Eficiencia del rectificador de media onda y el valor RMS de entrada

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La eficiencia del rectificador de media onda está dada por \ begin {align}   \ eta & = \ frac {dc \ output \ power} {ac \ input \ power} \\\\ \ end {align}   con diodos ideales para el Vin dado, obtenemos el Vout como en la figura.

Entonces, para calcular la potencia de salida de CC, consideramos solo un medio ciclo, ya que el diodo está conduciendo durante un medio ciclo.

Mi duda es por qué consideramos un medio ciclo de la entrada de CA para calcular Vrms y por qué no un ciclo completo. La tensión inversa máxima del diodo viene dada por el valor pico negativo de la entrada.

    
pregunta turtle

3 respuestas

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La "potencia de salida de CC" no se calcula realmente en un solo ciclo: se calcula en todo el ciclo \ $ 2 \ pi \ $, pero solo contribuye un medio ciclo (de hecho, porque el diodo está conduciendo). Si en realidad se computara en solo un medio ciclo, tendría la misma potencia que una sinusoide rectificada de onda completa, lo que no tiene.

Considere la fórmula RMS: \ $ V_ {rms} = \ sqrt {\ frac {1} {T} \ int_0 ^ {T} v ^ 2 (t) \ mathrm {dt}} \ $ where \ $ v (t) = V \ sin (\ omega t) \ $ es \ $ T \ $ - periódico (\ $ V \ $ es el valor máximo del voltaje). Obviamente, \ $ v ^ 2 (t) = V ^ 2 \ sin ^ 2 (\ omega t) \ $ es solo \ $ T / 2 \ $ - periódico; por lo tanto, \ $ V_ {rms} = \ sqrt {\ frac {1} {T} \ int_0 ^ {T} \ sin ^ 2 (\ omega t) \ mathrm {dt}} = \ sqrt {\ frac {1} { T / 2} \ int_0 ^ {T / 2} \ sin ^ 2 (\ omega t) \ mathrm {dt}} \ $ no depende de que su cálculo se realice en un ciclo medio o completo.

Sin embargo, lo que interesa a evaluar la eficiencia no es \ $ V_ {rms} \ $, sino \ $ P_ {rms} \ $. Este último se obtiene calculando el cuadrado medio de la raíz de la potencia absorbida \ $ p (t) = v (t) i (t) \ $, que es \ $ 0 \ $ durante el semiciclo en el que no funciona el rectificador de media onda t conducta Todavía se evalúa considerando un ciclo completo, pero solo la mitad de un ciclo contribuye a ello: \ begin {equation} P_ {rms} = \ sqrt {\ frac {1} {T} \ int_0 ^ {T} \ left [VI \ sin ^ 2 (\ omega t) \ right] ^ 2 \ mathrm {dt}} = \ sqrt { \ frac {1} {T} \ int_0 ^ {T / 2} \ left [VI \ sin ^ 2 (\ omega t) \ right] ^ 2 \ mathrm {dt} + \ frac {1} {T} \ int_ {T / 2} ^ {T} \ left [V \ sin (\ omega t) \ cdot0 \ right] ^ 2 \ mathrm {dt}} = \ sqrt {\ frac {1} {T} \ int_0 ^ {T / 2} \ left [VI \ sin ^ 2 (\ omega t) \ right] ^ 2 \ mathrm {dt} +0} \ end {ecuación}

    
respondido por el DavideM
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La potencia no es proporcional al voltaje sino al voltaje por la corriente. Cuando no hay corriente, no hay poder.

Vrms es una medida para el área debajo de la curva U (t). Coloca un rectángulo con la duración de un ciclo completo y la altura Vrms en el gráfico. Luego elige Vrms para que el rectángulo y el gráfico original tengan la misma área debajo.

    
respondido por el Janka
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Mi duda es por qué consideramos un medio ciclo de la entrada de Ac para   calcular Vrms y por qué no un ciclo completo

El voltaje RMS en el ciclo positivo es exactamente el mismo en el ciclo negativo, por lo que no es necesario realizar un cálculo de ciclo completo para CA.

  

Entonces, para calcular la potencia de salida de CC, consideramos solo la mitad   ciclo, ya que el diodo está conduciendo durante un medio ciclo.

No, eso sería incorrecto para un rectificador de media onda porque la potencia promedio durante un ciclo completo es la mitad del valor de la potencia en el semiciclo de conducción.

    
respondido por el Andy aka

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