Spannungen am Einweggleichrichter

Berechnung der Effektivspannung und Mittelspannung einer Einweggleichrichtung

Einweggleichrichtung berechnen

Eingangsspannung

Geben Sie entweder die Effektivspannung oder die Spitzenspannung der Wechselspannung ein. Die Dioden-Flussspannung wird automatisch berücksichtigt.

V
V
Ergebnisse
Eingangswerte
Eingang Ueff:
Eingang USpitze:
Ausgangswerte
Hinter d. Diode U₂:
Ausgang Umittel:
Ausgang Ueff:

Spannungsdiagramm

Spannungsvergleich
Schaltungstyp

Einweggleichrichter (Half-Wave Rectifier)

  • Nur positive Halbwellen passieren die Diode
  • Einfachste Form der Gleichrichtung
  • Hohe Welligkeit der Ausgangsspannung
Einweggleichrichter Schaltbild

Schaltbild: Einweggleichrichter

Theorie des Einweggleichrichters

Funktionsprinzip

Der Einweggleichrichter ist die einfachste Art einer Gleichrichtung. Der Lastwiderstand übernimmt hier die Aufgabe des Vorwiderstandes. Am Lastwiderstand kommen nur die positiven Halbwellen der Eingangsspannung an, die negativen werden von der Diode „weggeschnitten". Man nennt so eine Spannung auch pulsierende Gleichspannung.

Charakteristische Eigenschaften
  • Große Welligkeit: Nur jede zweite Halbwelle wird übertragen
  • Schlechte Transformator-Ausnutzung: Nur 50% der verfügbaren Energie wird genutzt
  • Einfacher Aufbau: Kann auch ohne Transformator betrieben werden
  • Niedrige Kosten: Nur eine Diode erforderlich
Spannungsbeziehungen
Ausgangsspannung nach Diode:
\[U_2 = U_S - U_D\]

Spitzenspannung minus Dioden-Flussspannung

Gleichspannungsanteil (Mittelwert):
\[U_G = \frac{U_2}{\pi}\]

Etwa 31,8% der Spitzenspannung

Effektivwert:
\[U_{eff} = \frac{U_2}{2}\]

50% der Spitzenspannung

Formfaktor:
\[F = \frac{U_{eff}}{U_G} = \frac{\pi}{2} ≈ 1{,}57\]

Verhältnis von Effektiv- zu Mittelwert

Nachteile
  • Hohe Welligkeit (100% bei reiner Last)
  • Schlechte Transformator-Ausnutzung
  • Hoher Oberwellengehalt
  • Niedrige Ausgangsspannung
Vorteile
  • Einfachster Aufbau
  • Niedrige Kosten
  • Wenige Bauteile
  • Kann ohne Trafo betrieben werden
Typische Anwendungen
  • Einfache Netzteile
  • Batterieladegeräte
  • DC-Motoren mit geringen Anforderungen
  • Messgeräte
Eingangsspannung (Wechselspannung)
Eingangsspannung

Sinusförmige Wechselspannung am Eingang

Ausgangsspannung (gleichgerichtet)
Ausgangsspannung

Pulsierende Gleichspannung am Ausgang

Symbolverzeichnis
UGGleichspannungsanteil (Mittelwert) [V]
UeffEffektivwert der Ausgangsspannung [V]
USEingangsspitzenspannung [V]
U₂Ausgangsspitzenspannung nach Diode [V]
UDDioden-Flussspannung (typ. 0,7V) [V]
πKreiszahl Pi ≈ 3,14159

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