Основные теоретические положения. Выпрямительные устройства служат для преобразования синусоидальных напряжений и токов

Выпрямительные устройства служат для преобразования синусоидальных напряжений и токов. Различают неуправляемые и управляемые выпрямительные устройства. В неуправляемых выпрямителях используются диоды, а в управляемых – тиристоры.

Если источник э.д.с. синусоидальный, то u(t)=U_msinωt, а диод будем считать идеальным, то в нагрузке потечет ток i(t)=I_msinωt, I_m=U_m/r_н при U>0. (рис. 9.1). Постоянная составляющая тока нагрузки будет равна его среднему значению:

I_н0= = =I_m/π≈0,32I_m, (9.1)

где ω=2πf=2π/T – частота тока;

Т– период колебаний;

I_m– амплитуда тока.

а) б)

Рис. 9.1. Однополупериодный выпрямитель:

а) – схема, б) – временная диаграмма напряжения и тока

Действующее (среднеквадратическое) значение тока будет равно

I_Д = = = . (9.2)

Среднее значение напряжения на резисторе r_нпри U>0равно

U_н0 =r_нI_н0 =(r_нI_m)/π=U_m/π. (9.3)

Действующее (среднеквадратическое) значение напряжения

U_Д=r_нI= = . (9.4)

Активная мощность, отдаваемая источником

P=r_нI_Д²=(r_н(I_m)²)/4=U_m I_m/8. (9.5)

В 1901 году акад. В.Ф. Миткевичем была предложена двухполупериодная схема выпрямления (рис. 9.2). В ней приемник включается между общей точкой 2-х диодов и средней точкой трансформатора. В этой схеме положительные направления токов, проходящих по диодам, в нагрузке складываются и протекают в одном направлении. Постоянная составляющая I₀ по сравнению с однополупериодным выпрямителем будет в два раза больше:

I₀=2I_m/π=0,64I_m. (9.6)

а) б)

Рис. 9.2. Двухполупериодный выпрямитель:

а) – схема, б) – временная диаграмма

Действующее значение тока:

I_Д= = =0,707I_m. (9.7)

Действующее (среднеквадратическое) значение выпрямленного тока равно действующему значению синусоидального тока.

Двухполупериодный выпрямитель переменного тока может быть реализован и по мостовой схеме, приведенной на рис.9.3.

Рис. 9.3. Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя

У этого выпрямителя 4 диода образуют 4 плеча выпрямительного моста. В одну диагональ включен источник переменного напряжения ≈ U, а в другую – сопротивление нагрузки. Для мостовой схемы справедливы все соотношения, полученные ранее для двухполупериодного выпрямителя.

Дата добавления: 2014-10-14; просмотров: 268; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!