Dispositivos

Rectificación

Cuando se produce la energía eléctrica, generalmente se obtiene una señal de tipo AC (que corresponde a las siglas en inglés alternating current). Una señal AC es una señal variable en el tiempo (típicamente con forma senoidal), y que cambia entre valores positivos y negativos. Sin embargo, cuando trabajamos con circuitos electrónicos, es necesaria una alimentación continua (constante o DC, de las siglas en inglés direct current).

El proceso de transformación de una señal AC en una señal DC consta de varias etapas. Una de dichas etapas, de gran importancia, es la rectificación, que consiste en pasar de una señal bidireccional (que toma valores negativos y positivos) a una señal unidireccional (que toma solo valores positivos, por ejemplo). Esta operación puede realizarse empleando el dispositivo electrónico más sencillo, el diodo.

El circuito de la figura se conoce como rectificador de media onda, y es el circuito rectificador más sencillo.

Disponemos simplemente de una fuente de alimentación en alterna (\(V_{sin}\)) y un diodo y una resistencia colocados en serie. El voltaje que apliquemos tendrá por tanto que caer necesariamente en la resistencia y en el diodo. Conforme a la ley de Ohm, en la resistencia el voltaje entre sus extremos deberá ser \(I \cdot R\), por lo que debe existir una corriente para que caiga voltaje en ella. Que circule o no corriente por el circuito va a depender fundamentalmente del diodo. Si el voltaje externo aplicado no alcanza el voltaje umbral del diodo (\(V_{\gamma}\)) no circula corriente. Por tanto, todo el voltaje aplicado deberá caer en el diodo. Sin embargo, cuando \(V_{sin}\) supera al voltaje umbral del diodo, podrá circular corriente por el circuito. El diodo se comportará idealmente como un cable (en la realidad actuará como una resistencia de valor muy pequeño), y en la resistencia caerá todo el exceso de voltaje respecto a \(V_{\gamma}\).

El resultado será que la corriente en la resistencia es unidireccional y el voltaje entre sus extremos corresponderá casi (salvo \(V_{\gamma}\)) al semiciclo positivo de \(V_{sin}\). Tendremos, por tanto, una señal rectificada en la resistencia. Un posterior filtrado de la misma permitirá obtener una señal continua, completando el proceso de paso de una señal AC a una señal DC.

En el gráfico interactivo se muestra una señal senoidal con frecuencia igual a 1 kHz cuya amplitud puede controlarse con el control deslizador. Se muestra también una resistencia de valor variable \(R\) y un diodo cuyo voltaje umbral \(V_{\gamma}\) y resistencia en directa \(r_i\) es posible cambiar, para ver el efecto de estos parámetros sobre la señal rectificada y la corriente en el circuito.