Rectificadores eléctricos con diodos

No vamos a entrar a explicar en detalle como funciona un diodo, pues es un componente electrónico. Baste decir que un diodo es la unión de dos placas de material semiconductor, uno denominado N, y otro, denominado P. El diodo esta constituido por dos partes, una llamada ánodo, y otra, llamada cátodo. Precisamente ésto es lo que hace tan útiles a los diodos, pues tienen dos estados, uno de conducción, y otro de bloqueo. El estado de conducción siempre es conectando el ánodo al polo positivo y el cátodo al polo negativo. Si invertimos la conexión de los polos el diodo está en estado de bloqueo, es decir, no deja pasar la corriente. Estamos hablando de polos, no de ciclos. Si fuesen ciclos de una señal alterna esta explicación no valdría. Un polo es algo continuo, lo contrario de algo cíclico. Con una señal alterna lo que sucedería sería que solo dejaría pasar un semiciclo, el positivo o el negativo, dependería de la posición del diodo. Para más información sobre la unión N-P podéis visitar la página:
Union N-P.

Existen varios tipos de materiales para construir los diodos, pero como ya hemos dicho, no vamos a explicar aquí las diferencias entre materiales constructivos, baste añadir que en la actualidad solo se utiliza el diodo de silicio por sus muy buenas características técnicas.

Los rectificadores de diodos se dividen en dos categorías, los rectificadores monofásicos y los rectificadores trifásicos.

Rectificadores monofásicos de diodos

Los rectificadores monofásicos con diodos son de tres tipos:

1. De media onda.
2. De onda completa y punto medio.
3. De puente de Graetz.

Rectificador de media onda

Dependiendo de cómo coloquemos el diodo, rectificará los semiciclos positivos o negativos que provengan del transformador. En el gráfico, el diodo rectifica solo los semiciclos positivos de una señal alterna. En el caso que le demos la vuelta al diodo, dejaría pasar los semiciclos negativos. Este tipo de circuito solo se puede aplicar en alimentaciones de circuitos de baja potencia. Se pierde mucha energía. La relación existente entre las tensiones de entrada y salida es : V_d = 0,4* V_v.
Y la relación entre intensidades de entrada y salida : I_d = 0,6* I_v.

Rectificador de onda completa y punto medio

Cuando hablamos de punto medio, nos referimos a que el transformador tiene tres salidas en el secundario, es decir, un secundario doble con toma central. En el circuito representado, se rectifican los semiciclos positivos de una señal alterna. El semiciclo positivo irá alternándose entre las dos salidas del transformador, sin contar con el punto medio. Cuando el semiciclo positivo se encuentre en la parte superior del transformador actuará el diodo de arriba; cuando el semiciclo positivo se encuentre en la parte de abajo del transformador actuará el diodo de abajo.
La relación existente entre tensiones e intensidades de entrada y salida es:
V_d = 0,4* V_v
y I_d = 1,2* I_v.
Este circuito se utiliza poco porque el transformador sale menos económico, de todos modos, en el caso de que se utilice solo se hace con circuitos baja potencia.

Rectificador de Graetz

En la actualidad es el más utilizado para pequeñas potencias. Con este circuito se consigue aprovechar mejor el transformador, obteniendo así una onda completa continua. El transformador tiene dos puntos de salida, A y B, cuando existe un semiciclo positivo en el punto A, funcionarían los diodos 1 y 3, es decir, el semiciclo positivo pasa por el diodo 1, después por la carga y luego por el diodo 3. En el punto B lo harían los diodos 2 y 4.

Rectificador trifásico de media onda

Este tipo de circuito es muy poco utilizado, porque los aparatos suelen ser bastante exigentes en cuanto a la calidad de la onda, la cual, deja mucho que desear en este cicuito. La onda sale con un rizado muy pronunciado.



Como se puede observar, el transformador tiene un punto intermedio que es donde se descarga la carga que alimenta el rectificador.
En cuanto a la relación entre las distintas tensiones e intensidades tenemos que:

V_d = 0,6* V_v
y I_d = 1,7* I_v.

Rectificador trifásico de onda completa

En el caso que necesitemos un rectificador para mediana o gran potencia, el circuito de aquí es el ideal, de hecho es el más utilizado. La señal sale con menos rizado que en el anterior circuito y el aprovechamiento del transformador es muchisimo más eficaz.



La señal de salida es muy parecida a la señal de la corriente continua pura. El rizado viene a ser los huecos existentes entre las crestas de los semiciclos, que en el caso de este circuito son bastante pequeños.
En cuanto a la relación entre las distintas tensiones e intensidades tenemos que:

V_d = 1,3* V_v
I_d = 1,2* I_v.