Rectificador para niños
Un rectificador es un aparato o circuito electrónico que tiene una misión muy importante: transformar la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC). Imagina que la electricidad que llega a tu casa es como una ola que sube y baja (corriente alterna). Muchos aparatos electrónicos, como tu teléfono o tu computadora, necesitan una corriente que fluya siempre en la misma dirección, como un río (corriente continua). El rectificador es el primer paso para lograr esta transformación.
Para hacer esto, los rectificadores usan componentes especiales llamados diodos. Estos diodos actúan como una especie de "válvula" que solo permite que la electricidad pase en una dirección. Antiguamente se usaban válvulas de vacío, pero hoy en día se usan diodos hechos de materiales semiconductores.
Los rectificadores se pueden clasificar de varias maneras:
- Según la alimentación:
* Monofásicos: Si usan una sola fase de la red eléctrica (como la de tu casa). * Trifásicos: Si usan tres fases, lo cual es común en la industria.
- Según el tipo de rectificación:
* De media onda: Solo aprovechan una parte de la corriente alterna. * De onda completa: Aprovechan ambas partes de la corriente alterna, lo que los hace más eficientes.
El rectificador más sencillo es el de media onda, que usa un solo diodo.
Contenido
¿Cómo funcionan los rectificadores de media onda?
Un rectificador de media onda se construye con un solo diodo. Este diodo permite que la corriente fluya en una sola dirección. Cuando la corriente alterna de entrada es positiva, el diodo se abre y deja pasar la electricidad. Pero cuando la corriente de entrada se vuelve negativa, el diodo se cierra y bloquea el paso.
Esto significa que solo la mitad de la onda de corriente alterna llega a la salida. La otra mitad se pierde. Por eso, este tipo de rectificador no es muy eficiente. La electricidad que sale es como una serie de pulsos, no una corriente continua suave. Además, el diodo consume una pequeña cantidad de voltaje (alrededor de 0.7 voltios) para funcionar, lo que reduce un poco la tensión de salida.
¿Cómo funcionan los rectificadores de onda completa?
Los rectificadores de onda completa son más avanzados porque aprovechan toda la onda de corriente alterna, no solo la mitad. Lo que hacen es invertir la parte negativa de la onda para que también se convierta en positiva. Así, la salida es una serie de pulsos positivos, pero mucho más seguidos y con menos interrupciones que en el caso de media onda. Esto los hace más eficientes.
Rectificador de onda completa con dos diodos y transformador
Este tipo de rectificador usa un transformador con una toma central y dos diodos. El transformador cambia el voltaje de la corriente alterna a un nivel deseado.
- Durante la primera mitad de la onda de entrada, un diodo (D1 en la Figura 2) conduce la electricidad.
- Durante la segunda mitad de la onda, el otro diodo (D2) conduce la electricidad.
De esta manera, la corriente siempre fluye en la misma dirección a través de la carga, aprovechando ambas partes de la onda de entrada. Sin embargo, la corriente de salida sigue siendo pulsante y no es completamente suave.
Rectificador de onda completa tipo puente (Puente de Graetz)
Este es un tipo de rectificador de onda completa muy común. Utiliza cuatro diodos conectados en una forma especial que se llama "puente". La ventaja es que no siempre necesita un transformador si el voltaje de salida que quieres es similar al de entrada.
Funciona así:
- Cuando la parte superior de la entrada es positiva, la corriente pasa por dos diodos (D1 y D4 en la Figura 3) y fluye a través de la carga en una dirección.
- Cuando la parte superior de la entrada se vuelve negativa, la corriente pasa por los otros dos diodos (D2 y D3) y, ¡sorpresa!, sigue fluyendo por la carga en la misma dirección que antes.
Así, el puente de diodos asegura que la corriente siempre vaya en la misma dirección a través de la carga, sin importar la dirección de la corriente alterna de entrada. Esto produce una corriente rectificada mucho más uniforme que la de media onda. La frecuencia de los pulsos de salida es el doble que la de la corriente alterna de entrada.
¿Por qué es importante el filtrado?
Aunque los rectificadores de onda completa son mejores, la corriente que producen sigue siendo "pulsante", es decir, no es una corriente continua perfectamente suave. Imagina que es como un río con pequeñas olas. Para que la corriente sea lo más suave y constante posible, se necesita una etapa de filtrado.
Los filtros usan componentes como condensadores y bobinas para "suavizar" estas pulsaciones. Los condensadores se cargan cuando la corriente sube y se descargan lentamente cuando baja, rellenando los "huecos" y haciendo que la corriente de salida sea mucho más estable y parecida a una corriente continua pura.
Rectificadores síncronos
En algunas aplicaciones, especialmente cuando se trabaja con voltajes muy bajos, la pequeña caída de voltaje que ocurre en los diodos normales puede ser un problema. Para evitar esto, existen los rectificadores síncronos.
Estos rectificadores no usan diodos tradicionales, sino unos componentes llamados transistores MOSFET. Estos transistores son controlados por un circuito especial que los enciende y apaga en el momento justo para que la corriente fluya en la dirección correcta. La ventaja es que los MOSFET se comportan más como un interruptor casi perfecto, con una resistencia muy baja, lo que significa que pierden muy poca energía en forma de calor y son más eficientes, especialmente con voltajes pequeños.
Galería de imágenes
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Diodo Rectificador 2N1849
Véase también
En inglés: Rectifier Facts for Kids
