Выпрямитель - это устройство, которое преобразует переменное напряжение питающей сети в однонаправленное пульсирующее. Именно однонаправленное пульсирующее и назвать его постоянным немного некорректно. Существует и несколько иное определение: выпрямитель предназначен для преобразования переменного напряжения в импульсное напряжение одной полярности. Наиболее часто в выпрямителях применяются полупроводниковые диоды. Принцип выпрямления переменного напряжения основан на нелинейной ВАХ полупроводникового диода, у которого сопротивление в прямом и обратном включении p-n-перехода сильно отличаются. Выпрямители могут быть однополупериодные и двуполупериодные. К тому же они разделяются на однофазные и многофазные. Итак, начнем с однофазного однополупериодного выпрямителя на полупроводниковом диоде. 

    Рис. 1 - Схема однофазного однополупериодного выпрямителя и графики, поясняющие принцип ее работы

    Схема однополупериодного выпрямителя до боли проста и объяснять тут нечего. Для наглядности положительные  и отрицательные полуволны показаны разными цветами. Поскольку диод обладает свойствами односторонней  проводимости, на выходе получается пульсирующее напряжение одной полярности. Для  схемы характерны следующие параметры:

    Среднее значение выпрямленного напряжения: 
 
Действующее значение входного напряжения 
 
Среднее значение выпрямленного тока: 
 
Действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора: 
 
Коэффициент пульсаций 

    К достоинствам схемы можно отнести  простоту конструкции. Недостатки - большие  пульсации, малые значения выпрямленного  тока и напряжения, низкий КПД. Применяется  такая схема для питания низкоомных нагрузок, некритичных к высоким  пульсациям.

14.  Двухполупериодный  выпрямитель, принцип  действия, коэффициент  пульсации выпрямленного  тока.

    Эта схема представляет собой два  однополупериодных выпрямителя, работающих на общую нагрузку и питающихся от находящихся в противофазе ЭДС  , и .

    Для создания этих ЭДС в схеме является обязательным наличие трансформатора с двумя полуобмотками на вторичной стороне, имеющими среднюю точку.

    В этой схеме каждый из диодов проводит ток только в течение той части  периода, когда анод имеет более  высокий потенциал относительно катода, в этом случае диод открыт.

    В случае чисто активной нагрузки и  с учетом допущений для рассматриваемой  схемы имеют место следующие  основные соотношения:

    Поскольку мгновенное значение первичного тока , то, очевидно, что он представляет собой синусоиду и, следовательно, , где – коэффициент формы для синусоиды.

     ;

     ;

.

     Пульсация тока при двухполупериодном выпрямлении  значительно уменьшается, так как  коэффициент пульсации в данном случае: Kn=AI/Iср = 0,667.

15. Емкостной электрический  фильтр в выпрямительной  схеме и его  влияние на коэффициент  пульсации выпрямленного  тока.

     Емкостной фильтр состоит из конденсатора, подключенного к нагрузке. Напряжение на вентиле U_в равно разности напряжений источника питания U и на конденсаторе U_c

U_в = U – U_c.

    Ток через вентиль проходит только тогда, когда U – U_c > 0. Поэтому с момента t', в котором U – U_c = 0, конденсатор начнет заряжаться и через вентиль будет проходить зарядный ток i_с и ток нагрузки i_н:

    i_в = i_с + i_н.

    Заряд конденсатора прекратится в момент t'', когда U – U_c = 0. С этого времени напряжение U становится меньше, чем U_c, и конденсатор начнет разряжаться на нагрузку R_н. При этом напряжение на конденсаторе уменьшается по закону

    Uc = Uco e ^{- 1/RC} ,

    где U_C0 – напряжение на конденсаторе при запирании вентиля в момент t''; RC – постоянная времени RC-цепочки.

    При RC >> T напряжение U_c уменьшается медленно и его величина до следующего открытия вентиля изменяется незначительно. За это время разрядный ток конденсатора (он же ток нагрузки) также изменяется мало. В следующий полупериод процесс повторяется и т.д. Напряжение на нагрузке U_н = U_c выравнивается так же, как и ток в нагрузке

    I_н = U_н / R_н.

    В течение отрицательного полупериода  напряжение источника питания суммируется  с напряжением нагрузки, поэтому  максимальное обратное напряжение диода  равно U.

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

     Простейший  индуктивный сглаживающий фильтр состоит  из индуктивной катушки – дросселя, включаемого последовательно с  нагрузкой. В результате пульсаций  выпрямленного тока в катушке  индуктивности возникает электродвижущая  сила самоиндукции, которая в силу закона электромагнитной индукции стремиться сгладить пульсации тока в цепи нагрузки, а следовательно, и пульсации  напряжения на ее зажимах. Индуктивные  фильтры обычно применяют в схемах выпрямления с большими значениями выпрямленного тока, так как в  этом случае увеличивается эффективность  сглаживания.

     Коэффициент сглаживания индуктивного фильтра: SL=Kn1/Kn2, где Kn1 – коэффициенты пульсации на входе фильтра и Kn2 – выход фильтра – нагрузка. Коэффициент пульсации значительно уменьшается.