Volgolf Middel‑Tap Gleichrichter: Ontwerp, Meting, en Simulatie

Onderdelen en Materialen

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• Lage‑spanning AC voeding (6‑volt uitgang)
• Twee 1N4001 gelijkrichterdiodes (Radio Shack catalogus # 276‑1101)
• Kleine "hobby" motor, permanent‑magnet type (Radio Shack catalogus # 273‑223 of equivalent)
• Audio detector met koptelefoons
• 0,1 µF condensator
• Eén wisselschakelaar, SPST ("Single‑Pole, Single‑Throw")

Het is essentieel voor dit experiment dat de lage‑spanning AC voeding uitgerust is met een middel‑tap. Een transformator met een niet‑getapte secundaire wikkeling zal simpelweg niet werken voor dit circuit.

De diodes hoeven geen exacte 1N4001 modellen te zijn. Elke van de "1N400X" series gelijkrichterdiodes zijn geschikt voor de taak, en ze zijn vrij eenvoudig te verkrijgen.

Naslagwerken

Lessons In Electric Circuits, Volume 3, hoofdstuk 3: "Diodes and Rectifiers".

Leerdoelen

• Een middel‑tap gelijkrichter circuit ontwerpen
• "Rimpel" spanning meten met een voltmeter

Schema

Illustratie

Instructies

Deze gelijkrichterschakeling heet volgolf omdat het de volledige golfvorm benut, zowel positieve als negatieve half‑golven, van de AC bronspanning om de DC belasting te voeden. Als resultaat is er minder "rimpel" spanning aan de belasting te zien.

De RMS (Root‑Mean‑Square) waarde van de gelijkrichtersuitgang is ook groter voor dit circuit dan voor de half‑golf gelijkrichter. Gebruik een voltmeter om zowel de DC als de AC spanning geleverd aan de motor te meten.

U zou de voordelen van de volgolf gelijkrichter onmiddellijk moeten merken aan de hogere DC en lagere AC indicaties vergeleken met het vorige experiment. Een experimenteel voordeel van dit circuit is de gemakkelijkheid waarmee het "gedeconverteerd" kan worden naar een half‑golf gelijkrichter: ontkoppel simpelweg de korte draadbrug die de twee diodes' kathode‑einden verbindt op de klemstrip.

Beter nog, voor een snelle vergelijking tussen half‑ en volgolf gelijkrichting, kunt u een schakelaar in het circuit toevoegen om deze verbinding naar believen te openen en sluiten:

Met de mogelijkheid om snel te schakelen tussen half‑ en volgolf gelijkrichting, kunt u gemakkelijk kwalitatieve vergelijkingen uitvoeren tussen de twee verschillende werkmodi. Gebruik de audio signaaldetector om de "rimpel" spanning te "beluisteren" die aanwezig is tussen de motorklemmen voor half‑golf en volgolf gelijkrichtingsmodi, let op zowel de intensiteit als de kwaliteit van de toon.

Onthoud om een koppelcondensator in serie met de detector te gebruiken zodat deze alleen de AC "rimpel" spanning ontvangt en geen DC spanning:

Computersimulatie

Schema met SPICE knoopnummers:

Netlist (maak een tekstbestand met de volgende tekst, letterlijk):

Volgolf middel‑tap gelijkrichter
v1 1 0 sin(0 8.485 60 0 0)
v2 0 3 sin(0 8.485 60 0 0)
rload 2 0 10k
d1 1 2 mod1
d2 3 2 mod1
.model mod1 d
.tran .5m 25m
.plot tran v(1,0) v(2,0)
.end

Gerelateerd Werkblad

• Gleichrichter Schakelingen Werkblad