שימו לב: במהלך ניסוי זה, אין לגעת בשום חלק של המעגל בזמן אנרגיה. מקור ה- AC מקורקע רק כפי שמוצג ב- Fig. 1 ו - 2 כאשר מחולל הפונקציה הוא מקור. אל תקרקע את ה-VARIAC.
1. הגדרת מקור AC
עבור ניסוי זה, שני מקורות AC משמשים; שנאי משתנה (VARIAC) בתדר נמוך של 60 הרץ ומחולל פונקציות עם פלט שיא סינוסואידי של 10 V ותדר 1 קילו-הרץ.
מאמת חצי גל
2. עומס התנגדותי עם קלט בתדר גבוה

איור 1: ממתק חצי גל עם עומס התנגדותי
3. עומס התנגדותי-אינדוקטיבי עם קלט בתדר גבוה

איור 2: מקטן חצי גל עם עומס R-L
4. עומס התנגדותי עם קלט בתדר נמוך
מאמת גלים מלאים
5. עומס התנגדותי

איור 3. ממתק גל מלא עם עומס התנגדותי.
6. עומס התנגדותי עם קבל סינון

איור 4. ממתק גלים מלאים עם עומס התנגדותי וסינון קיבולי
מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT.
ספק כוח DC נחשב בדרך כלל להתקן המספק DC, או חד-כיווני, מתח וזרם. סוללות הן ספק כוח אחד כזה, עם זאת, הם מוגבלים במונחים של חיים והוצאות. שיטה חלופית למתן כוח חד-כיווני היא להפוך את כוח קו AC ל- DC באמצעות מיישר.
מתקן הוא התקן העובר זרם בכיוון אחד, וחוסם אותו בכיוון השני, ומאפשר את ההמרה של AC ל- DC. מ rectifiers חשובים במעגלים אלקטרוניים כפי שהם מאפשרים זרם רק בכיוון מסוים לאחר מתח סף מסוים קדימה על פני אותם הוא להתגבר. מקטן יכול להיות דיודה, מאמת בקר סיליקון או סוגים אחרים של צמתים P-N סיליקון. לדיודות יש שני מסופים, האנודה והקתודה, שבהם הזרם זורם מאנודה לקתודה. מעגלי תיקון משתמשים בדיודות אחת או יותר שמשנות מתחים וזרמים AC, שהם דו קוטביים, למתחים וזרמים חד קוטביים שניתן לסנן בקלות כדי להשיג מתחים וזרמים DC.
שימו לב: במהלך ניסוי זה, אין לגעת בשום חלק של המעגל בזמן אנרגיה. מקור ה- AC מקורקע רק כפי שמוצג ב- Fig. 1 ו - 2 כאשר מחולל הפונקציה הוא מקור. אל תקרקע את ה-VARIAC.
1. הגדרת מקור AC
עבור ניסוי זה, שני מקורות AC משמשים; שנאי משתנה (VARIAC) בתדר נמוך של 60 הרץ ומחולל פונקציות עם פלט שיא סינוסואידי של 10 V ותדר 1 קילו-הרץ.
מאמת חצי גל
2. עומס התנגדותי עם קלט בתדר גבוה

איור 1: ממתק חצי גל עם עומס התנגדותי
3. עומס התנגדותי-אינדוקטיבי עם קלט בתדר גבוה

איור 2: מקטן חצי גל עם עומס R-L
4. עומס התנגדותי עם קלט בתדר נמוך
מאמת גלים מלאים
5. עומס התנגדותי

