Rectificador de onda completa en puente
Muchas aplicaciones requieren corriente continua (CC). Sin embargo, existen numerosas desventajas al transportar corriente continua a través de las líneas eléctricas en comparación con la corriente alterna (CA). La CA puede utilizarse en transformadores y permite una conversión y transmisión de energía con mayor eficiencia. Para que la electricidad proveniente de tomacorrientes pueda ser usada en circuitos de CC, primero debe convertirse en corriente continua. Una forma de hacerlo es mediante un rectificador de onda completa en puente.
Para ejecutar este ejemplo necesitará
Las versiones más recientes de System Modeler y Mathematica.
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El modelo
El rectificador de onda completa en puente contiene cuatro diodos de polarización directa. Dependiendo de la polaridad de la fuente, la corriente fluirá a través de dos de los diodos. Esto hará que la corriente entre en la carga solo por el pin positivo, sin importar la polaridad de la fuente. Un rectificador de onda completa en puente a menudo utiliza un transformador en el lado CA para reducir el voltaje proveniente del tomacorriente, y un condensador en el lado CC para suavizar las ondulaciones provenientes del puente de diodos.
Comprensión del circuito
Para comprender mejor el flujo de corriente a través del circuito, este puede visualizarse mediante diagramas dinámicos en System Modeler junto con Mathematica.
Diagramas dinámicos
Anime el diagrama según resultados de simulación.
Las flechas azules muestran la dirección de la corriente antes de entrar en la carga, mientras que la flecha roja muestra la dirección de la corriente después de que ha pasado por la carga. Observe cómo los diodos cambian según la polaridad de la fuente. La animación fue creada utilizando diagramas dinámicos de System Modeler y visualizada en Mathematica.
Explore y compare
System Modeler puede utilizarse para comparar fácilmente distintas decisiones de diseño. A continuación tenemos una comparación del uso de dos tipos diferentes de diodos de polarización directa en el circuito.
Los distintos diodos tienen distintos umbrales de voltaje, lo cual resulta en diferentes perfiles de voltaje sobre la carga.
Decisiones de diseño
Use System Modeler para probar distintos escenarios y tomar decisiones de diseño según sus necesidades.
Existen distintas ecuaciones estáticas para describir la ondulación de salida del rectificador. Ya que un rectificador común contiene un componente dinámico, un condensador, estas ecuaciones solo pueden considerarse aproximaciones. Utilizar System Modeler para simular el sistema da como resultado un valor más preciso de la ondulación de salida. El valor de la simulación también puede compararse con el valor aproximado utilizando Mathematica.
Voltaje de ondulación sobre la carga según la simulación. Los cálculos dan: 
.
.Una aproximación estática entre los parámetros del circuito y la amplitud de ondulación es la siguiente: 
, donde 
es la resistencia de carga, 
es la capacitancia del filtro de condensador y 
es la frecuencia de fuente de voltaje. Usando los mismos parámetros que la simulación anterior, la aproximación estática da una ondulación de voltaje de 1.45 V. La aproximación estática solo es válida cuando la ondulación es suficientemente pequeña.
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