Cum se face rectificarea AC

După cum știți, centralele electrice produc curent alternativ. AC se convertește cu ușurință folosind transformatoare, se transmite prin fire cu pierderi minime, multe motoare electrice lucrează la curent alternativ, până la urmă, toate rețelele industriale și interne funcționează astăzi pe curent alternativ.

Cu toate acestea, pentru unele aplicații, curentul alternativ nu este adecvat fundamental. Bateriile trebuie să fie încărcate cu curent continuu, instalațiile de electroliză sunt alimentate cu curent continuu, LED-urile necesită curent continuu și mai sunt multe de făcut fără curent continuu, ca să nu mai vorbim de gadgeturile care sunt utilizate inițial baterii. Într-un fel sau altul, uneori este necesară extragerea curentului direct dintr-un curent alternativ prin transformarea acestuia, pentru a rezolva această problemă, ei apelează la rectificarea curentului alternativ.

Pentru rectificarea utilizării curente alternative redresoare cu diode. Cel mai simplu circuit de redresare care conține doar unul dioda semiconductoarese numește redresor cu jumătate de undă. Curentul alternativ aici trece prin înfășurarea primară a transformatorului, a cărei înfășurare secundară este conectată la anodul diodei cu unul dintre bornele sale și la circuitul de încărcare cu celălalt, care, la rândul său, fiind conectat la catodul diodei, închide circuitul secundar al transformatorului.

Luați în considerare ce se întâmplă în primul moment al timpului, când o tensiune pozitivă este aplicată anodului diodei în raport cu catodul său, acționând în prima jumătate a perioadei curentului alternativ.

În acest moment, electronii se deplasează de la catod la anodul diodei, prin firul înfășurării secundare a transformatorului, prin inductor și apoi prin sarcină - așa se închide circuitul. Când începe semiciclul opus, electronii nu pot pătrunde de la anod la catod, prin urmare nu există curent în circuit în această jumătate de perioadă. Odată cu debutul următorului semiciclu, procesul se repetă.

Deci, întrucât curentul din circuit curge doar în timpul uneia dintre jumătăți, acest tip de rectificare se numește rectificare cu jumătate de undă. Și datorită faptului că în perioadele semiactive negative curentul nu intră în circuitul de încărcare, forma sa se dovedește a fi pulsantă, deoarece acționează într-o singură direcție, deși se modifică ca mărime.

În acest circuit se folosește un filtru de netezire format dintr-un cilindru (inductor) și condensatori pentru a reduce nivelul de umplere a sarcinii și a face curentul aproape perfect constant. Circuitul filtrului practic nu permite trecerea componentei filtrului în sarcină, ci trece doar componenta constantă.

Bobina are o rezistență inductivă, care depinde de frecvența curentului, iar cu cât este mai mare frecvența, cu atât este mai mare rezistența inductivă a bobinei, astfel încât bobina rezistă la componenta alternativă a curentului pulsator. Bobina trece ușor componenta constantă.

Cu toate acestea, condensatorul trece componenta variabilă, dar nu trece constanta și cu cât este mai mare frecvența curentului, cu atât condensatorul îl trece mai puternic. În general, cu cât este mai mare capacitatea condensatorului și cu cât este mai mare inductanța bobinei inductorului, cu atât este mai mică schimbarea componentelor inutile în curentul direct care curge în mod specific prin sarcină.

Deci, atunci când o jumătate de undă pozitivă de curent acționează în circuit, primul condensator este încărcat la amplitudinea tensiunii alternative a înfășurării secundare (minus căderea de tensiune în interiorul diodei). Când jumătatea negativă acționează, energia electrică nu intră în condensator, iar aceasta, descărcându-se la sarcină, menține un curent constant în ea.

Dacă nu ar exista inductor, atunci întrucât tensiunea din condensator ar scădea în timpul acestui proces, curentul la sarcină ar avea cumva ondulări puternice. Pentru a reduce ondularea, se adaugă un circuit (bobină) în circuit și chiar cu un condensator suplimentar situat în spatele acestuia. Al doilea condensator preia curentul care curge prin inductor, care nu conține deja aproape nicio ondulare.

Pentru a netezi și mai bine ondularea, utilizați un redresor cu jumătate de undă. Un redresor cu jumătate de undă poate fi pus în aplicare în două moduri. Poate fi executat peste pod (constând din patru diode) sau include doar două diode, dar apoi înfășurarea secundară a transformatorului ar trebui să aibă de două ori numărul de rotații și ieșirea la mijloc între jumătățile înfășurărilor.

Un redresor cu jumătate de undă funcționează după cum urmează. În timpul uneia dintre jumătățile (de exemplu, pozitive), curentul este direcționat de la anod către catodul superior conform circuitului diodei, iar dioda inferioară nu trece curent la momentul respectiv, este blocată (singura diodă din redresorul cu o jumătate de undă se comportă la fel în timpul curentului cu jumătate de undă negativă) ).

Curentul se închide prin filtru, încărcare și apoi prin ieșirea din mijloc la înfășurarea transformatorului. Când are loc a doua jumătate de ciclu, polaritatea curentului este astfel încât dioda inferioară din circuit trece curentul prin filtru și prin sarcină, iar dioda superioară este blocată. În continuare, procesele se repetă.

Deoarece curentul este furnizat la sarcină în fiecare din cele două perioade, această rectificare se numește rectificare cu jumătate de undă, iar redresorul se numește redresor cu jumătate de undă. Pulsia de ieșire este văduvă mai mică decât cea a rectificării cu jumătate de undă, deoarece frecvența impulsurilor reduse este de două ori mai mare, inductanța inductorului este de două ori mai mare, iar condensatorii nu au timp să se descarce semnificativ.

Mai detaliat, aici sunt luate în considerare schemele tipice ale diverselor redresoare: Scheme de redresoare monofazate