Raddrizzatore a ponte a onda intera (JL): 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

introduzione

Questa pagina intrattabile ti guiderà attraverso tutti i passaggi necessari per costruire un raddrizzatore a ponte a onda intera. È utile per convertire la corrente alternata in corrente continua.

Parti (con link per l'acquisto)

(Le immagini delle parti sono incluse con l'ordine corrispondente)

Quattro diodi:

Un resistore da 1kΩ:

Un condensatore da 470μF:

Un tagliere:

Un kit di cavi:

Un trasformatore:

Il tipo di trasformatore fornito sopra ha un rapporto di spire di 115:6.3, che è leggermente diverso dal trasformatore 115:6 che ho usato. Tuttavia, questa differenza nella tensione di uscita non causerà un cambiamento importante nei risultati e non farà saltare i diodi né il resistore. Inoltre, praticamente tutti i principali tipi di diodi dovrebbero essere compatibili con questo progetto, ma assicurati di controllare che la tensione inversa ripetitiva di picco sia superiore all'uscita del trasformatore.

*Per le persone che vivono in paesi che utilizzano 220V AC

La tensione di uscita dal trasformatore raddoppierà, ma ciò non farebbe saltare i componenti se si ottengono i tipi corretti. Altrimenti, potresti raddoppiare la resistenza sul resistore o utilizzare un trasformatore con un rapporto di spire vicino a 220:6.

Passaggio 1: circuito

È possibile utilizzare lo schema fornito nelle immagini (P1) come guida per costruire il circuito. Oppure potresti costruire il circuito usando le immagini del circuito che ho costruito su una breadboard (P2 e P3). Assicurati che il condensatore sia orientato in modo tale che la sua gamba lunga (gamba positiva) sia inserita nel foro superiore (foro G4 sulla mia breadboard). L'orientamento del resistore non ha importanza. Viene fornita un'immagine che indica il flusso di corrente in un diodo. Dai un'occhiata nelle immagini (P4). Il raddrizzatore a ponte a onda intera non funzionerà a meno che i diodi non siano nella giusta direzione. Nel mio layout, sono tutti orientati a destra, in modo da poter verificare rapidamente se ciascun diodo è nell'orientamento corretto.

Ecco un link a una simulazione interattiva di questo circuito:

Speriamo che la simulazione interattiva ti aiuti a capire come funziona questo circuito.

*Ecco un collegamento alle istruzioni su come utilizzare una breadboard nel caso in cui non si abbia familiarità con essa.

Passaggio 2: (Facoltativo) Utilizzare un generatore di funzioni e un oscilloscopio per verificare

Prima di collegare il trasformatore, è possibile testare il raddrizzatore a ponte a onda intera collegandolo a un generatore di funzioni e osservare la forma d'onda della tensione di carico utilizzando un oscilloscopio.

1. Collegamento dell'oscilloscopio: la sonda deve essere collegata alla gamba destra del resistore e messa a terra collegando la sua sonda di terra alla gamba sinistra del resistore come mostrato nell'immagine.

2. L'immagine che ho fornito (P1) che mostra il modo in cui dovresti collegare l'apparato ha la breadboard ruotata di 90 gradi in senso orario. Assicurarsi che tutto sia collegato correttamente prima di accendere il generatore di funzioni.

3. Regolare il generatore di funzioni in modo che crei una forma d'onda sinusoidale con una tensione quadratica media di 6 V (se applicabile, è possibile verificarlo con un multimetro).

Assicurati che il filo positivo entri nella barra di alimentazione rossa della breadboard (dove c'è una linea rossa) e che il filo di terra (negativo) entri nella barra di alimentazione blu (dove c'è una linea blu).

Se la forma d'onda che osservi è identica a quella che ho fornito (P2), procedi al passaggio successivo.

Suggerimenti per la risoluzione dei problemi:

1. Se la forma d'onda sull'oscilloscopio non sembra essere la stessa della mia, prova a ridimensionare i suoi assi verticale e orizzontale.
2. Assicurarsi che nessuno dei fili si tocchi l'un l'altro quando si effettuano le misurazioni.
3. Se non ci sono letture di tensione, prova a ricollegare i componenti e la breadboard in quanto potrebbe essere che tu abbia un circuito che non si apre
4. Link a una guida su come utilizzare un oscilloscopio:
5. Link a una guida su come utilizzare un generatore di funzioni:

Passaggio 3: collega la breadboard al trasformatore

Collegare il trasformatore e l'oscilloscopio con le istruzioni nella sezione precedente facendo riferimento alle immagini fornite in questa sezione. Notare che quando si collega la breadboard al trasformatore, i lati positivo/negativo non contano poiché la corrente è alternata. Il modo in cui colleghi la breadboard all'oscilloscopio rimane lo stesso.

Passaggio 4: risultati dall'oscilloscopio

La tensione ai capi della resistenza (tensione di carico) dovrebbe variare tra 5V e 6V, con un periodo di 8,33 ms.

Perché il periodo è 8,33 ms?

La frequenza della forma d'onda dovrebbe essere il doppio della frequenza dell'alimentatore, che ha una frequenza di 60 Hz. Il motivo è che il raddrizzatore a ponte a onda intera senza il condensatore assume sostanzialmente il valore assoluto della forma d'onda sinusoidale originale, quindi la forma d'onda si ripete ogni metà del periodo. Quindi la frequenza raddoppia e il periodo si dimezza. 1/(2*60)=0,00833s=8,33ms.

Passaggio 5: spiegazione del circuito

In questo circuito, una tensione CA di 120 V da picco a picco viene convertita in 6 V con un trasformatore. Quindi ora abbiamo effettivamente un alimentatore CA da 6 V. I 4 diodi sono disposti in modo tale che anche se la corrente in ingresso viaggia in entrambe le direzioni avanti e indietro, la corrente in uscita dal gruppo di diodi viaggia solo in una direzione, ma la tensione non è costante perché la tensione in ingresso è sinusoidale (ciò significa che oscilla come un'onda seno o coseno). La tensione di uscita rispetto al tempo quando non è collegato alcun condensatore assomiglia a P2 (asse t non in scala).

I diodi possono farlo perché consentono alla corrente di fluire solo in una direzione (nella maggior parte dei casi).

Il condensatore serve per immagazzinare energia elettrica e rilasciarla quando la corrente a valle è bassa. Questa proprietà del condensatore è adatta per livellare la tensione di uscita.

Puoi dare un'occhiata alla simulazione interattiva per una rappresentazione più visiva di come scorre la corrente: