圖解整流電路中二極管的工作原理


原標題:圖解整流電路中二極管的工作原理
在整流電路中,二極管的工作原理主要基于其單向導電性,即允許電流僅沿一個方向流動。以下通過圖解的方式詳細解釋整流電路中二極管的工作原理:
一、半波整流電路
電路組成:半波整流電路主要由電源變壓器、整流二極管和負載電阻組成。
工作原理:
正向偏置:當交流電壓處于正半周時(即變壓器次級上端為正,下端為負),二極管承受正向電壓而導通。此時,交流電壓通過二極管加到負載電阻上,形成正向電流。
反向偏置:當交流電壓處于負半周時(即變壓器次級下端為正,上端為負),二極管承受反向電壓而截止。此時,電流無法通過二極管,負載電阻上沒有電壓。
圖解:
輸入電壓波形為正弦波。
在正半周,二極管導通,電流通過負載電阻,形成脈動直流電的正半部分。
在負半周,二極管截止,負載電阻上沒有電流通過,輸出為零。
結果:半波整流電路的輸出是一個脈動直流電,只保留了輸入電壓的正半周部分,負半周被削去。這種整流方式的電流利用率較低,只有50%。
二、全波整流電路
電路組成:全波整流電路由兩個二極管和兩個次級繞組分別帶有中心抽頭的變壓器組成。
工作原理:
正半周:當變壓器的一個次級繞組電壓為正時,對應的二極管導通,電流通過該二極管和負載電阻;同時,另一個次級繞組電壓為負,對應的二極管截止。
負半周:當該次級繞組電壓變為負時,該二極管截止;而另一個次級繞組電壓變為正,對應的二極管導通,電流繼續通過負載電阻。
圖解:
輸入電壓波形為正弦波。
在正半周和負半周,兩個二極管交替導通,使得負載電阻上始終有電流通過,且方向不變。
結果:全波整流電路的輸出是一個連續的脈動直流電,充分利用了交流電壓的正負半周,電流利用率達到100%。但是,該電路需要變壓器有中心抽頭,制作上較為復雜。
三、橋式整流電路
電路組成:橋式整流電路由四個二極管組成“橋”式結構,輸入電壓直接加在橋的兩個對角線上。
工作原理:
正半周:當輸入電壓為正時,橋的兩個對角線上的二極管(一對)導通,形成通路;另一對二極管截止。
負半周:當輸入電壓為負時,原本截止的一對二極管導通,而原本導通的一對二極管截止。
圖解:
輸入電壓波形為正弦波。
在正半周和負半周,都有一對二極管導通,使得負載電阻上始終有方向不變的電流通過。
結果:橋式整流電路的輸出也是一個連續的脈動直流電,電流利用率同樣達到100%。而且,該電路不需要變壓器有中心抽頭,制作上更為簡單,且每只二極管承受的反向電壓較低。
綜上所述,整流電路中二極管的工作原理主要是基于其單向導電性,通過控制二極管的導通和截止來實現交流電到直流電的轉換。不同的整流電路具有不同的優缺點和適用范圍。
責任編輯:David
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