Uso de diodos en Circuitos Electrónicos (diodo rectificador, LED y Zener)

El diodo rectificador es un componente esencial en la electrónica que se utiliza para convertir la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC). En este artículo, te explicaremos cómo realizar una práctica sencilla para demostrar el comportamiento de diferentes tipos de diodos, como el diodo rectificador, el LED y el Zener, utilizando una fuente de alimentación, una resistencia, un diodo, un voltímetro y un amperímetro. Esta práctica es ideal para entender para qué sirve un diodo rectificador y cómo se comporta en diversas condiciones.

Introducción al Diodo Rectificador

El diodo rectificador se utiliza comúnmente en fuentes de alimentación para convertir CA en CC. Este componente permite que la corriente fluya en una sola dirección, bloqueando el flujo en la dirección opuesta. Existen varias configuraciones de diodos rectificadores, como el puente rectificador de diodos, que utiliza cuatro diodos para rectificar la onda completa de la corriente alterna. También existe el rectificador de onda completa con 2 diodos, que es una configuración más sencilla, pero menos eficiente.

Los diodos rectificadores para 20V son particularmente útiles en aplicaciones automotrices y en sistemas de energía solar, donde la conversión de CA a CC es crucial.

Materiales Necesarios

Para realizar esta práctica, necesitarás los siguientes materiales:

• Fuente de alimentación ajustable (0-20V)
• Diodo rectificadorr 1N4007
• Diodo LED
• Diodo Zener (5.1V)
• Resistencia (1 kΩ)
• Voltímetro
• Amperímetro
• Cables de conexión
• Protoboard

Configuración del Circuito

1. Conexión del Diodo Rectificador:
   • Conecta el terminal positivo de la fuente de alimentación al primer extremo de la resistencia.
   • Conecta el otro extremo de la resistencia al ánodo (lado positivo) del diodo rectificador.
   • Conecta el cátodo (lado negativo) del diodo rectificador al terminal positivo del amperímetro.
   • Conecta el terminal negativo del amperímetro al terminal negativo de la fuente de alimentación.
   • Coloca el voltímetro en paralelo con el diodo para medir la tensión a través de él.
2. Inversión del Diodo Rectificador:
   • Para observar cómo funciona el diodo rectificador en polarización inversa, desconecta el diodo y conéctalo en la dirección opuesta.
   • El voltímetro mostrará la tensión aplicada, pero no habrá corriente a través del circuito, lo que demuestra la capacidad del diodo rectificador para bloquear la corriente inversa.

Diagrama

Conexiones con Tinkercad

Pruebas con Diferentes Diodos

1. Diodo Rectificador:
   • Al incrementar el voltaje de la fuente de alimentación desde 1V hasta 20V, observarás que la tensión a través del diodo aumenta de aproximadamente 516mV a 611mV. La corriente medida por el amperímetro también aumentará, desde 484μA hasta 19.4mA.
2. Diodo LED:
   • Reemplaza el diodo rectificador por un LED. El voltaje a través del LED será mayor (usualmente entre 1.8V y 3.3V) dependiendo del color del LED. En polarización directa, el LED emitirá luz; en polarización inversa, no dejará pasar corriente.
3. Diodo Zener:
   • Reemplaza el LED por un diodo Zener. Conéctalo inicialmente en polarización directa y luego en polarización inversa. En polarización inversa, el Zener mantendrá un voltaje constante cercano a su voltaje de ruptura, incluso cuando el voltaje de la fuente supere ese valor.

Interpretación de Resultados

• Diodo Rectificador: Permite el paso de corriente en una sola dirección, mostrando una caída de tensión fija cuando está polarizado directamente. Para qué sirve un diodo rectificador es evidente en aplicaciones donde se necesita convertir CA en CC.
• Diodo LED: Emite luz cuando está polarizado directamente y tiene una caída de tensión característica. Para qué se utilizan los diodos rectificadores es diferente a los LED, ya que los rectificadores no emiten luz pero son cruciales en la rectificación de corriente.
• Diodo Zener: En polarización inversa, regula la tensión manteniendo un valor constante, lo que es útil en aplicaciones de regulación de voltaje.

Tablas y Valores Importantes

• Tabla de Diodos Rectificadores: Muestra las características principales de los diodos rectificadores, como la caída de tensión y la capacidad de corriente.
• Tabla de Diodos Zener: Presenta los diodos Zener y sus valores de voltaje de ruptura, que son esenciales para aplicaciones de regulación de voltaje.

Aplicaciones y Conclusiones

• Puente Rectificador de 4 Diodos: Utilizado en rectificadores de onda completa con 2 diodos o más, es fundamental para convertir CA en CC de manera eficiente.
• Para qué se utiliza un diodo rectificador: Se utiliza en la conversión de corriente, protecciones de circuitos, y en el diseño de fuentes de alimentación.
• De qué está hecho un diodo rectificador: Usualmente está compuesto de materiales semiconductores como el silicio, que permiten la rectificación de la corriente.
• Para qué sirve un puente rectificador de diodos: Es clave para la conversión de corriente alterna en corriente continua, especialmente en fuentes de alimentación.

Este artículo ha demostrado cómo configurar y analizar un circuito con diodo rectificador, LED y Zener, proporcionando una comprensión clara para qué se utilizan los diodos rectificadores y su importancia en la electrónica. Si estás en México y necesitas componentes electrónicos, como los diodos que hemos usado aquí, te invitamos a visitar nuestra tienda de electrónica en la CDMX. ¡Te esperamos con todo lo que necesitas para tus proyectos!

Documentación:

Ficha técnica 1N4007

1N4007 Datasheet

Video: Qué es un diodo, tipos de diodos y su uso