Usměrňovač

Střídavé napětí lze získávat snadněji než napětí stejnosměrné. Proto je nutné znát princip, jak napětí střídavé „převedeme“ na napětí stejnosměrné. K tomu lze využít z polovodičových součástek nejlépe diodu. Procházející proud je totiž závislý na polaritě napětí na diodě. Diodou prochází proud jen tehdy, když je anoda A diody připojena ke kladnému pólu zdroje napětí (tzv. propustný směr). Při opačné polaritě má dioda velký odpor a prochází jí jen nepatrný proud.

Proud procházejí diodou v závěrném směru je tak malý, že je možné ho vzhledem k proudu procházejícímu diodou v propustném směru zanedbat.

Připojíme-li diodu do obvodu střídavého proudu, pracuje jako „elektrický ventil“: prochází jí proud jen v kladných půlperiodách vstupního střídavého napětí, kdežto v záporných půlperiodách napětí obvodem proud neprochází. Výstupní napětí na pracovním rezistoru je stejnosměrné a pulsující (tepavé). Nastalo usměrnění střídavého napětí, přičemž se ale využívá jen jedna polovina periody střídavého napětí. Dioda pracuje jako jednocestný usměrňovač a obvodem prochází stejnosměrný proud (viz obr. 221).

Pro praktické použití usměrňovače je důležité omezit pulsaci výstupního napětí. Toho lze dosáhnout pomocí kondenzátoru o kapacitě C, který připojíme paralelně k výstupu usměrňovače (na obr. 221 čárkovaně). V kladných půlperiodách se kondenzátor nabíjí, v záporných půlperiodách se přes rezistor vybíjí. Kondenzátorem se pulsace zčásti vyhladí.

Vyhlazení je tím účinnější, čím větší je kapacita C kondenzátoru a odpor rezistoru. Pro (usměrňovač naprázdno), má usměrněné napětí hodnotu odpovídající amplitudě střídavého napětí.

Obr. 221

U jednocestného usměrňovače není využita jedna polovina usměrňovaného napětí. Proto se v technické praxi používá usměrňovač se čtyřmi diodami v tzv. Graetzově zapojení (obr. 222). Dvojicemi diod a , a střídavě prochází proud a výstupní napětí pulsuje s dvojnásobnou frekvencí. K dokonalému usměrnění pulsujícího napětí se používají složitější filtry s kondenzátory o velké kapacitě a s rezistory resp. tlumivkami (na obr. 222 orámováno).

Obr. 222

Usměrňovače jsou funkční částí mnoha elektronických přístrojů, které jsou napájeny z elektrické sítě. Diody se dále uplatňují v měřících přístrojích, k detekci signálů v rozhlasových přijímačích, …