איור 3. ממתק גל מלא עם עומס התנגדותי.
6. עומס התנגדותי עם קבל סינון

איור 4. ממתק גלים מלאים עם עומס התנגדותי וסינון קיבולי
מיישרים חד פאזיים משמשים להמרת מתח וזרם אספקת AC ל- DC, כנדרש להפעלת ציוד ומכשירים אלקטרוניים דיגיטליים. חשמל סטנדרטי המסופק לבתים ולמסחר הוא AC. עם זאת, רוב האלקטרוניקה הדיגיטלית מתוכננת לפעול על מתח DC. מיישרים הם מכשירים שניתן להשתמש בהם כדי להפוך חשמל AC לאספקת DC תואמת. מיישר מעביר זרם בכיוון אחד בלבד, ובכך הופך כניסת AC דו קוטבית לפלט מתוקן חד קוטבי. מעגלי מיישר משתמשים בדיודה אחת או יותר כדי להעביר מתח AC חיובי או שלילי בלבד, וכתוצאה מכך מקור פועם, אשר לאחר מכן מסונן כדי להשיג מתח וזרם DC חלקים ועקביים. סרטון זה מציג מושגים בסיסיים של מעגלי מיישר ודיודה, מדגים מספר מעגלי מיישר נפוצים ובודק את יציאת המתח של מעגלי מיישר עם וריאציות בתצורת כניסת המתח והטעינה.
מיישרים הם מכשירים המשמשים במעגלים אלקטרוניים להעברת זרם בכיוון אחד ולחסום אותו בכיוון השני. מיישרים מאפשרים מעבר זרם רק כאשר עוברים מתח סף קדימה. למיישרי דיודה יש שני מסופים, האנודה והקתודה, כאשר הזרם זורם מאנודה לקתודה ונחסם מקתודה לאנודה. מיישרי חצי גל חד פאזיים מעבירים מתח על פני דיודה אחת. במעגל זה, רק המחצית החיובית של מתח הכניסה AC משדרת ליציאה על פני נגד העומס. אם הדיודה הייתה הפוכה, רק החצי השלילי של מתח הכניסה AC היה מופיע על פני הנגד. מתח למחצית השלילית של מחזור ה-AC חסום. עם קוטביות אחת בלבד, ה-RMS, או שורש ממוצע בריבוע, מתח המוצא מופחת בהשוואה לזה של מתח הכניסה הדו-קוטבי. מיישרי גל מלא מעבירים את שני חצאי המחזורים של מתח הכניסה AC על פני מעגל גשר ארבע דיודות, כפי שמוצג. היפוך הקוטביות של החצי השלילי ומניב מתח מוצא ממוצע גבוה יותר על פני נגד העומס. מיישרים מביאים לזרם חד כיווני, אך פועם עם האפקט הבולט יותר במיישרים של חצי גל. עם זאת, היציאה של המיישר מסוננת בדרך כלל על ידי הוספת משרן בטור עם התנגדות העומס. במיישר הגל המלא, קבל המורכב במקביל לנגד העומס משרת את אותה מטרה. סרטון זה ממחיש את פעולת מיישר חד-פאזי חצי-גל וגל מלא עם עומסי יציאה שונים, מאפייני כיבוי דיודות וסינון מתח המוצא DC באמצעות מעגלים שונים.
לצורך הדגמה זו של פעולת מיישר, נעשה שימוש בשני מקורות AC שונים, תדר גבוה, כניסת קילו-הרץ אחת, מיוצר באמצעות מחולל פונקציות עם פלט סינוסואידלי שיא של 10 וולט. כניסת 60 הרץ בתדר נמוך מסופקת על ידי וריאק. אל תיגע באף חלק במעגל בזמן שהוא מופעל. בעת שימוש במקור מחולל הפונקציות, המעגלים מקורקעים כפי שמוצג. אין לקרקע את אספקת ה-variac. כדי להגדיר את מחולל הפונקציות לפלט בתדר גבוה, חבר את הגשושית הדיפרנציאלית לערוץ אוסצילוסקופ אחד ובדיקה פי 10 לערוץ שני. התאם את גורמי קנה המידה ל-20x בבדיקה הדיפרנציאלית ו-10x בבדיקה 10x. בתפריטי ערוץ ההיקף, הגדר את שני