- •Оглавление
- •1. Основные определения
- •1.1. Основные пояснения и термины
- •1.2. Пассивные элементы схемы замещения
- •1.3. Активные элементы схемы замещения
- •1.4. Основные определения, относящиеся к схемам
- •1.5. Режимы работы электрических цепей
- •1.6. Основные законы электрических цепей
- •2. Эквивалентные преобразования схем
- •2.1. Последовательное соединение элементов электрических цепей
- •2.2. Параллельное соединение элементов электрических цепей
- •2.3.Преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду
- •2.4.Преобразование звезды сопротивлений в эквивалентный треугольник
- •3. Анализ электрических цепей постоянного тока с одним источником энергии
- •3.1. Расчет электрических цепей постоянного тока с одним источником методом свертывания
- •3.2. Расчет электрических цепей постоянного тока с одним источником методом подобия или методом пропорциональных величин
- •4. Анализ сложных электрических цепей с несколькими источниками энергии
- •4.1. Метод непосредственного применения законов Кирхгофа
- •4.2. Метод контурных токов
- •Порядок расчета
- •Рекомендации
- •4.3. Метод узловых потенциалов
- •4.4. Метод двух узлов
- •4.5. Метод эквивалентного генератора
- •5. Нелинейные электрические цепи постоянного тока
- •5.1. Основные определения
- •5.2. Графический метод расчета нелинейных цепей постоянного тока
- •6. Электрические цепи однофазного переменного тока
- •6.1. Основные определения
- •6.2. Изображения синусоидальных функций времени в векторной форме
- •6.3. Изображение синусоидальных функций времени в комплексной форме
- •6.4. Сопротивление в цепи синусоидального тока
- •6.5. Индуктивная катушка в цепи синусоидального тока
- •6.6. Емкость в цепи синусоидального тока
- •6.7. Последовательно соединенные реальная индуктивная катушка и конденсатор в цепи синусоидального тока
- •6.8. Параллельно соединенные индуктивность, емкость и активное сопротивление в цепи синусоидального тока
- •6.9. Резонансный режим в цепи, состоящей из параллельно включенных реальной индуктивной катушки и конденсатора
- •6.10. Мощность в цепи синусоидального тока
- •6.11. Баланс мощностей
- •6.12. Согласованный режим работы электрической цепи. Согласование нагрузки с источником
- •7. Трёхфазные цепи
- •7.1. Основные определения
- •7.2. Соединение в звезду. Схема, определения
- •7.3. Соединение в треугольник. Схема, определения
- •7.4. Расчет трехфазной цепи, соединенной звездой
- •7.5. Мощность в трехфазных цепях
- •8. Переходные процессы в линейных электрических цепях
- •8.1. Общая характеристика переходных процессов
- •8.2. Переходные процессы в цепях с одним реактивным элементом
- •9. Несинусоидальные периодические токи.
- •10. Электроника. Введение.
- •10.1. Полупроводниковые материалы.
- •10.2 Полупроводниковые диоды.
- •10.3. Биполярный транзистор
- •10.4. Полевые транзисторы.
- •10.5. Тиристоры.
- •11. Усилители электрических сигналов
- •11.1. Общие сведения, классификация и основные характеристики усилителя. Типовые функциональные каскады полупроводникового усилителя.
- •11.2. Анализ работы транзисторного усилителя. Понятие о классах усиления усилительных каскадов.
- •11.3. Температурная стабилизация режимов в транзисторных усилителях. Особенности работы усилителя на полевом транзисторе.
- •11.4. Избирательные усилители. Усилители мощности. Усилители постоянного тока.
- •11.5. Анализ дифференциального усилителя.
- •11.6. Операционный усилитель (оу). Схемы стабилизации и повышения входного сопротивления оу.
- •12. Источники вторичного электропитания
- •12.1. Классификация, состав и основные параметры.
- •12.2. Показатели выпрямителей однофазного тока.
- •12.3. Трехфазные выпрямители. Внешние характеристики выпрямителей.
- •12.4. Принцип работы выпрямителей на тиристорах.
- •12.5. Сглаживающие фильтры и оценка эффективности их работы.
- •12.6. Компенсационные стабилизаторы напряжения и преобразователи постоянного тока в переменный.
