¿Por qué el voltaje de salida de CC es mayor que el voltaje de entrada de CA en el rectificador?

En un circuito rectificador, el voltaje de salida de CC suele ser mayor que el voltaje de entrada de CA debido a la naturaleza del proceso de rectificación. Los rectificadores convierten el voltaje de CA (corriente alterna) en voltaje de CC (corriente continua) al permitir que la corriente fluya en una sola dirección a través de la carga. Durante la rectificación, los diodos u otros dispositivos semiconductores conducen corriente sólo cuando el voltaje de CA instantáneo excede un cierto umbral, conocido como caída de voltaje directo del diodo. Como resultado, el voltaje de salida del rectificador, que es el valor promedio o pico de la forma de onda rectificada, tiende a ser mayor que el valor RMS (media cuadrática) del voltaje CA de entrada.

El voltaje CC en sí no es inherentemente más alto que el voltaje CA en todos los casos. Sin embargo, en los circuitos rectificadores, después de rectificar el voltaje de CA, el voltaje de CC resultante puede parecer más alto debido al efecto suavizante de los componentes de filtrado como los capacitores. Estos componentes reducen la ondulación o las variaciones en el voltaje de CC, lo que resulta en un voltaje de salida más estable que a veces puede ser mayor que el valor pico o RMS del voltaje de entrada de CA.

Después de la rectificación, el voltaje de CC puede aumentar en comparación con el voltaje de entrada de CA principalmente debido a la capacidad del rectificador para convertir ambas mitades de la forma de onda de CA (ciclos positivos y negativos) en un flujo de corriente unidireccional. Este proceso aumenta efectivamente el nivel de voltaje promedio de la forma de onda, lo que resulta en un voltaje de salida de CC más alto en relación con el valor RMS de la entrada de CA.

En condiciones específicas, como en convertidores elevadores o circuitos basados ​​en transformadores, el voltaje de salida puede ser mayor que el voltaje de entrada. Estos circuitos utilizan elementos de almacenamiento de energía como inductores o condensadores y técnicas de control para aumentar o amplificar el voltaje de entrada a un nivel superior. Esto se logra mediante operaciones de conmutación que manipulan la energía almacenada en estos componentes, permitiendo un voltaje de salida que excede el voltaje de entrada.

La relación entre el voltaje de entrada de CA y el voltaje de CC de salida en un rectificador depende de factores como el tipo de rectificación (media onda o onda completa), el valor pico o RMS del voltaje de entrada de CA y la carga conectada al rectificador. . Generalmente, el voltaje de salida de CC de un rectificador será proporcional al valor máximo del voltaje de CA de entrada menos la caída de voltaje directo del diodo, considerando cualquier pérdida adicional y las características de los componentes de filtrado utilizados.

El voltaje de salida de un transformador puede parecer más alto que el voltaje de entrada debido a los principios de la inducción electromagnética. Los transformadores están diseñados para aumentar o reducir los voltajes de CA variando el número de vueltas en los devanados primario y secundario y las propiedades del material del núcleo. Cuando se aplica voltaje de CA al devanado primario de un transformador, se induce un flujo magnético cambiante en el núcleo, que a su vez induce un voltaje en el devanado secundario. La relación de vueltas entre los devanados determina si el voltaje de salida es mayor (transformador elevador) o menor (transformador reductor) que el voltaje de entrada, según las especificaciones de diseño del transformador.