Doğrultucu Nasıl Çalışır?

Elektrik hatlarının farklı amaçlar için uzun mesafeler boyunca elektrik akımlarını nasıl gönderdiğini merak edebilirsiniz. Ve farklı elektrik "türleri" vardır. Elektrikli demiryolu sistemlerine güç sağlayan elektrik, telefon ve televizyon gibi ev aletleri için uygun olmayabilir. Doğrultucular, bu farklı elektrik türleri arasında dönüşüm yaparak yardımcı olur.

Doğrultucular, alternatif akımdan (AC) doğru akıma (DC) dönüştürmenizi sağlar. AC, DC tek bir yönde akarken, düzenli aralıklarla ileri ve geri akış arasında geçiş yapan akımdır. Genellikle bir köprü doğrultucu veya bir doğrultucu diyot kullanırlar.

Tüm redresörler kullanırP-N bağlantıların-tipi yarı iletkenler ile p-tipi yarı iletkenlerin oluşumundan elektrik akımının sadece tek bir yönde akmasına izin veren yarı iletken cihazlar. "p" tarafında fazla boşluk vardır (elektronların olmadığı yerler), bu nedenle pozitif yüklüdür. "n" tarafı, dış kabuklarındaki elektronlarla negatif olarak yüklenmiştir.

Bu teknolojiye sahip birçok devre, bir

Yarı iletkenler, galyum veya galyum gibi metallerden yapıldıkları için akımın akmasına izin veren malzemelerdir. kontrol aracı olarak fosfor gibi malzemelerle kirlenmiş silikon gibi metaloidler akım. Çok çeşitli akımlar için farklı uygulamalar için bir köprü doğrultucu kullanabilirsiniz.

Köprü doğrultucular ayrıca diğer doğrultuculardan daha fazla voltaj ve güç çıkışı avantajına sahiptir. Bu avantajlara rağmen, köprü doğrultucular, diğer doğrultuculara kıyasla ekstra diyotlarla dört diyot kullanmak zorunda kalmaktan muzdariptir ve bu da çıkış voltajını azaltan bir voltaj düşüşüne neden olur.

Bilim adamları ve mühendisler, diyotlar oluştururken genellikle silikonu germanyumdan daha sık kullanırlar. Silikon p-n bağlantıları, germanyum olanlardan daha yüksek sıcaklıklarda daha etkili çalışır. Silikon yarı iletkenler, elektrik akımının daha kolay akmasını sağlar ve daha düşük maliyetlerle oluşturulabilir.

Bu diyotlar, AC'yi DC'ye bir tür elektrikli "anahtar" olarak dönüştürmek için p-n bağlantısından yararlanır. p-n bağlantısına bağlı olarak akımın ileri veya geri yönde akmasına izin verir yön. İleri taraflı diyotlar, ters taraflı diyotlar onu bloke ederken akımın akmaya devam etmesine izin verir. Bu, silikon diyotların yaklaşık 0,7 voltluk bir ileri voltaja sahip olmasına neden olur, böylece akımın yalnızca volttan fazla olması durumunda akmasına izin verirler. Germanyum diyotlar için ileri voltaj 0,3 volttur.

Bir devrede oksitlenmenin meydana geldiği bir pilin, elektrotun veya başka bir voltaj kaynağının anot terminali, p-n bağlantısını oluştururken delikleri bir diyotun katoduna besler. Buna karşılık, bir voltaj kaynağının katodu, indirgemenin meydana geldiği, diyotun anotuna gönderilen elektronları sağlar.

nasıl olduğunu öğrenebilirsinyarım dalga doğrultucularnasıl çalıştıklarını anlamak için devrelere bağlanır. Yarım dalga doğrultucular, giriş AC dalgasının pozitif veya negatif yarım döngüsüne bağlı olarak ileri taraflı ve ters taraflı olmak arasında geçiş yapar. Bu sinyali, dirençten geçen akım voltajla orantılı olacak şekilde bir yük direncine gönderir. Bu, voltajı temsil eden Ohm Yasası nedeniyle olur.Vakımın ürünü olarakbenve direnç$içinde

Besleme gerilimi olarak yük direnci üzerindeki gerilimi ölçebilirsiniz.V_s, çıkış DC voltajına eşittirV_dışarı. Bu voltajla ilişkili direnç, devrenin kendisinin diyotuna da bağlıdır. Ardından, doğrultucu devresi, giriş AC sinyalinin negatif yarım döngüsünü aldığı ters taraflı olmaya geçer. Bu durumda diyottan veya devreden akım geçmez ve çıkış voltajı 0'a düşer. Bu durumda çıkış akımı tek yönlüdür.

