Az igazítás elve
Elektronikus eszközök (erősítők, rádiók, számítógépek stb.) Működtetéséhez állandó feszültségre van szükség, amely akkumulátorok vagy akkumulátorok használatával érhető el. Azonban gyakrabban, mint elsődleges forrása a tápellátás használják ipari hálózat váltakozó feszültség
gyakorisággal # 969; 1 = 2πf. ahol f = 50Hz (Oroszország), vagy 60 Hz-es (US), és az effektív feszültség Vrms - 380/220 V (380 - a feszültség két fázis között, 220 - közötti feszültség fázis és a "nulla" huzal), Um = Vrms - amplitúdó feszültség. Az AC feszültségnek számos előnye van az elektromágneses energia távollétében történő továbbításakor. Különösen lehetséges a veszteségek csökkentése a Joule hő dQ-ra. amelynek Joule-Lenz-törvény szerinti egységnyi időtartam dt értékét az R vezető és az átfolyó áram ellenállása határozza meg:
A veszteségek csökkentése a vezeték ellenállásának csökkentésével érhető el: használjon alacsony fajlagos ellenállóképességű (arany, ezüst, réz) anyagokat; a huzal keresztmetszetének növelésére; használja a szupravezetés hatását. Az átviteli vonal áramának csökkentése azonban sokkal kedvezőbb és leghatékonyabb az átalakító hatás miatt, vagyis az elektromos energia árammal és feszültségértékekkel másokkal történő átalakításához egy transzformátor által létrehozott statikus elektromágneses eszköz segítségével. A transzformátor primer és szekunder tekercsében a Wk = uk ik (k = 1, 2) teljesítményértékek megközelítőleg egyenlő: u1 i1 ≈u2 i2. A szekunder tekercselés feszültségértékét az u2 = u1 n2 / n1 reláció határozza meg. ahol n1. n2 a transzformátor primer és szekunder tekercsének fordulata. A szekunder tekercsek számának növelésével a transzformátor kimenetén a feszültség növelhető, és ennek következtében csökkenthető az átviteli vonal áramerőssége. A nagyfeszültségű vezetékeket az elektromos energia továbbítására használják.
A másodlagos tápegység forrásait transzformátor segítségével a feszültség a kívánt értékre csökken.
Egy állandó feszültség megszerzése érdekében az egyenfeszültségű feszültséget egyenirányítóknak nevezik. Ezeknek az eszközöknek az alapja olyan elemek, amelyek egyirányú vezetőképességgel rendelkeznek: elektroacukád és félvezető diódák.
Ábra. 1. Félhullámú egyenirányító áramkör
Az 1. ábrán. 1. Megjelenik egy félhullámú félvezető egyenirányító sémája, amelyen: T-transzformátor, VD-dióda, R-terhelés, u2 (t). Ud. U - feszültség a transzformátor szekunder tekercselésére, a diódára és a terhelésre.
A germánium és a szilícium félvezető diódák áram-feszültség jellemzőit az 1. ábrán mutatjuk be. 2. Két elágazást különböztethetünk meg, amely megfelel a p-n csomópont különböző irányú elmozdulásának. Előrejelzéssel az anód (p-n csomópont p-szekciója) pozitív a katód (n-p-n-kapcsolódási réteg) vonatkozásában. A közvetlen torzítás növekedése a diódán átfolyó áram növelését eredményezi. Kis kitérések átfolyik a dióda áteresztési árama viszonylag kicsi, amíg a feszültség találkozásánál meghaladja a küszöbértéket által meghatározott közötti potenciálkülönbség az érintkező réteg p-n átmenet, ami egy potenciális akadályt az áram az előre irányban. A különböző diódák küszöbfeszültsége némileg különbözik egymástól, és általában tizedfeszültségnek számít: a germániumdiódák esetében ez a küszöbérték körülbelül 0,2 V, a szilícium 0,6 V.
Ha az alkalmazott feszültség jele megváltozik (a p-n csomópont fordított bias), az anód és a katód közötti feszültség polaritása negatív. A fordított irányú torzulás növekedése a fordított áram enyhe növekedését eredményezi, amíg a p-n csomópont megszakítási feszültségét el nem érik (a 2. pontban lévő A pont). A dióda áram-feszültség jellemzői (az A pontig) működő régiójában az előremenő áram aránya fordítottra nagyon nagy - ezer és ezer alkalommal.
ellenállása a dióda az előre irányban sokkal kisebb, mint az ellenállást az ellenkező irányba, ezért úgy lehet tekinteni, jellemző a szelep és a tényleges piecewise helyett egy szaggatott vonal, amely csak két szegmens. Ezután a 2. ábrán látható áramkörben lévő áramhoz. 1, írhatunk kifejezést
ahol S az idealizált áram-feszültség (az áram-feszültség jellemzőjének meredeksége) egyenes ágának meredekségének érintője.
