducen en sentido directo.
- La tensión directa e
inversa máxima que soportan.
Su construcción está basada en la unión PN siendo su
principal aplicación como rectificadores. Este tipo de diodos (normalmente de
silicio) soportan elevadas temperaturas (hasta 200ºC en la unión), siendo su
resistencia muy baja y la corriente en tensión inversa muy pequeña. El diodo
más antiguo y utilizado es el diodo rectificador que conduce en un sentido,
pero se opone a la circulación de corriente en el sentido opuesto.
APLICACIONES
Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores,
es en las fuentes de alimentación, ya que aquí convierten una señal de
corriente alterna en otra de corriente directa.
Los diodos
rectificadores se usan principalmente en:
- circuitos rectificadores
- circuitos fijadores
- circuitos recortadores
- diodos volantes
TIPOS DE DIODOS
RECTIFICADOR
Dependiendo de las
características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se
clasifica en:
- Monofásicos: cuando
están alimentados por una fase de la red eléctrica
- Trifásicos: cuando se alimentan por tres fases
Atendiendo al tipo
de rectificación, se clasifican en:
- Media onda: cuando
sólo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente
- Onda completa: donde ambos semiciclos son aprovechados
Los rectificadores
monofásicos con diodos son de tres tipos:
1. De media onda: Cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la
corriente.Es el tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico
de media onda constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación
alterna y la carga.
2. De onda
completa y punto medio: Donde ambos
semiciclos son aprovechados. Un rectificador de onda completa convierte la
totalidad de la forma de onda de entrada en una polaridad constante (positiva o
negativa) en la salida, mediante la inversión de las porciones (semiciclos)
negativas (o positivas) de la forma de onda de entrada. Las porciones positivas
(o negativas) se combinan con las inversas de las negativas (positivas) para
producir una forma de onda parcialmente positiva (negativa).
3. De puente de
Graetz: Se trata de un
rectificador de onda completa en el que, a diferencia del anterior, sólo es
necesario utilizar transformador si la tensión de salida debe tener un valor
distinto de la tensión de entrada.
En las siguientes imágenes vemos como es un diodo rectificador.
1N1188A | DIODO
RECTIFICADOR 40A/400V TIPO TORNILLO
FUNCIONAMIENTO
Funcionamiento
de un diodo rectificador común de media onda
Para comprender mejor la
forma en que funciona un semiconductor diodo, es necesario recordar primero que
la corriente alterna (C.A.) circula por el circuito eléctrico formando una
sinusoide, en la que medio ciclo posee polaridad positiva mientras y el otro
medio ciclo posee polaridad negativa. Es decir, cuando una corriente alterna
circula por un circuito eléctrico cerrado su polaridad cambia constantemente
tantas veces como ciclos o hertz por segundo de frecuencia posea. En el caso de
la corriente alterna que llega a nuestros hogares la frecuencia puede ser de 50
o de 60 ciclos en dependencia del sistema que haya adoptado cada país en
cuestión. En Europa la frecuencia adoptada es de 50 ciclos y de 60 ciclos en la
mayor parte de los países de América (Ver tabla de frecuencia de la corriente
por países y los respectivos voltajes).
Imagen
de un circuito rectificador simple de media onda, compuesto por un solo diodo.
En la imagen de arriba se
puede apreciar que en el proceso de rectificación de la corriente alterna
(C.A.) utilizando un solo diodo, durante un primer medio ciclo negativo los
electrones circularán por el circuito atravesando primero el diodo y a
continuación el consumidor o carga eléctrica, representado por una resistencia
(R). En ese instante, en los extremos de la resistencia se podrá detectar una
corriente directa "pulsante" que responde a ese medio ciclo. En el
medio ciclo siguiente (esta vez positivo), los electrones cambiarán su sentido
de circulación y no podrán atravesar ni la resistencia, ni el semiconductor
diodo, porque en ese instante el camino estará bloqueado por el terminal
positivo del diodo y no habrá circulación de corriente por el circuito. A
continuación y durante el medio ciclo siguiente negativo, de nuevo el diodo
vuelve a permitir el paso de los electrones, para bloquearlo nuevamente al
cambiar la corriente el sentido de circulación y así sucesivamente mientras se
continúe suministrándole corriente al diodo.
Por tanto, durante cada medio ciclo negativo
de una fuente de corriente alterna (C.A.) conectada a un diodo se registra una
polaridad fija en los extremos de un consumidor conectado al circuito de salida
del propio diodo, mientras que durante el siguiente medio ciclo positivo no
aparecerá polaridad alguna debido al bloqueo que ofrece el propio diodo al paso
de los electrones en sentido inverso. De esa forma, a través del consumidor
circulará una corriente pulsante, pues en este caso el diodo actúa como un
rectificador de corriente alterna de media onda.
Funcionamiento
de los diodos rectificadores de onda completa
Cuando un circuito eléctrico
o electrónico requiere de una corriente directa que no sea pulsante, sino mucho
más lineal que la que permite un simple rectificador de media onda, es posible
combinar de dos a cuatro diodos rectificadores de forma tal que la resultante
sea una corriente directa (C.D.) con menos oscilaciones residuales.
La estructura más usual para obtener un
puente rectificador de "onda completa" es la compuesta por cuatro
diodos conectados de forma conveniente. Sin embargo, en algunos casos se
obtiene un efecto similar conectando solamente dos diodos, empleando como
fuente de suministro de corriente alterna (C.A.) un transformador con una
derivación en el centro del enrollado secundario. Esa derivación central
permite alimentar por igual a cada uno de los diodos gracias a su simetría en
contrafase que hace posible que el punto medio del enrollado sea siempre
el polo negativo mientras el polo positivo cambia en sus
extremos cada medio ciclo de frecuencia alterna de la corriente aplicada
al circuito. Sin embargo, a la
salida del circuito rectificador
se obtiene una corriente directa (C.D.) de onda completa.
Imagenes del funcionamiento de un circuito rectificador de corriente alterna de onda
completa compuesto por dos diodos de silicio.
No obstante, la mayoría de los circuitos
eléctricos o electrónicos que funcionan con corriente directa (C.D.), emplean
rectificadores de onda completa compuestos por cuatro diodos. A continuación se
ilustran tres formas de esquematizar en un diagrama la conexión de esos cuatro
diodos para obtener un rectificador de onda completa.
Diferentes
formas de representar esquemáticamente un mismo puente rectificador de onda
completa integrado por cuatro diodos, aunque la figura de la izquierda es la
forma más común de representarlo.
Comentarios
Publicar un comentario