Контрольная работа по Физике (стр. 5 из 5)

Схема и временные диаграммы двухполупериодного мостового выпрямителя с ёмкостным фильтром приведены на рис. 18. Емкость конденсатора С выбирают такой величины, чтобы сопротивление конденсатора х_сдля основной гармоники выпрямленного напряжения (частота f_о.г) было много меньше R_H, т.е.

При таком выборе величины ёмкости конденсатора его постоянная времени разряда значительно больше периода по сравнению с её величиной в отсутствии фильтра. Изменения выпрямленного напряжения и конденсатор C разряжается сравнительно медленно, т.е. напряжение на нём уменьшается незначительно. Это приводит к увеличению среднего значения напряжения U_H.cp на сопротивлении нагрузки.

Коэффициент пульсаций в однополупериодной схеме с емкостным фильтром рассчитывается по формуле:

Применение ёмкостного фильтра более эффективно при высокоомном нагрузочном сопротивлении, так как выпрямленное напряжение и коэффициент сглаживания имеют большие величины, чем при низкоомном нагрузочном сопротивлении.

На практике для сглаживания пульсаций применяют более сложные и эффективные LC фильтры.

10. Индуктивный электрический фильтр в выпрямительной схеме и его влияние на коэффициент пульсации выпрямленного тока.

Для упрощения предположим, что индуктивный фильтр в виде дросселя (рис. 19, а), включённый между выпрямителем и нагрузкой, имеет индуктивное сопротивление

, а активное сопротивление R_д=0.

Puc. 19. Индуктивный фильтр (а) и график его работы в однополупериодном выпрямителе (б).

При активном сопротивлении дросселя равным нулю постоянное напряжение на выходе индуктивного фильтра равно U_ср. Переменная составляющая выпрямленного напряжения создаёт падение напряжения как на индуктивности L, так и на сопротивлении нагрузки R_H. При достаточно большой величине L в индуктивном сопротивлении (

) будет теряться большая часть переменной составляющей напряжения (рис. 19, б).

Коэффициент сглаживания фильтра:

Из уравнения следует, что фильтр более эффективен при больших X_L(L) и малых R_H. Поэтому индуктивные фильтры целесообразно применять при малых R_H, т.е. при малых выпрямленных напряжениях U_cp и больших токах I_ср.

В однополупериодных выпрямителях при любом значении индуктивного сопротивления фильтра выпрямленный ток останется прерывистым (рис. 19, 6). На схеме с индуктивностью L нарастание тока в нагрузке идёт медленнее, чем при активной нагрузке, так как этому препятствует встречно направленная ЭДС самоиндукции e_L. При нарастании выпрямленного напряжения и тока нагрузки i электрическая энергия запасается в магнитном поле дросселя L, а при снижении напряжения ток в нагрузке поддерживается за счет накопленной электрической энергии дросселя.

Индуктивный фильтр более эффективно работает в двухполупериодных выпрямителях (рис. 20, а). Импульсы тока, проходящие поочередно через диоды VD1 и VD2, создают в нагрузочном резисторе R_H непрерывный ток i_H (рис. 20, б).

Рис. 20. Схема индуктивного фильтра с двухполупериодным выпрямителем (а) и временные диаграммы напряжений и токов (б)

При этом, как следует из временных диаграмм, форма кривой выпрямленного напряжения такова, что коэффициент пульсаций K_n значительно уменьшается.

Коэффициент пульсации на нагрузке: