- Funcionament del rectificador de mitja ona:
- Funcionament amb condensador:
- Pràctic circuit de rectificador de mitja ona a taulers de pa:
- Funcionament del circuit:
- Circuit de rectificador de mitja ona sense filtre:
- Circuit de rectificador de mitja ona amb filtre:
El procés de conversió de corrent altern en corrent continu és la rectificació. Qualsevol font d'alimentació fora de línia té el bloc de rectificació que converteix la font del receptacle de paret de CA en CC d'alta tensió o redueix la font de receptacle de paret de CA en CC de baixa tensió. El procés posterior serà el filtratge, la conversió CC-CC, etc., per tant, en aquest article analitzarem totes les operacions del rectificador de mitja ona amb diagrama de circuits.
La naturalesa del voltatge de corrent altern és sinusoïdal a una freqüència de 50 / 60Hz. La forma d'ona serà la següent.
Ara, la rectificació és el procés d’eliminació de la part negativa del corrent altern (CA), produint així la corrent continu parcial. Això es pot aconseguir utilitzant díodes. Els díodes només permeten que el corrent flueixi en una direcció. Per comprendre, podem dividir la forma d’ona en mig cicle positiu i mig cicle negatiu. Quan la tensió anterior es subministra a través d’un díode, la conducció es produeix només durant el mig cicle positiu. Així, a continuació hi haurà la forma d'ona.
Funcionament del rectificador de mitja ona:
A Half wave Rectifier, eliminem el Half Cycle negatiu de l'ona AC mitjançant un díode, mentre que a Full Wave Rectifier convertim el half cycle negatiu de CA en cicle positiu mitjançant 4 díodes. Considerem ara una tensió de CA amb una amplitud inferior de 15Vrms i rectifiquem-la a una tensió de corrent continu mitjançant un únic díode. El díode només condueix durant el mig cicle positiu. Però la sortida serà de tensió continuada positiva de pols discontinu. S’ha de filtrar més perquè sigui un DC pur amb una ondulació menor. El punt a tenir en compte és tota la tensió, el corrent que mesurem a través del DMM és de naturalesa rms. Per tant, també es considera el mateix en la simulació.
La forma d'ona de sortida superior és com s'esperava, una forma d'ona de pols discontinu. Per tal de suavitzar la forma d'ona o fer-la contínua, afegim un filtre de condensador a la sortida. El funcionament del condensador paral·lel consisteix a mantenir una tensió constant a la sortida. Decideix la quantitat d'ondulació present a la sortida.
Amb un filtre de condensador 1uF:
A sota de la forma d'ona es mostra la reducció de l'ondulació basada en el valor de la capacitat, és a dir, la capacitat d'emmagatzematge de càrrega.
Formes d'ona de sortida: vermell - 1uF; Verd mostassa - 4,7uF; Blau - 10uF; Verd fosc - 47uF
Funcionament amb condensador:
Durant el mig cicle positiu, el díode està esbiaixat cap endavant i el condensador es carrega així com la càrrega obté subministrament. Durant el mig cicle negatiu, el díode es polaritza inversament i s'obre el circuit durant el qual el condensador subministra l'energia emmagatzemada. Com més capacitat d’emmagatzematge d’energia menor sigui l’ondulació de la forma d’ona de sortida.
El factor d'ondulació es pot calcular teòricament mitjançant,
Calculem-lo per a qualsevol valor de condensador i el comparem amb les formes d'ona obtingudes anteriorment.
R càrrega = 1kOhm; f = 50Hz; C out = 1uF; I dc = 15mA
Per tant,
La forma d'ona anterior té una ondulació d'11 volts, que és gairebé la mateixa. La diferència es compensarà a valors de condensador més alts. A més, l'eficiència és el principal problema del rectificador de mitja ona, que és inferior al del rectificador d'ona completa. Generalment l’eficiència (ƞ) = 40%.
Pràctic circuit de rectificador de mitja ona a taulers de pa:
Els components utilitzats en el circuit de rectificació de mitja ona són:
- Transformador reductor de 220V / 15V AC.
- 1N4007 - Diodo
- Resistència
- Condensadors
Aquí, per a una tensió RMS de 15V, la tensió màxima serà de fins a 21V. Per tant, els components que s’utilitzaran s’han de classificar a 25V o més.
Funcionament del circuit:
Transformador reductor:
El transformador de baixada consisteix en bobinatge primari i bobinat secundari enrotllat sobre nucli de ferro laminat. El nombre de torns de primària serà superior al de secundària. Cada bobina actua com a inductors separats. Quan el bobinatge primari es subministra a través d’una font alternativa, el bobinatge s’excita i es generarà flux. L’enrotllament secundari experimenta el flux altern produït per l’enrotllament primari que indueix emf a l’enrotllament secundari. Aquesta emf induïda travessa el circuit extern connectat. La relació de girs i la inductància del bobinat decideixen la quantitat de flux generat a partir de primària i emf induïda a secundària. Al transformador utilitzat a continuació
La font d'alimentació de 230 V CA del receptacle de la paret es redueix a 15 V CA rms mitjançant un transformador de baixada. El subministrament s'aplica a través del circuit del rectificador com es mostra a continuació.
Circuit de rectificador de mitja ona sense filtre:
La tensió corresponent a la càrrega és de 6,5 V perquè la tensió mitjana de sortida de la forma d'ona discontínua es pot veure al DMM.
Circuit de rectificador de mitja ona amb filtre:
Quan s’afegeix un filtre de condensador com es mostra a continuació,
1. Per a C out = 4,7 uF, l’ondulació es redueix i, per tant, la tensió mitjana augmenta fins a 11,9V
2. Per a C out = 10uF, l'ondulació es redueix i, per tant, la tensió mitjana augmenta a 15,0V
3. Per a C out = 47uF, l’ondulació es redueix encara més i, per tant, la tensió mitjana augmenta fins a 18,5V
4. Per a C out = 100uF, per tant, després d'això, la forma d'ona s'allisa finament i, per tant, la ondulació és baixa. La tensió mitjana va augmentar fins als 18,9V
