За да работите с електронните устройства (усилватели, радиоприемници, компютри и др.) Изисква постоянно напрежение, което може да се получи с помощта или батерии. Въпреки това, по-често се използва като първичен източник на енергия промишлена променливо напрежение на мрежата
с честота # 969; 1 = 2πf. където е = 50Hz (България) или 60 Hz (САЩ) и ефективното напрежение Vrms - 380/220 V (380 - напрежение между две фази, 220 - между фазата на напрежение и "нула" проводник), Um = Vrms - амплитуда напрежение. Напрежението на променлив има няколко предимства в предаване на електромагнитна енергия на разстояние. По-специално, че е възможно да се намали загубата на топлина Джаул DQ. чиято стойност за единица време DT със закон на Джаул определена съпротива стойности R на проводника и токът през него аз:
намаляване загуба може да бъде постигнато чрез намаляване на вградени съпротивителни проводници: да се използват материали с ниско съпротивление (злато, сребро, мед); увеличи проводник напречно сечение; използвате ефекта на свръхпроводимост. Въпреки това, по-достъпни и ефективно намаляване на тока в предаването линия дължи на ефекта на трансформация, т.е. за преобразуване на електрическа енергия от една напрежение и текущи стойности в другата от статично електромагнитно устройство, наречено трансформатор. Мощност стойност Wk = UK IK (к = 1, 2) на първичните и вторичните намотки на трансформатора са приблизително равни: u1 i1 ≈u2 i2. Напрежението на вторичната намотка се определя от връзка u2 = u1 п2 / N1. където n1. n2 - броят на завъртанията на първични и вторични трансформаторни намотки. С увеличаване на броя на завъртанията на вторичната намотка може да се увеличи напрежението на изхода на трансформатора и следователно намаляване на размера на ток в електрическата линия. За се използва пренос на електрическа енергия, за високо напрежение.
вторичен източник на енергия чрез намаляване трансформатор напрежение се извършва до желаната стойност.
За постоянно напрежение се получава преобразуване на променливото напрежение използване на устройства, наречени изправители. В основата на тези устройства съдържа елементи с еднопосочен проводимост: други електронни и полупроводникови диоди.
Фиг. 1. токоизправител верига полувълнов
Фиг. 1 показва схема на токоизправител полупроводникови полувълнов в която: Т - трансформатор, VD - диод, R - натоварване, u2 (т). Уд. Un - напрежение на вторичната намотка на трансформатора, диод и товара съответно.
Характеристиките на ток-напрежение на германий и силициев полупроводников диод показани на Фиг. 2. Може да се разграничат два клона съответните изместване на р-п възел в различни посоки. Когато напред пристрастие анод (р слойна р-п възел) е положително по отношение на катода (п слойна р-п възел). Повишена напред пристрастия води до увеличаване на тока напред през диод. За малки премествания протича през диод напред ток е относително малък, докато напрежението на кръстопътя надвиши една пределна стойност, определена от потенциална разлика между контактния слой р-п възел, създавайки потенциал бариера за потока на ток в посока напред. Прага на напрежение различни диоди са малко по-различни един от друг и обикновено са няколко десети от волта: германиеви диоди за този праг от около 0,2 V до 0,6 V. силиций
При смяна на знака на приложеното напрежение (обратна пристрастия р-п-възел) напрежение полярността между анода и катода е отрицателен. Увеличаването на резултатите от обратната пристрастия в леко увеличение на обратен ток, докато докато достигне разпределението на напрежението на р-п възел (точка А на фиг. 2). работно диод характеристики ток-напрежение (в точка А), съотношението напред ток към обратната много големи - сто и хиляда пъти.
устойчивост на диода в посока напред е много по-малък от съпротивлението в обратна посока, така че може да се счита характеристика на вентила и действителната по части замени прекъсната линия, състояща се от само два сегмента. След това в течение контур, показан на фиг. 1, можем да пишете израза
където S - наклона на клон идеализирана волт-амперна характеристика (наклон на напрежение настоящите характеристики).
Ако идеализиран волт-амперна характеристика (2) (горна област на лявата страна на фиг. 3) за налагане на променливо напрежение (1) (долната част на лявата страна на фиг. 3) под действието на това напрежение ток ще тече само през тези половин цикли, когато клапанната пластина има по-висок потенциал по отношение на катода (дясната страна на фиг. 3). При смяна на знака на напрежение ток през диод става нула. Моментната стойност на тока за период определя от следното уравнение:
където RB = РТР + R EF - импеданс токоизправител РТР - съпротивление на вторичната намотка на трансформатора, г EF - устойчивост вентил (диод) в посока напред. В общия случай изчисляването трябва да вземе предвид токоизправителя и реактивно съпротивление на трансформаторни намотки, който е по същество при високи токове натоварване и включително отстранени текущата фаза повече от три. За ниска мощност токоизправител с малки течения натоварване съпротивление пренебрегвани предположи трансформатор източник едн с вътрешно съпротивление много по-малък, отколкото съпротивлението на външната верига. Когато изчисления са често не се вземат под внимание съпротивлението на клапана в отворено положение, тъй като те обикновено са много по-малки, отколкото съпротивлението на товара.
По този начин, на ток през товара резистор RH има пулсиращ характер и се появява само в един от половин периоди на напрежение на вторичната намотка на трансформатора и2 (т).
Следователно, токоизправител, сглобени като на фиг. 1, се нарича половин вълна. Изправено напрежение и ток съдържа DC компоненти (средно за период) U0. I0 и променливите елементи (пулсации) Un. Ip.
Недостатъци половин вълна токоизправител:
- голям пулсации фактор;
- малка средна стойност на изправено напрежение и ток;
Има и други токоизправителни схеми, които използват както на мрежово половин цикъл. Такива пълен амплитудни усилватели се наричат. Най-често мост токоизправител верига е показана на фиг.4.
Променливо напрежение се прилага към един диагонал на моста, и товарно съпротивление, свързано към друга диагонала. В тази схема, ток преминава двойки клапани VD 1, ВД ВД 2 и 4, VD 3. В един половин цикъл на напрежението, когато потенциалът на точка А е по-висока от потенциала на точка В, двойка клапани ВД ВД 1 и 4 ще носи ток. В следващия половин цикъл напрежение токът се подава друга двойка клапани. По този начин, във всеки половин цикъл на променливото напрежение преминава през товарното съпротивление на пулсации ток в една посока.
Фиг. 5 показва криви на напрежения и токове във веригата. Горната фигура показва първоначалното напрежение на следващите две - форма течения в първия и втория ръцете, съответно. Долната графика показва текущата форма на сигнала, преминаващ през резистивен товар.
Качеството на токоизправител пулсации изчислените коефициенти. За пулсации фактор
където U0 - магнитуд постоянно напрежение, Un - амплитудата на пулсациите. коефициент на пулсация може да се измери с помощта на волтметър постояннотокови напрежения. При измерване на ООН трябва да помисли за вида на измереното напрежение, ако измерената стойност ефективен, Un = Vrms.
В идентични натоварвания и стойности U съм пълен вълна токоизправител верига има по-малък пулсиращ ток през товара в сравнение с времето на вълната.
Свързани статии