Prostownik jednopołówkowy

              Najprostszy układ prostownika, zwany jednofazowym układem jednopołówkowym przedstawiony jest na rysunku

Prostownik jednopołówkowy:
a) schemat, b) przebieg czasowy napięcia zasilającego, c) przebieg czasowy napięcia na rezystancji obciążenia, d) przebieg czasowy prądu.

              Układ zawiera źródło napięcia sinusoidalnego u=Umsinwt, zawór elektryczny w postaci diody prostowniczej i rezystancję obciążenia R. Dzięki zaworowemu działaniu diody, prąd w obwodzie może płynąć tylko w jednym kierunku (jest to słuszne dla idealnego prostownika, gdyż w układzie rzeczywistym przy polaryzacji diody w kierunku zaporowym płynie niewielki prąd wsteczny).

Wartość chwilowa prądu jest określona zależnościami:

Jest to prąd tętniący (rysunek d). Przebieg napięcia uo na odbiorniku pokazany jest na rysunku c. Napięcie to jest napięciem tętniącym jednokierunkowym.

Wartość średnia U0sr  tego napięcia wynosi:

a   wartość skuteczna – U0

Prostownik dwupołówkowy

              Na rysunku przedstawiony jest układ prostownika dwupołówkowego, zwanego układem mostkowym (mostek Graetza).

Prostownik jednofazowy dwupołówkowy:
a) schemat, b) przebieg czasowy napięcia zasilającego, c) przebieg czasowy prądu obciążenia, d) przebieg czasowy napięcia na rezystancji obciążenia

Przy dodatniej półfali napięcia u przewodzą diody D1 i D2, a przy ujemnej - diody D3 i D4. Prąd płynący przez odbiornik ma ten sam kierunek w obu półokresach. Przebiegi napięć i prądów w układzie mostkowym przedstawiono na rys. c i d. Średnia wartość wyprostowanego napięcia, która w danym przypadku wynosi:

jest dwa razy większa niż w układzie prostownika jednopołówkowego.

Wartość skuteczna tego napięcia jest równa wartości skutecznej napięcia sinusoidalnego (przemiennego) i wynosi

W przyrządach magnetoelektrycznych prostownikowych można stosować oba przedstawione wyżej układy, ale przeważnie stosuje się prostowniki dwupołówkowe włączając ustrój magnetoelektryczny w miejsce rezystancji R. Przyrząd taki wyskalowany jest przeważnie w wartościach skutecznych prądu(napięcia) sinusoidalnego.

ZWIĄZKI WARTOŚCI ŚREDNIEJ I SKUTECZNEJ Z WARTOŚCIĄ MAKSYMALNĄ

Współczynnik kształtu – stosunek wartości skutecznej do wartości średniej

,          gdzie W – wielkość np. napięcie lub prąd.

Współczynnik szczytu – stosunek wartości maksymalnej do wartości skutecznej.

Współczynnik wypełnienia – stosunek wartości średniej do wartości maksymalnej.

WARTOŚCI WSPÓLCZYNNIKÓW DLA RÓŻNYCH KSZTAŁTÓW PRZEBIEGÓW

1.    Przebieg sinusoidalny przemienny o amplitudzie A :

Wsr = 0, Wsr(jednopołówkowo) = , Wsr(dwupołówkowo) =

Wsk = , Ks = =1.414, Kk = = 1.11, Kw =

2.    Przebieg trójkątny przemienny o amplitudzie A

Wsr = 0, Wsr(jednopołówkowo) = , Wsr(dwupołówkowo) =

Wsk = , Ks = =1.732, Kk = = 1.15, Kw =

3.    Przebieg prostokątny przemienny o amplitudzie A

Wsr = 0, Wsr(jednopołówkowo) = , Wsr(dwupołówkowo) = A

Wsk = A, Ks =1, Kk = 1, Kw = 1

Jeżeli chcemy zmierzyć przyrządem magnetoelektrycznym z prostownikiem wartość skuteczną przebiegu  o kształcie innym niż sinusoidalny, musimy znać jego współczynnik kształtu.

Wsr = Wskazanie / 1.11,                              Wsk = Wsr . Kk

3