Однополупериодные выпрямители
Выпрямителями называются статические преобразователи переменного тока в постоянный ток. Схемы выпрямителей зависят от циклов выпрямления “m” (количества пульсаций за период Т). При однополупериодном выпрямлении m=1.
На рис.8.1 изображена схема однополупериодного выпрямителя, построенного на одном диоде, а на рис.8.2 показаны временные зависимости мгновенного напряжения на входе выпрямителя, а также мгновенных значений напряжения и тока на выходе выпрямителя. Из временных зависимостей видно, что в течение первого полупериода диод VD пропускает только прямое (положительное) мгновенное напряжение, задерживая величину обратного (отрицательного) значения напряжения на входе выпрямителя. При этом по цепи проходит пульсирующий ток .
Вольтметром электромагнитного типа измеряют действующее значение переменного напряжения .
Рис.8.1. Схема однополупериодного выпрямителя
Рис.8.2. Временные зависимости мгновенных напряжений и тока
Действующее значение переменного напряжения равно среднеквадратному значению переменного напряжения за перод Т,которое определяется из выражения:
, (8.1)
так как .
Таким образом, действующее значение синусоидального напряжения связано с амплитудным значением напряжения выражением . При этом амплитуды прямого и обратного значений мгновенного синусоидального напряжения равны, то есть .
Для измерения выпрямленных значений напряжения и тока применяются приборы магнитоэлектрического системы, которые показывают средние значения напряжения и тока .
Средними значениями однополупериодного выпрямителя считают его средние значения напряжения и тока за половину периода. Так, среднее значение напряжения определяют по выражению:
(8.2)
Аналогично определяют среднее значение тока:
. (8.3)
Выпрямители характеризуются постоянными составляющими напряжения и тока (средними значениями и ), переменными составляющими, коэффициентом пульсаций и частотой пульсаций.
Кроме постоянных составляющих и , однополупериодные выпрямители имеют переменные составляющие тока и напряжения , равные амплитудам первых гармоник переменного напряжения (тока) на нагрузке, представленных в виде импульсного напряжения (тока), разложенных в ряд Фурье.
Переменные составляющие напряжения и тока при этом определяется выражениями:
; . (8.4)
Коэффициент пульсаций выпрямителя определяется отношением переменных составляющих напряжения (тока) к их постоянным составляющим. При однополупериодном выпрямлении
, (8.5)
что является недостатком схемы.
Частота пульсаций выпрямителя определяется выражением:
. (8.6)
Для однополупериодного выпрямителя частота пульсаций равна 50 герц.