16. Сглаживающие фильтры, назначение. Принцип действия с- фильтра. Почему увеличивается уровень выпрямленного напряжения и снижается коэффициент пульсации?

Сглаживающий фильтр — устройство для сглаживания пульсаций после выпрямления переменного тока диодным мостом( для подавления пульсаций выпрямленного напряжения.). Простейшим сглаживающим фильтром является электролитический конденсатор большой ёмкости, установленный на схеме параллельно нагрузке, соблюдая полярность конденсатора. 

Емкостной фильтр рассматривают не отдельно, а всегда совместно с таким прибором, как выпрямитель. Его действие основано на накоплении электрической энергии в электрическом поле конденсатора и его разряде при отсутствии тока через вентиль на сопротивление нагрузки(Rн). Причём конденсатор подключается параллельно к нагрузке.

Коэффициент сглаживания такого фильтра будет следующим

( ) ( )

где

К(1)-коэффициент пульсаций на входе выпрямителя при отсутствии ёмкости

К(2)-коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя при наличии ёмкости.

При увеличении m коэффициент сглаживания индуктивного фильтра увеличивается, а емкостного уменьшается.При увеличении   сглаживающее действие емкостного фильтра увеличивается, а индуктивного уменьшается.

Конденсатор аккумулирует энергию на верхушках и отдает в нагрузку ее на впадинах и тем самим сглаживает пульсации

Емкость заряжается до амплитуды питания, потому уровень относительно действующего (среднего) значения вырастает.  Из законов коммутации ясно, что напряжение на емкости скачком не меняется, поэтому происходит ее плавный разряд, который, хотя и зависит от формы питающего (входного) напряжения, но форму эту не сохраняет. Тогда, исходя, из первого условия, постоянная составляющая в напряжении после фильтра выше, отсюда и сниженный Кп.

17. Внешняя характеристика выпрямителя. Почему с ростом тока нагрузки уменьшается напряжение на нагрузки?

      Внешней характеристикой выпрямителя называют зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока нагрузки при неизменной величине входного напряжения.

      для двухполупериодного выпрямителя. Нелинейность характеристики объясняется нелинейностью ВАХ вентилей. Внешняя характеристика выпрямителя с - фильтром начинается с , равного амплитудному значению , до которого заряжается конденсатор Наклон характеристики зависит не только от активных сопротивлений в выпрямителе, но и от емкости . Чем больше , тем медленнее разряд (больше ) и меньше наклон характеристики.       Внешняя характеристика выпрямителя с фильтром начинается с того же значения , что и с - фильтром, но при малых быстро убывает за счет того, что быстро нарастает противо ЭДС самоиндукции дросселя. Далее следует плавный участок, где уменьшается за счет потери напряжения в обмотках трансформатора, вентилях, а также активном сопротивлении фильтра . Внешняя характеристика - фильтра имеет наибольший наклон по сравнению с другими, что объясняется значительным падением напряжения на сопротивлении фильтра.       Наклон внешней характеристики характеризует величину выходного внутреннего сопротивления выпрямителя. Чем круче спад характеристики, тем больше выпрямителя.