Выпрямление переменного тока

**Евгений Штерн** · 28.07.2006, 10:55

Вопрос по выпрямлению переменного тока:

обмотка проводом ПЭЛ-1.0,
железо сечением 3.0 х 2.7 см = 8.1 кв.см
- в режиме холостого хода:
переменное напряжение на вторичной обмотке 7.5 В,
после диодного мостика и емкости 4400 мкф постоянное напряжение 10 В
- при нагрузке при токе 2 А:
переменное напряжение на вторичной обмотке 7.0 В,
после диодного мостика и емкости 4400 мкф постоянное напряжение на нагрузке 6.4 В

Как это может быть, что постоянное напряжение
на нагрузке меньше переменного на обмотке?
Ведь постоянное напряжение после двухполупериодного выпрямления вычисляется как U- = 1.41 * U~
и для ~7 В переменного напряжения на входе выпрямителя с конденсатором фильтра должно быть 7 * 1.41 = 9.8 В постоянного напряжения!

**Женя** · 28.07.2006, 12:28

Сообщение от Евгений Штерн

для ~7 В переменного напряжения на входе выпрямителя с конденсатором фильтра должно быть 7 * 1.41 = 9.8 В постоянного напряжения!

Только в режиме холостого хода, а если трансформатор нагружен номинально то
7 вольт минус падение на диодах.

**Dimon50002004** · 28.07.2006, 12:38

Попробуйте поставить диоды с барьером Шоттки. А лучше увеличить напряжение на вторичке.

**RU3AX** · 28.07.2006, 13:07

Во-первых, падение на двух (раз уж мост), включенных последовательно кремниевых диодах, - это около 1,2...1,4 В. Во-вторых, напряжение на конденсаторе при таких токах будет содержать заметную переменную составляющую (пульсации). Что в этой ситуации показывает вольтметр постоянного напряжения - это отдельный вопрос. Осциллограф дал бы точный ответ на Ваш вопрос.

**KOLHOZNIK** · 28.07.2006, 13:43

Сказывается влияние выходного сопротивления трансформатора.
Без нагрузки форма выходного напряжения на выходе трансформатора синусоидальная и отношение эффективного и амплитудного напряжений действительно равно 1,4.
При работе трансформатора с большим выходным сопротивлением на выпрямитель с ёмкостным фильтром верхняя часть синусоиды искажается ( примерно как в амплитудном ограничителе ) и отношение амплитудного и эффективного напряжений становиться меньше чем 1,4 и приближается к единице.
Из-за этого у Вас и получилось расхождение между ожидаемым и полученными значениями напряжения.

**Женя** · 28.07.2006, 14:24

Сообщение от KOLHOZNIK

у Вас и получилось расхождение

Нет здесь никакого расхождения. Здесь ещё трансформатор и фильт не полностью нагружен, а реально ещё меньше д.б. Не может постоянная составляющая на конденсаторе при нагрузке равнятся амплитудному значению. Она равна или если блок недогружен чуть больше эфективного напряжения (для sin)

Сообщение от RU3AX

Осциллограф дал бы точный ответ на Ваш вопрос.

**RU3AX** · 28.07.2006, 14:59

Сообщение от KOLHOZNIK

Сказывается влияние выходного сопротивления трансформатора.
Без нагрузки форма выходного напряжения на выходе трансформатора синусоидальная и отношение эффективного и амплитудного напряжений действительно равно 1,4.
При работе трансформатора с большим выходным сопротивлением на выпрямитель с ёмкостным фильтром верхняя часть синусоиды искажается ( примерно как в амплитудном ограничителе ) и отношение амплитудного и эффективного напряжений становиться меньше чем 1,4 и приближается к единице.
Из-за этого у Вас и получилось расхождение между ожидаемым и полученными значениями напряжения.

А почему выходное в данном случае большое? Вроде и уменьшение напряжения на обмотке под нагрузкой не такое уж большое, и сечение железа для данной мощности нормальное.

Но, в любом случае, осциллограф бы дал однозначный ответ...

