Rectificador de onda completa: gráfica, funcionamiento y aplicaciones

En el entorno de la electrónica, la conversión de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC) es una tarea fundamental. Los rectificadores son los dispositivos encargados de esta transformación, y entre ellos, los rectificadores de onda completa destacan por su eficiencia. Este artículo profundiza en su funcionamiento, tipos, aplicaciones y las características de su gráfica.

¿Qué es un rectificador de onda completa?

Un rectificador de onda completa es un circuito que convierte una señal de entrada de corriente alterna en una señal de salida de corriente continua pulsante, utilizando ambos semiciclos de la onda de entrada. A diferencia de los rectificadores de media onda, que solo utilizan la mitad de la onda, los rectificadores de onda completa aprovechan toda la señal de entrada, resultando en una mayor eficiencia y potencia de salida.

Funcionamiento de un rectificador de onda completa

El funcionamiento de un rectificador de onda completa se basa en el uso de diodos, componentes electrónicos que permiten el paso de corriente en una sola dirección. Existen dos configuraciones principales:

• Rectificador de onda completa con transformador de toma central: Este circuito utiliza un transformador con una toma central y dos diodos. Cada diodo conduce durante un semiciclo de la onda de entrada, rectificando ambos semiciclos.
• Rectificador de onda completa de puente (o puente de Graetz): Este circuito utiliza cuatro diodos conectados en una configuración de puente. Dos diodos conducen durante cada semiciclo, rectificando eficientemente ambos semiciclos.

En ambos casos, la salida es una onda pulsante de corriente continua. La gráfica de la salida muestra una onda que se mantiene siempre por encima del eje horizontal (positiva), a diferencia de la onda de entrada de CA, que oscila por encima y por debajo del eje. La frecuencia de la onda de salida es el doble de la frecuencia de la onda de entrada.

Gráfica de un rectificador de onda completa

La gráfica de un rectificador de onda completa muestra la transformación de la onda senoidal de CA en una onda pulsante de CC. La onda de CA original oscila entre valores positivos y negativos. Tras la rectificación, la onda resultante se compone de pulsos de corriente continua, todos con la misma polaridad. Si bien la forma de onda de salida no es completamente plana, refleja la conversión exitosa de CA a CC.

Componentes de un rectificador de onda completa

Los principales componentes de un rectificador de onda completa son:

• Diodos: Como se mencionó, los diodos son esenciales para permitir el paso de corriente en una sola dirección. La selección del diodo dependerá de la tensión y corriente de la aplicación.
• Transformador (opcional): En algunas configuraciones, un transformador se utiliza para ajustar el voltaje de entrada al rectificador. En el caso del rectificador de onda completa con toma central, el transformador es un componente indispensable.
• Filtro (opcional): Para suavizar la onda pulsante de CC y obtener una corriente continua más estable, se utiliza un filtro, generalmente un filtro RC (resistencia-condensador) o LC (inductancia-condensador).

Ventajas de los rectificadores de onda completa

Los rectificadores de onda completa presentan varias ventajas con respecto a los rectificadores de media onda:

• Mayor eficiencia: Utilizan ambos semiciclos de la onda de entrada, resultando en una mayor eficiencia energética.
• Mayor potencia de salida: La potencia de salida es aproximadamente el doble que la de un rectificador de media onda para la misma entrada.
• Ondulación menor (con filtro): Cuando se utiliza un filtro, la ondulatoriedad de la corriente continua resultante es menor, lo que es beneficioso para muchas aplicaciones.

Aplicaciones de los rectificadores de onda completa

Los rectificadores de onda completa se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo:

• Fuentes de alimentación: Son fundamentales en las fuentes de alimentación de dispositivos electrónicos, convirtiendo la CA de la red eléctrica en CC para alimentar los circuitos.
• Cargadores de baterías: Se utilizan para convertir la CA en CC necesaria para cargar baterías.
• Sistemas de control: En sistemas de control industrial, los rectificadores de onda completa son necesarios para alimentar los componentes electrónicos.
• Instrumentación electrónica: En muchos instrumentos electrónicos, se requiere una fuente de CC estable, que se obtiene mediante la rectificación de onda completa.

Comparación entre rectificadores de media onda y onda completa

Consultas habituales sobre rectificadores de onda completa

Algunas de las consultas más frecuentes sobre rectificadores de onda completa son:

• ¿Cuántos diodos necesita un rectificador de onda completa? Necesita dos diodos en la configuración con toma central o cuatro en la configuración de puente.
• ¿Cuál es la diferencia entre un rectificador de onda completa con toma central y un rectificador de onda completa de puente? La principal diferencia reside en la configuración de los diodos y el uso o no de un transformador con toma central.
• ¿Cómo se reduce la ondulación en un rectificador de onda completa? Utilizando un filtro RC o LC después del rectificador.
• ¿Qué tipo de rectificador de onda completa es mejor? La mejor opción depende de la aplicación específica, pero los rectificadores de puente suelen ser preferidos por su mayor eficiencia y simplificación en la etapa de transformación.

Los rectificadores de onda completa son componentes esenciales en la electrónica moderna, proporcionando una forma eficiente y versátil de convertir corriente alterna en corriente continua. Su comprensión es fundamental para el diseño y análisis de numerosos sistemas electrónicos.