La rectificación es el proceso de convertir una señal alterna en una señal que circula en un único sentido. Si además añadimos filtrado, conseguimos una tensión mucho más estable y útil para alimentar electrónica real.
Hasta ahora hemos asumido que tenemos 5 V o 12 V perfectos disponibles para nuestros circuitos. Pero la realidad es que la energía nos llega en forma de 230V AC (o 110V AC, según el país) desde el enchufe de la pared.
Si conectas tu placa directamente al enchufe… bueno, saldrá humo y saltarán los plomos.
Para alimentar nuestra electrónica necesitamos transformación, rectificación y filtrado. Hoy nos centraremos en los dos últimos, que son la base de la conversión de energía.
Aunque aquí explicamos la teoría, trabajar con la red eléctrica conlleva riesgo de electrocución. Si eres principiante, usa siempre transformadores comerciales cerrados que ya entreguen baja tensión aislada y segura.
El transformador
El primer paso es bajar el voltaje. El transformador toma los 230V AC de la red y, mediante inducción magnética, nos entrega un voltaje más manejable, por ejemplo, 12V AC.
Sigue siendo corriente alterna. La señal completa 50 ciclos por segundo (50 Hz) y cambia de polaridad en cada semiciclo: sube a positivo, cruza por cero, baja a negativo y vuelve a subir.
Nuestros chips necesitan polaridad fija (positivo y negativo estables). Si le metes voltaje negativo a un chip, lo matas.
Rectificación: el puente de diodos
Necesitamos “darle la vuelta” a la parte negativa de la onda para que todo sea positivo.
Rectificación de media onda (la chapuza)
Si ponemos un solo diodo, bloqueamos la parte negativa.
- Resultado: tenemos voltaje la mitad del tiempo, y cero la otra mitad.
- Problema: es muy ineficiente. Estamos tirando a la basura el 50% de la energía.
Rectificación de onda completa (el puente de Graetz)
Aquí usamos el famoso puente rectificador (4 diodos, como el 1N4007, conectados en rombo).
Este arreglo de “válvulas” funciona así:
Cuando la corriente viene en sentido positivo, dos diodos la conducen a la salida.
Cuando la corriente viene en sentido negativo (al revés), los otros dos diodos la “reencauzan” para que salga también como positiva.
Resultado: aprovechamos ambos semiciclos. Obtenemos una sucesión de “jorobas” positivas que aún cae a cero entre picos. Hemos conseguido que la corriente siempre vaya en la misma dirección, pero el voltaje sube y baja constantemente de 0 V a 17 V (aprox.).
Filtrado: el condensador electrolítico
Ningún circuito digital puede funcionar con esas “jorobas”. Se apagaría 100 veces por segundo cada vez que el voltaje toca el suelo.
Necesitamos rellenar los valles entre las montañas. Para ello usamos un condensador de filtro (el tanque de agua).
Colocamos un condensador electrolítico grande (por ejemplo, 1000
Subida: cuando el voltaje del puente sube, carga el condensador a tope.
Bajada: cuando el voltaje del puente empieza a bajar (la joroba cae), el condensador empieza a soltar su carga hacia el circuito.
Resultado: el voltaje ya no cae a cero. Se mantiene alto, bajando solo un poquito hasta que llega el siguiente pulso del puente y lo vuelve a cargar.
El rizado (ripple)
Esa pequeña bajada y subida que queda se llama voltaje de rizado.
- Condensador pequeño: se descarga muy rápido. Hay mucho rizado y peor calidad de salida.
- Condensador grande: se descarga más despacio. Hay menos rizado y una línea mucho más estable.
Además, en una rectificación de onda completa el condensador se recarga dos veces por ciclo, así que el rizado aparece al doble de frecuencia que la red. Eso ayuda bastante a que la salida resulte más fácil de filtrar.
La trampa del voltaje de pico (
Este es el error número 1 al diseñar fuentes. Compras un transformador de 12 V. Pones el puente, el condensador, mides con el multímetro y… ¡te marca cerca de 17 V! ¿Qué ha pasado?
No. Es que los transformadores se venden por su voltaje eficaz (
Si restamos la caída de tensión de los dos diodos que conducen en cada semiciclo (aproximadamente 1,4 V en total), nos quedan unos 15,5 V - 16 V reales.
Si necesitas 12 V DC estables, un transformador de 12 V AC es perfecto porque tras rectificar tendrás margen de sobra (16 V). Pero ten cuidado: asegúrate de que tus condensadores y reguladores aguanten al menos 25 V, o explotarán por sobrevoltaje.
Etapas del proceso
- Transformador: 230V AC → 12V AC (sigue siendo alterna).
- Puente de diodos: 12V AC → señal pulsante (todo positivo, jorobas).
- Condensador: señal pulsante → DC con rizado (casi plana, pero inestable).
Ahora tenemos una corriente continua, sí. Pero no es regulada. Si conectas una carga fuerte, el condensador se descargará más rápido, el rizado aumentará y el voltaje medio bajará. Si la red eléctrica sube un poco, tu salida subirá.