הבדיקות ל-10x. עבור הגשושית הדיפרנציאלית, הכפל ידנית את המדידות בשניים כדי להגיע לתפוקה הרצויה פי 20. לאחר מכן, חבר כבל BNC לתנין לפלט 50 אוהם של מחולל הפונקציות וחבר את תפסי התנין לבדיקת ההיקף פי 10. הגדר את היציאה לצורת שיא של 10 וולט ו-1,000 הרץ גל סינוסואידלי עם אפס היסט DC. לאחר הגדרת האות בהתאם, נתק את מחבר ה-bnc ואת בדיקת ההיקף, אך השאר את מחולל הפונקציות דולק כדי לשמור על הגדרותיו. כדי להגדיר את ה-variac לפלט בתדר נמוך, ודא ששקע הפלט מנותק, ושהוא כבוי כשהכפתור שלו מוגדר לאפס. לאחר מכן, כוונן לאט את כפתור ה-variac לחמישה אחוזי תפוקה כדי להשיג שיא של 10 וולט.
ראשית, בדוק את מיישר חצי הגל עם מתח כניסה בתדר גבוה ועומס התנגדות. בנה את המעגל כפי שמוצג, תוך שימוש בנגד עומס של 51 אוהם ודיודה מדורגת עבור 50 וולט ושני אמפר. קוטביות הדיודה מסומנת בסמל מקף בקצה הקתודה. לפני חיבור הגשושית הדיפרנציאלית למעגל, חבר את מסופי הגשושית יחד והתאם את צורת הגל לאפס מתח היסט. לאחר מכן, חבר את בדיקת המתח ההפרש על פני נגד העומס כדי להתבונן במתח המוצא ובבדיקה פי 10 על פני צד ה-AC כדי לצפות במתח הכניסה. לאחר מכן, התאם את בסיס הזמן בהיקף כדי להציג מתח כניסה ויציאה עבור ארבעה מחזורים של מתח כניסה. נתק את מחולל הפונקציות והסר את הגשושית הדיפרנציאלית מהמעגל לפני ביצוע שינויים כלשהם. לאחר מכן, בדוק את מיישר חצי הגל עם קלט בתדר גבוה ועומס אינדוקטיבי התנגדות. עשה שימוש חוזר במעגל, הוסף משרן בסדרה עם הנגד, כפי שמוצג. כפי שתואר קודם לכן, חבר בדיקות למעגל והצג צורות גל של מתח כניסה ויציאה. כבה את מחולל הפונקציות, נתק את הגשושית הדיפרנציאלית והסר את המשרן מהמעגל. לבסוף, בדוק את מיישר חצי הגל עם כניסת תדר נמוך ועומס התנגדות. חבר את הגשושית הדיפרנציאלית על פני ה-variac והפעל אותה. כוונן את ה-variac כדי להשיג פלט שיא של 10 וולט, ולאחר מכן כבה את ה-variac מבלי לשנות את הגדרת המתח שלו. חבר את פלט ה-variac למעגל ההתנגדות, כפי שמוצג. לאחר מכן, חבר את בדיקת המתח ההפרש על פני נגד העומס כדי להתבונן במתח המוצא. הפעל את הווריאק. אל תיגע במעגל כשמתח ה-variac מחובר ומופעל. כפי שתואר קודם לכן, צורות גל תצוגה של מתח כניסה ויציאה.
ראשית, בדוק את מיישר הגל המלא עם עומס התנגדות. בנה את המעגל כפי שמוצג, וחבר את הבדיקות ואת פלט ה-variac למעגל. כפי שתואר קודם לכן, הצג צורות גל של מתח כניסה ויציאה ומדוד את מתחי השיא לשיא. תוך שמירה על חיבורי הבדיקה, כבה את ה-variac וחבר קבל אלקטרוליטי במקביל לעומס ההתנגדות. לאחר מכן שים לב למתח הכניסה והיציאה.
