Здесь принимаются все самые невообразимые вопросы... Главное - не стесняйтесь. Поверьте, у нас поначалу вопросы были еще глупее :)
Ответить

Выпрямление переменного тока

Ср июл 19, 2006 11:01:45

Простейшая схема - диод и последовательно присоеденные к нему, паралельно к друг другу конденсатор С и сопротивление нагрузки R.

a) В те периоды времени, когда диод заперт, конденсатор C разряжается через сопротивление нагрузки R, при этом, получается, между ними течет общий ток и Ic=Ir, верно?
Но с другой стороны...
б) Диод преобразует простейший входящий синусоидальный сигнал в сложный, содержащий кроме всего прочего постоянную составляющую, которую выделяют путем правильного подбора параметров RC. Конденсатор C здесь играет роль частотно-зависимого сопротивления, шунтирующего переменные составляющие тока.
Таким образом, через конденсатор с проходят переменные составляющие тока, а через сопротивление нагрузки r течет почти постоянный ток, т.е., выходит, Ic не равен Ir, даже в периоды, когда диод заперт.

Приходим к тому, что а) противоречит б). Где здесь ошибка?

Ср июл 19, 2006 11:27:59

а) Ic=Ir, но это спадающий ток, т.к. кондер разряжается.
б) диод ничего никуда не преобразует. он просто отсекает вторую часть полуволны синусоиды. Никакой постоянной составляющей после диода нет. Она образуется на конденсаторе (накопителе), когда диод заперт.
На полностью разряженном кондере при протекании тока заряда форма сигнала - первая половина синусоиды, по времени - вплоть до точки ее размаха. Далее - кондер просаживается на нагрузку, пока диод заперт. Напряжение на нем спадает прямопропорционально току нагрузки.
На следующей полуволне синусоиды кондер дозаряжается до своего максимума.
А когда диод снова запирается, кондер снова просаживается на нагрузку.
Через нагрузку течет вовсе не постоянный ток, а ток, обусловленный амплитудой выпрямленного напряжения и размахом пульсаций выпрямленного напряжения.
Пульсации есть разница между амплитудой выпрямленного напряжения и напряжением, до которого успевает разрядиться кондер к моменту прихода следующей полуволны синусоиды.

Возвращаясь к а), Ic=Ir=Iн, к уменьшающемуся току, и к Iд=Ic+Ir, к току диода, возрастающему току, получаем, что через Ir как раз и течет вовсе не постоянный ток, а ток, обусловленный пульсацией. Она зависит обратно от емкости конденсатора.

Чт июл 20, 2006 09:18:38

т.к. потребление тока идет тока одну полуволну когда диод открыт постоянная составляющая появляется в э.д.с. самоиндукции вторичной обмотки . Поэтому транс при такой схеме буит больше греться и соответсвенно надо буит брать на большую мощность. Кроме токо коэфициент выпрямления 0.45 что требует большого фильтра С. Такие схемы обачно используют в низковольтных стабилизаторах ибо на мосте падает около 1 В.

Чт июл 20, 2006 09:53:29

Если рассматривать целостный сигнал, то картина получается верная, а если исходить с точки зрения спектрального состава, как это деляается
в цитируемой ниже книге Р. Свореня "Транзисторы: шаг за шагом" то возникает путаница:

Спектр получившегося пульсирующего тока содержит гармоники с частотами, кратными частоте повторения импульсов.
...
Кроме гармоник, в получившемся пульсирующем токе Iвып есть еще одна составляющая — постоянный ток I=. Появление этой постоянной составляющей связано с тем, что, хотя ток в цепи диода все время меняется, заряды толчками, нмпульcами двигаются всегда в одну сторону. Это постоянное смещение зарядов как раз и отображается постоянной составляющей I=. В то же время изменение тока, его пульсация отображаются всем набором гармоник.
Полупроводниковый диод в нашей схеме проводит огромную работу-он из простейшего синусоидального сигнала создает очень сложный сигнал с богатым спектром, с большим числом гармоник.


Постоянную составляющую создает сам диод, а RC только ее выделяет

Полностью избавиться от переменных составляющих выпрямленного тока практически нельзя, да это и не нужно.
Нужно лишь ослабить их в определенное число раз, с тем чтобы эти переменные составляющие стали значительно слабее постоянной. А чтобы ослабить переменный ток, идущий в нагрузку, нужно создать для него более легкий обходный путь. Причем этот обходный путь должен быть легким только для переменных составляющих, иначе вместе с ними мы ослабим и постоянную составляющую I=.
Простейшим фильтром выпрямителя может служить конденсатор Сф, подключенный параллельно нагрузке Rн. Постоянную составляющую этот конденсатор (как и всякий другой!) не пропускает, а для переменной он ведет себя как резистор, сопротивление котрого Хс зависит от частоты f и емкости Сф.
Емкость конденсатора Сф выбирают с таким расчетом, чтобы его сопротивление Хс было значительно меньше, чем Rн первой гармоники выпрямленного тока, то есть для его самой низкочастотной синусоидальной составляющей. При этом исходят из того, что если конденсатор достаточно хорошо отводит от нагрузки, достаточно легко пропускает через сейя первую гармонику, то он еще легче пропустит высшие гармоники, имеющие более высокие частоты, потому что емкостное сопротивление конденсатора уменьшается с частотой.


Ну, разве тут речь идет не о том, что переменнные составляющие на R ослабляются именно из-за того, что большую часть ее берет на себя С, но раз так, разве это не значит, что соотношение Id=Ir+Ic должно выполняться всегда, а не только в периоды когда диод открыт?
Хотя еще раз повторюсь, если рассматривать схему с позиции целосного сигнала, а не с помошью разделения на спектры, то соотношение Ic=Ir в периоды когда диод заперт очевидно.

Чт июл 20, 2006 10:30:37

Iд=Ic+Iн выполняется всегда, всё прально :)
ну для верности Ic надо представить в виде Ic.зар и Ic.разр, то есть тока заряда кондера и тока разряда, причем Ic.зар=-Ic.разр. Ведь когда диод заперт, ток разряда конденсатора равен зарядному, но со знаком минус, энергия "вытекает" из кондера и питает нагрузку.
а соотношение Iд=Ic+Iн выполняется всегда, даже когда диод заперт... просто Ic будет со знаком минус. А поскольку Ic=Iн, то в итоге получится ноль, то есть тока через диод нету :)

Сложный спектр можно рассматривать как частные случаи от нашей ситуации, только при выпрямлении более высокочастотных напряжений. А там всё то же самое.

Чт июл 20, 2006 15:53:41

Автор приведённого урока скорее всего имел ввиду постоянную составляющую ряда Фурье в который можно разложить получившийся сигнал.Сигнал любой формы можно разложить в такой ряд. А автор тут чё-то больно наворотил.
Ответить