Puente rectificador de onda completa con filtro de condensador y tensión de ondulación

Según varias fuentes, el voltaje de ondulación de un puente rectificador de onda completa es

V r = V s 2 F C R

dónde V s es el pico de la fuente de voltaje de entrada, F es la frecuencia, C es el condensador y R la resistencia

Simulé este circuito en PSPICE, circuitlab y lo construí en la vida real: https://www.circuitlab.com/circuit/423m43/fullwave-rectifier/

R es 4.7 k y C es 10 tu F . La fuente de voltaje es una onda sinusoidal con 0 V compensar, 5 V amplitud y 40 H z frecuencia.

Los 3 experimentos me dan un voltaje de ondulación de aproximadamente 0,65 V , pero la fórmula me da 1.330 V (dos veces más).

¿Qué me estoy perdiendo?

Respuestas (3)

La fórmula de ondulación que tiene es una aproximación y solo para demostrar que aquí hay otra: -

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La fórmula utilizada aquí no es muy diferente de la suya, pero muestra con mayor precisión el tiempo y no la frecuencia como el factor importante. Sin embargo, el artículo comete un error al indicar que los 10 ms deben usarse a 50 Hz. Cuando el diodo deja de conducir en la parte superior del ciclo y cuando se reinicia es un poco menos de 10 ms.

Pero, en el crédito del artículo, mire el párrafo final: letra pequeña que indica dónde podrían estar los problemas con la fórmula y, por supuesto, el ejemplo del OP cae en esta área donde todas las apuestas están canceladas.

En verdad, la caída del voltaje es exponencial desde la parte superior del pico y no lineal, y esto también marcará la diferencia.

Es bastante preciso manejar el producto ondulado como triangular en lugar de sinusoidal. Suponiendo que su transformador es pequeño (es decir, 10 W) con una resistencia en serie equivalente de 3,5 Ω, el ángulo de conducción medio será de unos 17 grados. El 5V que mencionas es el Vo rms, por lo que Vp = 7,07 V, y T es 0,025 seg. Ahora usando una fórmula más precisa

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obtendrá la ondulación medida de 0,65V

¿Podría además señalarnos una referencia para esta fórmula? De hecho, es más preciso, pero desafortunadamente no se encuentra en el 99% de los libros de EE que existen.
¿Qué es theta aquí?
@SamWashburn theta es el ángulo de conducción medio del capacitor (theta suele estar entre 35 y 55 grados).

El cambio de voltaje en un capacitor de una corriente a lo largo del tiempo es:

dV = A s / F

donde:
   dV es el cambio de voltaje
   A la corriente en Amperios
   s el tiempo en segundos
   F la capacitancia en Faradios

Esto prácticamente le indica la ondulación de pico a pico, excepto que es en términos del tiempo de caída, no de la frecuencia de la señal que se rectifica. Como dijiste que este es un puente de onda completa, el capacitor se cargará dos veces por ciclo de energía. Podemos hacer la suposición simplificada de que el capacitor se carga instantáneamente en el pico de cada medio ciclo, luego se descarga en el medio durante un medio ciclo completo. Por lo tanto, s en la ecuación anterior es el tiempo de medio ciclo:

s = 1 / 2 Hz

donde:
   HZ es la frecuencia de la red en Hz

Sustituyendo la expresión de s anterior en la ecuación original, obtenemos:

dV = A / 2 HZ F

Por ejemplo, si la frecuencia de alimentación es de 60 Hz, el condensador es de 1 mF y se consumen 150 mA, obtenemos una caída de pp de:

dV = (150 mA) / 2(60 Hz)(1 mF) = 1,25 V