Come funziona la rettifica AC

Come sapete, le centrali elettriche producono corrente alternata. AC si converte facilmente utilizzando trasformatori, viene trasmesso attraverso fili con perdite minime, molti motori elettrici lavorano a corrente alternata, alla fine, tutte le reti industriali e domestiche oggi funzionano a corrente alternata.

Tuttavia, per alcune applicazioni, la corrente alternata è fondamentalmente inadatta. Le batterie devono essere caricate con corrente continua, gli impianti di elettrolisi sono alimentati da corrente continua, i LED richiedono corrente continua e c'è ancora molto da fare senza corrente continua, per non parlare dei gadget che sono stati originariamente utilizzati batterie. In un modo o nell'altro, a volte è necessario estrarre corrente continua da una corrente alternata convertendola, per risolvere questo problema, ricorrono alla rettifica della corrente alternata.

Per la rettifica dell'uso di corrente alternata raddrizzatori a diodi. Il circuito raddrizzatore più semplice contenente solo uno diodo a semiconduttoreviene chiamato raddrizzatore a semionda. La corrente alternata qui passa attraverso l'avvolgimento primario del trasformatore, il cui avvolgimento secondario è collegato all'anodo del diodo con uno dei suoi terminali e al circuito di carico con l'altro, che, a sua volta, essendo collegato al catodo del diodo, chiude il circuito secondario del trasformatore.

Considera cosa succede al primo momento del tempo, quando una tensione positiva viene applicata all'anodo del diodo rispetto al suo catodo, agendo durante il primo mezzo periodo della corrente alternata.

In questo momento, gli elettroni si spostano dal catodo all'anodo del diodo, attraverso il filo dell'avvolgimento secondario del trasformatore, attraverso l'induttore e quindi attraverso il carico - ecco come si chiude il circuito. Quando inizia il semiciclo opposto, gli elettroni non possono penetrare dall'anodo al catodo, quindi non c'è corrente nel circuito durante questo semiperiodo. Con l'inizio del prossimo mezzo ciclo, il processo si ripete.

Quindi, poiché la corrente nel circuito scorre solo durante uno dei periodi di mezzo periodo, questo tipo di rettifica si chiama rettifica a semionda. E a causa del fatto che durante i semimi periodi negativi la corrente non entra nel circuito di carico, la sua forma risulta pulsante, poiché agisce in una direzione, sebbene cambi di grandezza.

In questo circuito viene utilizzato un filtro di livellamento costituito da uno starter (induttore) e condensatori al fine di ridurre il livello di ondulazione sul carico e rendere la corrente quasi perfettamente costante. Il circuito del filtro praticamente non consente al componente del filtro di passare nel carico, passa solo il componente costante.

La bobina ha una resistenza induttiva, che dipende dalla frequenza della corrente e maggiore è la frequenza, maggiore è la resistenza induttiva della bobina, quindi la bobina resiste al componente alternato della corrente pulsante. La bobina passa facilmente il componente costante.

Il condensatore, tuttavia, passa la componente variabile, ma non passa la costante e maggiore è la frequenza della corrente, più forte è il condensatore che la passa. In generale, maggiore è la capacità del condensatore e maggiore è l'induttanza della bobina dell'induttore, minore è il cambio di componente non necessario nella corrente continua che fluisce specificamente attraverso il carico.

Quindi, quando una semionda positiva di corrente agisce nel circuito, il primo condensatore viene caricato per l'ampiezza della tensione alternata dell'avvolgimento secondario (meno la caduta di tensione attraverso il diodo). Quando la semionda negativa agisce, l'elettricità non entra nel condensatore e, scaricando il carico, mantiene una corrente costante al suo interno.

Se non ci fosse un induttore, poiché la tensione attraverso il condensatore diminuirebbe durante questo processo, la corrente al carico avrebbe in qualche modo forti increspature. Per ridurre l'ondulazione, viene aggiunto un circuito (bobina) al circuito e persino con un condensatore aggiuntivo situato dietro di esso. Il secondo condensatore rileva la corrente che fluisce attraverso l'induttore, che già non contiene quasi nessuna ondulazione.

Per levigare ancora meglio l'ondulazione, utilizzare un raddrizzatore a semionda. Un raddrizzatore a semionda può essere implementato in due modi. Può essere eseguito sopra il ponte (composto da quattro diodi), o includere solo due diodi, ma quindi l'avvolgimento secondario del trasformatore dovrebbe avere il doppio del numero di giri e l'uscita nel mezzo tra le metà degli avvolgimenti.

Un raddrizzatore a semionda funziona come segue. Durante uno dei semi-periodi (ad esempio, positivo), la corrente viene diretta dall'anodo al catodo di quello superiore secondo il circuito a diodi, e il diodo inferiore non passa corrente al momento, viene bloccato (l'unico diodo nel raddrizzatore a mezza onda si comporta allo stesso modo durante la corrente a mezz'onda negativa ).

La corrente si chiude attraverso il filtro, il carico e quindi attraverso l'uscita centrale verso l'avvolgimento del trasformatore. Quando si verifica il secondo semiciclo, la polarità della corrente è tale che il diodo inferiore in base al circuito passa la corrente attraverso il filtro e attraverso il carico e il diodo superiore viene bloccato. Successivamente, i processi vengono ripetuti.

Poiché la corrente viene fornita al carico durante ciascuno dei due periodi, questa rettifica viene chiamata rettifica a semionda e il raddrizzatore viene chiamato raddrizzatore a semionda. La pulsazione di uscita è vedova inferiore a quella della rettifica a semionda, poiché la frequenza degli impulsi rettificati è due volte più alta, l'induttanza dell'induttore è due volte più grande e i condensatori non hanno tempo per scaricarsi significativamente.

Più in dettaglio, qui vengono considerati schemi tipici di vari raddrizzatori: Schemi di raddrizzatori monofase