Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Электротехника Выпрямление переменного тока
просмотров - 189

Нелинœейные цепи переменного тока

При гармоническом воздействии u=Umcosωt на нелинœейный элемент ток в нем имеет более сложную форму. В случае если ВАХ нелинœейного элемента аппроксимирована полиномом

i=а0+а1u+ а2u2+...+ аuхn,

то результирующее уравнение тока представляет собой сумму постоянной составляющей и гармонических составляющих (гармоник) с частотами, кратными частоте внешнего воздействия, так как

a2 (Umcosωt)2= 0,5Um2(1+cos2ωt)

a3 (Umcosωt)3= 0,25Um3(3cosωt+cos3ωt) и т.д

Гармоническая составляющая, частота которой равна частоте внешнего воздействия (к=1), принято называть первой гармоникой, гармоническая составляющая, частота которой в два раза превышает частоту внешнего воздействия (А=2),– второй гармоникой и т. д.

Все это иллюстрирует наиболее существенное свойство нелинœейных цепей, заключающееся в том, что их реакция на гармоническое воздействие содержит колебания различных частот (в том числе и нулевой), т. е. нелинœейная цепь является генератором колебаний, частоты которого отличаются от частоты внешнего воздействия.

При одновременном воздействии двух гармонических колебаний на нелинœейное сопротивление в результирующем токе появляются кроме гармоник с частотами ω1, ω2 ,2ω1, 2ω2 колебания суммарной ω1 + ω2 и разностной частот ω1ω2.

Это позволяет в электрических цепях с нелинœейными элементами:

а) преобразовать переменный ток в постоянный и постоянный в переменный;

б) выполнить умножение и делœение частоты;

в) провести модуляцию и демодуляцию высокочастотных колебаний;

г) произвести усиление напряжения или тока;

д) преобразовать желаемым образом форму входного напряжения.

Ниже рассмотрены некоторые из них.

Нелинœейные сопротивления с несимметричной вольт-амперной характеристикой (полупроводниковые диоды) применяются для преобразования переменного тока в постоянный.

Простейшая схема электрической цепи с одним полупроводниковым диодом (однополупериодное выпрямление) приведена на рис 6.13, а.

При анализе режимов работы выпрямителя сопротивление диода прямому току принимается равным нулю: при этом диод рассматривается как идеальный – в прямом направлении он пропускает ток, а в обратном не пропускает.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ток представляет собой периодическую несинусоидальную функцию в виде положительных полуволн синусоиды (рис.6.13, а):

при , и при .

Постоянная составляющая (среднее значение) тока

Действующее значение тока

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, если последовательно с нагрузкой включить амперметр, то показание прибора в зависимости от его системы будет равно (магнитоэлектрическая система) или (электромагнитная система).

Напряжение на нагрузке в схеме однополупериодного выпрямителя(рис. 6.13,а) имеетпостоянную составляющую

,

где U2max и U2 – амплитудное и действующее значения синусоидального напряжения вторичной обмотки трансформатора.

В отрицательный полупериод к запертому диоду приложено обратное напряжение Uобр = U2max = πU0, в связи с этим диод выбирают так, чтобы его допустимое обратное напряжение удовлетворяло условию Uобр доп > πU0 , а допустимый через диод ток – условию Iср доп > I0.

Схема двухполупериодного выпрямителясостоит из четырех диодов, включенных по так называемой мостовой схеме (рис. 6.13,б). Напряжение U2 в положительный полупериод открывает диоды VDVD3и от точки А к точке В по цепи VD1–RН–VD3протекает ток нагрузки In= I1,3. При этом диоды VDVD4заперты. В отрицательный полупериод напряжение U2 открывает диоды VDVD4и ток In= I2,4 течет от точки В к точке A по цепи VD2–RН–VD4, проходя по нагрузке в одном и том же направлении. В этой схеме постоянные составляющие тока I0 и напряжения Uo в 2 раза больше, чем в однополупериодной схеме:


Читайте также


  • - Выпрямление переменного тока

    Рассмотрим однопериодное выпрямление (рис. 9.12а). Рис. 9.12. Электрическая схема (а) и временные диаграммы тока и напряжения (б) Сопротивление диода Ri, определяемое крутизной характеристики (рис. 9.12) не является постоянной величиной. Однако для упрощения расчета считаем... [читать подробенее]


  • - Выпрямление переменного тока

    Рассмотрим однопериодное выпрямление (рис. 9.12а). Рис. 9.12. Электрическая схема (а) и временные диаграммы тока и напряжения (б) Сопротивление диода Ri, определяемое крутизной характеристики (рис. 9.12) не является постоянной величиной. Однако для упрощения расчета считаем... [читать подробенее]


  • - Выпрямление переменного тока

    Нелинейные цепи переменного тока При гармоническом воздействии u=Umcos&... [читать подробенее]