Se trata de un dispositivo que trata de minimizar las frecuencias armónicas que circulan por la red, para intentar evitar que, a través de la alimentación, se introduzca ruido. En el, podremos conectar las posibles fuentes de ruido, tales como el cargador del teléfono móvil, fuentes de alimentación de ordenadores portátiles, y en general, aquel equipo eléctrico que pueda producir armónicos hacia la red, para intentar minimizar o eliminar el paso de frecuencias y corrientes armónicas a nuestra instalación. Asimismo y de manera aislada, podríamos conectar nuestro equipo para intentar evitar que entren armónicos a través de la alimentación.
Se compone de un filtro de red de tensión y amperaje adecuado, y de una red de chokes de distintas configuraciones a su salida (regleta de tomas de red).
Es imprescindible que cuente con la toma de tierra correspondiente.
Con este box, pueden conectarse hasta 4 equipos eléctricos, con el limite máximo de consumo de 20 A.
Diseño, montaje y ejecución realizados por EA5GR
¿Por qué se generan frecuencias armónicas en la red y que son?
Las frecuencias armónicas se producen al conectar cargas no lineales a la red eléctrica, produciendo a su vez corrientes armónicas que se propagan por las redes eléctricas creando distorsiones en la forma de onda de la tensión senoidal, modificando las impedancias de las líneas, y pudiendo provocar el mal funcionamiento de algunos equipos eléctricos.
Los armónicos oscilan en una frecuencia que es múltiplo de la frecuencia fundamental, en el caso de la red eléctrica 50Hz o 60Hz según donde estemos. El múltiplo (n) de la frecuencia fundamental, determina el rango de la componente armónica. Un ejemplo, el tercer armónico de una red eléctrica de 50 Hz será 50 x 3 = 150 Hz. Los armónicos se clasifican según su amplitud, en porcentaje con la fundamental, y su paridad par o impar. Los de rango par tienen poca importancia, pues se anulan gracias a la simetría de la señal alterna, pero en ámbitos industriales (trifásica), los impares entran en fase y se suman en forma vectorial al conductor neutro, pudiendo provocar un calentamiento de este.
En algunos equipos eléctricos, además, se generan frecuencias armónicas de la fundamental a muy alta frecuencia, tales como osciladores internos de conmutación, redes LC que entran en resonancia por la frecuencia de red, etc... cuyo ejemplo podemos observar en las producidas por las fuentes de alimentación conmutadas (como por ejemplo, fuentes de ordenadores), o alimentadores de lamparas led, que en ocasiones carecen de circuitos supresores de estos armónicos, y que pueden colarse por la red eléctrica de nuestra instalación produciéndonos ruido en nuestros equipos de radio.
¿Cómo funciona un filtro de red?
Un filtro de red, es un filtro paso-bajo compuesto de componentes pasivos, normalmente bobinas y condensadores, que puede estar instalado directamente en el equipo eléctrico, o bien intercalarse entre este y la toma de red. Los factores determinantes de su funcionamiento serán la XL y XC que presentaran los componentes pasivos respectivamente.
La misión principal de un filtro de red es minimizar el nivel de radiación electromagnética (filtro EMI) que producen algunos equipos, como fuentes de alimentación conmutadas, sobre todo las que por bajo coste económico, son importadas sin los controles adecuados al respecto.
El funcionamiento básico es el siguiente:
A la entrada del filtro, XC (XC=1/(2πfC)) del condensador C1 presentará una impedancia de cortocircuito en corriente alterna muy grande a la frecuencia de red, por lo que esta circulará sin problema hacia la bobina L y a la segunda etapa de salida. C2, C3 y C4 se comportaran de igual forma. Igualmente la XL de la bobina será pequeña (XL=2πfL) y dejará pasar sin problema la frecuencia de red a través de ella.
Sin embargo, las frecuencias armónicas o parasitas son mas altas que la frecuencia de red, y esto hará que la XL de la bobina sea mas alta, oponiéndose al paso de estas, y sin embargo, XC disminuirá con lo que permitirá su paso a través de C1, expulsándola de nuevo hacia la red. Igualmente C2 intentará realizar la misma función que C1 en el caso de que alguna frecuencia armónica haya pasado por la bobina, e igualmente la misma función realizarán C3 y C4, aunque en este caso intentaran expulsarla por la toma de tierra adecuadamente conectada.
Por ello, se recomienda el uso de estos filtros EMI, con el fin de intentar al menos minimizar el efecto armónico y parásito que pueden afectarnos a nuestro transmisor. Si bien no siempre es efectivo según el nivel de ruido, es recomendable su uso.
Adicionalmente, podemos instalar a la salida de red ferritas en configuración EMC (choke de red) con el fin de intentar no dejar pasar RF desde la red y viceversa, y así intentar evitar generar ruido que puede recibirse e incluso transferirse en la instalación eléctrica.
La instalación básica y combinadas de estos elementos puede resumirse en el montaje de la imagen donde se muestran tanto el filtro de red, como los filtros EMI de distinto material de ferrita.
Fuentes utilizadas:Acadenas https://www.youtube.com/watch?v=J8EAuDA6k8I
http://j-rpm.com/2018/04/filtro-de-red-armonicos/
https://www.soselectronic.com/es/articles/schurter/por-que-necesito-un-filtro-para-la-linea-de-alimentacion-y-donde-debo-colocarlo-2261
https://gm3sek.com/2019/10/11/clean-up-your-shack-2019/
