1. Объяснить назначение, устройство и принцип действия однофазного мостового выпрямителя с выходными напряжениями разной величины.

Однофазный мостовой выпрямитель представляет собой электрическую схему, предназначенную для преобразования переменного тока в постоянный ток. Основное его назначение заключается в том, чтобы обеспечить постоянное напряжение на нагрузке, несмотря на синусоидальный характер входящего сигнала.

Основное назначение однофазного мостового выпрямителя — это преобразование переменного напряжения в постоянное. Это особенно важно в тех случаях, когда необходимо питать устройства постоянным напряжением, такие как радиоприемники, телевизоры, зарядные устройства и другие электронные системы, не говоря уже о ряде схем, работа которых возможна только используя постоянное напряжение.

Однофазная схема мостового выпрямителя состоит из четырех диодов, которые образуют так называемый "диодный мост". Эти диоды соединяются таким образом, что каждый полупериод переменного сигнала проходит через разные пары диодов и всегда направлен в одну сторону относительно нагрузки. Схема представлена на рисунке 6.4.1

Принцип работы однофазного мостового выпрямителя основан на свойстве диода пропускать электрический ток только в одном направлении. Когда на входе появляется положительная полуволна переменного тока, ток течет через диоды одну пару диодов расположенных противоположно по диагонали, в этот момент остальные диоды закрыты, поскольку они включены в обратном направлении.

Когда приходит отрицательная полуволна, ток начинает течь через вторую пару диодов, а первые закрываются. Таким образом, независимо от того, какая полуволна поступает на вход, ток через нагрузку всегда течет в одном и том же направлении.

Этот процесс называется двуполупериодным выпрямлением, потому что оба полупериода переменного сигнала используются для генерации постоянного тока.

Если мы используем средний отвод вторичной обмотки трансформатора, то напряжение на выходе будет отличаться от случая, когда мы подключаемся к полному выходу вторичной обмотки. Это связано с тем, что среднее значение напряжения между средним отводом и одним из концов обмотки составляет половину от полного значения напряжения между двумя концами обмотки.

Таким образом, если использовать полный диодный мост, подключённый ко всей вторичной обмотке, то выходное напряжение будет максимальным. Если же подключить нагрузку к средней точке обмотки, то на выходе получится лишь половина этого максимального напряжения.

2. Объяснить назначение, устройство и принцип действия однофазного мостового выпрямителя с разнополярными выходными напряжениями одинаковой величины.

Однофазный мостовой выпрямитель с разнополярными выходными напряжениями одинаковой величины — это специальная конфигурация однофазного мостового выпрямителя, которая предназначена для обеспечения двух независимых цепей питания с противоположными полярностями, но одинаковым уровнем напряжения. Такая схема часто применяется в устройствах, требующих двуполярного питания, например, в аудиоусилителях, операционных усилителях и других аналоговых схемах.

Основная цель такой схемы — создание двух независимых источников постоянного напряжения с разными полярностями (один положительный, другой отрицательный), но одинакового уровня. Это позволяет питать симметричные схемы, такие как дифференциальные усилители, стабилизаторы и другие устройства, работающие с двуполярным питанием.

Устройство однофазного мостового выпрямителя с разнополярными напряжениями включает две отдельные ветви, каждая из которых содержит по четыре диода, образуя два отдельных моста. Схема приведена на рисунке 6.6.1.

Работа схемы основана на принципе двунаправленного выпрямления, который обеспечивает протекание тока через нагрузку в обоих направлениях (от положительного выхода к отрицательному и наоборот) в зависимости от фазы входного переменного напряжения.

Таким образом, несмотря на изменение направления тока во входном источнике, направление тока через нагрузку остается неизменным, обеспечивая постоянное положительное напряжение на одном выходе и постоянное отрицательное напряжение на другом.

Однофазный мостовой выпрямитель с разнополярными напряжениями представляет собой эффективную и простую схему для получения двуполярного питания. Его основное преимущество заключается в возможности создания двух стабильных источников постоянного напряжения с противоположными полярностями, что делает его незаменимым элементом в ряде электронных систем.