Waarom is de DC-uitgangsspanning groter dan de AC-ingangsspanning in de gelijkrichter?

In een gelijkrichterschakeling is de DC-uitgangsspanning doorgaans hoger dan de AC-ingangsspanning vanwege de aard van het gelijkrichtproces. Gelijkrichters zetten AC-spanning (wisselstroom) om in DC-spanning (gelijkstroom) door de stroom slechts in één richting door de belasting te laten stromen. Tijdens rectificatie geleiden diodes of andere halfgeleiderapparaten alleen stroom wanneer de momentane wisselspanning een bepaalde drempel overschrijdt, bekend als de voorwaartse spanningsval van de diode. Als gevolg hiervan heeft de uitgangsspanning van de gelijkrichter, die de gemiddelde of piekwaarde is van de gelijkgerichte golfvorm, de neiging hoger te zijn dan de RMS-waarde (root mean square) van de ingangswisselspanning.

De gelijkspanning zelf is niet in alle gevallen inherent hoger dan de wisselspanning. In gelijkrichtcircuits kan de resulterende gelijkspanning echter, nadat de wisselspanning is gelijkgericht, hoger lijken vanwege het afvlakkingseffect van filtercomponenten zoals condensatoren. Deze componenten verminderen de rimpel of variaties in de gelijkspanning, wat resulteert in een stabielere uitgangsspanning die soms hoger kan zijn dan de piek- of RMS-waarde van de AC-ingangsspanning.

Na gelijkrichting kan de DC-spanning toenemen in vergelijking met de AC-ingangsspanning, voornamelijk vanwege het vermogen van de gelijkrichter om beide helften van de AC-golfvorm (positieve en negatieve cycli) om te zetten in een unidirectionele stroom. Dit proces verhoogt effectief het gemiddelde spanningsniveau van de golfvorm, wat resulteert in een hogere DC-uitgangsspanning ten opzichte van de RMS-waarde van de AC-ingang.

Onder specifieke omstandigheden, zoals bij boostconverters of op transformatoren gebaseerde circuits, kan de uitgangsspanning inderdaad hoger zijn dan de ingangsspanning. Deze circuits maken gebruik van energieopslagelementen zoals inductoren of condensatoren en besturingstechnieken om de ingangsspanning naar een hoger niveau te verhogen of te versterken. Dit wordt bereikt door schakeloperaties die de energie die in deze componenten is opgeslagen manipuleren, waardoor een uitgangsspanning mogelijk wordt die de ingangsspanning overschrijdt.

De relatie tussen de AC-ingangsspanning en de DC-uitgangsspanning in een gelijkrichter hangt af van factoren zoals het type gelijkrichting (halve golf of volledige golf), de piek- of RMS-waarde van de AC-ingangsspanning en de belasting die op de gelijkrichter is aangesloten. . Over het algemeen zal de DC-uitgangsspanning van een gelijkrichter evenredig zijn met de piekwaarde van de ingangswisselspanning minus de voorwaartse spanningsval van de diode, rekening houdend met eventuele extra verliezen en de kenmerken van de gebruikte filtercomponenten.

De uitgangsspanning van een transformator kan hoger lijken dan de ingangsspanning vanwege de principes van elektromagnetische inductie. Transformatoren zijn ontworpen om wisselspanningen te verhogen of te verlagen door het aantal windingen in de primaire en secundaire wikkelingen en de eigenschappen van het kernmateriaal te variëren. Wanneer wisselspanning wordt aangelegd op de primaire wikkeling van een transformator, induceert deze een veranderende magnetische flux in de kern, die op zijn beurt een spanning in de secundaire wikkeling induceert. De windingsverhouding tussen de wikkelingen bepaalt of de uitgangsspanning hoger (verhogende transformator) of lager (verlaagde transformator) is dan de ingangsspanning, volgens de ontwerpspecificaties van de transformator.

Recent Updates

Related Posts