6.6). Рис. 6.6 Источник питания, в котором используется накопительный конденсатор При условии отсутствия тока в нагрузке
(при холостом ходе) конденсатор зарядится до напряжения, равного полному амплитудному значению переменного напряжения, имеющегося
на выходных клеммах вторичной обмотки трансформатора, то есть значения (Vsec * √2) Величина заряда на конденсаторе
в течение каждого периода изменения напряжения будет пропорциональна выходному напряжению трансформатора, причем, в момент
прохождения напряжения через максимальное значение заряд на конденсаторе достигает своего максимального значения. Напряжение
на выходе трансформатора затем снижается достаточно быстро, а при достижении нулевого амплитудного значения выпрямительные
диоды перестают проводить ток. Ток в нагрузке при этом обеспечивается за счет накопленного заряда в конденсаторе, который
разряжается, при резистивной нагрузке напряжение на нем снижается по
экспоненциально-
му закону до тех пор, пока
напряжение на выходе трансформатора вновь не возрастет до значения, достаточного для заряда конденсатора. После этого цикл
заряда-разряда конденсатора повторяется (рис. 6.7). Рис. 6.7 Напряжение пульсаций, возникающее на накопительном конденсаторе
в течение его цикла заряда-разряда Хотя теоретически снижение напряжения на конденсаторе во время разряда происходит по
экспоненциально-
му закону, с достаточной для практических целей точностью можно
аппроксимироват-
ь экспоненту, по которой происходит
уменьшение напряжения, прямой линией. В случае, когда в качестве нагрузки используется последовательно включенный стабилизатор,
кривая снижения напряжения в
действительност-
и является прямой линией. Использование такого упрощения позволяет
легко рассчитать величину напряжения остаточных пульсаций. Заряд, накапливаемый на конденсаторе, определяется выражением:
Приравнивая правые части уравнений, можно написать: Из этого выражения определяется величина напряжения на конденсаторе:
Общая величина заряда, выраженная через величину тока I, протекающего за время t, можно выразить следующим образом: Данное
уравнение показывает изменение напряжения на конденсаторе, которое вызывается током I, протекающим через конденсатор в течение
времени t. Если частота переменного тока в сети питания равна 50 Гц, то время одного полупериода составит 0,01 с. Если принять
еще одно допущение, что ток протекает по конденсатору в течение всего полупериода, то тогда в приведенной формуле время t
= 0,01 с. После подстановки t получится очень полезное выражение для определения величины двойного амплитудного (то есть
пик-пикового) значения напряжения пульсаций: На первый взгляд может показаться, что
