Practica rectificación de corriente alterna

Rectificacion de corriente alterna

Pre Laboratorio

1. ¿Qué buscamos?

1. Analizar el comportamiento de un diodo en polarizacion directa o inversa
2. Ensamblar y analizar circuitos rectificadores de corriente alterna

1. ¿Que necesitamos saber?

La corriente alterna es aquella cuya magnitud varia con respecto al tiempo generalmente entre dos niveles determinados, en forma periodica y con valor medio igual a cero. La forma más sencilla es la onda Senoidal la cual varia senoidalmente en el tiempo descrita matematicamente como V(t):Vp Sen(wt) donde Vp es el valor pico del voltaje, w la frecuencia angular y t el tiempo

Rectificar la corriente alterna significa convertirla en corriente continua. Muchos aparatos electricos y electronicos requieren corriente continua, sin embargo, la mayoria de las veces se tiene una alimentación de corriente alterna, haciéndose necesario la rectificación de ésta.

[pic 1]            [pic 2]

                             Corriente alterna                                                                              corriente continua

El principal elemento de un circuito rectificador es el diodo semiconductor de unión, el cual permite el paso de corriente eléctrica en un solo sentido.

Si a un material semiconductor puro, como silicio o germanio, se le agregan ciertos atomos extraños o impurezas al semiconductor, se producen portadores de carga negativa (tipo n). Del mismo modo agregando otras impurezas al semiconductor, se producen portadores de carga positiva (tipo p). La union entre una region del tipo n y una region del tipo p en un cristal semiconductor se llama diodo de union

[pic 3]                                                [pic 4]Sentido permitido del paso de la corriente                                                              Representacion simbólica del diodo[pic 5]

Cuando la union está en equilibrio existe una barrera de potencial entre las regiones n y p. Si se aplica una diferencia de potencial externa de manera que se disminuya esta barrera, la corriente será muy intensa y corresponde al sentido favorable o directo. Es decir, que cuando en un circuito electrico, el ánodo o region positiva del diodo se conecta a un potencial mayor que el potencial del cátodo, ocurre la polarizacion directa

Para que ocurra la polarizacion directa del diodo requiere un pequeño voltaje inicial o de arranque (Vo) donde la corriente aumenta considerablemente y permite casi libremente el paso de la corriente. El valor de Vo es caracteristico del material semiconductor con que ha sido fabricado el diodo. Los materiales mas usados son el silicio (Si), cuyo Vo es 0.6 voltios y, el germanio (Ge) con Vo es 0.3 voltios.

En el caso contrario al anterior, cuando se aplica una diferencia de potencial con polaridad inversa a las regiones n y p, la barrera de potencial se incrementa y esto da lugar a una corriente muy débil. El diodo inversamente polarizado obstaculiza el paso de la corriente electrica (sólo hasta la corriente de saturación del mismo donde pierde su caracteristica semiconductora).

Un circuito rectificador elemental lo constituye un diodo conectado en serie a un generador de corriente alterna y una carga resistiva como se mueva en la siguiente figura:

[pic 6]         IMAGEN                   [pic 7]

Señal de entrada del circuito                                señal de salida del circuito

El generador produce una onda senoidal para el circuito. Medio ciclo polariza al diodo directamente, y el otro medio ciclo opuesto se polariza en forma inversa. Es decir, en un hemiciclo la corriente circulará casi libremente, y en el otro la corriente será practicamente nula. La corriente que circula por la carga R será una sucesion de hemiciclos senoidales. Evidentemente el valor medio de las semiondas no es 0, por lo que la corriente que circula por la carga tendrá una componente continua, rectificándose así la señal de entrada en media onda. La potencial en la resistencia: VD=VG-VR

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