**KOLHOZNIK** · 28.07.2006, 15:44

Сообщение от RU3AX

А почему выходное в данном случае большое? Вроде и уменьшение напряжения на обмотке под нагрузкой не такое уж большое, и сечение железа для данной мощности нормальное.

вольтметр на трансе показывает эфективное значение, конденсатор выпрямителя заряжается до амплитудного.
ток через диоды от транса течёт только на вершине синусоиды из-за чего она искажается и верхушка синусоиды ограничена, далее см. пост от 13:43.

Сообщение от Женя

Не может постоянная составляющая на конденсаторе при нагрузке равнятся амплитудному значению

конденсатор достаточно большой ёмкости заряжается именно до амплитудного значения, другое дело , что амплитудное значение у искажённой синусоиды ненамного отличается от эффективного.

**UR5SAJ** · 28.07.2006, 15:48

А какой диаметр провода на вторич. обмотке?

**Женя** · 28.07.2006, 16:00

Сообщение от KOLHOZNIK

конденсатор достаточно большой ёмкости заряжается именно до амплитудного значения

При холостом ходе.

Сообщение от KOLHOZNIK

конденсатор достаточно большой ёмкости

Он и заряжается дольше и под нагрузкой может и не успеть

Сообщение от KOLHOZNIK

до амплитудного значения

Постоянная времени "С" фильтра "R" нагрузки не такая уж здесь большая ~15 милисекунд.

**Евгений Штерн** · 28.07.2006, 17:33

Спасибо всем!
Синусоида искажается незначительно по сравнению с холостым ходом,
диаметр провода вторичной обмотки 1 мм,
выходное сопротивление вторичной обмотки небольшое, т.к. переменное
напряжение на ней меняется от 7.5 до 7.0 В при изменении тока нагрузки
от 0 до 2 А:
R = 0.5 / 2 = 0.25 Ом.
Получаем при 2А:

7.0 (вых. втор. обм.) * 1.4 - 1.2 (падение на диодах) = 9.8 - 1.2 = 8.6 в
а вовсе не 6.3 в!

**RU3AX** · 28.07.2006, 20:46

Сообщение от Евгений Штерн

Спасибо всем!
Синусоида искажается незначительно по сравнению с холостым ходом,
диаметр провода вторичной обмотки 1 мм,
выходное сопротивление вторичной обмотки небольшое, т.к. переменное
напряжение на ней меняется от 7.5 до 7.0 В при изменении тока нагрузки
от 0 до 2 А:
R = 0.5 / 2 = 0.25 Ом.
Получаем при 2А:

7.0 (вых. втор. обм.) * 1.4 - 1.2 (падение на диодах) = 9.8 - 1.2 = 8.6 в
а вовсе не 6.3 в!

Все это хорошо. Остается вопрос - форма сигнала на выходе. Оно ведь точно не постоянное.

**RU3AX** · 28.07.2006, 22:16

Ну и самое главное - это то, что при такой нагузке конденсатор просто не может зарядиться до амплитудного значения. Представьте себе для простоты, что эквивалентное сопротивление диода 1 Ом, а сопротивление нагрузки 3 Ома. Ни при каких обстоятельствах конденсатор не зарядиться до амплитудного значения напряжения, а только до 75 процентов. Т. е. диод не только элемент "вычитающий" 0,7 В, но и резистор, который влияет на временнЫе процессы в выпрямителе.

Дальше - хуже. Конденсатор еще между периодами и разряжается, поэтому вольтметр постоянного тока покажет значение меньше, чем это максимальное. Насколько? С ходу сказать трудно - зависит от того, как он обрабатывает сигнал. Обычный стрелочный синтегрирует и (очень грубо) покажет максимальное минус половину пульсаций...

Повторяю - это грубо, но объясняет неидеальной ситуации.

Пример. Недавно я обмерял обычный ВЧ детектор (однополупериодный выпрямитель). Так вот - напряжение на конденсаторе стало приближаться к 1,41 от амплитудного только, когда я измерил его вольтметром с входным сопротивлением 15 МОм. Получилось 1,39 ! А при 1 МОм в тех же условиях оно было где-то в районе 1,3 от амплитудного.