R e c o p i l a c i n d e l a s c l a s e s d e e l e c t r n i c a.

Amplificadores de potencia En base a que los dispositivos se construyen? Los amplificadores de potencia son construidos a base de transistores y de acuerdo al tipo de seal de salida con respecto al de entrada se clasifican en Clase A- pueden ser conformados por un solo transistor, su salida transmitida es la de todo el periodo de la seal, desperdician mucha potencia por consiguiente su eficiencia es baja alrededor de 25 % con la carga directa y un 50% cuando su salida est conectada a un transformador antes de proporcionarse en la carga, proporciona alinealidad, su polarizacin est dada en la zona lineal, sus aplicaciones principales son en la zona de audio frecuencia. Clase B- pueden ser conformados por un solo transistor, su salida trasmitida es solo la de medio periodo, su distorsin est dada por cruce y es debido a que durante el cambio de polaridad de la seal existe un momento de corte (de no conduccin), su polarizacin est dada cerca de la zona de respuesta lineal, requiere de etapas complementarias para una respuesta bipolar, sus aplicaciones son para usos de audio frecuencias. Clase AB- su seal de salida consiste en menos de un periodo pero ms de un semiperiodo de la seal de entrada, mejora la polarizacin de los de clase B pero aumenta el consumo energtico, la eficiencia de estos dispositivos tienen eficiencia de al redor de 78.5%. Se usa en aplicaciones de audio frecuencias Clase C- pueden ser conformados por un solo transistor, su seal de salida consiste en menos de un semiperiodo (mitad de la seal) de la seal de entrada, tienen alta eficiencia aunque la linealidad es pequea y esta alrededor de 90%, sus aplicaciones principales estn en la zona de las radio frecuencias. Clase D- pueden ser conformados por un solo transistor, trabaja en la zona no lineal, se conoce como amplificacin digital, el transistor trabaja en conmutacin ya que pasa de un estado de corte a un estado de saturacin y debido a este tipo de funcionamiento su eficiencia terica es de 100% sus aplicaciones se encuentran en la zona de radio frecuencias.

Rectificadores Los rectificadores son utilizados para obtener una seal de corriente directa a partir de una seal de corriente continua, la seal de corriente alterna se diferencia de la seal de corriente directa por que la seal cambia de polaridad de positivo a negativo y viceversa en el transcurso del tiempo en que la seal es transmitida, mientras que en la seal de corriente directa podra variar de valor pero la polaridad es la misma. Los rectificadores pueden clasificarse como controlados y no controlados.

Los no controlados son los diodos y tienen un ngulo de conduccin de 180. Pueden ser utilizados en sistemas monofsicos y en sistemas trifsicos generalmente esta disposicin se da acuerdo a la necesidad de la carga ya que para el sistema monofsico la potencia suministrada es baja y la potencia que puede proporcionar un sistema polifsico es alta. Cuando se tiene rectificadores controlados se habla de la factibilidad de tener cualquier valor de ngulo de disparo entre un cierto rango, en este caso es de 0 a 180 si se trata de un rectificador constituido por un SCR. Al igual que los no controlados pueden utilizarse tanto en sistemas monofsicos como en sistemas polifsicos y de igual manera estas aplicaciones dependen de la potencia necesaria en la carga, para monofsicos es de baja potencia y para los polifsicos de alta potencia. Potencia En corriente directa la potencia del producto del voltaje por la intensidad, esto resulta del hecho de que las cargas principalmente son resistivas. En corriente alterna existen cuatro tipos de potencias debido a las cargas conectadas a las fuentes de corriente: potencia aparente (S) dado en VA, potencia reactiva (Q) dado en VAR, potencia real (P) dado en W y potencia instantnea (caso especial que no depende del tipo de carga). Estas cargas pueden ser de tres tipos: inductivas, capacitivas y resistivas el efecto que trae tener cargas inductivas se refleja en que la corriente esta adelantada respecto al voltaje 90 y el fenmeno elctrico presente en cargas inductivas es llamado inductancia o reactancia inductiva, en las cargas capacitivas el voltaje esta adelantado 90 respecto a la corriente y el fenmeno elctrico presente es llamado como capacitancia o reactancia capacitiva, en las cargas resistivas el voltaje se encuentra en fase con la corriente. Una caracterstica importante de la potencia es el llamado factor de potencia el cual indica el nivel de aprovechamiento de la potencia o energa en determinado sistema, se ve afectado por el tipo carga por ejemplo la carga inductiva produce un bajo factor de potencia perjudicando al sistema y por el contrario la carga capacitiva produce aumento del factor de potencia o tambin puede causar la compensacin del bajo factor de potencia en caso de tener cargas inductivas que generalmente es el caso. Cuando se trata de aplicaciones de los rectificadores se pueden distinguir de acuerdo a su configuracin (ya que se utilizan en ocasiones uno o ms dispositivos) y aplicacin como rectificadores de media onda y rectificadores de onda completa y en uso en sistemas monofsicos y polifsicos (trifsicos y de 6 fases). Monofsicos Dependiendo de la aplicacin y de la carga es posible obtener configuraciones de rectificacin de onda y de onda completa, la diferencia en la onda de salida radica en que en media onda nicamente 180 es transmitida, mientras que en la de onda completa la salida es la equivalente a 360. En general la rectificacin de onda completa tiene mayor voltaje transmitido debido a que en el mismo periodo existe mayor presencia de picos comparado con el rectificador de onda.

