¿Qué es un Rectificador?
Un rectificador se define como un aparato encargado de transformar la corriente alterna en corriente continua mediante la utilización de componentes semiconductores, entre otros.
Este proceso, conocido como rectificación, se basa en la característica de los diodos y otros elementos similares de permitir el flujo de corriente en una sola dirección, lo que posibilita la creación de dispositivos rectificadores para la conversión de señales eléctricas.
Usos de los Rectificadores
Los rectificadores se utilizan mucho para suministrar corriente continua. Entre los ejemplos más conocidos son los adaptadores de corriente alterna para suministrar energía a ordenadores y teléfonos inteligentes. En aplicaciones industriales, se utilizan para el control de grandes motores y la electrólisis. Los rectificadores como los tiristores se utilizan desde hace mucho tiempo para el control de motores.
Los trenes son máquinas típicas que han funcionado con motores de corriente continua alimentados por rectificadores. En los últimos años, el control de velocidad de los motores de CA se ha hecho más común, y los trenes alimentados por motores de CA están muy extendidos en las líneas Shinkansen. Los semiconductores llamados transistores bipolares o IGBT se utilizan en los inversores para controlar la velocidad de los motores de CA.
Principio de los Rectificadores
Los rectificadores utilizan semiconductores para convertir la corriente alterna en continua. Hay varios tipos de semiconductores, como los diodos, que transportan corriente en una sola dirección, y los tiristores, que sólo transportan corriente cuando llega una señal a su puerta.
Todos estos semiconductores están formados por una unión pn que combina semiconductores de tipo p y de tipo n y utilizan la diferencia de nivel de energía entre los semiconductores.
Más Información sobre los Rectificadores
1. Semiconductores Utilizados en los Rectificadores
Los diodos están formados por semiconductores de tipo p y n: el tipo p tiene un nivel de energía más alto que el tipo n, por lo que los huecos de tipo p pueden fluir fácilmente hacia el tipo n, mientras que los electrones de tipo n tienen dificultades para fluir hacia el tipo p. El resultado es que la corriente fluye cuando el potencial del lado p es alto y no fluye cuando el potencial del lado n es alto.
El terminal del lado p es el ánodo y el terminal del lado n es el cátodo. Los tiristores están formados por semiconductores apilados en el orden p, n, p, n, con el terminal de puerta procedente de la parte p central. Aplicando una tensión desde esta sección de puerta al lado del cátodo, la corriente puede fluir del ánodo al cátodo.
Esto se denomina encendido. Si se quiere apagar un tiristor de conexión, puede volver a su estado original aumentando la tensión en el lado del cátodo por encima del ánodo.
2. Papel de los Rectificadores en la Industria y en el Hogar
Los rectificadores se utilizan desde hace mucho tiempo en las fábricas y en los hogares. Como por ejemplo, la electricidad utilizada para los teléfonos fijos domésticos es tensión continua que se convierte en continua mediante rectificadores. Los adaptadores de corriente alterna, que también se utilizan para cargar ordenadores y teléfonos inteligentes, también incorporan rectificadores. Los aparatos de aire acondicionado domésticos utilizan inversores para regular la temperatura, y siempre se utilizan rectificadores dentro del circuito electrónico del inversor.
También se utilizan mucho en la industria hasta nuestros días. En los trenes siguen existiendo muchas líneas de alimentación de corriente continua con rectificadores. En las plantas de revestimiento de aluminio, el revestimiento se realiza mediante refinado electrolítico utilizando rectificadores. Algunos hornos de arco, por ejemplo, utilizan corriente continua, y los rectificadores se emplean como fuentes de alimentación.
Se espera que la demanda de rectificadores mejore en el futuro. Los vehículos eléctricos llevan una gran carga de baterías para soportar largas distancias. Las baterías no pueden cargarse con corriente alterna y deben rectificarse con un rectificador. Por tanto, los rectificadores desempeñan un papel importante y seguirán siendo muy utilizados.
3. Tensión de los Rectificadores
La tensión de alimentación rectificada por el rectificador puede variar para adaptarse a la fuente de alimentación. La tensión rectificada por el diodo puede variarse utilizando un condensador, una reactancia o una resistencia. Sin embargo, si se varía mediante una resistencia, se generan pérdidas de calor.
Para variar la tensión, actualmente se utilizan mucho los rectificadores con tiristores o IGBT. Esto se debe a que la tensión se puede variar de forma continua simplemente cambiando el ángulo del arco.
4. Capacidad de los Rectificadores
Como los rectificadores forman parte de los componentes eléctricos, tienen una corriente admisible. La corriente admisible también determina la capacidad.
Al igual que ocurre con el cableado y los contactos de los contactores, la capacidad de los rectificadores aumenta con el tamaño. La capacidad de un rectificador viene determinada por los valores de corriente y tensión que pueden soportar los componentes individuales, siendo los componentes más débiles eléctricamente los que determinan los valores admisibles. En general, la capacidad del conjunto de los rectificadores suele estar determinada por la capacidad del condensador de alisado.