- •13. Основы цифровой электронной техники
- •13.1. Анализ логических устройств.
- •13.2. Логические операции и способы их аппаратурной реализации.
- •13.3. Сведения об интегральных логических микросхемах.
- •13.4. Схемотехнические и конструктивно-технологические особенности логических микросхем различных серий.
- •13.5. Принципы функционирования цифровых устройств комбинационной логики.
12.2. Показатели выпрямителей однофазного тока.
Однополупериодное выпрямление(рис. 12.2). При заданном входным напряжении
для нечетных его полупериодов n, т. е.
выпрямленный ток в нагрузочном резисторе
(12.3)
где Um— амплитуда входного напряжения;Im— амплитуда выпрямленного тока.
При амплитуде выпрямленного тока
средний ток (напряжение) в нагрузочном резисторе
(12.4)
а действующий ток (напряжение) в нагрузочном резисторе
(12.5)
Максимальное обратное напряжение на диоде
Спектральный состав выпрямленного тока (результат разложения однополупериодных импульсов выпрямленного тока в ряд Фурье)
Коэффициент пульсации [см. (12.1)], равный отношению амплитуды низшей (основной) гармоники к среднему значению выпрямленного тока, при наличии первой гармоники
(12.6)
Как видно из выражения (12.6), однополупериодное выпрямление имеет низкую эффективность из-за пульсаций выпрямленного тока (напряжения), а потому находит ограниченное применение.
Рис. 12.2. Схема однополупериодного выпрямителя переменного тока
Двухполупериодное выпрямление.Для того чтобы в нагрузку поступал ток в течение обоих полуперидов входного синусоидального напряжения, применяется схема с двумя (с использованием средней точки вторичной обмотки входного трансформатора — рис. 12.3, а) или четырьмя (мостовая схема выпрямления - рис. 12.3, б) диодами.
В схеме с двумя диодами используется входной трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена в виде двух полуобмоток, со средней точкой (для подключения нагрузочного резистора Rн). К двум другим концам полуобмоток подключаются диоды VD1 и VD2, как показано на рис. `11.3, а. Диоды включены так, что ток в нагрузке в течение обоих полупериодов входного напряжения имеет одинаковый знак.
Мостовая схема выпрямления использует четыре диода, соединенных по мостовой схеме (рис. 12.3, 6), для поочередной работы противоположно расположенных диодных пар.
На рис. 12.3, в приведена одинаковая для указанных способов осциллограмма выпрямленного тока, протекающего через нагрузку Rн.
Рис. 12.3. Схема выпрямления синусоидального напряжения: двухполупериодная с использованием среднейточки вторичной обмотки трансформатора (а); мостовая (б); временная диаграмма выпрямленного тока (в)
Как видно из рисунка, закон изменения выпрямленного тока остается неизменным как для нечетных, так и для четных интервалов времени. Тогда с учетом идеализированной ВАХ диода для трансформаторной схемы (пренебрегая активным сопротивлением провода вторичной обмотки трансформатора) выпрямленный ток
Соответственно для мостовой схемы выпрямленный ток
Из приведенных выражений очевидна идентичность мгновенного тока в нагрузке для обеих нелинейных схем. Поэтому средний ток в нагрузке
(12.7)
действующий ток в нагрузке
(12.8)
Сопоставляя выражения (12.7) с (12.4) и (12.8) с (12.5), можно отметить, что при двухполупериодной схеме выпрямления средний ток вдвое, а действующий в корень из двух раз (т. е. приблизительно на 40%) превышают аналогичные показатели однополупериодной схемы выпрямления.
Максимальное обратное напряжение на диодах для трансформаторной схемы
а для мостовой схемы
где Um— амплитуда входного напряжения в нелинейной цепи.
Следовательно, в мостовой схеме выпрямления диоды используются по обратному напряжению в более облегченном режиме. Спектральный состав выпрямленного тока или напряжения
(12.9)
Анализ (12.9) показывает, что в выпрямленном токе отсутствует первая гармоника. Поэтому низшей (основной) гармоникой тока при двухполупериодном выпрямлении является вторая гармоника
Тогда коэффициент пульсации (по второй гармонике)
Заметим, что двухполупериодное выпрямление характеризуется заметно меньшей пульсацией, чем однополупериодное, а потому находит более широкое применение на практике.