Es importante recordar que los valores rms (o valor eficaz) de una corriente variable se define como el valor de una corriente rigurosamente constante (corriente continua) que al circular por una resistencia hmica pura produce los mismos efectos calorficos (igual potencia disipada) que dicha corriente variable (corriente alterna). Mientras que el valor cd (Vcd) es el valor de la seal promedio que se obtiene cuando la seal alterna pasa a travs del rectificador obtenindose as una seal de cd.

onda Se observa la configuracin de media onda, la cual cuenta con un diodo dispuesto en serie. Se observa tambin la forma de onda en la salida del rectificador.

Para obtener una ecuacin que proporcione el valor cd de una seal de voltaje se procede con la siguiente deduccin:

Cuando se aplica esta ecuacin se obtiene el valor en cd de la seal proporcionada por alguna fuente de seal variable.

Obteniendo la ecuacin de valor eficaz:

Ejemplo Una seal senoidal de 120 Vrms pasa a travs de un rectificador de onda y alimenta dos cargas resistivas de 20 conectadas en paralelo. Calcule la potencia entregada a cada una carga. Datos: Vrms= 120V R1= 20 R2= 20 Para obtener la potencia es necesario trabajar con el voltaje de salida cd debido a que se usa un rectificador de media onda y se usa la ecuacin correspondiente Vcd= 0.318(169.8V)= 53.59V

Onda completa Se observa la configuracin de rectificador de onda completa, cuenta con un puente de diodos y la seal de salida es correspondiente a la onda completa rectificada, ya que la onda total es transmitida en corriente directa.

Se deduce la ecuacin de Vrms y tambin se obtiene la ecuacin Vcd

Ejemplo Tengo una carga de 10 la cual requiere un voltaje de corriente directa de 50V a 500W si esta carga se alimenta mediante un rectificador. Calcule cuanto debe valer la fuente de corriente alterna si a) Rectificador de onda

Se considera que la carga trabaja con cd (cuando la seal pasa a travs del rectificador) y como es proporcionada en los datos del problema, se localiza el voltaje pico y se aplica en el voltaje rms para determinar el voltaje eficaz que debe proporcionar la fuente.

b) Rectificador de onda completa

Factor de rizo El factor de rizo es un parmetro que se mantiene constante en el rectificador en el que ya ha sido calculado y se encuentra por medio de

Ejemplo Calcule el factor de rizo de la seal monofsica (1/2 onda) si a) Vca=150sen2f V b) Vca=220 sen2f V a) Vrms=Vp (0.5)= (0.5) (150V)=75V Vcd=0.318Vp= (0.318) (150V)=47.7V48V =1.20120%

Considerando la estructura proporcionada se puede deducir el voltaje pico proporcionado. Es necesario localizar el voltaje rms y el voltaje cd para usar la ecuacin que proporciona el factor de rizo.

