ENCENDER VARIOS LEDS EN CORRIENTE ALTERNA INALAMBRICAMENTE.
1.1. Esquema eléctrico
1.2. Explicación detallada del esquema y su realización
Como podemos observar, el circuito eléctrico se compone de dos partes, el circuito primario
y el circuito secundario. El circuito primario, se compone de dos elementos, un
transformador de alta frecuencia y una la bobina primaria, que genera un campo magnético.
En el circuito secundario, se compone también de dos elementos, una bobina que recibe el
campo magnético y, por lo tanto, se comporta como un transformador de núcleo de aire; y
un diodo LED, (solo deja pasar la corriente en un sentido), el cual emite luz blanca.
A continuación vamos a explicar el circuito en sí, y porque funciona, concretamente cuales
son las claves para que funcione, porque como ya sabemos, los LED, teóricamente no
funcionan en corriente alterna ya que son de corriente continua, por la necesidad de una
tensión constante y que no varíe.
Primero de todo, la corriente circula por el circuito primario, 220 V, hasta llegar al
transformador, el cual disminuye la tensión hasta 12 V. A continuación, la circulación de
intensidad por la bobina del circuito secundario, provoca la generación de un campo
magnético, el cual otra bobina, que sería un circuito receptor, recibe el campo magnético y,
por lo tanto, en dicho circuito se induce una tensión y corriente, los cuales permiten que se
encienda el LED, el cual funcionaba a una tensión de 4 V (al ser blancos).
Al hacer la primera prueba, nos dimos cuenta que el LED no se encendía, y estuvimos
haciendo pruebas, lo que al final nos hizo ver el problema real del porque no funcionaba o
no se encendía el LED, fue cuando estuvimos abriendo y cerrando muy rápido el circuito
con el interruptor que había en el circuito primario, entonces nos dimos cuenta que al hacer
contacto muy rápido, y por lo tanto, abrir y cerrar muy rápido el circuito, se producía una
frecuencia de encendido y apagado muy rápido lo cual causaba el parpadeo del LED, y por
conclusión, era un problema de la frecuencia a la que trabaja el circuito. Parpadeaba el LED
porque los LEDs solo funcionan cuando se les aplica una tensión y corriente continua,
entonces al conectarlos en corriente alterna, como la frecuencia es baja, solamente recibe la
tensión necesaria durante un instante muy reducido de tiempo, lo cual produce un ligero
parpadeo (esto sucedía cuando se hacía contacto con el interruptor, ya que el LED a una
frecuencia de trabajo de 50 Hz ni parpadea), entonces al aumentar mucho la frecuencia de
oscilación a la que trabaja el circuito, se llega a producir un efecto de corriente “continua”,
lo cual produce que el LED parpadee tan rápido que el ojo humano no pueda percibir ese
parpadeo y por lo tanto se enciende perfectamente el LED.
Para solucionar el problema de la alta frecuencia, tuvimos que usar un transformador de
lámpara halógena, ya que son de alta frecuencia y trabajan a una tensión de salida de 12 V,
y curiosamente, según nos informamos, tienen la característica peculiar, que se autorregulan,
lo cual significa que regulan el paso de la corriente, eso en otras palabras, significa que no
era necesario poner resistencias para limitar la corriente del circuito a la potencia que está
limitado dicho transformador por sus limitaciones físicas, ya sean los cables usados que no
soporten mucha intensidad, etc...
Veamos un ejemplo gráfico:
La primera gráfica nos muestra el cambio básico que hace el transformador, con el cual no
sería posible encender el LED en corriente alterna, por lo tanto, es la clave principal, el
cambio de la frecuencia de 50 Hz, frecuencia doméstica, a una alta frecuencia, con la cual
trabajan la lámparas halógenas.
𝑓1 = 50 𝐻𝑧
𝑓2 = 𝐻𝑖𝑔ℎ 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑦
Entonces, si aumentamos aún más la frecuencia, se produce el efecto que habíamos
comentado antes, un efecto que al verlo en un electroscopio podríamos definir como una
corriente casi constante, y por lo tanto, el LED si funcionaria. Para verlo mejor, vamos a
mostrarlo en una gráfica.
Como podemos observar, como habíamos dicho, en la f2, hay
más instantes de tiempo en los cuales la tensión máxima es
de 12 voltios, y por lo tanto el LED parpadea. Ya que en la
primera función (azul), al ser una frecuencia de 50 Hz no se
puede ni apreciar un ligero parpadeo, por lo tanto, no
funciona el LED.
Entonces, si aumentamos aún más la frecuencia, se produce el efecto que habíamos
comentado antes, un efecto que al verlo en un electroscopio podríamos definir como una
corriente casi constante, y por lo tanto, el LED si funcionaria. Para verlo mejor, vamos a
mostrarlo en una gráfica.
comentado antes, un efecto que al verlo en un electroscopio podríamos definir como una
corriente casi constante, y por lo tanto, el LED si funcionaria. Para verlo mejor, vamos a
mostrarlo en una gráfica.
Efectivamente, como podemos apreciar en las gráficas, se produce dicho efecto, el cual
aplica una tensión máxima de 12 V tan rápido, que se produce una tensión constante.
Pero, en el circuito secundario se produce otro efecto, ya que el LED, es un tipo de diodo, el
que solo deja circular la corriente en un sentido, dicho efecto al ser en alta frecuencia,
aumenta el rendimiento del LED, lo cual significa no poder percibir el parpadeo de dicho
LED. Vamos a verlo en una gráfica para poder visualizarlo mejor:
𝑓1 = 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑙𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎
𝑓2 = 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 (𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡í𝑛𝑢𝑎)
Como podemos apreciar, al circular la corriente por el diodo LED, la corriente es rectificada
a corriente continua, ya que cuando el sentido de la corriente cambia, lo que hace el LED es
no dejar el paso de dicha corriente por ese sentido. Por lo tanto, como habíamos mencionado,
a mayor frecuencia menor parpadeo.
