Так как магнитный поток сердечника дросселя пропорционален току, протекающему в его обмотке, то при слишком высоких значениях
тока сердечник насыщается и его индуктивность падает почти до нуля. Так как в выходном напряжении выпрямителя можно выделить
составляющую постоянного тока и составляющие высших гармоник (переменные составляющие), то в величине номинального тока дросселя
необходимо учитывать все эти составляющие. Составляющая постоянного тока представляет собой просто ток нагрузки, однако переменная
составляющая требует более внимательного анализа. Так как в схеме после дросселя включен конденсатор, представляющий короткое
замыкание по переменной составляющей, то собственно переменная составляющая выходного напряжения выпрямителя падает только
на реактивном сопротивлении дросселя при протекании переменного тока. Если известна величина переменного напряжения на дросселе,
то можно рассчитать величину тока. Как уже указывалось ранее, основную роль в переменной составляющей играет вторая гармоника
(как самая интенсивная из существующих), поэтому вычисления могут быть упрощены, если при расчетах учитывать только эту составляющую.
Мгновенное значение переменного напряжения на дросселе выражается: в котором f представляет частоту второй гармоники напряжения
питания сети. Реактивное сопротивление дросселя определяется выражением: Если теперь воспользоваться законом Ома, то мгновенное
значение тока, протекающего через дроссель, составит: Так как представляет интерес максимальное значение тока, то член cos(2πft),
входящий в выражение для мгновенного значения тока, будет иметь максимальное значение, равное единице, поэтому выражение
может быть несколько упрощено: Ранее было высказано утверждение, что основной вклад в переменную составляющую дает вторая
гармоника, однако это утверждение требует уточнения. Если вернуться к разложению
двухполупериодн-
ой
последовательно-
сти в ряде Фурье, то видно, что вклад четвертой гармоники составляет 20% относительно напряжения второй гармоники (0,12/0,6).
Так как с увеличением частоты индуктивное сопротивление дросселя (для четвертой гармоники) возрастет вдвое, то величина тока
на четвертой гармоники в дросселе снизится в два раза. Таким образом, доля тока четвертой гармоники относительно величины
тока второй гармоники составит только 10%. Поэтому использованное допущение оказывается вполне справедливым,