Выпрямители тока

Выпрямители тока на диодах. Диод-полупроводниковый прибор, проводящий электрический ток в одном направлении. Основой диода является полупроводниковая пластинка (из германия, кремния и др.). В диоде различают анод и катод. При подаче переменного напряжения на анод диода последний будет проводить положительные полупериоды, а при попадании на анод отрицательных полупериодов диод закрывается и не проводит тока.

Выпрямители по схемам разделяют на одно- и двухполупериодные. Это относится и к полупроводниковым выпрямителям. На рис. 79, а показана схема однополупериодного выпрямителя, а на рис. 79, б - двух-периодного, собранного по мостовой схеме. В ней задействовано четыре диода, которые работают парами поочередно в каждый полупериод. Каждый из диодов Д1, Д2, Д3, Д4 является плечом моста. Последовательное включение диодов в плече позволяет увеличить прямое напряжение, как это видно из примера, данного на рис. 79, б; оно больше напряжения одиночного диода во столько раз, во сколько увеличено число диодов, включенных последовательно в плече (на рис. 79, б в четыре раза), при этом сила выпрямленного тока не изменяется. При необходимости увеличения силы выпрямленного тока диоды в плече включают параллельно.

Рис. 79. Подготовка платы для изготовления выпрямителя по мостовой схеме

Полупроводниковые выпрямители могут быть собраны на различных марках диодов серий Д7, Д226, Д214, Д302, Д305, Д224А^* и др. Это зависит от параметров выпрямителя. Указанные марки диодов могут быть заменены другими. Сведения о них можно найти в справочнике полупроводниковых приборов.

^*(Последние три диода рассчитаны на силу тока до 5 ампер, а при специальных теплоотводящих радиаторах до 10 ампер.)

Для изготовления выпрямителей используют изоляционные материалы (гетинакс, текстолит, органическое стекло, фанера и др.), штырьки, клеммы. Выпрямитель монтируют на плате 60x40 мм (рис. 78). В точках А, В и С сверлят отверстия, в которых закрепляют штырьки или клеммы для диодов и перемычек. Схема включения выпрямителя видна на рисунке. Диод Д положительным выводом присоединяют или припаивают к клемме А, а отрицательным - к клемме В. К точкам А, С подводят переменное напряжение, а к точкам В, С подключают нагрузку, рассчитанную на мощность данного выпрямителя. Марку диодов выбирают в зависимости от протекающего через них тока.

Рис. 78. Монтировка выпрямителя на плате

Для изготовления выпрямителя по мостовой схеме требуется четыре диода, плата 70x50 мм, четыре клеммы или контактных винта. В плате сверлят четыре отверстия А, В, С, Е, диаметром 1,5 мм, под диоды и четыре отверстия, диаметром 4-5 мм, под клеммы или контакты. Отверстия располагают так, как показано на рисунке 79.

Выпрямитель собирают с обратной стороны платы (рис. 79) в определенной последовательности; в отверстие А вставляют положительные выводы, Д1 и Д4. В отверстие В - отрицательный вывод диода Д1 и положительный - Д2. В отверстие С - отрицательные выводы Д2, ДЗ. В отверстие Е - положительный вывод ДЗ и отрицательный Д4. Выводы попарно спаивают с обратной стороны и получают выпрямитель по мостовой схеме. Точки В, Е соединяют проводами при помощи пайки с клеммами 1, 2. На них подают сетевое напряжение. Точки А, С соединяют с клеммами 3, 4, к которым подключают нагрузку, питаемую постоянным током. Выпрямитель закрывают пластинкой из изоляционного материала.

В углах платы сверлят четыре отверстия, в которых крепят шпильки, длиной 30 мм (они придают устойчивое положение плате с выпрямителем). При прохождении больших токов для отвода теплоты диоды крепят на радиаторах. В качестве радиаторов используют металлические пластины. Для удобства и безопасности работы с выпрямителем его помещают в защитный кожух.

Для гальванопластических работ применяют выпрямители переменного тока. Наиболее простым выпрямителем является содово-алюминиевый. Непрерывный постоянный ток получается тогда, когда несколько содово-алюминиевых выпрямителей соединяют в одну батарею (схема Грэца, рис. 80). Ее размещают в небольшом ящике, разделенном на четыре части - гнезда. В каждое гнездо ставят выпрямитель. Он состоит из небольшой банки емкостью 100-150 мл, закрывающейся крышкой. К крышке присоединяют две клеммы, одной из них закрепляют железный стержень, другой - алюминиевый. После этого в банку наливают 8-процентный раствор питьевой соды или 10-процентный раствор карбоната аммония, который служит электролитом в этом виде выпрямителя тока.

Рис. 80. Электролитический выпрямитель

Для уменьшения разогревания электролита 4/5 длины алюминиевого стержня покрывают резиновой трубкой. Нижнюю часть стержня оставляют оголенной, тогда разогревание будет происходить только внизу, уменьшая температуру раствора.

Выпрямители соединяют по схеме, как показано на рисунке. К клемме 1 подводят провода от двух алюминиевых стержней; к клемме 3 - провода от двух железных стержней; к клеммам 2, 4 - провода от железного и алюминиевого стержней; провода, отходящие от клемм 1 и 3, прикрепляют к прибору, для работы которого требуется постоянный ток. Провода, отходящие от клемм 2 и 4, подводят к осветительной сети.

Если ограничиться одним содово-алюминиевым выпрямителем, то получается прерывистый ток.