האיור הראשון מציג ארבעה מחזורים של מתח אספקת AC ואת היציאה מעומס התנגדות המחובר למיישר חצי גל. רק חצי המחזור החיובי של מתח AC הכניסה עובר על פני מיישר הדיודה. אם מתח הכניסה של מעגל מיישר חצי הגל הוא סינוסואידי, אז פלט המתח הממוצע עבור דיודה בודדת עם עומס התנגדות הוא מתח שיא הכניסה חלקי pi. כאשר מוסיפים משרן בסדרה עם נגד העומס, אזור כיבוי הדיודה מתעכב. שילוב זה של משרן ונגד הוא מסנן מעביר נמוך. כאשר ערך המשרן גדול מספיק, רכיב התנודה של היציאה נחסם, ומשאיר רק את רכיב ה-DC הקבוע. עבור מיישר גשר מלא, חצי מחזורי הכניסה החיוביים עוברים דרך המעגל וחצי המחזורים השליליים מתוקנים לחיוביים. הוספת קבל גדול מספיק מסננת את רוב אדוות המתח, ומספקת לעומס מתח DC עקבי.
מיישרי דיודות נמצאים ברוב ספקי-הכוח, המטענים, דוחפי התדר המשתנה ובמעגלי הגנה רבים. ראשית, מתאמי מתח AC משמשים להמרת חשמל למכונות המסופקות DC או לטעינת סוללות DC הכלולות במכשירים. המתאם יכול להיות פשוט כמו מעגל המורכב משנאי להורדת המתח מאספקת הקיר של 120 וולט, מיישר גל מלא גשר ארבע דיודות וקבל להחלקת מתח היציאה DC. תיריסטורים הם מיישרים מבוקרי סיליקון הנפוצים בשימוש בדימרים קלים, בקרי מהירות מנוע ומווסתי מתח. לפי התכנון, התיריסטור מיועד לשכבות מתחלפות של מוליכים למחצה מסוג P ו-N המשמשים ליצירת אנודה בקצה מסוג P, קתודה בקצה מסוג N וקפיצת שער המחוברת לשכבה מסוג P ליד הקתודה. מעל סף נעילה, דופק זרם לתוך השער מעביר את התיריסטור ממצב כבוי למצב מופעל, ומאפשר זרימת זרם קדימה מאנודה לקתודה. זה מתקן את זרימת הזרם בכיוון אחד ומווסת את הספק היציאה עם מנגנון מיתוג משולב.
זה עתה צפיתם בהקדמה של JoVE למיישרים חד פאזיים. כעת עליך להבין כיצד פועלים מיישרים חד פאזיים, מעגלי מיישר נפוצים והפלט שלהם, וכמה יישומי מיישרים נפוצים. תודה שצפית.
צפוי כי עומס התנגדות בשילוב עם מאמת חצי גל יראה רק את חצי מחזור חיובי של מתח AC קלט מאז מאמת הדיודה יכול לעבור זרם בכיוון אחד. עם מאמת גשר מלא, חצאי מחזורים חיוביים ושליליים של קלט תוקנו להיות חיוביים, אך הוספת קבל תסנן את רוב אדווה המתח ותספק את העומס עם מתח DC נקי.
כאשר משרן נוסף בסידרה עם העומס, צפוי כי כיבוי הדיודה יתעכב. ניתן להסביר זאת באופן הבא: דיודות נכבה בשני תנאים (הנדרשים לקיום דו-קיום) 1) הזרם בדיודה צריך לעבור לאפס...
מפסקי דיודה נמצאים כמעט בכל אספקת חשמל, מטען, כונן תדר משתנה, ובמעגלי הגנה רבים. רוב ספקי הכוח DC או ספקי כוח AC מתכווננים משתמשים במפסקי דיודה כדי להמיר AC ל- DC ולאחר מכן ל- AC מתכוונן במידת הצורך כמו ספקי כוח AC וכונני תדר משתנה. יישומים בממירים אלקטרוניים כוח נפוצים לחסימת מתח, ולאנרגיה חופשית במשרנים, ממסרי אלקטרו-מכניים ופיתולי מנוע. יישומי דיודות משתרעים מעבר ליישומי אלקטרוניקה בהספק נמוך ליישומי אלקטרוניקה, מערכות תקשורת ותאורה בהספק נמוך.
Chapters in this video
0:06
Overview
1:19
Principles of Single-Phase Rectifiers
3:19
AC Source Setup
5:14
Half-Wave Rectifier Test
7:30
Full-Wave Rectifier Test
8:12
Representative Results
9:28
Applications
10:53
Summary
Videos from this collection: