Страница:Радиолюбитель 1926 г. №07.djvu/23

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


О 156

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ —1526 О

Действие выпрямителя при внешней нагрузке

Мы познакомились, таким образом, ■с принципом действия системы Латура при отсутствии внешней нагрузки.

Пока из конденсаторов энергия но отбирается, напряжение на зажимах А и В остаетгя постоянным.

Если мы замкнем конденсаторы на полезную нагрузку, то-есть присоединим, например, к зажимам А и В выводы от анода и накала какой-либо генераторной или усилительной лампы, то ваша батарея конденсаторов начнет разряжаться на ату нагрузку.

Такой разряд конденсаторов может происходить также только в одном направлении, и, следовательно, мы будем питать полезную нагрузку нужным нам током одного направления.

Одпако, здесь приходится учесть одно важпое обстоятельство: вследствие разряда конденсаторов, напряжение на них начнет постепенно понижаться; если конденсаторы остаются все время замкнутыми на данную нагрузку, то, казалось бы, они должны, в конечном итоге, полноегью разрядиться.

Такое явление, однако, не имеет места потому, что трансформатор через каждый промежуток в полпериода подводит новую порцию энергии к каждому конденсатору, заряжая их снова до начального напряжения.

Мы видим, таким образом, что конденсаторы в этой схеме играют как бы роль аккумуляторных батарей, у которых зяпядка и разрядка протекают параллельно.

В частном случае, для выпрямительного напряжения порядка 200—250 вольт можно обойтись без трансформатора, присоединяя непосредственно к зажимам Вх и В2 этой выпрямительной системы выводы сети обычного 120 вольт, переменного тока.

Напряжение на зажимах А и В конденсаторов не будет, конечно, вследствие описанного выше характера работы выпрямителя при нагрузке на внешнее сопротивление, строго постоянным.

Для того, чтобы колебания напряжения были возможно меньшими, нужно ставить конденсаторы Су и Г2 большой емкости (порядка 2-х микрофарад) и присоединять дополнительно к зажимам А и В одну или две ячейки фнгльтра.

Для подготовленного читателя

Мы познакомились, таким образом, с принципом действия и общим харак^ тером работы выпрямительной системы Латура.

Для подготовленных читателей может представить интерес и более серьезное рассмотрение протекающего в такой системе процесса.

Займемся далее этим вопросом.

Допустим, что напряжение на вторичных обмотках трансформатора изменяется по синусоиде, изображенной па рис. 2.

— Рис. 2.

гГак как обе половицы выпрямителя работают одинаково, со сдвигом во времени па полпериода, проследим только за действием, например, правой выпрямительной лампы.

Начнем наше рассмотрение действия этой системы с того момента, когда напряжение на вторичных обмотках трансформатора равно 0 (этому соответствует ыачало кривой рис. 2).

Выпрямительная лампа ТГ2 в этот момент тока не пропускает, так как напряжение на аноде (т.-с. на выводе By вторичной обмотки трансформатора) меньше оставшегося после зарядки н предшествовавший период напряжения на кондепсаторе С2, приложенного, в данпом случае, к накалу лампы К2.

Если напряжение на конденсаторе равно, например, величине Т, (рис. 2), то выпрямительная лампа открывается в тот момент, когда напряжение на трансформаторе начнет превосходить значение напряжения на конденсаторе. Важно отметить, что в этот момент емкость является большой нагрузкой для трансформатора, что вызовет падение напряжения на вторичных обмотках.

Напряжение во время зарядки будет изменяться, поэтому, не по синусоиде, а по некоторой кривой АВ, указанной на рис. 2 пунктиром.

Форма кривой тока во время зарядки неизвестна, но для нас важно установить, что вследствие указанного падения напряжения, наибольшее достигаемое напряжение Т2 на конденсаторе будет меньше амплитуды напряжения на вторичных обмотках (даже, если не принимать по внимание падение напряжения в выпрямительной лампе).

Зарядка будет продолжаться только небольшой промежуток времени от ty до t2 (обозначим этот промежуток буквой t), пока, как видно из рис. 2, напряжение на трансформаторе снова упадет ниже значения напряжения на конденсаторе и выпрямительная лампа перестанет пропускать ток.

В течение промежутка от t2 до ty трансформатор тока не подводит и коп- депсатор С2 начнет разряжаться на полезную нагрузку, при чем напряжение его постепенно падает по указанной на рис. 2 прямой ВА до величины Г,. Таким образом, зарядный ток за время t должен использованную энергию снопа подвести к конденсатору и поднять напряжение до величины Т2.

Падение напряжения на трансформаторе при нагрузке на конденсатор можно связать с средней величиной зарядного тока I и считать, что Го = То — 7а где

а — некоторая постоянная трансформатора и определяется из обычной характеристики короткого замыкания трансформатора (рис. 3).

Зарядный ток должен за время t использованную .энергию подвести к конденсатору и поднять его напряжение от величины Ту до величины Т2.

Если емкость этого конденсатора равна Су, то для сохранения указанного условия пул; но считать, что

Н = С(Т2 — Vy).

В остальную часть периода, т.-е. в промежуток равный [Т— 11, эта энергия снова тратится на полезную нагрузку.

Если величину постоянного тока полезной нагрузки обозначим через TR то из изложенного выше следует, что

C(V2~Vy) = TR [ Т-t ], или It — 1]} | Т — t ].

Последпее уравнение показывает, что зарядный ток J, т.-е. тот ток, который должна пропустить выпрямительная лампа, во столько раз больше разрядного тока, т.-е. величины нужного нам постоянного тока полезной нагрузки, во сколько раз время разрядки больше времени зарядки.

Приведенные выше уравнения дают возможность связать аналитически все

указанные величины в одно общее уравнение следующего вида:

Ут

i+i,.

сСГо

/

То

где IR — вслич. постояв, тока нагрузки,

7 — „ „ заряди, тока,

с — частота,

С — емкость конденсатора, а — постоянная трансформатора,

То—амплитуда напряжения на вторичных обмотках.

первичное напряжение.

ТОН ПОРОТНОГО зямыкяния

Рис. 3.

Т" Задаваясь величинами Г*. Vo, с и С, можно определить из уравнения величину зарядного тока 7. т.-е. тока, который должна пропускать выпрямительная лампа, что важно для правильного подбора этих ламп.

Указанное уравнение проще всего решить графически (строим зависимость величин правой и левой части уравнения при определенных значениях 1п, То, с и С от 7. Пересечение этих двух кривых и даст решение указанного уравнения).

Рис. 4.

На рис. 4 показано графически сложение работы правой и левой половипы выпрямительной системы и иллюстрируется, таким образом, общий характер колебаний напряжения Т на выводах А а В двух последовательно .соединенных конденсаторов. Частота этих колебаний, как видно из указанного рисунка, равна удвоенной частоте колебаний тока.

Если обозначить величину изменения напряжения через ВТ, то нетрудно доказать, что интересующее нас значение колебаний напряжения, т.-е. отношение оТ 2 к

— = Ж V й а,С,

где R равно величине сопротивления полезной нагрузки,

„ С „ „ емкости конденсатора,

„ К коэф., зависящий от времени разрядки (можно считать К— 0,7)

„ си = 2 кс

Отсюда яспо, что колебания напряжения уменьшаются пропорционально увеличению емкости конденсатора, сопротивления нагрузки и частоте переменного тока.

Последняя зависимость даст, вместе с тем, возможность предварительного подсчета необходимой емкости конденсаторов для получения в такой схеме выпрямления допустимых колебаний напряжения при различных пагрузках.