Rectificador de Onda Completa con Toma Central: Diseño, Medición y Simulación

Componentes y Materiales

COMPONENTES Y MATERIALES

• Fuente de alimentación CA de bajo voltaje (salida 6 voltios)
• Dos diodos rectificadores 1N4001 (Radio Shack #276-1101)
• Motor pequeño "hobby", tipo imán permanente (Radio Shack #273-223 o equivalente)
• Detector de audio con auriculares
• Capacitor 0,1 µF
• Un interruptor conmutador, SPST ("Single-Pole, Single-Throw")

Es esencial para este experimento que la fuente de alimentación CA de bajo voltaje esté equipada con toma central. Un transformador con devanado secundario sin toma simplemente no funcionará para este circuito.

Los diodos no necesitan ser unidades exactas modelo 1N4001. Cualquiera de la serie "1N400X" de diodos rectificadores son adecuados para la tarea, y son bastante fáciles de obtener.

Referencias Cruzadas

Lessons In Electric Circuits, Volumen 3, capítulo 3: "Diodos y Rectificadores".

Objetivos de Aprendizaje

• Diseñar un circuito rectificador con toma central
• Medir voltaje "rizado" con voltímetro

Diagrama Esquemático

 

 

Ilustración

 

 

Instrucciones

Este circuito rectificador se llama de onda completa porque aprovecha la forma de onda completa, tanto semi-ciclos positivos como negativos, del voltaje de la fuente CA para alimentar la carga CC. Como resultado, hay menos voltaje de "rizado" visto en la carga.

El valor RMS (Raíz Media Cuadrática) de la salida del rectificador también es mayor para este circuito que para el rectificador de media onda. Usa un voltímetro para medir tanto el voltaje CC como CA entregado al motor.

Deberías notar las ventajas del rectificador de onda completa inmediatamente por las indicaciones de CC mayor y CA menor comparadas con el experimento anterior. Una ventaja experimental de este circuito es la facilidad con que puede "des-convertirse" a un rectificador de media onda: simplemente desconecta el cable puente corto que conecta los dos cátodos de los diodos en la barra de terminales.

Mejor aún, para una comparación rápida entre rectificación de media y onda completa, puedes agregar un interruptor en el circuito para abrir y cerrar esta conexión a voluntad:

 

Con la capacidad de cambiar rápidamente entre rectificación de media y onda completa, puedes realizar fácilmente comparaciones cualitativas entre los dos modos de operación diferentes. Usa el detector de señal de audio para "escuchar" el voltaje de rizado presente entre los terminales del motor para los modos de rectificación de media y onda completa, notando tanto la intensidad como la calidad del tono.

Recuerda usar un capacitor de acoplamiento en serie con el detector para que solo reciba el voltaje CA de "rizado" y no voltaje CC:

 

 

Simulación por Computadora

Esquemático con números de nodo SPICE:

 

 

Netlist (crea un archivo de texto conteniendo el siguiente texto, textualmente):

Rectificador centro-tap onda completa
v1 1 0 sin(0 8.485 60 0 0)
v2 0 3 sin(0 8.485 60 0 0)
rload 2 0 10k
d1 1 2 mod1
d2 3 2 mod1
.model mod1 d
.tran .5m 25m
.plot tran v(1,0) v(2,0)
.end

Hoja de Trabajo Relacionada

• Hoja de Trabajo de Circuitos Rectificadores