USMERNIKI

Naloga usmernika je, da izmenično napetost, ki ima obliko sinusoide pretvori v enosmerno napetost.

Izmenično napetost merimo v efektivnih voltih. Ker vse izmenične napetosti podajamo v efektivnih vrednostih tega posebej ne označimo. Vse druge vrednosti napetosti ali tokov pa posebej označimo z indeksom.

Efektivna napetost je: ali tok je:

Diodo kot usmerniški element začne prevajati pri napetosti 0,7V, v zaporni napetosti pa majhen tok zanemarimo.

Napetost, ki pripeljemo na diodo iz generatorja, bo diodo odprla le s pozitivno polperiodo. Takrat bo skozi breme stekel tok, ki bo enake oblike kot pozitivna polovica periode napetosti.

Takemu usmerniku pravimo “polvalni usmernik”.

Polvalni usmernik

Delovanje:

Ker je napetost na bremenu valovita, ne moremo določiti njene točne vrednosti, ampak določimo srednjo vrednost napetosti in toka.

Srednja vrednost je povprečna vrednost in je enaka ploščini napetosti, ki jo dobimo na izhodu.

 

Srednja vrednost napetosti na izhodu je: in srednja vrednost toka je: .

UM maksimalna vrednost napetosti na transformatorju, dobimo jo tako, da efektivno napetost, ki je ponavadi podana za izmenične napetosti pomnožimo s korenom iz dva.

Dioda, ki jo izberemo za usmernik mora:

Mostični polnovalni usmernik

Najpogosteje uporabljen usmernik je zgrajen s štirimi diodami v Greatz-ovem mostičnem vezju.

Delovanje:

Pozitivna polperioda: Slika a) in negativna polperioda: Slika b)

V prvi polperiodi prevajata diodi D1 in D3. Tok teče skozi diodo D1 preko bremena R in se zaključuje v transformatorju. V drugi polperiodi je polariteta na transformatorju obrnjena, tok teče najprej skozi diodo D2, skozi breme R in D4 ter se zaključuje v transformatorju.

Padec napetosti na mostičku je enak dvema padcema napetosti na diodi (1,4V). Zaporna napetost, ki jo morajo diode prenesti je enaka UM transformatorja.

Enosmerna izhodna napetost, ki je enaka srednji vrednosti pulzirajoče napetosti je:

in tok

 

Glajenje napetosti s kondenzatorjem

 

Kako hitro se kondenzator polni in prazni, je odvisno od časovne konstante:

t = R · C ,

kjer je R upornost, skozi katero se kondenzator C polni ali prazni. Velika časovna konstanta t pomeni počasnejše praznjenje in manjše utripanje napetosti na bremenu. Majhna časovna konstanta t pa pomeni hitro praznjenje kondenzatorja in večje utripanje napetosti ne bremenu.

 

Izračun izhodne napetosti usmernika, če imamo glajenje s kondenzatorjem

za polvalni usmernik

 

za polnovalni usmernik

ISR – srednji enosmerni tok bremena ali izhoda usmernika

f – frekvenca omrežja

C – kapacitivnost gladilnega kondenzatorja