Rectificador
Un rectificador es un dispositivo eléctrico que convierte la corriente alterna (CA), que periódicamente invierte la dirección, en corriente continua (CC), que fluye en una sola dirección. La operación inversa la realiza el inversor .
El proceso se conoce como rectificación , ya que "endereza" la dirección de la corriente. Físicamente, los rectificadores toman varias formas, incluidos diodos de tubo de vacío , celdas químicas húmedas, válvulas de arco de mercurio , pilas de placas de cobre y óxido de selenio , diodos semiconductores , rectificadores controlados por silicio y otros interruptores semiconductores basados en silicio. Históricamente, incluso se han utilizado interruptores electromecánicos síncronos y grupos motogeneradores . Los primeros receptores de radio, llamados radios de cristal , usaban un " bigotes de gato " de alambre fino que presionaba un cristal de galena.(sulfuro de plomo) para servir como rectificador de contacto puntual o "detector de cristal".
Los rectificadores tienen muchos usos, pero a menudo se encuentran sirviendo como componentes de fuentes de alimentación de CC y sistemas de transmisión de energía de corriente continua de alto voltaje . La rectificación puede cumplir otras funciones además de generar corriente continua para su uso como fuente de energía. Como se señaló, los detectores de señales de radio sirven como rectificadores. En los sistemas de calefacción de gas, la rectificación de llama se utiliza para detectar la presencia de una llama.
Según el tipo de suministro de corriente alterna y la disposición del circuito rectificador, el voltaje de salida puede requerir un suavizado adicional para producir un voltaje estable uniforme. Muchas aplicaciones de los rectificadores, como las fuentes de alimentación para equipos de radio, televisión y computación, requieren un voltaje de CC constante y constante (como lo produciría una batería ). En estas aplicaciones, la salida del rectificador es suavizada por un filtro electrónico , que puede ser un capacitor , un estrangulador o un conjunto de capacitores, estranguladores y resistencias , posiblemente seguido por un regulador de voltaje para producir un voltaje constante.
Los circuitos más complejos que realizan la función opuesta, es decir, convertir CC en CA, se denominan inversores .
Antes del desarrollo de los rectificadores de semiconductores de silicio, se usaban diodos termoiónicos de tubo de vacío y pilas de rectificadores de metal a base de óxido de cobre o selenio . [1] Con la introducción de la electrónica de semiconductores, los rectificadores de tubos de vacío quedaron obsoletos, excepto para algunos entusiastas de los equipos de audio de tubos de vacío . Para la rectificación de potencia de muy baja a muy alta corriente, se utilizan ampliamente diodos semiconductores de varios tipos (diodos de unión , diodos Schottky , etc.).
Rectificador de media onda
Rectificador de onda completa, con tubo de vacío de dos ánodos.
Puente rectificador Graetz: un rectificador de onda completa que utiliza cuatro diodos.
Circuito rectificador de media onda trifásico controlado que usa
tiristores como elementos de conmutación, ignorando la inductancia de suministro
Circuito rectificador de onda completa trifásico controlado que utiliza
tiristores como elementos de conmutación, con un transformador con derivación central, ignorando la inductancia de suministro
Alternador de automóvil desmontado , que muestra los seis diodos que componen un puente rectificador trifásico de onda completa.
Circuito rectificador de puente de onda completa trifásico controlado (B6C) que utiliza tiristores como elementos de conmutación, ignorando la inductancia de suministro. Los tiristores pulsan en el orden V1–V6.
Entrada de CA trifásica, formas de onda de salida de CC rectificadas de media onda y onda completa
Puente rectificador trifásico de Graetz en alfa=0° sin superposición
Puente rectificador trifásico de Graetz a alfa=0° con ángulo de superposición de 20°
Puente rectificador trifásico controlado Graetz a alfa=20° con ángulo de superposición de 20°
Puente rectificador trifásico controlado Graetz a alfa=40° con ángulo de superposición de 20°
Puente rectificador de doce pulsos que utiliza tiristores como elementos de conmutación. Un puente de seis pulsos consiste en los tiristores con números pares, el otro es el conjunto con números impares.
Duplicador de tensión/puente completo conmutable.
Multiplicador de voltaje Cockcroft Walton
La entrada de CA (amarillo) y la salida de CC (verde) de un rectificador de media onda con un condensador de suavizado. Tenga en cuenta la ondulación en la señal de CC.
Rectificador de puente de diodos de onda completa con filtro de derivación RC paralelo
Tensión de salida de un rectificador de onda completa con tiristores controlados
Un cargador de batería vibrador de 1922. Producía 6 A CC a 6 V para cargar baterías de automóviles.
Un pequeño motor-generador
La válvula de arco de mercurio de 150 kV en la central hidroeléctrica de Manitoba , Radisson, Canadá, convirtió la energía hidroeléctrica de CA en CC para su transmisión a ciudades distantes.
Bombillas Tungar de 1917, 2 amperios
(izquierda) y 6 amperios
Detector de bigotes de gato Galena
Una variedad de diodos de silicio de diferentes clasificaciones actuales. A la izquierda hay un puente rectificador . En los 3 diodos centrales, una banda pintada identifica el terminal del cátodo
Dos de tres pilas de válvulas de tiristores de alta potencia utilizadas para la transmisión de energía a larga distancia desde las represas de Manitoba Hydro . Compare con el sistema de arco de mercurio del mismo sitio de la presa, arriba.
Caída de voltaje a través de un diodo y un MOSFET. La propiedad de baja resistencia de un MOSFET reduce las pérdidas óhmicas en comparación con el rectificador de diodo (por debajo de 32 A en este caso), que exhibe una caída de voltaje significativa incluso a niveles de corriente muy bajos. La conexión en paralelo de dos MOSFET (curva rosa) reduce aún más las pérdidas, mientras que la conexión en paralelo de varios diodos no reducirá significativamente la caída de tensión directa.
