¿Cómo funciona un cargador de móvil?
Explicación paso a paso de la transformación, rectificación, filtración y regulación.
Un saludo a las 734 personas que van a recibir este post hoy lunes 6 de febrero. En el día de hoy os voy a contar como funcionan los cargadores de vuestros móviles, portátiles, etc. Antes de seguir, si no tienes muy claro que es la electricidad te recomiendo leer este post:
Partamos de un enchufe. Lo que tenemos ahí es corriente alterna con una tensión de 230 o 120 voltios y una frecuencia de 50 o 60 hertzios respectivamente. Esto depende de la red eléctrica de cada país. En Europa todas las redes trabajan a 230 V y 50 Hz, pero en varios países del continente americano trabajan a 120 V y 60 Hz. Otro día os contaré de dónde salen esos número. Hoy nos centraremos en el cargador.
Nuestro objetivo es conseguir una corriente continua (0 Hz) a 5 V a partir de lo que teníamos en el enchufe. Un cambio bastante sustancial. Vamos a dividir el cargador en distintas etapas, en concreto en cuatro: transformación, rectificación, filtración y regulación.
Antes de seguir explicándolas, vamos a ver en forma de onda que es lo que queremos, algo esencia para entender cada etapa. Partimos de la onda roja y pretendemos transformarla en la onda verde.
Lo primero que vamos a hacer es bajar la tensión. Este proceso se realiza en la etapa de transformación. Para ello se usan los transformadores. Un transformador no es más que dos bobinas de cobre que transmiten la energía eléctrica sin contacto entre ellas. Mediante las bobinas se transforma la energía eléctrica en energía magnética en la primera bobina, y esta energía magnética se vuelve a transformar de nuevo en energía eléctrica. Los transformadores nos dan para todo un post, pero la idea básica es que pueden aumentar o reducir la tensión a costa de la intensidad. Es decir, la energía es la misma, solo estamos transformando algunos de sus parámetros. Esta transformación se hace variando el número de espiras de las bobinas del transformador.
Tras este proceso la onda se ha transformado en una onda de tensión inferior, pero con la misma frecuencia.
Una vez reducida la tensión de nuestra onda pasamos a la etapa de rectificación. En su forma más básica esta etapa se realiza mediante diodos, un elemento que solo permite la circulación de corriente en un sentido. Pero, para poder controlar adecuadamente la tensión y la corriente de salida, de tal forma que siempre esté garantizada evitando daños en el elemento que está cargando, se utilizan tiristores, diodos a los cuales les podemos indiciar cuándo deben conducir corriente.
Mediante un puente de tiristores, que no es más que cuatro tiristores conectados adecuadamente podemos transformar la onda de corriente alterna a corriente continua. Por lo que nuestra onda se verá transformada como se observa en la siguiente imagen:
Ahora mismo, si quisiéramos cargar nuestro móvil, el móvil ya se cargaría. No voy a entrar en detalles pero la tensión que vería el dispositivo sería de 5V pese a que el máximo de la onda sea mayor que 8V. El problema de esto es que ni es sano para el dispositivo ni es un cargador eficiente y de ahí viene el proceso de filtración. Es el momento de aplanar la onda.
Este proceso se puede realizar mediante un condensador. De nuevo, esto nos podría dar para varios posts, pero simplificándolo muchísimo, es una batería de muy pequeña capacidad que es capaz de entregar la corriente muy rápido. Lo que hará será cargarse y descargarse continuamente para que en los momentos en los que la tensión es cero el cargador alimente la carga (recordemos que esto lo hará 50 veces por segundo). La onda de salida no será una onda plana pero será mucho mejor que la previa al proceso.
Tras esto solo nos queda el proceso de regulación lo que hará es variar la apertura de los tiristores del proceso de rectificación para que la salida sea una onda completamente plana, también será capaz de absorber las pequeñas variaciones de tensión de la red que ocurren frecuentemente. En este proceso no vamos a entrar en profundidad porque es un proceso complejo y que se escapa del conocimiento general que quiero brindaros en este post.
Finalmente, quiero indicaros dónde se encuentran estos elementos en el interior de los cargadores, en las placas electrónicas. De esta forma seréis capaces de identificarlo por vosotros mismos. En la imagen inferior se pueden ver claramente el transformador, el condensador de la etapa de filtrado y los diodos de la etapa de rectificación. El resto de elementos se encargan de que todo funcione correctamente.
El último post “La evolución del precio de la luz en España 💡” le llegó a 729 personas, de las cuales lo abrieron un 33% de las personas, en total el post se abrió 426 veces, recibiendo tres likes. Creo que fue un post que no era de gran interés para todos ya que la mitad de los subscriptores no proceden de España. Lo tendré en cuenta de ahora en adelante. :)
Y hasta aquí el post de hoy, espero que os haya gustado y, como siempre os digo, si tenéis alguna duda o pensáis que hay algo incorrecto podéis hablarme a través de Twitter o correo electrónico. También me gustaría que si os ha gustado le dierais al botón de like, para saber que temas os gustan más y enfocar las newsletter de una forma u otra.