Коэффициент пульсаций q=0,057
СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ
устройства, предназначенные для подавления пульсаций выпрямленного напряжения до уровня, при котором происходит нормальная работа потребителя.
Осн. элементы С. ф. – катушки с большой индуктивностью (либо - реже - резисторы) и конденсаторы большой ёмкости, включаемые соответственно последовательно с нагрузкой и параллельно ей. Действие С. ф. осн. на зависимости сопротивления цепей, составл. из этих элементов, от частоты тока: у катушки оно растёт с увеличением частоты и близко к нулю для пост. тока; у конденсатора, наоборот, уменьшается и равно бесконечности (разрыв) при пост. токе.
1. Емкостной фильтр представляет собой конденсатор, включенный параллельно нагрузке. Конденсатор хорошо сглаживает пульсации, если его емкость такова, что выполняется условие:
1 / (ωС) << Rн
Во время действия синусоидального сигнала, когда напряжение на диоде выпрямителя прямое, через диод проходит ток, заряжающий конденсатор до напряжения, близкого к максимальному. Когда напряжение на выходе диодного выпрямителя оказывается меньше напряжения заряда конденсатора, конденсатор разряжается через нагрузку Rн и создает на ней напряжение, которое постепенно снижается по мере разряда конденсатора через нагрузку. В каждый следующий полупериод конденсатор подзаряжается и его напряжение снова возрастает.
Чем больше емкость С и сопротивление нагрузки Rн, тем медленнее разряжается конденсатор, тем меньше пульсации и тем ближе среднее значение выходного напряжения Uср к максимальному значению синусоиды Umax. Если нагрузку вообще отключить, то в режиме холостого хода на конденсаторе получится постоянное напряжение равное Umax, без всяких пульсаций.
Работа простейшего сглаживающего фильтра на конденсаторе в цепи однополупериодного выпрямителя поясняется рисунком и эпюрами:
Красным цветом показано напряжение на выходе выпрямителя без сглаживающего конденсатора, а синим – при его наличии.
2. Индуктивный фильтр состоит из катушки индуктивности Lф, включенной последовательно с нагрузкой R н. Рисунков не будет. Возьмем тот же самый выпрямитель. Поскольку катушка обладает индуктивным сопротивлением, равным X = ωL, то нетрудно заметить, что при увеличении частоты сопротивление также пропорционально увеличивается. Аналогично для индуктивности. Поскольку для постоянного тока частота равна нулю, то и сопротивление будет равным нулю. Другими словами, индуктивность не пропускает переменной составляющей в нагрузку, тогда как постоянная составляющая беспрепятственно проходит через индуктивность.
