¿Por qué es necesario un transformador del lado de entrada con un puente rectificador?

Los suministros de CA normalmente son proporcionados por cables vivos y neutros. El cable neutro se denomina así porque ha sido "neutralizado" mediante la conexión a tierra a través de una pica de puesta a tierra en el transformador de la red pública y/o en la entrada del edificio (según las normas del país).

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Figura 1. Suministro de red típico con neutro.

Ahora agregue su rectificador e intente conectar a tierra la salida.

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Figura 2. (a) La conexión a tierra. (b) La corriente de falla cuando el vivo se vuelve negativo.

Su conexión a tierra creará un cortocircuito en semiciclos negativos. D2 será destruido.

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Figura 3. La adición de un transformador de aislamiento, XFMR2, rompe el bucle de tierra.

XFMR2 proporciona aislamiento de red entre los dos circuitos con referencia a tierra.

De los comentarios:

Si no conectamos a tierra la salida, entonces podemos usar el puente rectificador sin transformador de aislamiento y no habría problema de corriente de falla cuando la corriente se vuelve negativa. ¿Es esto cierto?

No habrá corriente de falla, pero las líneas CC+ y CC- estarán activas. El circuito tendría que estar completamente aislado para evitar que alguien toque alguna parte del mismo. Tampoco sería posible conectarlo a un circuito que tenga conexión a tierra.

Suponiendo que desea conectar a tierra la salida negativa del rectificador, pensemos en lo que sucedería.

Un puente rectificador cambia alternativamente el vivo y el neutro a sus terminales de salida de modo que la mitad negativa de la onda sinusoidal siempre aterriza en el terminal negativo de la salida del puente.

Eso significa que la mitad del tiempo el caliente está conectado a la terminal negativa, y la otra mitad del tiempo el neutral está conectado a la terminal negativa.

Ahora intente conectar a tierra el terminal negativo del puente rectificador.

La mitad del tiempo, el terminal negativo está conectado al neutro. Neutro a tierra está bien; de todos modos, están conectados juntos (en el cableado doméstico normal).

La otra mitad del tiempo, caliente está conectado a la terminal negativa. Como hemos conectado el terminal negativo a tierra, habrá un cortocircuito de vivo a tierra en cada mitad negativa de la onda en el lado vivo.

Cuando el calor es negativo, el neutro es positivo. Ese cortocircuito permitirá que casi toda la corriente que su fuente pueda proporcionar fluya a través de los diodos.

Cue chispas, choques, explosiones, humo y gente infeliz.

Es por eso que necesita un transformador de entrada si necesita conectar a tierra la salida del puente rectificador.