Неуправляемые выпрямители: однофазный мостовой выпрямитель: принцип действия, диаграммы работы, основные энергетические соотношения.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время выбор силовых трансформаторов, предлагаемых рынком, для радиолюбителей довольно широк. Но несмотря на это, не все предлагаемые трансформаторы идеально подходят для нужд радиолюбителя (по току, напряжению, количеству обмоток и т.д.), и поэтому довольно часто ему приходится самостоятельно изготавливать силовые трансформаторы для своих разработок и собираемых конструкций.
Целью данной работы является изучение неуправляемых выпрямителей, однофазного мостового выпрямителя тока, принципа его действия, основных энергетических соотношений.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить ряд задач, таких как:
 рассмотреть особенности работы выпрямителей тока;
 изложить энергетические показатели выпрямителей тока;
 охарактеризовать качество выпрямленного напряжения;
 проанализировать пути совершенствования качества выпрямленного напряжения.
Объектом исследования являются однофазные выпрямители тока, предметом – их энергетические показатели.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ НЕУПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ ТОКА

1.1 Особенности работы неуправляемых выпрямителей тока
Однофазный мостовой выпрямительный диод представляет собой прибор, который проводит ток только в одну сторону. В основе его конструкции лежит один p-n переход и два вывода. Данный диод изменяет ток переменный на постоянный. Кроме того, их повсеместно практикуют в электросхемах умножения напряжения, цепях, где нет жестких требований к показателям сигнала по частоте и времени.
Принцип работы данного устройства основан на особенностях p-n перехода. Возле переходов двух полупроводников располагается слой, в котором нет носителей заряда. Это запирающий слой. У него высокое сопротивление.
При влиянии на слой определенного внешнего переменного напряжения, толщина его становится меньше, а впоследствии и вовсе исчезнет. При этом возрастающий ток называется прямым. Он проходит от анода к катоду. Если внешнее переменное напряжение будет иметь иную полярность, то запирающий слой будет больше, сопротивление увеличится.
По конструкции различаются приборы двух видов: плоскостные и точечные. В промышленности более всего распространены кремниевые (обозначение — Si) и германиевые (обозначение — Ge). У первых рабочая температура более высокая. Преимущество вторых состоит в малом падении напряжения при прямом токе.
Принцип обозначений диодов – это буквенно-цифровой код:
 Первый элемент – обозначение материала, из которого он выполнен,
 Второй определяет подкласс,
 Третий обозначает рабочие возможности,
 Четвертый является порядковым номером разработки,
 Пятый – обозначение разбраковки по показателям.
Вольт-амперную характеристику (ВАХ) однофазного мостового выпрямителя можно графически представить. Из рис. 1 можно заключить, что ВАХ однофазного мостового выпрямителя нелинейная.
В начальном квадранте Вольт-амперной характеристики ее прямая ветвь отражает максимальную проводимость однофазного мостового выпрямителя, когда к нему приложена прямая разность потенциалов. Обратная ветвь (третий квадрант) ВАХ показывает ситуацию низкой проводимости. Это происходит при обратной разности потенциалов.
Реальные Вольт-амперные характерис