Выпрямление переменного напряжения.

Выпрямление переменного напряжения – процесс преобразования переменного напряжения в постоянное или пульсирующее.

Выпрямление производят с помощью выпрямителей. Не управляемый диод изображают на схемах в виде треугольной стрелки.

Стрелка показывает проводящее направление. Сопротивление диода в проводящем направлении в тысячи раз меньше, чем в непроводящем. Изобразим вольтамперные характеристики диода. Для облегчения анализа пользуются идеализированной вольтамперной характеристикой, то есть, когда через диод идёт ток, падение напряжения на диоде равно нулю, следовательно, сопротивление диода равно нулю. Когда напряжение на диоде отрицательно, диод не проводит ток и сопротивление его бесконечно велико. Диод открывается, когда напряжение на нём увеличиваясь становится равным нулю, и закрывается, когда ток через него уменьшаясь становится равным нулю.

Рассмотрим схему однополупериодного выпрямления.

В основе решения лежит второй закон Кирхгофа: . Падение напряжения на диоде и ток, текущий через диод, друг друга исключают. Ток, текущий через диод, равен нулю, только если величина ЭДС положительна, то есть (). Если , то . Если величина ЭДС отрицательна, то есть (), то ток, текущий через диод, равен нулю, то есть .

Схема двухполупериодного выпрямления.

Диоды работаю попарно: в первый полупериод (от до ) ток течёт через диод , сопротивление нагрузки, диод и замыкается в источник, при этом диоды и закрыты. Во второй полупериод (от до ), когда ЭДС меняет знак, ток идёт через диод , нагрузку, диод и возвращается в источник. Направление тока в нагрузке не меняется. Для сглаживания пульсаций этого напряжения применяются электрические фильтры. При этом используют законы коммутации, заключающиеся в том, что напряжение на ёмкости не может измениться скачком, также как и ток через индуктивность. Поэтому если последовательно с сопротивлением нагрузки включить индуктивность, а параллельно ёмкость, то удаётся сгладить пульсацию напряжения.

Электротехника и электроника