Ha egy idealizált áram-feszültség jelleggörbe (2) (egy felső tartományában a bal oldali ábra. 3) előírni egy váltakozó feszültségű (1) (az alsó régióban a bal oldali ábra. 3.) hatása alatt ez a feszültség áram fog folyni csak azokban félperiódusban, amikor a szeleptányér van nagyobb a katódra vonatkozó potenciál (a 3. ábra jobb oldala). Amikor a feszültség jele megváltozik, az áram a diódán átáramlik. A pillanatnyi áramerősséget a következő kifejezés határozza meg:
ahol RB = rp + rd az egyenirányító impedanciája, rtr a transzformátor szekunder tekercsének ellenállása, rd a kapu ellenállása (dióda) előrefelé. Általában az egyenirányító kiszámításánál figyelembe kell venni a transzformátor tekercsek reaktanciáját is, ami fontos a nagy terhelésáramoknál és a korrigált áram fázisainak száma több mint 3. Az alacsony fogyasztású egyenáramú kisfeszültségű egyenirányítók esetében a reaktancia figyelmen kívül hagyható, tekintve, hogy a transzformátor EMF-forrást jelent, amelynek belső ellenállása sokkal kisebb, mint a külső áramkör ellenállása. A számítások gyakran nem veszik figyelembe a szelepek ellenállását nyitott állapotban, mivel általában sokkal kisebbek a terhelésállóságnál.
Így az RH terhelésállóságon átfolyó áram pulzáló karakterrel rendelkezik, és csak az u2 (t) transzformátor szekunder tekercselésének feszültségének egyik félévében jelenik meg.
Ezért az egyenirányítót a 3. ábrán bemutatott séma szerint összeállították. 1-et, félhullám időszaknak nevezzük. A korrigált feszültség és áram állandó komponenseket tartalmaz (átlagosan az időszak alatt) U0. I0 és a változó komponensek (pulzálások) u. Ip.
A félhullámú egyenirányító hátrányai:
- nagy hullámosság arány;
- a korrigált áram és feszültség kis középértékei;
Vannak más egyenirányító áramkörök is, amelyekben a hálózati feszültség mindkét félidõjét használják. Az ilyen egyenirányítót teljes hullámú egyenirányítóknak nevezik. A leggyakoribb híd-egyenirányító, amelynek rendszere a 3. ábrán látható.
A váltakozó feszültséget a híd egy átlójára alkalmazzák, és a terhelési ellenállás egy másik átlóval van összekötve. Ebben áramkör, áram halad páronkénti szelepek VD 1, VD VD 2 és 4, VD 3. Az egyik félperiódusában feszültség, amikor a lehetséges az A pont nagyobb, mint a lehetséges a B pont, egy pár szelepek VD VD 1 és 4 viszi egy aktuális. A feszültség következő fele-ciklusában egy másik pár szelep áthalad az áram alatt. Így a váltakozó feszültség mindegyik félciklusában az egyik irányú pulzáló áram átáramlik a terhelési ellenálláson.
Az 1. ábrán. Az 5. ábra ebben az áramkörben lévő feszültségek és áramok oszcillogramjait mutatja. A felső ábra mutatja a kezdeti feszültséget, a következőket: az első és második karok áramának alakja. Az alsó grafikon az aktív terhelésen átáramló áram alakját mutatja.
Az egyenirányítók működésének minőségét a hullámossági együtthatók becsülik. A feszültség, a hullámossági együttható
ahol U0 az állandó feszültség értéke, Up az impulzusok amplitúdója. A feszültség-együttható állandó és váltakozó feszültségű voltmérőkkel mérhető. Az Un mérésekor figyelembe kell venni a mért feszültség típusát: ha a tényleges értéket méri, akkor Un = Ueff.
Ugyanazokkal a terhelésekkel és U m értékekkel, a teljes hullámú egyenirányító áramkör kisebb terheléssel áramlik át a terhelésen a félhullámú áramkörhöz képest.