•••Seyit Hüseyin Ather

Tam dalga doğrultucular, aksine, giriş AC sinyalinin tüm döngüsünü (pozitif ve negatif yarım döngülerle) kullanır. Bir tam dalga doğrultucu devresindeki dört diyot, AC sinyal girişi pozitif olduğunda akımın diyot üzerinden akacağı şekilde düzenlenmiştir.D₁yük direncine ve AC kaynağına geriD₂. AC sinyali negatif olduğunda, akımD₃-yük-D₄yerine yol. Yük direnci ayrıca tam dalga doğrultucudan DC voltajı verir.

Tam dalga doğrultucunun ortalama voltaj değeri, yarım dalga doğrultucununkinin iki katıdır vekök ortalama kare voltaj, bir tam dalga doğrultucunun AC voltajını ölçmek için bir yöntem, bir yarım dalga doğrultucunun √2 katıdır.

Evinizdeki elektronik cihazların çoğu AC kullanır, ancak dizüstü bilgisayarlar gibi bazı cihazlar kullanmadan önce bu akımı DC'ye dönüştürür. Çoğu dizüstü bilgisayar, çıkış DC voltajının adaptörün boyutu, maliyeti ve ağırlığı için daha fazla güç sağlayan bir tür Anahtarlamalı Mod Güç Kaynağı (SMPS) kullanır.

SMPS, darbe genişliği modülasyonunu (bir elektrik sinyalinin gücünü azaltma yöntemi), voltajı ve akımı kontrol eden bir doğrultucu, osilatör ve filtre kullanarak çalışır. Osilatör, akımın genliğini ve aktığı yönü belirleyebileceğiniz bir AC sinyal kaynağıdır. Dizüstü bilgisayarın AC adaptörü daha sonra bunu AC güç kaynağına bağlanmak için kullanır ve yüksek AC voltajını, şarj sırasında kendi kendine güç sağlamak için kullanabileceği bir form olan düşük DC voltajına dönüştürür.

Bazı doğrultucu sistemleri ayrıca zamanla değişen bir voltaj yerine sabit bir voltaj vermelerini sağlayan bir yumuşatma devresi veya kapasitör kullanır. Düzleştirici kapasitörlerin elektrolitik kondansatörü, 10 ila binlerce mikrofarad (µF) arasında kapasitans elde edebilir. Daha büyük giriş voltajı için daha fazla kapasitans gereklidir.

Diğer doğrultucular, voltaj olarak bilinen dört katmanlı yarı iletkenleri kullanarak voltajı değiştiren transformatörlerden yararlanır.tristörlerdiyotların yanında. birSilikon kontrollü doğrultucuBir tristör için başka bir isim olan, birbiri üzerine yerleştirilmiş iki p-n bağlantısı oluşturmak için bir kapı ve dört katmanı ile ayrılmış bir katot ve bir anot kullanır.

Doğrultucu sistem türleri, voltaj veya akımı değiştirmeniz gereken uygulamalar arasında farklılık gösterir. Daha önce tartışılan uygulamalara ek olarak, redresörler lehimleme ekipmanında, elektrik kaynağında, AM radyo sinyallerinde, puls üreteçlerinde, voltaj çoğaltıcılarında ve güç kaynağı devrelerinde kullanım bulur.

Elektrik devrelerinin parçalarını birbirine bağlamak için kullanılan havyalar, AC girişinin tek bir yönü için yarım dalga doğrultucular kullanır. Köprü doğrultucu devrelerini kullanan elektrik kaynak teknikleri, besleme kararlı, polarize DC voltajı sağlamak için ideal adaylardır.

Genliği modüle eden AM radyo, elektrik sinyali girişindeki değişiklikleri algılamak için yarım dalga doğrultucuları kullanabilir. Dijital devreler için dikdörtgen darbeler üreten darbe üreten devreler, giriş sinyalini değiştirmek için yarım dalga doğrultucuları kullanır.

Güç kaynağı devrelerindeki doğrultucular, AC'yi farklı güç kaynaklarından DC'ye dönüştürür. DC, ev elektriği ve elektronik cihazlar için AC'ye dönüştürülmeden önce genellikle uzun mesafeler boyunca gönderildiğinden bu yararlıdır. Bu teknolojiler, voltajdaki değişikliği kaldırabilen köprü doğrultucudan büyük ölçüde yararlanır.