b)

Vrms= Vp(0.5)= (0.5)(220V)= 110V Vcd= 0.318(220V)=69.96 70V =1.21121%

Ejemplo Calcule el factor de rizo de la seal monofsica (onda completa) si a) Vca=150sen2f V

Vcd=0.636Vp= (0.636) (150V) =95.4V (

)

b) Vca=220 sen2f V Vrms=

Vcd= 0.636Vp= (0.636) (220V) =139.92V (

)

Es necesario localizar el voltaje rms y el voltaje cd para usar la ecuacin que proporciona el factor de rizo. Polifsicos Trifsico onda La configuracin del rectificador de obtiene a partir de un generador (o fuente) de conexin en estrella ya que es necesario un neutro y la carga recibe la onda rectificada misma qur ser observa en la imagen con algunas caractersticas.

En este caso los sistemas trifsicos se consideran balanceados, el Vcd y el Vrms localizado es el entregado a la carga como consecuencia de las tres fases (se considera una resultante de las seales entregadas por fase). Por la configuracin trifsica las formas de onda actan de tal manera que se tiene las caractersticas en diferentes momentos:

Deduccin de la ecuacin Vcd y especificacin de la ecuacin Vrms.

Vcdtotal=0.827Vp Vrmstotal= 0.840Vp Ejemplo Se tiene una carga de 50 que es alimentada mediante un rectificador de diodos. Calcule la potencia entregada a la carga si a) el rectificador es monofsico de onda completa 120Vrms Vcd= 0.636Vp= 0.636(169.70V)= 107.92V ( )

El voltaje rms es proporcionado en el enunciado, para obtener el voltaje cd (debido al rectificador) es necesario obtener primero el voltaje pico con ayuda del voltaje rms, luego se aplica la relacin de potencia con los valores obtenidos. Es necesario considerar las ecuaciones adecuadas (monofsicas o trifsicas) en b) el rectificador es trifsico de 1/2 onda con el mismo valor de voltaje cada caso. Es importante la comparacin entre potencias entregadas a las cargas, se puede notar que la configuracin trifsica proporciona ms potencia que la monofsica.

Vcdtotal=0.827Vp= (0.827) (142.85V)=118.13V

Onda completa Configuracin del rectificador en onda completa, se observa que es un generador en estrella y una sola carga, la cual recibe la seal ya rectificada. Todo el sistema debe estar balanceado. Igualmente se observa la seal de entrada y la seal de salida en la carga.

Debido a la configuracin se obtiene en momentos diferentes las caractersticas:

El voltaje de lnea (voltaje entre fases) se obtiene a partir de la siguiente ecuacin, el voltaje de fase es el valor del voltaje que se obtiene por cada fase de la fuente. Deduccin de la ecuacin para onda completa

Vrmstotal= 1.655Vp Ejemplo Tenemos una fuente de corriente alterna de 800V trifsico (por fase) se va a conectar a una carga resistiva mediante un rectificador, calcule el factor de rizo si

a) es un rectificador de onda Vrms= (0.840) (1131.37V) =950.35V Vcd= (0.827) (1131.37V) = 935.64V

Para el clculo del factor de rizo se considera la misma ecuacin previamente establecida, lo importante a considerar son las ecuaciones utilizadas para encontrar Vrms y Vcd ya que para cada configuracin de los rectificadores se tiene una ecuacin diferente. Por los clculos podemos darnos cuenta que el factor de rizo es mayor en el rectificador de onda completa que el de para el mismo voltaje.

b) es un rectificador de onda completa Vrms= 1.655(1131.37V)= 1872.41V 1.654(1131.37V)=1871.28V

De seis fases onda La configuracin del rectificador hexafasico puede observar, cuenta con un diodo por fase conectado a la carga la cual recibe la seal rectificada.

Deduccin de la ecuacin de Vcd para onda, y ecuacin de Vrms. Vrms= 0.956Vp Se puede notar que Vcd Vrms y Vcd Onda completa Se observa la configuracin hexafasica de onda completa:

Deduccin de la ecuacin Vcd para onda completa y ecuacin Vrms Vrms=0.98867Vp