rectificadores no controlados

Dr. Ing. Edilberto Vsquez Daz

Udep 2014

dt

tdiLtRiwtsenVp

)()()(

Vccdt

tdiLtRiwtsenVp

)()()(

0)( i

RI rms2

CCIV

CCIVPR Potencia absorbida por la Resistencia:

Pcc Potencia absorbida por la Fuente Continua:

RI rms2

)()(

2

1wtdwtiI

ccrmss IVRIP 2

weI

wesenZ

Vwtsen

Z

V

wti

w

wt

w

wtpp

0)()()(

Tensin en la carga en series de Fourier:

...6,4,22

)cos()1(

2)(

2)(

n

ppptn

n

Vtsen

VVtv

LjnRZ

LjRZ

n

n

nn

Z

VI ....4,3,2,1,0n

Impedancia de la carga: Corriente

Un rectificador de media onda con diodo de libre circulacin. Determinar la corriente y la tensin media en la carga y la potencia absorbida por la resistencia. R=2 y L=25 mH, tensin eficaz 70.71 V y la frecuencia 60 Hz.

Tensin en la carga en series de Fourier:

...6,4,22

)cos()1(

2)(

2)(

n

ppptn

n

Vtsen

VVtv

VV 502

271.701 VV 8.31

271.700

VV 2,21)12(

271.70)2(22

VV 24,4)14(

271.70)2(24

VV 82,1)16(

271.70)2(26

VV 01,1)18(

271.70)2(28

Las amplitudes de las componentes de corriente

alterna se determina mediante la relacin

n

nn

Z

VI

)025.0)(377(2 jnZ

LjnRZ

n

n

n Vn (V) Zn () In (A)

0 31,80 2,00 15,90

1 50,00 9,63 5,19

2 21,20 18,96 1,12

4 4,24 37,75 0,11

6 1,82 56,59 0,03

8 1,01 75,43 0,01

Corriente Eficaz

AI

II

rms

k

rmskrms

34.16

2

11.0

2

12.1

2

19.59.15

222

2

0

2

,

WRIP rmsres 5342)34.16(22

Potencia en la resistencia

Reduccin de los armnicos de la corriente de carga

La corriente en la carga R-L es peridica pero No sinusoidal

1

0 )()(n

nn tnsenIIti

0I

nI

LjnRZn

corriente media funcin de la tensin media aplicada y de la resistencia

Trminos de alterna de la serie de Fourier funcin de la tensin aplicada y

la impedancia (R-L)

n

nn

Z

VI ....4,3,2,1n

R

VI

p

0

...6,4,22

)cos()1(

2)(

2)(

n

ppptn

n

Vtsen

VVtv

Reduccin de los armnicos de la corriente de carga

Si la inductancia es infinitamente grande, la impedancia de la carga para los

trminos de alterna de la serie de Fourier es infinita y la corriente de carga

es puramente continua

R

Lsi

R

V

R

Vti

po

)(

Tensin continua a partir de un generador de alterna

La finalidad del condensador es reducir la variacin de la tensin de

salida, hacindola ms parecida a la corriente continua

Para t=0 el condensador est descargado , la semionda positiva de la fuente proporciona energa al circuito ( el diodo conduce) y se carga el condensador

hasta Vp en t =/2. Cuando la tensin de la fuente disminuye despus de /2, el condensador se descarga a travs de la carga. En un determinado instante, la tensin de la fuente ser menor que la tensin en el condensador

el diodo se polariza en inversa y asla la fuente. La tensin en la carga

decrece exponencialmente con la constante de tiempo RC mientras el diodo

no conduce.



)cos()(

))((tV

td

tsenVdp

P

RCtp

RCt

P eRC

senVtd

esenVd

//)( 1

)(

)(

RC

senVe

RC

senVV

pRCp

p

/)()cos(

RC tan

En t=, las pendientes de las funciones de tensin son iguales


corteendiodoeV

conduccinendiodotsenVtv

RCt

p

__

__)()(

/)(

senVV p En t=, las pendientes de las funciones de tensin son iguales

En circuitos prcticos donde la constante de tiempo es grande

Pp VsenV

2

RC

pp esenVsenV /)2()()2(

0)()( /2 RCesensen

)1(0 senVsenVVV ppp

En t=2+, la fuente alcanza el mismo valor que la salida exponencial atenuada.

La ecuacin anterior se resuelve numricamente para obtener .

Rectificador monofsico de onda completa

Con transformador de toma media Con puente de diodos


Con transformador de toma media

Con puente de diodos

Con transformador de toma media: Proporciona aislamiento elctrico, slo

presenta la cada de tensin de un diodo entre el generador y la carga,

adecuado para aplicaciones de baja tensin y elevada corriente.

Con puente de diodos: Adecuado para aplicaciones de alta tensin debido

a la menor tensin de pico inversa en los terminales de los diodos.

Rectificador monofsico de onda completa Carga

Rectificador monofsico de onda completa : Carga R

2

0

)(

)()(

t

t

tsenV

tsenVtv

p

p

00

2)()(

1 pp

VtdtsenVV

R

V

R

VI

p

20

0 2

Prms

II

RIP rms2

Rectificador monofsico de onda completa : Carga RL


Tensiones y corrientes


Tensiones y corrientes

Altamente Inductiva


...6,4,2

0 )cos()(n

n tnVVtv

pVV

20

1

1

1

12

nn

VV

p

n

R

VI 00

Tensin en la carga en serie de Fourier

La Corriente en la carga se calcula utilizando superposicin

LjnR

V

Z

VI n

n

nn

RLparaR

V

R

VIti

p

2)( 00

0IIrms

Rectificador de onda completa carga RL:

Vp=100V

f=60Hz

R=10

L=10mH

Determinar

1. Corriente media en la carga

2. Potencia absorbida por la carga y el fp

Rectificador monofsico de onda completa : Carga RLE

Conduccin Permanente

R

VV

R

VVI

cc

p

cc

2

00

El generador de continua NO modifica los trminos sinusoidales de la serie

de Fourier

Rectificador monofsico de onda completa : Carga RLE

Conduccin Discontinua

Rectificador de onda completa carga RLE: Corriente continuada (permanente)

Vrms=120V

f=60Hz

R=2

L=10mH

Vcc=80 V

Determinar

1. Potencia absorbida por el generador.

2. Potencia absorbida por la carga y el fp

Slo puede conducir un diodo a la vez en la mitad superior del puente.(D1,D2,D3). El diodo en conduccin tendr su nado conectado a la tensin de fase de mayor valor en ese instante

Slo puede conducir un diodo a la vez en la mitad inferior del puente.(D4,D5,D6). El diodo en conduccin tendr su ctado conectado a la tensin de fase de menor valor en ese instante

D1 y D4 no pueden conducir simultneamente. Tampoco D2,D5 y D3,D6

18,12,6

0 )cos()(n

n tnVVtv

FLL

LL

VVtdtsenVV

333)()(

33

2

3

0

...18,12,6)1(

62

nn

VV LLn

Rectificador trifsico de puente de onda completa

....)13cos13

111cos

11

17cos

7

15cos

5

1(cos

32)( 0 tttttItia

Corriente de lnea

rectificadores no controlados

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