Com funciona la rectificació de CA

Com sabeu, les centrals elèctriques produeixen corrent altern. CA es converteix fàcilment utilitzant transformadors, es transmet a través de cables amb pèrdues mínimes, molts motors elèctrics treballen en corrent altern, al final, totes les xarxes industrials i domèstiques actuals funcionen amb corrent altern.

Tanmateix, per a algunes aplicacions, el corrent altern no és fonamental. Les bateries s’han de carregar amb corrent directe, les plantes d’electròlisi són alimentades per corrent directe, els LED requereixen corrent directe i encara queda molt més per fer sense corrent directe, per no parlar dels aparells que s’utilitzen originalment. bateries. D’una manera o d’una altra, de vegades és necessari extreure el corrent directe d’un corrent altern convertint-lo, per solucionar aquest problema, recorren a la rectificació del corrent altern.

Per a la rectificació d’ús de corrent altern rectificadors de díodes. El circuit rectificador més senzill que conté un sol díode semiconductors’anomena rectificador d’ona de mitja onada. El corrent altern aquí passa pel bobinat primari del transformador, el bobinament secundari del qual es connecta a l’ànode del díode amb una sortida i el circuit de càrrega amb l’altra, que, al seu torn, connectat al càtode del díode, tanca el circuit secundari del transformador.

Considereu què passa al primer moment del temps, quan s’aplica un voltatge positiu a l’ànode del díode en relació amb el seu càtode, actuant durant el primer semestre del corrent altern.

En aquest moment, els electrons es mouen del càtode a l’ànode del díode, a través del cable del bobinatge secundari del transformador, a través de l’inductor i després a través de la càrrega, així és com es tanca el circuit. Quan comença el cicle contrari, els electrons no poden penetrar de l’ànode al càtode, de manera que no hi ha cap corrent al circuit durant aquest semestre. Amb l'aparició del següent cicle mitjà, el procés es repeteix.

De manera que, com que el corrent del circuit flueix només durant un dels semicíodes, aquest tipus de rectificació s’anomena rectificació de mitja ona. I degut al fet que durant semitres negatius el corrent no entra al circuit de càrrega, la seva forma resulta pulsant, ja que actua en un sol sentit, tot i que varia en magnitud.

En aquest circuit s’utilitza un filtre de suavització format per un estrangulador (inductor) i condensadors per tal de reduir el nivell d’ondulació de la càrrega i fer que el corrent sigui gairebé perfectament constant. El circuit de filtre pràcticament no permet que el component del filtre passi a la càrrega, sinó que només passa el component constant.

La bobina té una resistència inductiva, que depèn de la freqüència del corrent, i com més alta sigui la freqüència, més gran és la resistència inductiva de la bobina, de manera que la bobina resisteix el component altern del corrent pulsatiu. La bobina passa fàcilment el component constant.

El condensador, però, passa el component variable, però no passa la constant i, com més gran és la freqüència del corrent, més fort passa el condensador. En general, com més gran sigui la capacitat del condensador i més gran sigui la inductància de la bobina de l’inductor, menys és el canvi innecessari de components del corrent directe que flueix específicament a través de la càrrega.

Així, quan una mitja ona positiva de corrent actua en el circuit, el primer condensador es carrega a l'amplitud de la tensió alterna del bobinat secundari (menys la caiguda de tensió a través del díode). Quan la mitja ona negativa actua, l’electricitat no entra al condensador i, descarregant-se a la càrrega, manté un corrent constant en ell.

Si no hi hagués inductor, ja que la tensió a través del condensador disminuiria durant aquest procés, el corrent de la càrrega tindria d’alguna manera fortes ondulacions. Per reduir la ondulació, s’afegeix un circuit (bobina) al circuit, i fins i tot amb un condensador addicional situat al darrere. El segon condensador agafa el corrent que circula per l’inductor, que ja no conté gairebé cap ondulació.

Per suavitzar encara millor l’ugulació, utilitzeu un rectificador d’ona de mitja onada. Es pot implementar un rectificador de mitja ona d'una de dues maneres. Es pot realitzar sobre el pont (que consta de quatre díodes), o incloure només dos díodes, però el bobinatge secundari del transformador ha de tenir el doble de voltes i la sortida al mig entre les meitats dels enrotllaments.

Un rectificador de mitja ona funciona de la següent manera. Durant un dels períodes mitjans (per exemple, positius), el corrent es dirigeix ​​des de l’ànode cap al càtode del díode superior segons el circuit del díode, i el díode inferior no passa corrent en el seu moment, està bloquejat (l’únic díode es comporta en el mateix rectificador d’ona de mitja onada durant el corrent negatiu d’ona de mitja ona. )

El corrent es tanca a través del filtre, la càrrega i, a continuació, a través de la sortida del mig fins al bobinat del transformador. Quan es produeix el segon semicicle, la polaritat del corrent és tal que el díode inferior segons el circuit passa el corrent pel filtre i per la càrrega, i el díode superior es bloqueja. A continuació, es repeteixen els processos.

Com que el corrent es subministra a la càrrega durant cadascun dels dos períodes, aquesta rectificació s'anomena rectificació de mitja onada i el rectificador s'anomena rectificador d'ona de mitja onada. La polsació de sortida és vídua inferior a la de la rectificació de mitja ona, ja que la freqüència dels polsos rectificats és el doble de la alta, la inductància de l’inductor és el doble de gran i els condensadors no tenen temps de descarregar-se significativament.

Més detalladament, es consideren esquemes típics de diversos rectificadors: Esquemes de rectificadors monofàsics