Выпрямитель – статическое устройство, служащее для преобразования переменного напряжения в постоянное и состоящее, как правило, из трансформатора, вентильной группы и сглаживающего фильтра.
Характеристики выпрямительных однофазных схем
| Схема выпрямления | Временная диаграмма | 
| 
| 
| 
|
Однополупериодная
| 
| 
| 
| 
| 
|
Двухполупериодная
с нулевым выводом
| 
| 
| 
| 
| 
|
Двухполупериодная
(мостовая)
| 
| 
|
| 
|
|
Основными параметрами, характеризующими качество работы выпрямителя, являются средние значения выпрямленного напряжения 
, тока 
и коэффициент пульсаций 
, где 
– амплитуда основной гармоники переменной составляющей выпрямленного напряжения.
Внешняя характеристика выпрямителя – зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока 
.
Для уменьшения пульсации напряжения на нагрузке выпрямители снабжаются сглаживающими фильтрами. Их эффективность оценивают коэффициентом сглаживания фильтра. В качестве элементов сглаживающих фильтров применяют катушки индуктивности и конденсаторы, сопротивления которых зависят от частоты.
а б в
Рисунок 6.1 – Электрические схемы сглаживающих фильтров
Простейший фильтр состоит из одного конденсатора, включенного параллельно нагрузке. При высоких требованиях к качеству сглаживания применяют комбинированные RC- или LC- фильтры (рис. 1). Недостатком LC- фильтра является большая масса дросселя, поэтому их применяют при токах 0,1 А и выше. Недостатком RC- фильтра является неизбежная потеря постоянной составляющей напряжения.
2. Экспериментальная часть
1) Собрать схему исследования однополупериодного выпрямителя, представленную на рис. 2, используя измерительные приборы модуля нагрузки.
Рисунок 6.2 – Электрическая схема однополупериодного выпрямителя
Таблица 6.1 – Результаты исследований однополупериодного выпрямителя
| Без фильтра | C -фильтр | Г-образный RC -фильтр | |||||||||
 ,
мА
| ,
В
|  ,
В
|
| ,
мА
| ,
В
| ,
В
|
| ,
мА
| ,
В
| ,
В
|
|
| 5,4 | 6,5 | 13,3 | 15,6 | ||||||||
| 5,4 | 6,4 | 12,8 | 1,4 | 11,7 | 1,4 | ||||||
| 5,4 | 6,3 | 12,2 | 1,7 | 11,2 | 1,7 | ||||||
| 5,3 | 6,2 | 11,6 | 2,1 | 9,3 | 2,3 | ||||||
| 5,2 | 6,2 | 10,9 | 2,5 | 7,4 | 2,7 | ||||||
| 4,9 | 5,9 | 8,8 | 3,5 | 5,4 | 3,3 |
Рисунок 6.3 – Электрическая схема выпрямителя со средней точкой
Таблица 6.2 – Результаты исследований двухполупериодного выпрямителя
| Выпрямитель со средней точкой | Мостовой выпрямитель | ||||||||||||||
| Без фильтра | П-образный RC -фильтр | Без фильтра | П-образный LC -фильтр | ||||||||||||
| ,
мА
| ,
В
| ,
В
| 
| ,
мА
| ,
В
| ,
В
|
| ,
мА
| ,
В
| ,
В
|
| ,
мА
| ,
В
| ,
В
|
|
| 10,7 | 4,7 | 13,9 | 10,3 | 4,6 | 13,4 | ||||||||||
| 10,4 | 4,6 | 13,8 | 0,2 | 9,7 | 4,5 | 9,5 | 0,01 | ||||||||
| 10,3 | 4,5 | 13,1 | 0,3 | 9,4 | 4,4 | 9,1 | 0,02 | ||||||||
| 4,4 | 0,6 | 4,2 | 8,6 | 0,02 | |||||||||||
| 9,5 | 4,2 | 10,4 | 0,9 | 8,3 | 3,9 | 7,8 | 0,03 | ||||||||
| 8,7 | 3,9 | 8,4 | 1,2 | 7,4 | 3,4 | 6,6 | 0,02 |
Рисунок 6.4 – Электрическая схема мостового однофазного выпрямителя
3. Расчеты и построения
В практических расчетах для однофазных схем выпрямления коэффициент пульсаций можно определить по приближенному выражению:
, где 
– действующее значение переменной составляющей выпрямленного напряжения.
Рассчитать для максимального тока нагрузки коэффициенты сглаживания q исследуемых фильтров (
, где 
, 
– соответственно коэффициенты пульсаций выпрямителя без фильтра и с фильтром).
Построить на одном графике внешние характеристики выпрямителей с фильтром и без фильтра.
Рисунок 6.5 – внешние характеристики 
Построить на одном графике зависимости 
исследуемых выпрямителей с фильтром и без фильтра.