1.Определение параметров трансформатора

1.Из этой формулы найдем амплитудное значение напряжения u_2m = πU_о.

2.действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора определим по формуле

u₂ = πU_о/ .

3. ток во вторичной обмотке трансформатора

i₂ = π i₀/ 2.

4.Зная напряжения первичной (u_с = u₁) и вторичной u₂ обмотке трансфор-матора найдем коэффициент трансформации К_т= u₂/u₁, а затем определим ток в первичной обмотке трансформатора

i₁ = К_т i₂.

5.Так как действующие значения напряжения и тока во вторичной обмотке трансформатора u₂, i₂ и в первичной обмотке u₁, i₁ определены (выше), можно найти соответственно мощности в обмотках трансформатора.

Р₁= i₁ u₁; Р₂= i₂ u₂….

6. Типовая (габаритная) мощность будет равна

Р_тип. = 1/2 (Р1 + Р2 + ….) ≥3 Р_0, где Р₀ = U_оi_о.

7. Коэффициент использования трансформатора К_исп.= Р₀/ Р_тип.=1/3.

2.Определение параметров диода

1.Обратное напряжение на диоде определим по формуле

U_обр= u_2m = π u₀.

2.Прямой ток через диод равен среднему значению тока через сопротивле-ние нагрузки

i_vd.пр.= i_о.

3.Коэффициент пульсации выходного напряжения

отношение амплитуды напряжения первой гармоники (u_~1) выпрям-ленного напряжения к среднему значению выпрямленного напряжения (u₀) называется коэффициентом пульсации (к_п).

В начале определяется переменная составляющая напряжения выпрямленого напряжения, которая определяется по формуле Фурье

,

а затем находим коэффициент пульсации выпрямленного напряжения на нагрузке

к_п= u_~1/u₀ или К_п=1,57 = π/2.

4.Частота выпрямленного напряжения равна f₀ = f_c.

5.Фазность схемы выпрямителя

m = p × n, где p =1 – число вторичных обмоток трансформатора, а n =1– число импульсов тока за период приложенного напряжения, m = 1х1=1.

Преимущества и недостатки схемы выпрямителя.

1. Преимущество- простота, используется всего один диод.

2. Недостатки:

2.1.Низкая частота выпрямленного напряжения - с этим связан большой коэффициент пульсации выпрямленного напряжения;

2.2.Большое обратное напряжение на диоде U_обр= u_2m = π u₀.

2.3.Происходит подмагничивание сердечника трансформатора.

5.2. Однофазная мостовая схема выпрямителя

Область использования: схема может работать на все виды нагрузок: емкостную, индуктивную, активную и смешанную с выходным напряжением u₀ примерно равным (10-15) – (200–300) вольт. Мощность на выходе выпрямителя (на нагрузке) – можно получить примерно в пределах от 10 до 300 ватт. схема нашла широкое распределение на практике (рис.3).

Принцип действия схемы сводится к следующему. Если к первичной обмотке трансформатора подвести напряжение сети переменного тока u_с = u₁, то на вторичной обмотке будет напряжение u₂. К этой обмотке трансформатора подключена одна диагональ диодного моста VD1-VD4, а вторая диагональ этого моста подключена к потребителю - нагрузке R_Н.

Если полярность напряжения во вторичной обмотке рис.3 (+ плюс –минус) без скобок, то открыты диоды VD2, VD3 и ток будет протекать по пути плюс + на вторичной обмотке через диод VD2 - сопротивление нагрузки R_Н – диод VD3 – к минусу и на сопротивлении нагрузки будет создаваться падение напряжения.

При смене полярности напряжения во вторичной обмотке трансформатора (знаки со скобками) ток будет протекать от плюса в скобках через диод VD4 и сопротивление нагрузки (в том же направлении) через диод VD1 и далее к минусу в скобках вторичной обмотки трансформатора.

Таким образом, за период синусоидального напряжения на нагрузке будет две (положительные) полуволны выпрямленного напряжения (см.нижнюю диаграмму на рис.3).

Трансформатор.

1.Напряжение u₀ на нагрузке равно

u₀=2u_2m/π,

где u_2m = u₂ – амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

2.Из этого (1) выражения определим действующее значение напряжения u₂ во вторичной обмотке трансформатора

u₂ = π u₀/ (2 ).

3.Действующее значение i₂ тока через вторичную обмотку трансформато-

ра вычислим по формуле

i₂ = πi_о/(2 ).

а (схема) Рис.3 б (врем.диагр.)

4.Типовая (габаритная) мощность трансформатора определяется по формуле

Р_тип = 1, 23Р₀.

диод.

1.Величину обратного напряжения на диоде можно определить по формуле

u_0бр.= u_2m= (πu₀)/2 =1,57 u_0.

2.Прямой ток через диод найдем из выражения

i_vd.пр = i_о/2.

пульсации напряжения.

на выходе выпрямителя (на нагрузке) u_~1 = (2/3)u₀.

4. Коэффициент пульсации (к_п) выпрямленного напряжения на выходе (на нагрузке): это есть отношение амплитуды напряжения первой гармоники (u_~1) выпрямленного напряжения к среднему значению выпрямленного напряжения (u₀).

Переменная составляющая напряжения выпрямленного напряжения u_~1

к_п= u_~1/u₀ = (2/3)u₀ = 0,67 или (67%).

5.Частота выпрямленного напряжения определяется по формуле

f₀ =2 f_cети.

6.фазность выпрямителя равна (число импульсов выпрямленного напряжения)

m =2.

Эффективность сглаживания пульсаций напряжения на нагрузке при емкостном характере нагрузки обеспечивается при условии, когда mὼсr_Н>(3-4) π. В этом случае сr_Н > (1,5 – 2сек.) (2π /mὼ).

Преимущества схемы выпрямителя (по сравнению с предыдущей схемой выпрямителя).

1. Малое значение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения.

2. Большее значение частоты выпрямленного напряжения.

3. Меньшее значение обратного напряжения на диоде.

4. Схема может работать без трансформатора.

Недостатки схемы выпрямителя:

1.Используется четыре диода.

2.Большее падение напряжения на диодах.