Gleichrichter II (Klasse A)

Wie bereits im Kapitel Gleichrichter I gelernt, kann ich mit einer Diode nur die positive Halbwelle durchlassen. Um daraus eine nutzbare Gleichspannung zu erzeugen, benötigt man mindestens noch einen Kondensator. Wie in Schaltung 141 angegeben.

Bei der positiven Halbwelle leitet die Diode $D$ und lässt Strom fließen. In dieser Zeit lädt sich der Kondensator $C_L$ auf den Spitzenwert der Wechselspannung auf. Zum Zeitpunkt der negativen Halbwelle sperrt die Diode $D$ den Strom und der Kondensator $C_L$ entlädt sich über den Lastwiderstand $R_L$.

Somit stellt sich am Lastwiderstand $R_L$ eine pulsierende Gleichspannung $U_L$ ein (vgl. Abb.142). Um so größer die Kapazität des Kondensator ist, destso gleichmäßiger wird die Gleichspannung am Lastwiderstand geglättet.

Die Nulllinie befindet sich am unteren Rand der Darstellung.

Bei der Bemessung von Diode und Kondensator müssen wir jedoch wissen, dass die Trafo-Spannungen als Effektivspannungen ${U}_{Eff}$ angegeben werden. Somit müssen wir die Spitzenspannung $\hat{u}$ vorher bestimmen.

$\hat{u} = \sqrt{2} \cdot {U}_{Eff}$

Wenn an einem Transformator die Spannung ${U}_{a}$ = 15 V angegeben ist, rechnen wir $\hat{u} = \sqrt{2} \cdot {U}_{Eff} = \sqrt{2} \cdot {15} V = {21,21} V $. Somit wird sich ohne Last eine Leerlaufspitzenspannung von ca. 21 V einstellen.

AD302: Berechnen Sie für diese Schaltung die Leerlaufspannung an den Klemmen A – B.

Zirka 21 V

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Zirka 15 V

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Zirka 30 V

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Zirka 42 V

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Bei nachfolgender Frage müssen wir das Übersetzungsverhältniss vom Trafo anwenden, um unsere Ausgangsspannung zu ermitteln. Wir setzten also für die effektive Eingangsspannung ${U}_{Eff}$ ein zwanzigstel der Trafoeingangsspannung von 230 V ein. Von der Spitzenspannung können wir dann die Hälfte der Spannung nochmal addieren um den Sicherheitsaufschlag zu berücksichtigen.

AD303: Welche Spannungsfestigkeit des Kondensators sollte mindestens gewählt werden, wenn das Transformationsverhältnis 20:1 beträgt und ein Sicherheitsaufschlag auf die Spannungsfestigkeit von 50 % berücksichtigt werden soll?

25 V

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16 V

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35 V

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10 V

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Für die Lösung der folgenden Aufgabe müssen wir erkennen, dass der Spitzenwert der negativen Halbwelle und die Kondensatorspannung sich addieren und die Diode in Sperrrichtung belasten. Dies ist die höchste Spannung, die an der Diode in Sperrrichtung auftreten kann.

Wir rechnen: ${U}_{sperr} = 2 \cdot \hat{u}$

Zu berücksichtigen sind dann noch das Übersetzungsverhältnis 5 : 1 des Netztransformators und der Sicherheitsaufschlag von 20 %.

AD304: Bei einem Transformationsverhältnis von 5:1 sollte die Spannungsfestigkeit der Diode (max. Spannung plus 20 % Sicherheitsaufschlag) in dieser Schaltung nicht weniger als ...

156 V betragen.

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78 V betragen.

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90 V betragen.

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130 V betragen.

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